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弱碱ASP体系驱油效果实验研究

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张可秦积舜王舰卢祥国

摘要:针对矿场实际需求,在室内实验基础上,研究了弱碱三元复合体系在相同黏度不同界面张力,以及相同界面张力不同黏度条件下的性质;探讨了油层非均质性对该体系的影响及其在多孔介质中的滞留量。分析了该体系与采收率提高幅度之间的规律,并对其作用机理做了深入研究,为三元复合驱技术的广泛合理应用提供了一定的理论基础。

关键词:表面活性剂;弱碱三元复合体系;多孔介质;非均质性;吸液剖面;

:TE357.46:A

引言

中国大部分油田已进入特高含水开发中后期,弱碱三元复合驱在“控水稳油”中已成为了最具应用前景的提高采收率技术之一。近年来开展了单井、多井和区块矿场试验,采收率增幅达到20%以上[1-3]。但由于三元复合各组分之间的化学作用复杂,各因素对采收率的影响不尽相同,无法辨证地利用其间相互制约的关系,导致该项技术的大规模工业化推广受制约。国内外对三元复合体系的性质已做了大量研究,如黏度、界面张力随时间变化关系以及各组分之间的配伍性等问题,但对于黏度、界面张力与体系的相互关系和油层的非均质性以及该体系在多孔介质中滞留量对采收率的影响还鲜见报道[4-5]。因此,开展弱碱ASP体系驱油效果实验研究是十分必要的。

1实验内容

1.1实验材料

聚丙烯酰胺干粉(超高聚合物),相对分子质量为2500×104,水解度为26.10%,固含量为90.00%;碱(Na2CO3),固含量为98.00%;表面活性剂(石油磺酸盐),固含量为50.00%;交联剂(醋酸铬),固含量为2.70%。石英砂环氧树脂胶结人造岩心,几何尺寸为4.5cm×4.5cm×30.0cm,实验用水为大庆油田采油三厂采出污水。

1.2实验仪器

TC-201型布氏黏度计、XZD-3型全量程界面张力/接触角测量仪、HJ-6型多头磁力搅拌器、高频脉冲原油电脱水装置、标准检验筛、电子天平和岩心驱油实验装置等。

1.3实验方案及条件

(1)考察三元复合体系溶液黏度对驱油效果影响,选取界面张力相同,黏度不同的3种溶液做岩心驱替实验,并对比分析采收率增加幅度。

(2)考察三元复合体系界面张力对驱油效果影响,选取黏度相同,界面张力不同的3种溶液做岩心驱替实验,并对比分析采收率增加幅度。

(3)考察油层非均质性对驱油效果影响,选取黏度和界面张力相同的溶液,渗透率变异系数不同的岩心做岩心驱替实验,并对比分析采收率增加幅度。

(4)考察复合体系在多孔介质中滞留量影响因素及其对驱油效果的影响,在注入不同段塞尺寸的条件下、不同的渗透率变异系数的岩心做驱替实验,计算出不同组分在岩心中的滞留量,并分析其对采收率的影响。

实验均在模拟油藏温度45℃条件下进行。

2结果分析

2.1三元复合体系溶液黏度对驱油效果影响

实验用4块人造岩心参数均为:渗透率为1.2μm2,孔隙度为27.2%,渗透率变异系数为0.72;地层水矿化度为4027mg/L,其中“c”表示溶液质量分数。体系溶液黏度对驱油效果影响数据见表1。

由表1分析可知:在界面张力和岩心变异系数相同的条件下,三元复合体系黏度愈高,增油效果愈好;且三元复合体系溶液黏度为最大值37.0mP?s时,相对于水驱提高采收率25.5%。采收率是波及体积和洗油效率二者的乘积,而黏度对提高采收率的最大贡献是扩大波及体积,聚合物分子质量越大,其分子链越长,即回旋半径越大。进而导致三元复合体系溶液中的聚合物分子链在多孔介质中的滞留能力强,渗流阻力增大,起到了调剖和封堵作用。聚合物分子进入岩心孔隙中后发生滞留和机械捕集,对高、中渗透层进行封堵,地层的平均渗透率降低,启动压力升高,使后续驱替液更多地进入低渗透层,该层的剩余油得以启动;而且滞留在孔隙中的聚合物分子改善了高、中、低渗透层的吸液剖面效果,使驱替液能够较为均匀地向前推进,减弱了“舌进”的影响,最终达到提高采收率的目的。

2.2三元复合体系界面张力对驱油效果影响

实验用4块人造岩心参数如下:渗透率为1.2μm2,孔隙度为26.8%,渗透率变异系数为0.72。体系界面张力对采收率影响实验数据见表2。

由表2分析可知:在三元复合体系溶液黏度和岩心变异系数相同的条件下,体系溶液界面张力越低,最终采收率提高幅度越大;且当三元复合体系溶液界面张力为最低值4.7×10-3mN?m-1时,相对于水驱提高采收率24.8%。界面张力是衡量三元复合体系洗油效率的重要指标,单纯的表面活性剂驱作用甚微,因为其与原油之间的流度比较大,但与碱和聚合物复配后,流度比减小,能有效地发挥其洗油的作用。界面张力值越小,表明三元复合体系溶液与原油界面之间的张力越低,吸附在岩石表面的油滴愈容易被剥离、脱落并聚并形成油墙而被采出[6-8]。

2.3油层非