长春岭油田表面活性剂驱可行性

长春岭油田表面活性剂驱可行性
刘立平;王云龙;刘福林;王保军;果艳梅
【摘要】长春岭油田具有泥质胶结、低含硫、低沥青质、高胶质、高含蜡、高黏度等特点,采用热水驱、蒸气吞吐、蒸气驱等热采方式未获得理想效果. 开展高能表面活性剂驱试验,开发适合油田稠油驱的高能表面活性剂(UT8-1),考察表面活性剂改变岩石润湿性和降低原油黏度的能力. 结果表明:该表面活性剂能增大原油与岩石表面的接触角,可将原油黏度从2 000 mPa·s降低到100 mPa·s,驱油效率达到76.5%. 采用这种高能表面活性剂驱油,单井日产油达到1.0 t,比传统的热采方式更加经济、有效.
【期刊名称】《东北石油大学学报》
【年(卷),期】2010(034)004
【总页数】4页(P82-84,93)
【关键词】稠油;表面活性剂;油田开发;长春岭油田
【作者】刘立平;王云龙;刘福林;王保军;果艳梅
【作者单位】吉林油田分公司,试采公司,吉林,松原,138000;吉林油田分公司,试采公司,吉林,松原,138000;吉林油田分公司,试采公司,吉林,松原,138000;吉林油田分公司,试采公司,吉林,松原,138000;吉林油田分公司,试采公司,吉林,松原,138000【正文语种】中文
【中图分类】TE357.46
长春岭油田位于吉林省松原市境内,与新民油田和扶余油田相邻,位于松辽盆地南部东南隆起区长春岭背斜带扶余Ⅱ号构造上,开发的主要目的层为扶余油层,顶面埋深为30～360m.长春岭油藏为稠油油藏,原油黏度为50～2000mPa·s,油层厚度为2～5m,地层压力因数为0.81.由于油藏原油黏度高、温度低、压力因数低,致使油藏开发难度大.采用蒸气吞吐、火烧油层、注热水等热采技术对油田进行开发时,存在能耗大、开发效率低等问题.
驱油用表面活性剂主要有阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂[1].随着三次采油技术的发展,不仅要求表面活性剂具有低油水界面张力和低吸附值,而且要求它与油藏流体配伍且廉价.我国高温、高矿化度的油藏情况对驱油用表面活性剂提出抗高含盐量、耐高温、吸附损失低、成本低等要求[2].20世纪60年代,我国胜利油田、大庆油田等开展表面活性剂驱先导试验和先导扩大试验.随着化学分子设计技术的发展,表面活性剂驱技术也得到快速发展[3],史鸿鑫等进行氟表面活性剂的油田应用试验[4],张红等在中原油田采用复合表面活性剂NF201提高驱油效率[5],熊春生等采用季氨盐表面活性剂提高原油采收率[6].吴文祥等采用新型羧基甜菜碱BS13表面活性剂体系,进一步提高洗油效率和波及面积,收到显著效果[7].王德民等在大庆油田采用碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱,取得良好效果[8].杨建平等在胜利油田进行PPG技术试验,对稠油的开发起到一定的作用[9].这些油田表面活性剂驱取得显著的应用效果和经济效益[10-12].
皂苷分子结构中有环状贴烯,具有很高的抗盐和抗油能力,同时环状贴烯长链在亲油表面的附着力很强,能够有效改变表面的润湿性,因此它是良好的驱油剂和流度控制剂.根据长春岭油田油藏特性和原油特性,开展表面活性剂稠油驱试验,开发一种适合油田稠油驱开采的主要成分为皂苷(Saponin)的高能表面活性剂(UT8-1),同时复配渗透剂和乳化剂.该表面活性剂在油藏温度条件下能有效地降低稠油黏度,同时改变岩石润湿性,将不流动的稠油变为可流动的原油,利用水驱即可将稠油开采出来,并且
投入成本低,是一项适合于长春岭油藏的驱油技术.
高能表面活性剂(UT8-1)驱油机理:一是能够强烈改变岩石润湿性,使岩石表面由亲油表面变为亲水表面,降低原油的附着能,将不流动的油膜改变为可流动的油珠,从而有利于原油被采出;二是能够大幅度降低原油黏度,从而降低原油流动的黏滞阻力,使多孔介质中的原油流动更为容易.
先将皂角原料置入封闭容器内,通过加热使容器内的压力升至0.2～1.2MPa后停止加热,取出皂角投入浸提容器中用水作溶剂浸提,从浸提液中提取皂角素,皂角素的提取率为45%～90%;然后加入渗透剂等添加剂即可得到高能表面活性剂(UT8-1). 实验条件:(1)岩心:100目河砂自填岩心,岩心为圆柱体,长度为7cm,内径为2.5cm.水相渗透率为284×10-3μm2;(2)注入高能表面活性剂(UT8-1):0.3PV(注入孔隙体积倍数);(3)实验温度:18～19℃,所用原油为吉林油田长春岭区块油样.
为考察UT8-1型高能表面活性剂改变岩石表面润湿性的能力,采用接触角测定仪测量不同质量浓度溶液与载波片的接触角,结果见表1.由表1可见,该表面活性剂随着质量浓度的增加,亲油表面能使油对岩石表面的润湿角减小,亲水表面能使水对岩石表面的润湿角增加,降低原油与岩石表面的黏附能,说明该表面活性剂能够有效增强原油的流动能力,提高洗油效率.
采用RS-600流变仪,考察未加入表面活性剂及加入质量分数为0.1%、0.3%的UT8-1型高能表面活性剂对长春岭油田油样流变性的影响,结果见图1.由图1可见,加入UT8-1型高能表面活性剂后,原油黏度快速下降.在加入质量分数为0.1%的表面活性剂后,原油黏度由1500～2000mPa·s下降到100mPa·s以内;在加入0.3%的表面活性剂后,原油黏度由1500～2000mPa·s下降到20 mPa·s以内.这说明该表面活性剂能大幅度地降低稠油黏度,原因是该表面活性剂能在沥青质和胶质表面上发生强烈吸附作用,降低沥青质和胶质的相互作用力.加入质量分数0.1%、0.3%的表面活性剂能够满足长春岭油田降黏需要,所以不再进行加入质量分数0.5%的表
面活性剂的原油流变性实验.
采用岩心流动实验考察该高能表面活性剂对长春岭稠油的驱油效果,结果见图2.由
图2可见,长春岭油田注入水中加入UT8-1型高能表面活性剂的实验效果较好,驱油效率较高.在加入质量分数0.5%、0.3%的表面活性剂后驱油效率达到78.2%、76.5%,且无乳化现象.这说明UT8-1型高能表面活性剂能降低稠油的表观黏度、改变岩石润湿性及降低原油与岩石表面的黏附能.
长春岭油田存在东西向裂缝,因此油井东西向见效快、南北向见效慢,对井网系统进
行重新设计,采用加大东西向井距、缩短南北向排距的160m×80m的菱形反九点
面积注采井网(见图3).
2009年10月在长春岭油田长4-21区块开展现场驱替试验.在注入水中加入质量
分数为0.3%的UT8-1型高能表面活性剂进行段塞驱.长4-21区块在加入该表面活性剂前区块内油井平均单井日产液为1.0t,平均单井日产油为0.2t,含水率为80%,
开发形势差.加入该表面活性剂后,第1个月见到效果,产液量上升,产油量上升,含水
率下降.截至2010年4月末,长4-21区块平均单井日产液为2.0t,平均单井日产油
为1.0t,含水率为50%,驱油效果显著(见图4).原因是原长春岭油田原油具有黏度高、油水黏度比大、原油流动性差的特点,加入表面活性剂后改变原油润湿性,使亲油的
油藏变为亲水油藏,大大增加油水黏度比,提高原油的流动系数,产出油明显增加,产出水大幅度下降.
长4-21区块采用表面活性剂驱与热水驱、蒸气吞吐、蒸气驱等开采方式对比,单井日产油高、含水率低、驱油效率高,开发效果好.另外,表面活性剂驱的成本比热水驱、蒸气吞吐、蒸气驱等开采方式的成本下降,经济效益显著(见表2).
(1)采用高能表面活性剂(UT8-1)驱油,可由平均单井日产油0.2t提高到1.0t,比传统热采方式经济而有效.
(2)高能表面活性剂(UT8-1)能够有效改变岩石润湿性,大幅度降低原油黏度,从而降
低原油流动的黏滞阻力,使多孔介质中的原油流动更为容易.
(3)长春岭油田油藏加入质量分数为0.3%的表面活性剂后,驱油效率为76.5%,黏度为20mPa·s以内.
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