二元复合驱油体系配方研究及矿场应用研究.pdf

二元复合驱油体系配方研究及矿场应用 孙焕泉 (中国石化胜利油田有限公司) 摘要本文根据胜利油区的油藏和复合驱体系的特点，在孤东油田七区西南N毋—茸层 优选出了具有广泛代表性的实施复合驱试验区。以试验区油藏条件为基础，优化设计适合该试验 区的以石油磺酸盐为主剂的二元复合驱油体系配方。依据室内试验、数值模拟及方案优化研究的 结果，对试验方案进行了设计。矿场按方案设计投往后，目前已经取得了明显的降水增油效果。 初步试验结果表明，二元复合驱油体系驱油效率高、油藏适应性强，有良好的推广前景。 胜利油区自1992年实施聚合物驱以来．经过十多年的不断推广，截至2005年5月，已 累计增油1000×104t，聚合物驱油技术已经成为胜利油区提高采收率和增储上产的重要技术 之一。但油藏条件较好的一、二类储量越来越少，而聚合物驱后仍有近60％的原油滞留地 下，因此，研究聚合物驱后提高采收率技术，已成为油田发展的紧迫任务。复合驱是由两种 或两种以上驱油剂组合起来的一种驱动方式，它的主要机理是提高洗油效率和增大波及体 积““j。复合驱油技术研究方面，国内外在20世纪80年代中期开始进行大量室内试验研究， 并进行了十余个矿场试验，技术上都获得了成功”41。“八五”期间胜利油田孤东小井距三 元复合驱油体系(碱+活性剂+聚合物)先导性试验作为我国首例复合驱油先导试验，取得了 突破性进展。在中心井含水98．5％，水驱采出程度54．4％，接近水驱残余油的情况下，实 施三元复合驱后，中心井提高原油采收率13．4％，使总采收率达到67％”。。但是三元复合 驱也暴露出一些问题，如结垢、破乳、经济效益差等。为了克服三元复合驱的弊端，继续探 索复合驱油技术在胜利油田的应用与发展。在孤东油田七区西南N∥—61层开展了无碱的 二元复合驱油体系(活性剂+聚合物)先导试验。 一、试验区概况 试验区位于孤东油田七区西№∥—61南部，油层埋藏深度为1261～1294m，共发育54， x 55和61三个含油小层，含油面积0．94km2，地质储量2771∥t，目的层原始油层温度 前地层水矿化度及c2++M#+含量分别为82(T／mg／L和231mgtL。 设计注入井10口，生产井16口，中心受效井6口，观察井2口，取心井2口。试验前， 试验区综合含水97+4％，采出程度34．4％，剩余油饱和度33．1％，平均驱油效率54，o％， 注入压力11．9MPa，预测水驱采收率36．3％。 二、二元复合驱油体系配方研究 二元复合驱油体系中降低界面张力用剂的筛选主要是活性剂的筛选。本文在充分研究不 ·116- 同类型活性剂的界面吸附和扩散的基础上，进行了适应于目的油藏的二元驱油配方设计。 (一)表面活性剂在水相中的扩散和吸附行为研究 理论研究表明，不同类型和结构的表面活性剂在油，水界面共吸附，可由于空间作用力 和电性相互作用的改变，形成分子排列更致密而有序的界面膜，使油，永界面张力进一步下 降．即存在复配协同作用…““。石油磺酸盐作为阴离子表面活性剂，其极性头间存在较强 的电性排斥作用，而且由于其来源于原油，因此疏水链的结构也多种多样，使界面膜排列不 紧密。界面活性不高m]。下面分别研究了不同类型表面括性剂及其复配体系的扩散吸附特 点。为研制二元驱活性剂驱油配方提供理论依据和方向。 1．磺酸盐与非离子类活性剂扩散吸附特点 对于水溶性表面活性剂溶液，需要特定的时间才能达到表面浓度和体相浓度的平衡。其 动态吸附过程可分为两步，即：①表面层和面下层间的分子交换，这是一个吸附过程；②面 下层和体相间的分子交换，是体相中的物料交换过程，通常是扩散过程“““1。 图1为十六烷基磺酸钠(AS)表面活性剂、 非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯 醚(Ls54)及其复配体系的动态表面张力变化曲{ 线。由于AS的Craft点较高，在该温度下，AS! 的表面括性很差，其动态表面张力变化曲线接誊 近纯水的动态表面张力曲线。As溶液的表面样 张力随时间增长迅速下降，接近平衡的时间很 短，比Ls系列缩短了20倍以上。由此可见， 磺酸盐类离子型表面活性剂在水溶液中的动态 行为属于扩散控制机制。非离子表面活性剂