聚/表二元复合驱后提高采收率实验研究

摘      要：聚/表二元复合驱技术在油田中的应用逐渐普及，如何进一步提高二元复合驱后采收程度成为亟待探究的内容。通过室内实验表明二元复合驱后剩余油依然达到40%以上，剩余油主要附存在驱替剂未波及的岩体内。通过继续注入驱替剂扩大波及体积以及封堵过水通道达到开采剩余油的目的，同时也探究了油井停止生产后油水重新分布对后采收程度的影响。实验结果表明采收程度在二元复合驱的基础上注入不同驱替剂能进一步提高1.4%～5.6%，二元复合驱后采收程度主要受到聚合物的浓度、聚合物注入量影响，二元复合驱后是否静置一段时间对采收程度影响较小。

关  键  词：二元复合驱;油水重新分布;表面活性剂;剩余油

中图分类号：TE327       文献标识码： A       文章编号：1671-0460（2020）07-1388-04

Experimental Study on Enhanced Oil Recovery by

Polymer and Surfactant Binary Composite Flooding

ZHOU Jiu-mu

（School of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing Heilongjiang 163318， China）

Abstract： The application of binary combination flooding technology in oilfield is gradually popularized. How to further improve the recovery degree after binary combination flooding has become an urgent topic to be explored. The indoor experiments showed that residual oil after binary combination flooding was still above 40%， remaining oil mainly existed in the rock mass where was not swept by the displacement agent. In this experiment， the remaining oil was recovered by continuing to enlarge sweep volume and inject displacement agent to plug water channel， the effect of new oil-water distribution after the well shutdown on the recovery of reproduction was explored. The experimental results showed that the recovery degree was further improved by 1.4%～5.6% by injecting different displacement agents on the basis of binary composite flooding. The recovery degree after binary combination flooding was mainly affected by the polymer concentration and polymer injection amount， and the well shutdown time after the binary combination flooding had little influence on the recovery degree.

Key words： Binary combination flooding; Redistribution of oil and water; Surfactant; Remaining oil

三元復合驱能大幅度提高东部老油田的采收程度，但是也带来了诸多问题：伤害储层、井筒结垢、油水乳化严重等。为了克服这些问题聚/表二元复合驱被人们广泛应用。陈阳^[1]认为聚/表二元驱是进一步提高采收率的方法，并能有效提高驱油效果。唐佳斌^[2]等研究发现聚合物/表面活性剂二元体系应用在大庆油田上获得了较好的驱油效果。它与三元复合驱^[3-4]相比，具有减小对地层伤害等优势。但是单一的二元驱后，剩余油量依旧很高^[5，6]且对于大部分老油田一旦聚/表二元复合驱结束，剩余油如何继续开采，到目前为止还没有成熟的技术。卿华等人研究了强碱三元复合驱后提高采收率的影响因素，通过实验发现注入高浓度聚合物对三元复合驱后提高采收率有很好的效果。卿华^[7]认为影响三元复合驱后采收程度主要因素在于扩大波及体积。二元复合驱过后，后续水驱造成的水相高速通道使得低黏度的驱替剂无法接触到剩余油，高浓度高黏度聚合物溶液能够有效封堵水相高速通道，为扩大波及体积提供了先决条件。笔者通过室内实验探究了影响后采收程度的相关因素，进行了7组室内驱替实验。

1  聚/表二元复合驱后提高采收率实验流程

1.1  实验仪器及材料

1.1.1  实验仪器

岩心夹持器（4.5 cm×4.5 cm×30 cm）;抽真空泵;手摇泵;中间容器;搅拌器;DV-Ⅱ型布氏黏度仪见图1，可测试聚合物视黏度。使用“0”号转子（0～100 mPa·s），其中转速为6 r·min^-1; ISCO驱替泵、恒温箱见图2。

1.1.2  實验材料

2 000万分子量聚合物;阴离子表面活性剂;模拟地层水的矿化度为6 778 mg·L^-1;模拟地层原油;人造岩心详见表1，实验材料黏度详见表2。

1.2  聚/表二元复合段塞后提高采收率室内实验过程

1.2.1  二元复合驱实验过程

1）将岩心称干重然后放入岩心夹持器中抽真空24 h;

2）使用手摇泵将地层水饱和进岩心，等手摇泵压力保持不变时取出岩心进行称重并计算得到孔隙体积;

3）再次将岩心装入夹持器内，利用ISCO泵测试人造岩心的水测渗透率，根据达西定律得到水测渗透率的数值;

4）连接管线进行饱和油实验，以0.1 mL·min^-1恒定速率进行饱和，待出口端见油后将恒温箱调温至45 ℃，并将注入速率调至0.3 mL·min^-1等测得的含油饱和度达到70%以上时将其放置在45 ℃条件下放置24 h进行熟化过程;

5）熟化结束后控制ISCO驱替泵以0.3 mL·min^-1的注入速度进行前期水驱实验;

6）待含水率达到98%后注入0.5PV二元溶液驱（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性剂），二元溶液注入量以出口端出液量为准;

7）二元驱完毕后继续水驱至含水率98%;

8）实验每隔30 min记录一次。二元复合驱油实验作为前期准备实验，根据二元复合驱后提高采收率实验方案设计，一共进行了7次聚/表二元复合驱油实验，这7次实验在最大程度上保障了实验条件的一致性，为后采收程度实验提供了客观的理论支持。

1.2.2  二元复合驱后提高采收率实验过程

二元复合驱实验结束之后继续进行下列7组方案实验：

1）继续注入0.2PV浓度为1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驱直至阶段含水率达到98%。

2）继续注入0.2PV浓度为2 000 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驱直至阶段含水率达到98%。每隔30 min记录一次采收程度。

3）静置24 h后再注入0.2PV浓度为1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驱直至阶段含水率达到98%。每隔30 min记录一次采收程度。

4）继续注入0.4PV浓度为1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驱直至阶段含水率达到98%。每隔30 min记录一次采收程度。

5）继续注入0.2PV浓度为2 500 mg·L^-1表面活性剂溶液，然后水驱直至阶段含水率达到98%。每隔30 min记录一次采收程度。

6）继续注入0.2PV浓度为3 500 mg·L^-1表面活性剂溶液，然后水驱直至阶段含水率达到98%。每隔30 min记录一次采收程度。

7）继续注入0.2PV二元溶液驱（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性剂），然后水驱直至阶段含水率达到98%。每隔30 min记录一次采收程度。

2  实验结果及分析

2.1  全过程采收率实验结果分析

整个实验过程为：水驱+（二元复合驱：二元驱+聚驱）+水驱+（后提高采收率驱替剂）驱+水驱，实验结果如图3所示，在后采收率实验之前采收程度基本一致，随着注入不同后采收率驱替剂，7种实验方案的采收程度出现明显的变化。

2.2  聚/表二元复合驱阶段实验结果分析

二元复合驱采收程度如表3所示。

7次实验化学驱阶段采收程度都在17%左右，说明相同的实验条件下二元复合驱油有一致的驱油效果，笔者尽量保持了实验条件相同，为研究二元驱后采收程度实验提供了实验基础。二元复合驱油结束后剩余油饱和度基本一致，保证了后续驱油实验的客观性。

2.3  聚/表二元复合驱后提高采率实验阶段结果分析

二元复合驱油实验结束后进行上述7种后提高采率驱油实验，实验结果如图4和表4所示，图4是二元复合驱后采收程度随注入量关系曲线，表4为7种方案最终采收程度。

2.3.1  静置时间对后采收程度的影响

方案1与方案3除静置时间不同外其他实验条件保持了一致。从表4中发现，相比二元复合驱结束后直接注入聚合物，静置24 h采收程度提高了0.46%。图4中可以发现后聚驱部分，方案3初始时间的采出程度高于方案1，这是因为二元复合驱后静置24 h，油水重新分布，再次注入聚合物时能够进一步采出剩余油，从而提高采收程度^[8]。从图4中发现，方案1与方案3后采收率实验注入驱替剂PV基本一致，结合后采收率结果，两者都说明了静置时间对后采收程度的影响很小。相较于直接聚驱，静置一段时间所起到的作用很小，这主要是因为虽然短时间内水相高速通道因重力作用“闭合”但时间过短重力所起到的作用很小，因而提高采收程度相较于直接注入提升的不大。

2.3.2  聚合物浓度对后采收程度的影响

方案1与方案2除聚合物浓度不同外其他条件一致，从表4中发现，方案2采收程度高出方案1达1.28%，相较于其它因素的影响，聚合物浓度对后采收率影响较大，这是因为随着聚合物浓度的增加，黏度从1 500 mg·L^-1的10.5 mPa·s增加到

2 000 mg·L^-1的15 mPa·s，黏度增加了1/3，随着黏度的增加，聚合物高分子能够将更多的剩余油从岩石孔隙中“携带出来”。同时黏度更高的聚合物溶液在岩心中形成的聚合物“墻”强度“更大”，不易被后续水驱突破，从而排除更多剩余油。同时高浓度的聚合物溶液能够有效封堵水相高速通道，能够起到扩大波及体积作用，从而将死油区部分的剩余油得到动用提高了采收程度。

2.3.3  表面活性剂浓度对后采收程度的影响

方案5与方案6除表面活性剂浓度不同外其他条件一致。从表4中可得知，方案5与方案6采收程度相较于其它实验方案较低。这是因为二元复合驱之后岩心内部以及形成水相高速通道，由于表面活性剂黏度很低，这些表面活性剂随之排除岩心并未起到扩大波及体积作用，而且在较高黏度的二元溶液中表面活性剂对扩大波及体积上已经起到很大作用，后续再次注入表面活性剂时能够起到的作用很小，因此无论是2 500 mg·L^-1浓度还是

3 500 mg·L^-1的表面活性剂溶液后采收程度都很低。但表面活性剂浓度也会影响驱油效果，由表4可知2 500 mg·L^-1表面活性剂采收程度为1.43%，

3 500 mg·L^-1的表面活性剂为2.26%，高浓度表面活性剂可以更大程度的扩大波及体积从而提高剩余油采收程度。

2.3.4  聚合物溶液不同注入量对后采收程度的影响

方案1与方案4使用浓度相同的聚合物溶液，方案1注入量为0.2PV，方案4注入量为0.4PV，其余实验条件一致。从表4中可得大注入量方案的采收程度要高出2.09%，随着二元复合驱实验结束，岩心内部出现水相高速通道，虽二元复合驱结束后剩余油饱和度依然高达40%以上，但正是因为水相高速通道的存在使得后续水驱不再发挥作用，更多注入量的聚合物溶液能够有效封堵水相高速通道，所以在相同浓度条件下，随着聚合物注入量的增加会对岩心中更多的剩余油有一个较长时间的拖拽作用，从而将之前未被驱出的油顺利排出。

2.3.5  二元溶液对后采收程度的影响

方案6采用注入0.2PV二元溶液（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性剂），表4可知此方案收程度为4.32%，优于同一浓度的单一注入聚合物、表面活性剂溶液的采收程度。这是因为二元溶液在油水重新分布之后再次发挥增黏以及扩大波及体积的作用，高黏度的聚合物使得表面活性剂能更好地波及到剩余油部分，波及到的剩余油再次被聚合物携带排除，从而起到了更好的驱替效果。

3  结论

1）油田经过二元复合驱后剩余油量依然很高，通过室内实验发现利用相关驱替剂可以继续采出剩余油。通过实验结果发现影响聚/表二元复合驱后采收程度的影响因素主要为聚合物黏度、聚合物注入量。

2）经过前期二元复合驱再次进行驱替开发驱替剂黏度尤为重要，二元复合驱过后，储层已经形成水相通道，高黏度聚合物能够将通道进行封堵从而提高采收率。

3）二元复合驱后静置一段时间相当于现场关井状态，通过实验发现静置时间没有起到很好的效果。

4）实验结果表明后驱注入到0.4PV聚合物，后采收程度也仅为5.6%，在实际生产过程中提高采收程度会更低，但通过本实验发现，对于经过多次开发的老油田，封堵水相高速通道是其能够继续采油的关键因素。

参考文献：

[1]陈阳.聚/表二元体系注入时机对驱油效果影响研究[J].当代化工，2017，46（01）：37-38.

[2]唐佳斌，杨双春，张亮.聚合物/表面活性剂二元复合体系特性评价[J].当代化工，2018，47（08）：1567-1569.

[3]王雨，陈权生，林莉莉，赵文强.二元驱后应用活性聚合物进一步提高原油采收率[J].油田化学，2014，31（03）：414-418.

[4]李孟涛，刘先贵，杨孝君.无碱二元复合体系驱油试验研究[J].石油钻采工艺，2004（05）：73-76.

[5]WANG B，WU T ， LI Y，et al.The effects of oil displacement agents on the stability of water produced from ASP （alkaline/surfactant/polymer） flooding[J].Colloids & Surfaces A Physicochemical & Engineering Aspects，2011，379（1-3）：121-126.

[6]DENG S，BAI R，CHEN J P ，et al.Effects of alkaline/surfactant/polymer on stability of oil droplets in produced water from ASP flooding[J]. Colloids & Surfaces A Physicochemical & Engineering Aspects， 2002， 211（2）：275-284.

[7]卿华，宋茹娥，杨海涛，李世勇，金玉宝，刘进祥.强碱三元复合驱后提高采收率影响因素[J].大庆石油地质与开发，2017，36（04）：106-111.

[8]李堪运. 海上油田二元复合驱配方研究[D].中国石油大学，2011.

收稿日期：2019-11-06

作者简介：周久穆（1994-），男，河北省唐山市人，硕士研究生，研究方向：油气田开发工程。E-mail：313161142@qq.com。