驱油剂快速优选方法研究

赵 欣，史 华，张彩霞（西安石油大学石油工程学院，陕西 西安710065）

驱油剂快速优选方法研究

赵 欣，史 华，张彩霞（西安石油大学石油工程学院，陕西 西安710065）

常规驱油剂的筛选是通过界面张力仪或是岩心驱替的方法评价，这些方法测量精确，能够定量评价出较好的驱油剂，但不适于大量驱油剂的筛选。在静态脱油试验的基础上，提出了一种新型的筛选驱油剂方法。该方法是将改装后的吸水仪应用在驱油剂的静态脱油试验中。通过精确测量出吸水仪上不同驱油剂或是相同驱油剂不同浓度的驱油量，来快速评价出驱油剂的驱油效果。该方法操作简单，数据的可靠性强，建议推广使用。

驱油剂；界面张力；驱油效率

驱油剂提高采收率的机理是扩大波及系数和提高洗油效率，不同种类的驱油剂提高采收率的机理不同，有的主要是通过增粘性扩大波及系数，而有的主要是通过降低油水界面张力、改变储层岩石的润湿性来提高洗油效率的。对不同种类驱油剂性能的室内评价方法不同，对增粘性驱油剂性能的室内评价方法主要有：粘浓关系测定，抗温、抗盐性测定，抗剪切性测定；对提高洗油效率类驱油剂（表面活性剂）性能的室内评价方法主要有：静态脱油试验，界面张力试验，润湿性测定试验。笔者在静态脱油试验的基础上，提出了一种快速的驱油剂筛选方法，不仅提高了驱油剂优选的速度，而且也大大提高了优选驱油剂时的准确性。

1 试验原理和方法

1.1 试验仪器及方法的改进

静态脱油试验，一般是采用量筒测量驱油剂的脱油量，由于100ml量筒的最小刻度是1ml，而驱油剂脱出的油量本身是比较小的（小于5ml），所以在保证试验方法正确的前提下，使用量筒测量驱油剂溶液的脱油量会给测量结果带来比较大的误差。为了提高测量结果的准确性和减小试验误差，参考测定岩心润湿性的吸水仪［1］，设计加工了专门用于测量脱油量的脱油仪。该仪器侧面设计有加驱油剂的加样口，上部的可读数范围是0.5ml，其最小刻度是0.1ml，比量筒（最小刻度1ml）的测量精度大大提高，从而可以进一步提高测量结果的准确性。

1.2 试验方法

1）按照油层岩石的粒度组成配成一定渗透率的油砂（原油和砂子的混合物），密闭，老化，计算油砂的油含量，置于干燥器中备用。

2）用电子天平称取定量的驱油剂，分别配成一定质量的百分比溶液，待用。

3）定量取出烘干的油砂，置于脱油仪中，用玻璃棒轻轻压实，加入驱油剂溶液（或试验用水），置于恒温水浴箱中。

4）不同时间读取数据，对比不同驱油剂的驱油效率。

2 数据分析和评价

2.1 脱油试验效果

将10种待选定的驱油剂分别配制成质量浓度为0.05%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%的溶液后注入脱油仪中，放置24h后，不同驱油剂溶液的脱油结果如表1所示。

按照脱油量的大小，可将驱油剂分为3类：第1类脱油量较多的驱油剂为3号、5号和9号，脱油量大于1ml；第2类驱油剂为1号、2号、4号、6号和10号，脱油量为0.2～1.0ml；第3类脱油量较少的驱油剂为7号和8号，脱油量为0.1～0.2ml。

除5号和8号外，其他驱油剂的脱油量都随驱油剂浓度的增大而呈现出下降趋势，因此可以初步确定出活性水驱油体系［2］中驱油剂的浓度上限。例如：4号驱油剂的最佳驱油浓度可以确定在0.5%～0.7%之间。

5号驱油剂随浓度增大，脱油量呈现先上升后下降的趋势，驱油剂浓度在0.05%～0.7%时，脱油量最多，浓度继续增大，脱油量呈现下降趋势。说明5号驱油剂的最佳驱油浓度范围应确定在0.05%～0.7%。

表1 不同浓度驱油剂下的脱油试验结果

8号驱油剂的脱油量较少，且驱油剂浓度超过0.30%后，脱油量没有增加。说明该驱油剂的驱油效果不佳。

另外，脱油试验还可以根据装入脱油仪中的表面活性剂在不同时间的脱油量，评价表面活性剂的吸附性能。

2.2 脱油试验与界面张力的关系

为了验证脱油试验结果的正确性，试验选用SVT－20视频旋转滴界面张力仪，对这10种驱油剂中的部分驱油剂进行了界面张力的测量，结果如图1所示。

由图1可以看出，界面张力的大小顺序为8号＞4号＞5号，即第3驱油剂的界面张力最大，其次为第2类和第1类。

4号驱油剂的界面张力小于10－2mN/m，且随着溶液浓度的增加而减小，在浓度为0.5%时界面张力值最低。对比脱油试验，驱油剂浓度在0.5%～0.7%时脱油量最高，之后脱油量趋于平缓。两项试验结果基本相符。该驱油剂的最佳浓度范围可确定在0.5%～0.7%。

相比其他样品，5号驱油剂的界面张力值最小，且浓度超过0.3%后，界面张力趋于平缓，与脱油试验中该样品的脱油量最高相符。最佳的驱油剂浓度应在0.3%～0.5%。

8号驱油剂的最大界面张力值超过3.00mN/m，而且界面张力值随浓度增加，增幅较快，可以认为界面张力增大是导致脱油试验中驱油剂浓度增加、脱油量反而不增加的根本原因。

图1 驱油剂界面张力试验结果

图2 人造岩心部分驱油剂试验结果

2.3 脱油试验与驱油效率的关系

为了更进一步证实该试验的可靠性，选用可以消除试验岩心参数差异的人造岩心进行部分驱油剂溶液的驱油试验。注入驱油剂之前人工岩心已经处于水驱残余油状态［3，4］，注入驱油剂后岩心的增油效率如图2所示。

将脱油试验的脱油量和岩心流动试验的驱油效率进行对比，可以看出驱油剂的增幅值最高的为5号和3号驱油剂，其次是4号驱油剂，8号驱油剂的增幅最小仅为1.92%。

属于第1类驱油剂的5号和3号样品，驱油效率的增幅值分别为5.39%和4.29%，驱油效果较好，其中3号驱油剂的浓度在0.1%时，驱油效率最高，随浓度增大，脱油量呈现总体下降趋势，而在脱油试验中，该驱油剂的最佳浓度范围确定在0.05%～0.1%，与该脱油试验结果基本符合。

5号驱油剂与3号驱油剂的性质相反，溶液浓度增大，脱油试验的脱油量和岩心流动试验的驱油效率都呈现增大的趋势，浓度超过0.5%后，驱油效率的增幅不大，可确定出最佳的浓度范围在0.5%～0.7%。该驱油效果都是所有驱油剂中最好的。

4号驱油剂（第2类驱油剂）的驱油效率值上下波动，但仍能得出，驱油剂浓度在0.3%时，驱油效率达到最高值，与脱油试验和界面张力的测量结果相同。

8号驱油剂（第3类驱油剂）随浓度增大，驱油效率降低，在0.1%时驱油效率仅为1.92%，说明该驱油剂的驱油性能不强。

3 结 论

1）改进的静态脱油试验能对不同类型以及同一类型不同浓度的驱油剂进行驱油效果的评价，简化了通过界面张力和岩心流动试验评价驱油剂的步骤，并且试验数据的可靠性强，可以为后续的试验提供依据。

2）该试验方法能快速地对不同驱油剂的驱油性能做出评价，并初步确定驱油剂的最佳浓度范围。

3）该方法操作简单，数据的可靠性强，成本和时间花费较少。建议广泛推广使用。

［1］SY/T 5153－2007，油藏岩石润湿性测定方法［S］.

［2］韩显卿.提高采收率原理［M］.北京：石油工业出版社，1993.

［3］SY/T 5358－2002，储层敏感性流动试验评价方法［S］.

［4］李永太，刘易菲，唐长久.提高石油采收率原理和方法［M］.北京：石油工业出版社，2008.

Fast Optimization Method of Oil Displacement Agent

ZHAO Xin，SHI Hua，ZHANG Cai－xia（College of Petroleum Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an710065，Shaanxi，China）

Interfacial tensiometer and core displacement experiment were the conventional methods of selecting displacement agent，which were good methods for quantitative evaluation of displacement agents，but not suitable for screening a large number of oil displacement agents.A new method of selecting displacement agent was proposed based on the static de－oiling.This method used the modified water－absorption apparatus in de－oiling experiment.The results show that this method can accurately detect different displacement agents and the same displacement agent with different concentrations.It is easy to operate and the experimental date is reliable.it is recommended the apparatus can be widely used in oilfields.

displacement agent；interfacial tensiometer；displacement efficiency；rapid selection

TE357

A

1000－9752（2010）05－0316－03

2010－04－07

赵欣（1986－），女，2004年大学毕业，硕士生，现主要从事提高采收率方面的工作。

［编辑］ 萧 雨