不同滲透率條件下聚表劑驅適應性評價實驗

楊釗 韓爽 徐泰喜

摘 ?????要：為探究聚表劑驅在不同滲透率條件下的適應性規律，改善其在驅油領域中的運用，采用與天然巖心孔隙結構無明顯的差異的貝雷巖心模型，開展驅洗型A、驅洗型B兩種聚表劑體系與不同滲透率油層的匹配關系實驗，研究了不同類型聚表劑在不同滲透率巖心條件下對驅油效果的影響，分析了不同驅油體系在貝雷巖心中的采收率、注入壓力變化以及采出液黏度和濃度規律。實驗結果表明，巖心滲透率K=272×10-3 μm2條件下，驅洗A采收率增幅較大。巖心滲透率K=625×10-3 μm2條件下，驅洗B采收率增幅較大，因此，與驅洗A相比，驅洗B適應的巖心滲透率更高;在注入PV數相同條件下，巖心滲透率越高，采出液黏度越大，化學劑濃度也升高。

關 ?鍵 ?詞：聚表劑;滲透率;貝雷巖心;采收率

中圖分類號：TE357.46 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）06-1221-04

Abstract： ?In order to explore the adaptability of polymer surfactant flooding under different permeability conditions to improve its application in the field of oil displacement， experiments on the matching relationship between two types of polymer surfactant systems of A and B and reservoirs with different permeability were carried out by using the Berea core model. The effect of different types of polymer surfactant on oil displacement under different permeability core conditions was studied. The oil recovery and injection pressure changes of different oil displacement systems in the Bailey core and the viscosity and concentration of the produced fluid were analyzed. The experimental results showed that under the condition of core permeability K=27210-3 μm2， the recovery rate of oil displacement system with A polymer surfactant was larger， while under the condition of core permeability K=62510-3 μm2， the recovery rate of oil displacement system with B polymer surfactant was larger. Therefore， compared with the A polymer surfactant， the B polymer surfactant was suitable for higher core permeability. Under the same conditions of PV injection， the higher the core permeability， the higher the viscosity of the produced fluid and the higher the concentration of the chemical.

Key words： Polymer surfactant;Permeability;Berea core;Recovery rate

聚表劑又稱活性聚合物，是一種新型的油田用驅油劑，由表面活性劑和聚合物組成的二元復合體系可以最大限度地提高聚合物的黏度彈性，從而減少乳液處理的負面影響，完全消除由堿的存在引起的地層和井筒結垢。[1，2]在提高石油采收率中的作用備受石油科技工作者的關注。巖心孔喉的尺寸越小，聚表劑溶液中與其相匹配的聚表劑分子線團的尺寸越小，隨著聚合物分子線團尺寸的增加，與孔喉結構的匹配關系變差，導致耐鹽聚合物溶液驅替效果變差。[3-6]因此，聚表劑不同，其適應的滲透率范圍也不同。本文采用與天然巖心孔隙結構無明顯的差異的貝雷巖心模型開展兩種聚表劑體系與不同滲透率油層的適應性關系實驗，通過對驅洗型A、驅洗型B兩種聚表劑溶液在不同滲透率巖心條件下進行驅替實驗研究，測得實驗數據并繪制壓差與PV關系曲線，分別對采出液黏度及濃度進行了檢測分析，探究驅洗型A、驅洗型B聚表劑溶液性質差異原因，分析兩種聚表劑在不同滲透率條件下的適應性規律。

1 ?實驗部分

1.1 ?藥劑和巖心選取

實驗藥劑包括驅洗型A聚表劑（低黏）、驅洗型B聚表劑（高黏）;實驗用水為現場注入水，總礦化度為6 303.55 mg/L，K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-，分別為1 898.95、48.10、9.72、1 000.82、150.95、3 161.39、33.62 mg/L;所用模擬油采用真空泵油和煤油混合配制而成，在45 ℃條件下的黏度7.8 mPa·s;實驗巖心為貝雷巖心。貝雷巖心幾何尺寸：長寬高=30 cm×4.5 cm×4.5 cm，有效滲透率K=5710-3、13110-3、27210-3和62510-3 μm2。

1.2 ?實驗設備

聚表劑驅評價所采用的驅替實驗裝置如圖1所示：主要包括手搖泵、平流泵、壓力傳感器、巖心夾持器、手搖泵和中間容器等。除平流泵和手搖泵外，其它部分置于45 ℃恒溫箱內。

2 ?實驗步驟

① 室溫下，將貝雷巖心抽真空，用地層水飽和巖心，從而計算出貝雷巖心的孔隙體積

② 在油藏溫度條件下進行水驅，計算貝雷巖心水測滲透率;

③ 在油藏溫度條件下，將貝雷巖心飽和模擬油，計算其原始含油飽和度;

④ 在油藏溫度條件下，使用模擬地層水水驅到達設計含水率后，計算水驅采收率;

⑤ 在油藏溫度條件下，恒定注入速度為0.33 mL/min向貝雷巖心注入化學劑，壓力達到0.1 MPa時恒壓降速，繼續注入直至含水率到達98%，計算化學驅采收率。

3 ?結果與分析

3.1 ?化學驅采收率實驗結果

3.1.1 ?采收率

滲透率對化學驅采收率影響實驗結果見表1。

從表1可以看出，化學驅采收率增幅受巖心滲透率和化學劑類型的影響。在化學劑類型相同條件下，隨巖心滲透率增大，水驅采收率增大，化學驅采收率增幅增大。驅洗型A聚表劑條件下，滲透率為K=5710-3、13110-3、27210-3和62510-3 μm2時，水驅采收率分別為36.1%、38.5%、39.5%和40.8%，化學驅采收率增幅分別為7.3%、8%、11.5%和12%。驅洗B條件下，滲透率為K=5710-3、13110-3、27210-3和62510-3 μm2時，水驅采收率分別為36.1%、38.3%、39.2%和39.9%，化學驅采收率增幅分別為6.3%、6.8%、10.4%和12.9%。另外，巖心滲透率K=27210-3μm2條件下，與驅洗型B相比，驅洗型A采收率增幅較大。巖心滲透率K=62510-3 μm2條件下，與驅洗型A相比，驅洗型B采收率增幅較大。因此，與驅洗型A相比，驅洗B適應的巖心滲透率更高。這是由于在聚表劑溶液中，分子線團尺寸相對越小的聚表劑匹配巖心孔喉尺寸越低，隨著聚合物分子線團尺寸增加，與孔喉結構間匹配關系變差，導致抗鹽聚合物溶液驅替效果變差，因而不同聚表劑適應滲透率范圍也有所不同。

3.1.2 ?動態特征

不同巖心滲透率條件下（K=57、131、272和625 mD），注入相同濃度的兩種聚表劑（JA、JB），得到注入壓力、含水率和采收率與注入量（PV數）在實驗過程中的關系曲線，如圖2-4。

（1）巖心滲透率影響

從圖2可以看出，在化學劑注入階段，隨注入PV數增加，巖心孔隙中聚合物滯留量增大，孔隙過流斷面減小，流動阻力增加，注入壓力升高。在注入壓力達到0.1 MPa后，開始恒壓注入。在化學劑類型相同條件下，巖心滲透率越大，化學驅壓力上升速度越慢，聚表劑具有較長的作用時間，進而提高洗油效率，采收率相對越高，如圖4。

（2）化學劑類型影響

從圖3-4中可以看出，在化學劑注入階段，隨注入PV數增加，巖心孔隙中聚合物滯留量增大，孔隙過流斷面減小，流動阻力增加，注入壓力升高。在注入壓力達到0.1 MPa后，開始恒壓注入。K=625×10-3 μm2時，驅洗型B聚表劑含水率降幅較大，采收率增幅較大;K=272×10-3 μm2時，驅洗型A聚表劑含水率降幅較大，采收率增幅較大，與驅洗型A相比，驅洗型B適應的巖心滲透率更高，聚表劑溶液擴大波及體積效果達到最佳，采收率增幅最大。

3.2 ?采出液黏度分析

采出液乳化后，乳液黏度測試結果見圖5。

從圖5可以看出，巖心滲透率和注入PV數對采出液黏度存在影響。在滲透率相同條件下，隨注入PV數增加，采出液黏度呈下降趨勢，但下降幅度逐漸減小，最終趨于穩定。在注入PV數相同條件下，巖心滲透率越高，采出液黏度越大。這是由于采出液中聚表劑參與了界面膜的形成，致使采出液黏度有所增加。如圖5所示，在同一滲透率、注入PV數相同條件下，驅洗型A、驅洗型B聚表劑體系對采出液黏度的影響方面也有不同。

從表2可以看出，采出液中化學劑濃度受巖心滲透率的影響：在化學劑類型相同條件下，隨巖心滲透率升高，采出液中化學劑濃度升高。驅洗型A聚表劑條件下，巖心滲透率為K=5710-3、13110-3、27210-3和62510-3 μm2時，采出液含水率最低時化學劑濃度分別為108.56、120.32、130.8和137.36 mg/L，采出液含水率95%時化學劑濃度分別為83.04、91.6、101.28和105.36 mg/L;驅洗B條件下，巖心滲透率為K=5710-3、13110-3、27210-3和62510-3 μm2時，采出液含水率最低時濃度分別為106.93、118.8、129.6和135.07 mg/L，采出液含水率95%時濃度分別為無、90.8、101.3和104.53 mg/L。

4 ?結 論

在巖心滲透率為K=5710-3、13110-3和27210-3 μm2時，驅洗型A采收率增幅較大，在巖心滲透率為62510-3 μm2時，驅洗型B采收率增幅較大。隨巖心滲透率升高，采出液中化學劑濃度升高，采出液黏度增大。這說明，與驅洗型A相比，驅洗型B適應的巖心滲透率更高，聚表劑溶液擴大波及體積效果達到最佳，采收率增幅最大。

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