表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用

表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用X

陈　勇

(长江大学工程技术学院)

摘　要:针对低渗透油藏在开发过程中所遇到的注水压力过高、注入水沿裂缝突进等问题,应用表面活性剂驱通过降低油水界面张力、增加毛管数,以达到提高驱油效率的目的。

关键词:低渗透油藏;表面活性剂驱;驱油效率

中图分类号:T E357.46 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)05—0118—01

低渗透油藏普遍存在着孔喉细小、渗流阻力大,只有较大的驱替压力液体才能流动。为提高注水开发效果而增加注入压力,但注水压力高,易造成微裂缝开启,注入水沿裂缝突进,造成驱油效率低,波及体积小,且套损严重。

之所以会产生上述的情况,是因为在低渗透油层中,低渗透油层渗流时表面分子力、毛管力等对渗流起到实质性的影响。低渗透油层的显著特征是低渗、低孔隙度、微观孔隙结构影响增强。这样,孔道细小,孔喉作用增强,微观孔隙结构影响增强,高比表面这些特点就直接对流体产生明显影响,而且渗透率较低,这种影响愈强,使得渗流过程出现了较达西渗流更复杂的、更强烈的一些作用力。由于高比表面,细孔道,表面分子力作用更为强烈,造成了“流动渗透率”的影响程度和影响速度域的加大,甚至微毛细孔道内液体的滞留、孔道结构复杂程度的增强使得孔喉控制作用加大,于是出现了渗透能力随压力梯度改变的非线性流动。低渗透油层液体非达西型渗流特征反映了渗流过程中强烈的固液表面分子力的影响。

1　表面活性剂驱应用于低渗透油藏开发的优势以及国内外研究趋势

通过上述分析,可以看出,由于表面活性剂溶液可降低油水界面张力,减小亲油油层的毛细管阻力、能增加毛管数及提高驱油效率性能。因此,表面活性剂降压增注技术研究可以有效地提高低渗透油藏的开发效率。

从国外文献看:有关表面活性剂降压增注技术研究方面国外已在一些油田开展了先导性研究及矿场试验,并取得了成功经验。《用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性高洗油效率表面活性剂复合物》[1]一文主要选择了用于不同地质条件下表面活性剂复合物,这些复合物溶于水中可使油水界面张力降到10-2-10-3mN/m,具有很强的增溶性。在鞑靼石油公司进行了6口注入井的现场试验,试验温度20～40℃、90～100℃,注入水为矿化水(由淡水至170g/L)。化学剂用量28.8～54m3(分散剂在近井地带的波及半径为4～12m)。处理之后注入井的吸水性平均提高1.4倍。吸水指数在指示曲线上平均增加到2倍。在压降曲线上平均增加到1.5倍。有效期可达4～18个月(平均12个月)。在塔林石油管理局处理了5口井,砂岩层射开厚度为14.9～31.7m,注水井在加压注水时吸水量为200～700m3,而在试验初期为70～100m3。为了恢复其吸水性注了3.4～6.6t被稀释成95～150m3水溶液的表面活性剂复合物。处理后所有井吸水性平均提高到1.5倍,有效期平均为一年左右。《马格纳斯油田注水井表面活性剂驱油增产经验》[2]一文介绍了BP公司曾在马格纳斯油田实施了注水井表面活性剂增注先导性试验方案,其机理是通过注表面活性剂,降低残余油饱和度,改善井眼附近水相对渗透率,从而提高注入能力。BP公司最初在实验室内对多种表面活性剂体系进行了筛选,选出两种表面活性剂体系:一种是用于低温试验的聚链烷碳酸盐与烷基酚烷氧基甲醇和C4、C5脂肪族甲醇混合物;另一种是用于高温试验的烷基芳香族烷环基硫酸盐。这些表面活性剂浓度较低(1.4%)。在室内温度下用旋滴界面张力仪测量油水界面张力,其结果是从25左右降至约10-3m N/ m,这样低的界面张力值能使毛管力圈闭的残余油量大大降低。同时,高温岩心驱替试验结果表明,在注入表面活性剂溶液注入不到1个孔隙体积时,残余油饱和度就开始降低,直到注入2.5个孔隙体积停止。随着残余油的大幅度降低,渗透率有很大改善,几乎恢复到绝对渗透率值,渗透率提高了5～6倍。最后在室内研究基础上,BP公司在一口卫星井开展了先导性试验。从注表面活性剂期间的野外监测以及试验数据的解释结果显示:注水井注入表面活性剂后注入能力得到明显改善。

国内有关表面活性剂研究方面的大多是用于提高采收率方法研究。表面活性剂是提高采收率幅度较大、适用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。室内岩心驱油效率试验结果表明:碱/表面活性剂驱不但能较大幅度地提高采收率,而且可以增大油藏中的渗滤速度,降低注入压力,从而减小渗透率较低油藏的高压注水难度,节省开采费用。在长庆油田表面活性剂降压增注试验中,通过研究找到了一种以石油磺酸盐和非离子表面活性剂按一定比例组成的表面活性剂复配体系,在长庆油田所提供的油水条

118内蒙古石油化工 2011年第5期　

柳南浅层油藏沉积特征研究X

裴素安1,2,韩秀丽1

(1.河北联合大学矿业工程学院,河北唐山　063009;2.冀东油田公司陆上油田作业区,河北唐海　063200)

摘　要:以沉积学理论为基础,开展柳南浅层油藏沉积特征研究,为寻找有利油气油气富集区充分挖潜剩余油提高油藏的开发水平提供一定的指导。

关键词:柳南浅层;沉积特征;沉积微相

中图分类号:T E311 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)05—0119—02

1　概况

柳南浅层油藏总体形态受高柳断层控制且是被断层复杂化的逆牵引背斜构造,被断层分割成多个断块。自上而下钻遇的地层为第四系平原组、上第三系明化镇组、馆陶组。地层岩性为棕红色泥岩与浅灰色细砂岩、含砾砂岩不等厚互层,储层成因类型为河流相砂体,属高孔隙度高渗透性储集层,馆陶组-明化镇组下段-明化镇组上段构成粗-细-粗的旋回特征。

2　沉积环境和物源

柳南浅层油藏上第三系馆陶组和明化镇组下段地层泥岩颜色和古生物种属及分布产状表明是在干旱燥热的古气候条件,弱-强氧化环境下形成的一套河流相沉积,明化镇时期气候更燥热,氧化程度更强。重矿物类型及含量反映沉积物物流来自变质岩系为主和花岗岩的母岩性质,马头营凸起是该区主要的物源供给区,其次为柏各庄凸起。

3　砂体成因环境

3.1　曲流河砂体成因环境分析

曲流河砂体主要有两种类型,即点砂坝与废弃河道充填砂体,两者均具有正韵律特征,但点砂坝属侧沉积,非均质性较强;废弃河道砂体属加积型,均质程度较好。该区具完整点坝层序的砂体。多见两种厚度,一种3～5m,一种6～9m,推测当时有两种规模的古河流,薄者反映小河流沉积,粒度较细,底部少见泥砾;厚者反映大河流沉积,粒度较粗,底部泥砾普遍。

3.2　辫状河砂体成因环境分析

辫状河砂体亦主要有两种类型,即河道砂体与芯滩坝。二者均具有粗略的正韵律,不同的是芯滩坝沉积了落淤层,导致非均质性增强。馆陶组砂体横切河道剖面上,砂体呈透镜状,河道向下切割,并垂向叠加,形成上平下凸的槽形砂体,河道迁移范围不大,砂岩等厚图明显显示出砂体平面上呈宽窄不同的条带状,并向一定方向延伸。

4　沉积标志研究

4.1　岩石相组合

¹明化镇组下段岩石相组合:含砾不等粒砂岩相-细砂岩相-粉砂岩相-泥岩相组合,细砂岩-粉砂岩相(泥粉砂岩相)-泥岩相组合,细砂岩相-

件、试验温度50℃下进行表面张力的测定,结果表明在0.05%～0.1%的活性剂浓度范围内,油水界面张力可以达到10-2-10-3mN/m,达到常用的表面活性剂水溶液与原油间的低界面张力(10-2m N/m)范畴。

2　表面活性剂配方研究及性能评价

实际油藏孔道中的残余油,在与表面活性剂溶液接触时,将产生界面张力降低,因而使毛管数增高至一定值,启动油滴沿着孔道流动。如果表面活性剂动态界面张力不能达到超低,则在原油与表面活性剂溶液接触后不久,毛管数又降低至与水驱差不多,被启动的残余油可能在运移一段距离后,由于毛管数变小会再次被细小的孔道捕集而不易采出,使驱油效率变差,影响降压效果。因此,研究低油水界面张力、稳定性好的表面活性剂配方是项目研究成功的关键。

通过模拟地层油水条件(原油性质、地层水矿化度等),测试表面活性剂体系在规定浓度下的油水界面张力是否达到超低,来初步筛选出可以有效降低目的地层油水界面张力的活性剂体系。对初步筛选出的表面活性剂驱体系进行岩心驱替和吸附测试,以便进一步筛选出合适的表面活性剂驱体系。

经过上述步骤所筛选出的表面活性剂驱体系,可以有效的降低油水界面张力,抵御地层中高温、高矿化度的影响,达到启动残余油、提高原油采收率的目的。

[参考文献]

[1]　张子涵,李发荣. . . ºµ¾±¿, . . À²±¿À³±,

用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性

高洗油效率表面活性剂复合物[J].国外油田

工程,2000,(2).

[2]　P.F.Dym ond.马格纳斯油田注水井表面活性

剂增注措施[J].国外油气勘探与开发,1993,

(1):51～70.

119

　2011年第5期 内蒙古石油化工