部分枝化粘彈性顆粒驅替效果室內研究

姬奧林

中國石化勝利油田分公司地質科學研究院 山東東營 257015

引言

目前，大量礦場試驗表明，以聚合物驅、復合驅為主的化學驅技術能大幅度提高油田的采收率[1]。其中，擴大波及體積和提高洗油效率是提高原油采收率的兩條途徑[2]。部分枝化粘彈性顆粒驅油體系（B-PPG）是勝利油田地質科學研究院針對勝利油田油藏特點研制出的一種新型的聚合物驅油劑，其內部的三維網狀結構能吸水膨脹成變形能力強的軟固體內核（粘彈性顆粒），高分子部分枝化鏈溶解于水中，形成具有增粘作用的水化層。該驅油體系同時具有聚合物和凝膠的雙重特性，本文通過室內一維填砂模型實驗研究該體系的流度控制能力和驅油效率。

一、實驗

1.實驗材料

B-PPG(≥99.0%)由勝利油田地質科學研究院提供。實驗所用原油為勝利油田孤島中一區Ng3脫水脫氣原油。實驗用水為勝利油田孤島中一區Ng3模擬注入水（礦化度為6666mg/L），按照表1加量配制。氯化鈣(CaCl2,≥96.0%,AR)，氯化鈉 (NaCl,≥99.5%,AR)，氯化鎂 (MgCl2·6H2O,≥98.0%,AR)，硫酸鈉 (Na2SO4,≥99.0%,AR)均從成都科龍化學試劑公司購買。實驗溫度為油藏平均溫度70℃。

表1 中一區Ng3模擬注入水配方

2.實驗儀器

微量泵：HBS-2000/20B1型，雙缸連續高壓恒速恒壓泵，最高工作壓力20MPa，最小排量0.01mL/min，最大排量50mL/min，江蘇海安縣石油科研儀器有限公司生產；壓力傳感器：量程為0～0.1MPa和0～5.0MPa各1支，精度為0.1%FS，成都市完井巖電實驗中心生產；室內一維填砂模型（長度25cm，直徑2.5cm）：江蘇海安縣石油科研儀器有限公司生產。

3.流度控制能力

①配制聚合物溶液：在50℃水浴中，用過濾后的模擬注入水配制濃度為2000mg/L，攪拌溶解成分，老化24h后。

②驅替實驗：飽和水，測出滲透率和孔隙度；注入B-PPG溶液至壓力穩定，計算阻力系數；后續水驅至壓力平穩，計算殘余阻力系數。

4.驅油效果

測定室內一維填砂模型的滲透率和孔隙度；巖心飽和水后飽和油，建立束縛水飽和度；水驅油至含水率為98%；注入2000mg/L的B-PPG（100目）溶液0.5PV；后續水驅至含水率為98%，計算提高的采收率。

二、結果與討論

1.流度控制能力

在三次采油中用聚合物類驅油劑時，適當控制油層內各流體帶的流度是個關鍵問題。增加驅替液的粘度或者降低其滲透率均可以得到有利的流度，從而提高采收率[3-5]。

阻力系數是度量驅替液相對流度大小的一個參數，預交聯顆粒溶液控制多孔介質中水相流度的能力可以通過阻力系數的大小來反映[6-7]。阻力系數的定義為：水的流度于聚合物溶液流度的比值。殘余阻力系數是反映聚合物永久性降低巖石滲透率能力的一個參數，其定義為：聚合物溶液通過多孔介質之前的鹽水滲透率與聚合物溶液通過多孔介質之后的鹽水滲透率的比值[8-10]。

（1）滲透率對流度控制能力的影響

滲透率對部分枝化粘彈性顆粒流度控制能力的影響結果見表2。由表2可知，100目的B-PPG溶液在不同滲透率的一維填砂模型中均能建立一定的的阻力系數，阻力系數隨著一維填砂模型滲透率的升高而降低，在滲透率為0.256μm2和1.385μm2的填砂模型中建立的阻力系數分別為73.2和63.7，具有良好的流度控制能力，而在滲透率為8.219μm2的填砂模型中，阻力系數也達到23.3。部分枝化粘彈性顆粒驅油體系在一維填砂模型中能建立一定的殘余阻力系數和殘余阻力系數，說明B-PPG溶液具有良好的流度控制能力。

表2 滲透率對部分枝化粘彈性顆粒流度控制能力的影響

（2）顆粒粒徑對流度控制能力的影響

表3 不同粒徑部分枝化粘彈性顆粒的流度控制能力

實驗通過三種不同粒徑的部分枝化粘彈性顆粒在相同滲透率的一維填砂模型中的流度控制能力研究，研究顆粒粒徑對驅油體系的流度控制能力的影響，實驗結果見表3。由實驗結果可知，在相同滲透率的條件下，三種不同粒徑的部分枝化粘彈性顆粒均能建立良好的流度控制能力。其中，粒徑越大（目數越小），建立的阻力系數越大。這是由于顆粒的粒徑越大，粘彈效應越明顯，因此建立的流動阻力越大[6]。此外，不同粒徑的部分枝化粘彈性顆粒均能建立一定的殘余阻力系數，粒徑越小（目數越大），建立的殘余阻力系數越大。這是由于顆粒越細，在多孔介質中的吸附、滯留越容易，但吸附、滯留能力仍然有限[7]。

2.驅油效率

為考察部分枝化粘彈性顆粒驅油體系的驅油效率即提高采收率，室內采用了一維填砂模型進行驅油物理模擬實驗。實驗結果見表4。由實驗結果可知，100目的枝化粘彈性顆粒在不同滲透率的多孔介質中均具有較高的提高采收率值，其中，在滲透率為0.230μm2和7.962μm2的多孔介質中，采收率均提高了近20個百分點。由此表明，枝化粘彈性顆粒在室內物模驅油實驗中具有良好的驅油效率。

表4100 目B-PPG在不同滲透率填砂模型中的驅油效率

結論

1.枝化粘彈性顆粒能在室內一維填砂模型中建立較高的阻力系數和殘余阻力系數，具有良好的流度控制能力。

2.滲透率越低，枝化粘彈性顆粒建立的阻力系數越高；顆粒粒徑越大，建立的流動阻力越大，但建立的殘余阻力系數越小。

3.枝化粘彈性顆粒在室內一維填砂模型中能將采收率提高近20個百分點，具有良好的驅油效率。

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