油田三元复合驱基础研究及体系配方评价优选


     大庆油田复合驱室内研究及矿场试验结果表明,与聚驱相比复合驱技术更为复杂、成本更高。因此,进一步加强复合驱基础性研究及复合体系配方综合评价优选技术研究对于降低复合驱成本提高复合驱应用水平,推进复合驱技术创新发展具有非常重要的意义。

2.1复合驱基础研究
2.1.1复合驱提高采收率机理
     三元复合驱提高采收率最主要的机理是在扩大波及体积的基础上,通过降低油水界面张力提高驱油效率。三元复合驱扩大波及体积主要通过两种作用,一是三元体系中聚合物的加入,增大了体系黏度,同时由于聚合物分子在多孑L介质中的滞留降低了水相渗透率,有效降低了流度比,进而增大了波及体积;二是三元体系对油水的乳化作用使油水乳状液黏度增大,从而产生扩大波及体积的作用。驱油效率的提高主要通过大幅度(100—10 000倍)降低油水界面张力来实现。三元复合体系油水界面张力可降至10。3mN/m数量级,该界面张力条件下,可较大幅度提高毛管数,从而显著提高驱油效率。

2.1.2超低界面张力机理及影响因素
      油水间界面张力是提高复合驱驱油效率的重要参数。在复合驱中,由于表面活性剂的使用浓度只有千分之几,因此界面张力的降低机理是基于表面活性剂能够在油水界面吸附而形成活性剂吸附膜。从而使油水界面发生改变,进而降低界面张力。目前,对于超低界面张力成因的理论解释已逐步发展为综合考察油相性质、水相性质以及活性剂亲水、
亲油能力的R值理论。
      大庆油田深入开展了复合体系油水界面张力的影响因素研究,如表面活性剂性质、油相组成及注入水质对界面张力的影响,得到了一些较为重要的认识:

(1)表面活性剂的组成和结构是影响体系界
      面张力最主要的因素。只有当表面活性剂的平均当量大小及其分布与原油相匹配时,才有可能在较大的区域内形成超低界面张力;对于烷基苯磺酸盐类表面活性剂,烷基碳数大小、烷基链支化程度、苯环在烷基链上的位置以及苯环上取代基的大小、位置对于体系界面张力都有非常显著的影响喁1;在具有合适的组成结构条件下,组成相对单一的表面活性剂同样具有较好的界面张力性质及油水适应性。

(2)对于低酸值的大庆原油,除石油酸外,
     原油中的胶质、沥青质也是原油的主要活性物质,有利于超低界面张力的形成;原油族组成降低界面张力能力的次序依次为,胶质>沥青>芳烃>饱和烃。目前,大庆油田该部分研究工作的重点已转向原油中不同活性组分高效分离方法的建立、活性组分化学结构的表征以及碱与原油中活性组分协同作用机理的定量研究方面。

(3)对于中、低矿化度条件的大庆注入污水,
     矿化度对于复合体系中碱剂的用量有一定的影响,但并不是影响体系界面张力的主要因素;污水中的悬浮颗粒、单纯微生物的存在对体系界面张力没有显著影响;污水中导致体系界面张力效果变差的有机物主要有:高碳脂肪酸、酚类、高碳醇。

2.1.3复合驱基础研究攻关方向
     进一步开展复合驱驱油效果影响因素研究,力求搞清波及效率及驱油效率与采收率提高幅度的相关性及各自主要影响因素,如:平衡及动态界面张力与驱油效率的相关性,乳化、聚并及油层润湿性与采收率的相关性等;开展复合驱油层配伍性研究,为不同油层条件下实施的复合驱个性化注入方案提供技术支持,如:三种化学剂浓度随运移距离的变化规律、超低界面张力在油层中的有效作用距离、不同油层条件下波及效率与驱油效率如何协调组合有利于最大程度的提高采收率等。

2.2复合驱体系配方综合评价优选技术
      大庆油田已形成了包括化学剂筛选、复合体系综合性能评价、化学剂用量及注入方式优化等三元复合驱体系配方综合评价优选技术,逐步制定和完善了复合体系评价技术指标及相关评价方法,为多个复合驱矿场试验提供了合理的注入体系配方。

2.2.1复合驱体系性能评价
      依据复合驱技术的驱油机理,围绕提高化学剂协同效应这一原则,提出了包括复合体系界面张力性能、稳定性能、乳化性能、化学剂吸附损耗、色谱分离性能、岩心驱替实验等多项具有针对性与实效性的性能评价指标,并针对各项指标制定了较为系统的评价方法和验收标准。

      鉴于复合驱技术机理复杂以及该技术对油藏条件具有较高的针对性,复合驱体系综合评价及优选技术标准仍需进一步完善,如:表面活性剂油水适应性评价、合理有效超低界面张力区域的确定、平衡及动态界面张力与采收率的相关性、活性剂抗色谱分离能力的界定、复合体系乳化性能的合理指标、物理模拟与数值模拟的合理结合优化等。该评价优选技术的逐步完善,有利于更为深入的认识复合驱机理,不断提高复合驱技术适应性及应用水平。

2.2.2复合驱体系配方优化及降低化学剂成本
      化学剂用量大、成本高是限制三元复合驱大规模工业化应用的一个重要因素,因此,较大幅度降低化学剂成本是复合驱体系配方优化研究的主要目的之一。

      通过多年的技术攻关,大庆油田在降低化学剂用量及改善复合驱效果方面取得了进展:采用自主研发的烷基苯磺酸盐与生物表面活性剂复配,在效果相近的条件下,可降低主表面活性剂用量50%,降低表面活性剂成本30%以上¨1;采用微生物与复合驱结合,在增加微生物前置段塞的条件下,可显著提高原油酸值并进一步降低油水界面张力,改
善复合驱效果Llu;采用不同分子量聚合物组合的高黏度聚合物段塞与低黏度三元体系交替注入,可进一步加强体系扩大波及体积作用,有效提高低渗层吸液量,增强化学剂的有效利用率,实验室并联岩心驱替实验可进一步提高采收率5个百分点左右。进一步的降低复合驱成本研究主要集中在复合体系弱碱化及无碱化、耐盐聚合物的研制及应用、注入方式优化等方面。