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1、大庆石油学院学报第33卷第5期2009年10月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVol.33No.5Oct.2009非均质低渗透油层超低界面张力体系驱油方式陈涛平,张志琦(大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室,黑龙江大庆163318)摘要:采用渗透率变异因数为0.72的人造低渗透三层纵向非均质岩心和新型超低界面张力活性剂(BS13甜菜碱型)进行超低界面张力体系驱油室内实验,对非均质低渗透油层超低界面张力体系的宏观驱油方式进行探索.结果表明:在纵向非均质低渗透油层中,较大的渗透率差异和超低界面张力活性水较高流度的联合作用,
2、加大了驱替与被驱替相的流度比,使超低界面张力活性水及后续驱替水更易沿水驱已形成的通道向前突进,单纯注超低界面张力活性水,不能有效提高原油采收率;注入超低界面张力活性剂与低相对分子质量聚合物复配的二元体系段塞,能有效控制超低界面张力活性水的黏性指进并提高采收率;在注入化学药品总量相同的情况下,注聚合物和活性水组合段塞与注复配段塞提高采收率幅度相当.关键词:非均质油层;低渗透油层;超低界面张力;活性剂-聚合物驱油;提高原油采收率中图分类号:TE348文献标识码:A文章编号:100021891(2009)0520055205低渗透油层的孔隙细小、结构复杂,流体在其
3、中渗流时,受相界面的作用强烈,致使低渗透油层注水压[1]力高、常规水驱采收率较低.UrenLC和FahryEH早在1927年指出,在原油开采中,注水驱油的效[2]率与驱替液的表面张力成正比.1966年,WagnerOR等的实验结果表明,界面张力必须低于0.07[3]mN/m才能提高驱油效率,进一步降低界面张力能够大幅度提高驱油效率.1973年,FosterWR研究-2了毛管数与采收率的关系后指出,毛管数达到10时残余油饱和度接近于0.为使毛管数达到此值,界面-3[4]张力必须下降到10mN/m.1977年,ReedRL等人提出,表面活性剂溶液和原油形成并保持
4、超低界[5]面张力的性能是决定驱油效率的关键因素.我国低渗透油层的储量丰富,储量动用程度不高,提高低渗透油层原油采收率潜力巨大,但目前在中高渗透油层中成功实施的聚合物驱或三元复合驱油技术,因低渗透油层孔隙细小、注入压力大、驱替困难,或因在油层中结垢产生新的损害,都无法有效应用于低渗透油层,因此进一步提高水驱低渗透油层采收率仍是一个难题.笔者以文献[6-7]为指导,以超低界面张力活性剂-聚合物二元复合驱技术发展为背景,以提高水驱低渗透油层采收率为需求,以新型无碱超低界面张力活性剂为物质基础,利用无碱、分子结构较单一、低质量分数(0.01%)下与大庆原油的界面张
5、力能达到-310mN/m数量级的甜菜碱型活性剂BS13,在对低渗透均质岩心超低界面张力体系驱油方式研究的基[8]础上,用渗透率变异因数为0.72的人造低渗透三层纵向非均质岩心,进行超低界面张力体系驱油室内实验,对非均质低渗透油层超低界面张力体系的宏观驱油方式进行探索.1实验1.1材料实验所用岩心为人造长方柱状三层纵向非均质岩心,三层岩心的平均渗透率范围为(41.98～58.06)-32×10m,渗透率变异因数为0.72,由石英砂和环氧树脂胶结而成,横截面积为4.5cm×4.5cm,长度为30cm.收稿日期:2009206210;审稿人:张继红;编辑:关开澄基
6、金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11521009);国家“973”重点基础研究发展规划项目(2005CB221303)作者简介:陈涛平(1961-),男,博士,教授,主要从事提高油气采收率及采油工程方面的研究.·55·大庆石油学院学报第33卷2009年为了从一般意义上研究非均质低渗透油层中,新型超低界面张力体系合理的宏观驱油方式,实验所用原油为大庆油田第一采油厂井口油配制的模拟油,45℃时黏度为10mPa·s;驱替用水为大庆油田第三采油厂三次加密井注入水;饱和岩心所用盐水矿化度为6778mg/L.实验所用活性剂为BS13甜菜碱新型表面活性剂(以下简称
7、BS13活性剂,表1中简称“活”),所用聚4合物(相对分子质量为480×10)为聚丙烯酰胺(表1中简称“聚”).在实验条件下,BS13活性剂及加入聚-3合物后的复配体系,与原油的界面张力都达到10mN/m数量级,且与实验所用岩心及驱替用水具有良[9]好配伍性.1.2装置实验采用HBCD-70型高温高压岩心驱替装置.该装置主要包括注入系统、模型系统、油气水计量系统、自动控制-记录系统,可进行系统工作参数设定、设备自动控制、数据自动采集记录,实现无人值守.1.3方案为了探索BS13活性剂超低界面张力体系在非均质岩心中的合理驱油方式,驱替实验共设计活性水常规驱油、
8、早期注入活性水段塞驱油、聚合物驱油、活性剂与聚合物复
