鄯善油田分子膜技術(shù)研究與應(yīng)用

陳文文，劉 富，李 樂，李柳逸

（長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢 430100）

鄯善油田位于吐哈盆地臺北凹陷鄯善弧形構(gòu)造帶，儲層巖性以灰色、灰白色中細、中粗砂巖為主，其次為含礫砂巖。儲層孔隙有原生孔、次生孔及微裂縫三種，主要為次生孔隙。儲層為低孔低滲及低孔特低滲儲層。平面及層間的非均質(zhì)性中等，層內(nèi)非均質(zhì)性較強。儲層具有中等水敏、速敏性，中等弱酸敏性，弱鹽敏性。鄯善油田自1991 年建成正式投產(chǎn)以來，已注水開采二十多年。目前油田進入高含水期開采階段，注水壓力不斷上升，水驅(qū)采收率下降，針對這一問題，本文提出采用分子膜技術(shù)改善該油田注水開發(fā)效果。

1 分子膜增注機理

分子膜劑自身沒有表面活性或者界面活性[1]，而是依靠膜劑分子的靜電相互作用為成膜動力，在呈負電性的巖石表面形成納米級超薄膜，同時改變儲層表面的性質(zhì)與原油的相互作用狀態(tài)，使得注入流體在沖刷孔隙過程中，通過滲吸機理啟動中小孔隙的殘余油，使原油易于剝落和流動被驅(qū)替出來，達到增產(chǎn)增注的目的。

2 分子膜增注技術(shù)研究

2.1 分子膜篩選

目前油田常用的分子膜有YMD、MD-1、MD-2 等類型，針對本文所研究區(qū)塊通過室內(nèi)巖心驅(qū)替實驗對其進行篩選。選取三組物性相似的人造巖心飽和煤油后進行水驅(qū)油實驗測定水驅(qū)油的采收率，后注入1 PV體積2 000 mg/L 的YMD、MD-1、MD-2 的溶液，24 h后再測定采收率，結(jié)果（見表1）。

由表1 可知，三塊巖心在水驅(qū)階段采收率相差不大，注入同濃度的不同分子膜劑1 PV 后，再次測定水驅(qū)采收率出現(xiàn)差異。從提高采收率程度上看，分子膜劑MD-2 提高采收率5.59 %，優(yōu)于YMD 和MD-1。所以三種分子膜劑中，MD-2 為篩選出的最優(yōu)分子膜劑。

2.2 分子膜注入濃度篩選

表1 不同分子膜劑在相同濃度下的驅(qū)替效果

表2 不同濃度MD-2 溶液對巖心采收率的影響

選取滲透率介于（200～225）×10-3μm2的8 塊人造巖芯，飽和煤油后用水驅(qū)替測定采收率，然后分別注入1 PV 濃度由低到高依次為200 mg/L、500 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L、1 300 mg/L、1 500 mg/L、1 800 mg/L、2 000 mg/L 的MD-2 溶液24 h 后再次測定采收率，實驗結(jié)果（見表2）。

由表2 看出，滲透率相近的人造巖心，在水驅(qū)階段采收率相差無幾，注入不同濃度的分子膜劑后，膜驅(qū)采收率出現(xiàn)明顯差異：膜驅(qū)采收率提高值隨注入濃度增長而增長，在濃度大于1 800 mg/L 的時候，提高采收率值增長平穩(wěn)，因此室內(nèi)實驗條件下分子膜最佳適宜為1 800 mg/L。結(jié)合油田現(xiàn)場施工情況，為了減小儲層內(nèi)地層水稀釋和近井地帶吸附等因素影響，決定選擇先注入2 000 mg/L 濃度的膜劑，然后調(diào)整為1 800 mg/L的注入濃度。

2.3 分子膜注入方式研究

在分子膜劑注入總量一定的情況下，分不同的注入方式，比較分子膜劑對滲透率大致相同的人造巖心組的驅(qū)替效率。巖心參數(shù)和實驗結(jié)果（見表3）。

表3 可知水驅(qū)后，在分子膜注入總量為1 500 mg/L×1 PV 的前提下，低濃度大段塞（250 mg/L×6 PV）注入方式的驅(qū)油效率增幅優(yōu)于高濃度小段塞（1 500 mg/L×1 PV）的注入方式；隨著膜劑注入PV 倍數(shù)的增加驅(qū)油效率緩慢增加（見表4）。

表4 比較了在注入總量都為1 500 mg/L×1 PV 前提下，定注入量階梯式濃度注入方式對分子膜驅(qū)提高采收率的影響。可以看出：高濃度前置段塞加低濃度后置段塞膜驅(qū)效果優(yōu)于低濃度前置段塞加高濃度后置段塞；膜驅(qū)效率隨著膜劑注入PV 倍數(shù)的增加而得到提高。

2.4 注入時機的影響

實驗設(shè)計5 組對比實驗，分別在水驅(qū)油含水60 %、70 %、80 %、90 %、100 %開始轉(zhuǎn)注最佳濃度為1 800 mg/L 的MD-2 分子膜劑，注入量1 PV 后，燜巖心24 h 后，分子膜驅(qū)至不出油，記錄產(chǎn)油量，計算分子膜驅(qū)提高采收率。實驗結(jié)果（見表5）。

表3 分子膜定注入量不同濃度驅(qū)油效率實驗結(jié)果

表4 分子膜定注入量階梯式濃度注入方式驅(qū)油效率實驗結(jié)果

表5 不同注入時機分子膜驅(qū)油效率數(shù)據(jù)表

由表5 可以看出，注入分子膜時機越早，膜驅(qū)提高采收率值越高。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 膜驅(qū)前鄯3-15 井情況

該井1992 年投產(chǎn)2002 年轉(zhuǎn)注，滲透率平均不到10 mD，孔隙度平均不到13 %，物性較差。自投產(chǎn)至今經(jīng)過多次酸化增產(chǎn)增注，雖均取得了一定的效果，但效果逐漸變差。到本次措施前，配注60 m3/d，實注8.6 m3/d。

3.2 現(xiàn)場施工工藝

3.2.1 工作液設(shè)計

（1）處理液A（30 m3）：10 %鹽酸+1 %緩蝕劑+1.5 %粘穩(wěn)劑+1 %鐵離子穩(wěn)定+0.5 %活性劑；

（2）處理液B（15 m3）：5 %YL-3；

（3）處理液C（45 m3）：13 %鹽酸+3 %氫氟酸+1.5 %緩蝕劑+1.5 %粘穩(wěn)劑+1 %鐵離子穩(wěn)定劑；

表6 鄯3-15 井設(shè)計與施工參數(shù)

圖1 鄯3-15 井施工曲線

（4）隔離液（10 m3）；

（5）MD-2 膜溶液（65 m3）；（6）頂替液（60 m3）：2 %粘土穩(wěn)定劑。3.2.2 施工過程 從表6 和圖1 看出該井經(jīng)分子膜增注作業(yè)后取得了非常好的降壓增注效果，注水量從作業(yè)前的8.6 m3/d 增加到58 m3/d，注水壓力從31.5 MPa平均降為30 MPa，視吸水指數(shù)由措施前的0.27 升到措施后的1.93，提高了7 倍多，已累計增加水量4 520 m3，有效期已達125 d，并且仍然繼續(xù)有效。

4 結(jié)論

（1）在注入分子膜劑總量一定的前提下，低濃度大段塞分子膜驅(qū)油效率優(yōu)于高濃度小段塞，建議采用低濃度大段塞注入方式。

（2）所研究區(qū)塊是具有高迂曲度特點的低孔低滲油藏，儲層滲吸速度緩慢，分子膜需要較長時間作用才能見效，注分子膜時間越早，見效所需時間相對縮短。

（3）根據(jù)現(xiàn)場試驗，分子膜技術(shù)使注入壓力明顯降低，增注量較大，且長期有效。

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