尚店油田常規(guī)稠油二元復(fù)合驅(qū)實驗研究

孫 寧

(中國石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東濱州 256606)

尚店油田常規(guī)稠油二元復(fù)合驅(qū)實驗研究

孫 寧

(中國石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東濱州 256606)

實驗研究了尚店油田東四、東五區(qū)塊稠油油藏二元復(fù)合驅(qū)開發(fā)配方，通過對表面活性劑、聚合物類型及兩者之間的配伍性研究，篩選出了適合該區(qū)塊的聚合物和表面活性劑；通過模擬地層條件進(jìn)行注入濃度、注入段塞對提高采收率的影響實驗，確定了適合尚店油田的二元驅(qū)復(fù)合驅(qū)配方。

尚店油田；二元驅(qū)；聚合物；表面活性劑

尚店油田東四東五區(qū)塊是尚店油田東營組油層發(fā)育最好的區(qū)域，是一個高孔、中高滲、常規(guī)稠油的巖性-構(gòu)造油藏。由于儲層巖性和物性的差異以及長期水驅(qū)開發(fā)不均衡的矛盾，層與層之間儲量動用程度存在一定的差異，水驅(qū)效果逐年變差。復(fù)合驅(qū)油技術(shù)[1-8]可以大幅度地提高原油采收率，因此本文研究了尚店油田二元復(fù)合驅(qū)開發(fā)方案。

1 聚合物基本性能實驗

聚合物的基本物化性能評價指標(biāo)主要包括固含量、黏度、水解度和過濾比等，通過這些性能檢測，初步篩選出幾種合適的聚合物，實驗數(shù)據(jù)表明目前現(xiàn)場使用聚合物的基礎(chǔ)物化性能均能滿足礦場需要(表1)。

表1 聚合物基本物化性能

1.1 聚合物增黏性能

黏濃曲線主要是考察聚合物溶液經(jīng)地層水稀釋后的增黏能力[6]。用勝利鹽水Ⅱ配制聚合物母液5 000 mg/L,然后用勝利鹽水Ⅱ稀釋母液至濃度為500、1 000、1 500、2 000和2 500 mg/L聚合物溶液，在溫度為75 ℃測試評價表觀黏度，評價結(jié)果見圖1。可以看出，評價的5個聚合物樣品的表觀黏度都隨著聚合物濃度的增大而增大；除1#聚合物在各個濃度條件下黏度較高外，其它4個聚合物增黏性能相當(dāng)。

圖1 不同聚合物黏度與濃度關(guān)系

1.2 聚合物耐鹽性能

黏鹽曲線主要是考察聚合物溶液的抗鹽性能，即礦化度對聚合物增黏性的影響，對5個聚合物樣品的黏鹽關(guān)系評價結(jié)果見圖2。可以看出，在聚合物濃度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1條件下，5個樣品的表觀黏度都隨著礦化度的增大而減小。

圖2 耐鹽性能試驗結(jié)果

1.3 聚合物抗鈣鎂能力

抗鈣鎂能力主要是考察聚合物溶液的抗鈣鎂性能，即高價離子對增黏性的影響，對5個聚合物樣品的評價結(jié)果見圖3。在聚合物濃度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1條件下，以勝利鹽水Ⅱ為基礎(chǔ)，稀釋鹽水中加入CaCl2，5個樣品的表觀黏度都隨著鈣離子含量的增大而減小。

圖3 抗鈣鎂性能試驗結(jié)果

1.4 現(xiàn)場條件下聚合物增黏性能評價

該區(qū)塊注入井水樣總礦化度為22 630 mg/L，Ca2+、Mg2+總量為788 mg/L；地層溫度為51 ℃， 所以該區(qū)塊油水特點為礦化度高、鈣鎂二價離子含量高，地層溫度相對較低。根據(jù)現(xiàn)場注入水分析結(jié)果，實驗室配制模擬鹽水，鹽水總礦化度為23 000 mg/L，鈣鎂離子含量為800 mg/L。用現(xiàn)模擬鹽水配制不同濃度的聚合物溶液，在7.34 s-1、55 ℃條件下，測試了不同濃度下黏度的情況，結(jié)果見圖4。由測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚合物濃度低于1 000 mg/L時，5種聚合物表觀黏度基本相當(dāng)，當(dāng)濃度大于1 500 mg/L時，1#聚合物表觀黏度較其它聚合物略高，但5種聚合物表觀黏度差距不是很大。

圖4 不同濃度聚合物的增黏性能

通過對5種聚合物一系列的評價實驗，發(fā)現(xiàn)5種聚合物基本都能滿足聚合物評價標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮聚合物表觀黏度和特性黏度測定結(jié)果，建議推薦使用聚合物：5#、1#、4#和2#。

2 表面活性劑[4-5]配方設(shè)計

針對該區(qū)塊注入水礦化度高，Ca2+、Mg2+濃度高的情況，通過40余種活性劑對區(qū)塊的尚23-更14井原油進(jìn)行的界面張力實驗表明，在尚店油田油水條件下，單一磺酸鹽型表面活性劑活性較差，而SHY-11#兩性活性劑可以使油水界面張力達(dá)到超低。因此針對SHY-11#活性劑及其與磺酸鹽(SLPS)復(fù)配進(jìn)行系列性能評價。

2.1 濃度窗口分析

分析了SHY-11#表面活性劑的單一及復(fù)配體系不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)對23-更-14井原油的界面張力，結(jié)果如圖5。結(jié)果表明, SHY-11#表面活性劑的單一及復(fù)配體系與23-更-14井原油的界面張力均可進(jìn)入超低界面張力區(qū)，并且兩體系在該油藏條件下有較寬的濃度窗口，可以滿足試驗需要。綜合考慮經(jīng)濟、地層吸附等因素，選用表面活性劑體系為：0.3% SHY-11#和0.2% SLPS+ 0.2%SHY-11#。

圖5 SHY-11#表面活性劑的單一及復(fù)配體系濃度變化趨勢圖

2.2 原油適應(yīng)性

為檢驗表活劑對區(qū)塊其它井原油的適應(yīng)性，研究了其對尚44-9、尚42-7兩口井原油的降低界面張力能力。結(jié)果見表2。可以看出，表活劑對各原油都能產(chǎn)生超低界面張力，具有良好的適應(yīng)性。

表2 表面活性劑對尚店原油的適應(yīng)性

2.3 熱穩(wěn)定性

為了考察在地層溫度下，表面活性劑體系經(jīng)過長期熱穩(wěn)定后降低油水界面張力的能力，進(jìn)行了熱穩(wěn)定性實驗。置入51 ℃恒溫箱中，定時取樣測定界面張力，結(jié)果見表3。結(jié)果表明：兩體系在51 ℃恒溫放置30 d后仍然對23-更-14井原油具有很好的降低界面張力能力，熱穩(wěn)定性好。

2.4 抗鈣鎂能力

表3 體系長期熱穩(wěn)定性 mN·m-1

配制以尚店35#站注入水中鈣、鎂離子濃度為基礎(chǔ)，加入CaCl2，測定界面張力。實驗發(fā)現(xiàn)，Ca2+、Mg2+離子總濃度在1 500 mg/L時體系澄清，界面張力仍能達(dá)到超低，實驗結(jié)果見表4。

表4 抗Ca2+、Mg2+能力實驗結(jié)果 mN·m-1

3 聚合物與表面活性劑配伍性研究

3.1 聚合物對界面張力的影響

在0.3%SHY-11#體系、0.2%SLPS+0.2%SHY-11#活性劑復(fù)配體系中加入1500mg/L不同聚合物，測試界面張力，由表5可以看出，聚合物對活性劑降低界面張力的能力影響較小。

表5 聚合物對界面張力的影響

3.2 表面活性劑對聚合物黏度的影響

用尚店油田35#站水配制聚合物1#和5#的 5 000 mg/L母液，然后與表面活性劑混合攪拌均勻，使聚合物濃度為1 500 mg/L，測定混合溶液黏度，結(jié)果見表6。可以看出，表面活性劑對聚合物的黏度影響甚微。

4 室內(nèi)驅(qū)油實驗

通過在實驗室模擬地層條件(包括地層實際溫度、壓力、滲透率、含油飽和度等)對篩選配方進(jìn)行注入濃度、注入段塞、注入時機等實驗，制定合適的注入方案。

表6 表面活性劑對聚合物黏度的影響

油水樣品：用蒸餾水配制成地層水、注入水(礦化度26 516 mg/L)，用煤油和尚23-更-14井脫水原油配制模擬油。

巖心模型：用石英砂充填的管子模型；長30 cm，直徑1.5 cm，滲透率1 500×10-3μm2。

注入方案: 模型先抽空再飽和水，在含水94%注入不同PV的 配方段塞，轉(zhuǎn)水驅(qū)，至含水大于98%結(jié)束。

4.1 活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對提高采收率影響

固定聚合物濃度1 500 mg/L，注入段塞0.3 PV，實驗結(jié)果見表7，可以看出活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對采收率影響不大，因此確定活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)單一體系為0.3%，復(fù)配體系為0.4%。

表7 活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對采收率影響

4.2 聚合物濃度對提高采收率的影響

固定活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)，注入段塞0.3 PV，研究聚合物濃度為1 500、1 800 mg/L時對提高采收率幅度的影響(表8)。結(jié)果表明，隨著聚合物濃度的增加，提高采收率幅度也在增大，但是增幅不大，因此聚合物濃度確定為1 500 mg/L。

表8 聚合物濃度對采收率的影響

綜合上述實驗結(jié)果，室內(nèi)初步推薦復(fù)合驅(qū)油配方為：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，注入段塞0.3 PV。

5 結(jié)論

(1)針對尚店油田東四東五區(qū)塊，篩選出了兩種二元驅(qū)配方：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1# 和0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#。

(2)驅(qū)油實驗表明，按照兩種二元復(fù)合驅(qū)配方注入段塞0.3 PV，可分別提高采收率17.2%、16.7%，因此，在尚店油田開展二元復(fù)合驅(qū)是可行的。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)05-0097-04

2015-03-20

孫寧，工程師，1983年生，2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)管理工作。

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