關于聚驅后無堿驅油體系提高采收率機理分析

摘要：隨著油田開采步伐的加快，對聚合物驅后油藏開采效率也提出更高的要求。然而現行聚合物驅能下盡管可使驅油效率得以提高，但在實際操作中仍可能殘留過多的原油，這就要求在聚合物驅后注意做好采收率提高工作。本文將通過相應的實驗操作，對聚驅后一元驅、二元驅實際情況、表面活性劑驅油機理、表面聚合物二元驅油機理以及聚合物溶液影響情況進行探析。

關鍵詞：采收率機理；聚合物驅；驅油機理

前言：

在采油技術快速發展背景下，化學驅、微生物驅、氣驅與熱驅等方法逐漸引入其中，對采收率的提高可起到明顯效果。以其中化學驅為例，其主要在化學藥劑應用下使油界面張力得以降低，這種方式一般又可細化到堿驅、表面活性劑驅、聚合物驅等，應用過程中有利于提升采收率。但由于采收工作中面臨原油殘留問題，需結合其中的驅油機理，使這些問題得以解決。因此，本文對聚驅后采收機理的相關研究，具有十分重要的意義。

一、 室內巖心實驗分析

本文在研究中首先從水驅巖心方面著手，通過實驗得出具體的一元驅、二元驅等實驗結果。實際實驗過程中，主要選取中間容器、驅油泵、張力儀以及恒溫箱等作為主要設備，選擇6m/L恒速驅油以及45℃作為實驗條件。對于實驗試劑，主要以1700×104分子質量聚合物、3700mg/L礦化度模擬鹽水以及兩性表面活性劑等。實際開展實驗過程中，其步驟集中表現在：①對巖心氣測滲透率進行測定；②在抽空巖心后，使模擬鹽水得以飽和，并對其孔隙度測量；③在恒溫箱中放置巖心，以45℃作為恒溫箱溫度；④水驅油與聚合物驅油，二者驅油都保持為20PV；⑤在表面活性劑一元、二元體系上進行驅油，同樣以20PV為主。這樣在實驗完成后，便可對相應的采收率進行計算。通過實驗發現，若水驅后仍可滿足二元驅黏彈性不同、表面活性劑驅界面張力較差，能夠達到采收效率提高的的目標。另外，在聚驅情況下，若可保持二元驅不同黏彈性、表面活性劑驅界面張力較低，有利于采收率的提高。但比較之下，在提高表面活性劑驅中所起到的采收效率并不明顯，而二元驅下可提升采收率，尤其在二元體系黏彈性提高的情況下，采收效率將更為明顯[1]。

二、 表面活性劑驅油機理研究

在對表面活性劑驅油機理進行研究中，主要利用模型驅油實驗操作，對界面張力不同的表面活性劑滲流過程進行分析，判斷殘余油運移、剩余油分布等情況，以此得出聚驅后表面活性劑的驅油機理。具體實驗中，所選取的材料仍以1700×104分子質量聚合物、3700mg/L模擬鹽水為主，并將羧基甜菜堿作為表面活性劑。并在實驗過程中將玻璃刻蝕模型作為物理模型。具體實驗過程中，其步驟集中表現在：對飽和油抽空、水驅油20PV、觀察與記錄聚合物驅整個實現過程、將表面活性劑注入且保持驅油20PV、對驅油效率進行計算。

通過實驗發現，對于聚驅后表面活性劑，其在采收率上較為明顯，而且該采收率提高值會在界面張力下降的情況下呈增大趨勢，此時因表面活性劑驅使洗油效率得到大幅度提升。同時，在聚驅后可發現，若表面活性劑在界面張力上較低，其很可能對油水界面帶來影響，使界面出現明顯變形問題，這樣因變形問題的存在很可能有小油滴存在。這些油滴的形成主要由于殘余油啟動后，有表面活性劑作用而影響油絲的穩定運移，這樣便使o/w乳狀液形成。一般油滴運移時，實現的方式主要包括四種，分別為：油滴被拉成油絲、“Y”型孔道有油滴穿過時斷裂為小油滴、壁面捕獲下小油滴的形成以及狹窄流道中小油滴的形成等。這些油滴運移中，聚并問題極為明顯[2]。

三、 表面聚合物二元驅油機理研究

分析表面聚合物二元驅油機理中，所選取的實驗材料主要以1700×104分子質量聚合物、3700mg/L模擬鹽水為主，保持10mPa·s（30℃）的模擬油粘度，且以508mg/L作為水驅用水礦化度。整個實驗步驟與表面活性劑驅油實驗步驟相同，在此基礎上分析結界面張力不同情況下的水驅采收率、聚驅采收率以及二元驅采收率等。可通過對比表面活性劑驅微觀驅油機理，能夠發現二元驅油與其存在較多共性，如殘余油在聚驅后的啟動，都以拉成油絲、拉成油滴等為主，再如殘余油運移方面，強調以o/w乳狀液形式，從巖心中將殘余油驅替出。這些共性的存在主要因油水界面張力可在表面活性劑應用下得以降低，尤其驅替液作用下將使殘余油出現明顯的變形。但事實上，從驅油機理上看，差異性也較為明顯，如波及體積上的差異，在二元驅方面可使洗油效率得到極大程度的提高，波及體積也會不斷擴大，但一元驅情況下，其洗油效率的提高僅集中在聚驅波及體積內，且洗油效率相對二元驅較低。另外，實際實驗中也能發現，殘余油在二元驅下很容易發生運移，原因在于其黏度較大，殘余油在巖心滲流時將受到剪切力影響，所以驅替出油量也極多[3]。

四、 聚合物溶液影響分析

在整個聚驅中，一般參與油膜受聚合物溶液影響也較為明顯。以往學者在研究過程中多從非對稱波紋管內聚合物溶液流動情況著手，得出殘余油膜受聚合物溶液影響的基本情況。實際分析過程中，可將相關的參數如波紋度、威森伯格數We以及界面處剪切力、第一法向應力等引入其中。通過分析可發現，在威森伯格數We增大情況下，第一法向應力對界面的作用極為明顯，可說明油膜受聚合物溶液拉拽作用較為明顯。其中第一法向應力最小值與最大值分別集中在寬流道、窄流道處，兩個值的差異使油膜在窄流道中進行流動。同時，若黏彈性聚合物在We上相同，此時在波紋度增大情況下，界面第一法向應力也會隨之提升，這樣油膜被驅替將更為容易。另外，若從界面剪切力情況看，其最小值與最大值主要集中在出口與窄流道附近，兩個值的差值會在波紋度增大的情況下逐漸提升，其能夠充分說明在油膜保持較大厚度的情況下，殘余油膜啟動將較為容易。由此可見，在非對稱波紋管內，殘余油膜受到聚合物溶液的影響極為明顯[4]。

結論：

驅油效率的提升是當前采油工作中需考慮的主要問題。本文在研究中發現，盡管水驅方式下對采收率的提高可起到明顯效果，但相比聚合物驅能又低處很多。而聚合物驅下又面臨較多如殘余油問題，所以在對采收率提升中，應注意正確認識相關的驅油機理，包括無堿表面活性劑驅、表面活性劑聚合物二元驅等，選擇合理的方式以使采收率得到進一步提高。

參考文獻：

[1]韓培慧，蘇偉明，林海川，高淑玲，曹瑞波，李宜強. 聚驅后不同化學驅提高采收率對比評價[J]. 西安石油大學學報（自然科學版），2011，05：44-48+92+115-116.

[2]黃斌. 變滲流阻力體系驅油提高采收率實驗研究[D].東北石油大學，2013.

[3]劉瀟瀟. 聚驅后聚/表二元驅驅油效果及流度控制研究[D].東北石油大學，2015.

[4]張繼紅，董欣，葉銀珠，楊生，王亞楠. 聚合物驅后凝膠與表面活性劑交替注入驅油效果[J]. 大慶石油學院學報，2010，02：85-88+129.

作者簡介：

宋文鵬（1988--），男，，黑龍江省肇東，碩士研究生，畢業于東北石油大學，研究方向：油氣田開發工程。