水驅(qū)后凝膠與表活劑交替注入驅(qū)油效果

付國(guó)強(qiáng) 王克亮

摘 要：針對(duì)裂縫性低滲透油藏注入水易沿裂縫突進(jìn)、含水上升快、水驅(qū)效果不理想的情況，開(kāi)展了水驅(qū)后凝膠與表活劑交替注入方式提高采收率室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)室內(nèi)凝膠體系成膠特性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，篩選出與實(shí)際油藏區(qū)塊注入水配伍的凝膠體系。選擇甜菜堿兩性表面活性劑用于活性劑驅(qū)，開(kāi)展了雙管并聯(lián)巖心體系驅(qū)油效果研究。研究結(jié)果表明：凝膠與表活劑交替注入可明顯提高注入壓力，該體系的采收率平均值為12.03%，低滲巖心的采收率略高于高滲透巖心采收率。與表活劑驅(qū)、聚合物與表活劑交替注入相比，驅(qū)油效果更好，可以作為裂縫性低滲透油藏水驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率的技術(shù)。

關(guān) 鍵 詞：裂縫性低滲透油藏；凝膠；交替注入；驅(qū)油效果

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）03-0495-03

Abstract： Because injected water always goes along fractures， water content rises rapidly and the effect of water flooding is not ideal in naturally fractured low-permeability reservoirs， indoor experimental study on alternating injection of gel and surfactant to improve the recovery rate after water flooding was carried out. Through evaluation on gelling properties and stability of gel systems， the gel system matched with the injected water was screened out. Betaine amphoteric surfactant was used for surfactant flooding. Study on oil flooding efficiency of double-tube parallel core system was carried out. The results show that the alternative injection method of gel and surfactant can obviously improve the injection pressure， mean value of the system recovery rate can reach to 12.03%， the recovery rate of low permeability core is slightly higher than that of high permeability core. Compared with surfactant flooding， the alternative injection of polymer and surfactant has better oil flooding efficiency； it can be used to improve oil recovery of fractured low permeability reservoirs after water flooding.

Key words： Fractured low permeability reservoirs； Gel； Alternative injection； Oil flooding efficiency

低滲透油藏多為天然裂縫性油藏，具有連通性差、滲透率低和層間矛盾突出等特點(diǎn)。此類油藏在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于裂縫的滲透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基質(zhì)滲透率，注入水很容易沿裂縫竄進(jìn)，使沿裂縫方向上的油井遭到水淹，而次要裂縫和基質(zhì)系統(tǒng)仍為高含油飽和度區(qū)，導(dǎo)致注水開(kāi)發(fā)效果差、采收率低，這是低滲透裂縫性油田注水開(kāi)發(fā)的普遍特征[1-4]。目前，我國(guó)低滲透油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)平均采收率只有21.4%，注水開(kāi)發(fā)后期提高采收率具有很大潛力。 應(yīng)對(duì)低滲透油藏水驅(qū)中后期進(jìn)一步提高采收率的困難，調(diào)驅(qū)是目前解決低滲透油藏增油控水問(wèn)題使用較多的措施之一。但常規(guī)調(diào)驅(qū)在施工過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題，例如，目前使用的聚合物凝膠調(diào)驅(qū)劑，它具有視黏度高、流動(dòng)阻力大和與油田污水配伍性差等特點(diǎn)，往往在近井地帶造成堵塞，導(dǎo)致注入壓力虛高，對(duì)中低滲透層波及效果較差，難以取得較好的增油降水效果[5-7]。

為此，本文針對(duì)低滲透油藏特點(diǎn)，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)篩選出與油田污水配伍性良好的凝膠體系，選擇界面張力低、乳化性能強(qiáng)的甜菜堿兩性表面活性劑用于活性劑驅(qū)，開(kāi)展雙管并聯(lián)巖心體系驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，研究凝膠與表活劑交替注入的驅(qū)油效果。希望能為裂縫性低滲透油田水驅(qū)后的開(kāi)發(fā)提供一定的技術(shù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥劑和水

實(shí)驗(yàn)用油：大慶某采油廠脫水原油；

實(shí)驗(yàn)用水：大慶某采油廠模擬鹽水，礦化度

3 036 mg/L；

有機(jī)鉻：三氯化鉻、乳酸、氫氧化鈉、硫脲，均為分析純；

聚合物為大慶煉化公司生產(chǎn)的中分子量聚丙烯酰胺干粉，相對(duì)分子量1 200×104，固含量91.29%；

表活劑：甜菜堿兩性表面活性劑，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%。

1.2 巖心

巖心柱（平均規(guī)格為4.91 cm×10.1 cm），氣測(cè)滲透率分別為0.06、0.15 ?m2。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

D250型高壓注入泵、巖心夾持器、中間容器、恒溫箱、環(huán)壓泵、真空泵、壓力表、DV-II布氏粘度計(jì)等。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）將巖心抽空4 h，飽和3 036 mg/L模擬水，測(cè)量孔隙體積；

（2）將巖心置于45 ℃恒溫箱中加熱15 h；

（3）巖心飽和模擬油，粘度9 mPa?s，飽和完后將巖心置于45 ℃恒溫箱中加熱20 h，計(jì)算含油飽和度；

（4）水驅(qū)油至高滲巖心出口含水率達(dá)98%時(shí)結(jié)束，計(jì)算水驅(qū)采收率；

（5）注入0.6 PV驅(qū)替劑，繼續(xù)水驅(qū)至低滲巖心出口含水率達(dá)98%時(shí)結(jié)束，計(jì)算化學(xué)采收率。

2 結(jié)果分析

2.1 鉻凝膠配方優(yōu)選

凝膠性能要從初始粘度、成膠時(shí)間、成膠強(qiáng)度、穩(wěn)定性幾個(gè)方面評(píng)價(jià)[8-10]。目前使用的凝膠體系多為礦化度水配制，與油田污水配伍性差。本文使用污水配制凝膠，通過(guò)研究不同聚交比的凝膠體系在45℃時(shí)的成膠時(shí)間、成膠穩(wěn)定性以及成膠強(qiáng)度等成膠特性，篩選出與實(shí)際油藏區(qū)塊注入水相配伍的凝膠體系。最終篩選出的體系組成為：聚合物濃度為

2 500 mg/L，交聯(lián)劑濃度為100 mg/L，摩爾比為1：10，穩(wěn)定劑濃度為800 mg/L。優(yōu)選的凝膠體系成膠時(shí)間與穩(wěn)定性如圖1和圖2所示。

由圖1和圖2可以看出優(yōu)選出的凝膠體系初始粘度為20 mPa·s，與聚合物粘度差別不大，成膠時(shí)間在20 h左右，成膠時(shí)粘度可達(dá)到5 000 mPa·s，隨著成膠時(shí)間增加粘度快速上升，24 h時(shí)的粘度可達(dá)到10 000 mPa·s，48 h時(shí)粘度可到達(dá)50 000 mPa·s，30天后粘度仍可到達(dá)40 000 mPa·s以上，說(shuō)明優(yōu)選的凝膠體系在45 ℃條件下穩(wěn)定性強(qiáng)，與油田污水配伍性良好，滿足調(diào)剖要求，可以用于凝膠與表活劑交替注入實(shí)驗(yàn)。

Fig.2 Stability of the gel

2.2 凝膠+表活劑交替注入驅(qū)油效果

為了研究凝膠與表活劑交替注入的調(diào)驅(qū)效果，采用雙管并聯(lián)人造巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。將凝膠與表活劑交替（0.1 PV）注入進(jìn)行驅(qū)油效果研究，注入總量0.6 PV，凝膠的初始粘度20 mPa?s，注入靜置30 h后進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)至低滲巖心出口含水率達(dá)98%時(shí)結(jié)束，計(jì)算化學(xué)采收率。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果重復(fù)性好。留樣凝膠30 h后粘度可達(dá)7 000 mPa?s左右，考慮到實(shí)際注入過(guò)程中的剪切作用，巖心中凝膠粘度約為3 000 mPa?s。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表1可以看出雙管并聯(lián)巖心體系化學(xué)采收率平均值為12.03%，高滲巖心的化學(xué)采收率平均值為11.7%，低滲巖心化學(xué)采收率平均值為13.21%，低滲巖心的化學(xué)采收率高于高滲巖心。

圖3和圖4分別為實(shí)驗(yàn)3雙管并聯(lián)巖心凝膠與表活劑交替注入的驅(qū)替曲線和流量分配曲線。從圖中可以看出注入的凝膠主要進(jìn)入高滲透率巖心起到封堵作用，流體轉(zhuǎn)向作用大，后續(xù)水驅(qū)壓力達(dá)到4.8 MPa左右，說(shuō)明凝膠已成膠并有效封堵了高滲透層，迫使交替期間注入的表面活性劑和后續(xù)注入的水進(jìn)入低滲巖心驅(qū)油，使得低滲巖心化學(xué)采收率高于高滲巖心，平均化學(xué)驅(qū)采收率可達(dá)12.24%。

2.3 不同化學(xué)驅(qū)方法驅(qū)油效果

采用性質(zhì)相同的同一批次巖心，在水驅(qū)后分別進(jìn)行不同化學(xué)驅(qū)方法驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，注入量0.6PV，交替注入方式與凝膠與表活劑交替注入方式相同，對(duì)比不同化學(xué)驅(qū)方法驅(qū)油效果。驗(yàn)證凝膠與表活劑交替注入的可行性。

由表2可以看出凝膠與表活劑交替注入的采收率高于表活劑驅(qū)與聚表交替注入。表面活性劑主要進(jìn)入高滲管驅(qū)油，提高采收率幅度較低，并聯(lián)巖心整體提高采收率僅為5.06%。

凝膠與表活劑交替注入驅(qū)油效果優(yōu)于聚表交替注入驅(qū)油效果，是由于凝膠成膠后的注入壓力遠(yuǎn)高于聚合物注入壓力，其調(diào)剖效果優(yōu)于聚合物，更好的發(fā)揮了擴(kuò)大波及體積的作用。考慮到油田實(shí)際生產(chǎn)對(duì)驅(qū)替壓力的要求，建議采用凝膠與表活劑交替注入方式。

3 結(jié) 論

（1）通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出的凝膠體系配方為：聚合物2 500 mg/L，交聯(lián)劑100 mg/L，摩爾比為1∶10，穩(wěn)定劑800 mg/L，成膠后粘度達(dá)到5 000 mPa?s，與油田污水配伍性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，可用于油田實(shí)際生產(chǎn)中。

（2）凝膠與表活劑交替注入并聯(lián)巖心體系化學(xué)采收率平均值為12.24%，高滲巖心的化學(xué)采收率平均值為12.04%，低滲巖心化學(xué)采收率平均值為13.52%，低滲巖心的化學(xué)采收率高于高滲巖心。說(shuō)明凝膠調(diào)剖效果好，凝膠主要進(jìn)入高滲透率巖心起到封堵作用，流體轉(zhuǎn)向作用大。

（3）凝膠與表活劑交替注入的采收率高于表活劑驅(qū)與聚表交替注入驅(qū)，考慮到油田實(shí)際生產(chǎn)對(duì)驅(qū)替壓力的要求，建議采用凝膠與表活劑交替注入方式。

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