改性孪连季铵盐类注水增注剂的降压增注实践

2012-08-15付亚荣华北油田第五采油厂

石油石化节能 2012年2期

付亚荣（华北油田第五采油厂）

付亚荣（华北油田第五采油厂）

孪连季铵盐类表面活性剂活性水增注是针对目前中低渗透油田吸水能力差、注入压力高开发的一种技术，但注入成本较高。在研制的孪连季铵盐类注水增注剂中引入一定量含有生物活化剂的CDKT-004有机复合肥进行改性，能使油水界面张力达到10-3mN/m数量级，更低的临界胶束浓度，注入成本大幅度降低。现场注入浓度为300～500 mg/L，注水压力平均下降2.47 MPa，均能完成配注。注水单耗由原来的6.23 kWh/m3降低到5.81 kWh/m3，年节约电量216×104kWh。

注水增注剂改性孪连季铵盐类降压增注节能

孪连季铵盐类表面活性剂具有极高的表面活性，很低的临界胶束浓度，很好的泡沫稳定性、钙皂分散力、润湿、增溶和洗涤能力[1-3]。国外的学者主要从孪连表面活性剂结构、合成和分析，逐步扩展界面行为、聚集性质、协同效应及应用等方面的研究。范传闻等学者[4]将合成的表面活性剂应用于油田，取得了提高采收率10%左右的效果。

利用合适的孪连季铵盐类表面活性剂及助剂，通过降低油水界面张力、改变岩石的润湿性、抑制黏土膨胀及细菌生长等，能提高注入水的渗流能力，达到低渗透油田降压增注的目的。在研制的孪连季铵盐类注水增注剂[5]中引入一定量的含有生物活化剂的CDKT-004有机复合肥能使油水界面张力达到10-3mN/m数量级，更低的临界胶束浓度（CMC），并且注入成本大幅度降低。在某油田选择了6口完不成配注的试验井，注入浓度为300～500 mg/L，措施前后对比，注水压力平均下降2.47 MPa，均能完成配注。注水单耗由原来的6.23 kWh/m3降低到5.81 kWh/m3，年节约电量216×104kWh。

1 FYR-JY增注剂的改性

将研制的孪连季铵盐类注水增注剂FYR-JY[5]按照文献[6]的方法对其进行CMC、界面张力、润湿性、微观驱油等性能测定表明具有明显的降压增注作用，具有一定的降低界面张力、改变岩石润湿性、防膨和抑制微生物的作用；但是FYR-JY较高的价格，影响了现场的使用范围。

研究表明，在孪连季铵盐类注水增注剂中引入一定量的含有生物活化剂的CDKT-004有机复合肥将FYR-JY增注剂改性为FYR-JY01，能使油水界面张力达到10-3mN/m数量级，更低的临界胶束浓度，注入成本大幅度降低。

1.1 FYR-JY01临界胶束浓度

用表面张力法及电导法测定FYR-C溶液的CMC值，用注入水配成质量浓度分别为100、250、400、500、600、800、900、1000 mg/L 的FYR-JY01溶液，调节恒温水浴至45℃，用DMPY22C型表面张力仪测定此温度下各溶液的表面张力。结果表明，表面张力Kraft点不明显，其CMC约为500 mg/L。

1.2 FYR-JY01对电性的影响

用电渗法[4]测定不同浓度FYR-JY01注入水溶液对石英砂表面的ζ电位的影响，研究表明：FYR-JY01质量浓度在600 mg/L左右时，电位接近0，此时表面电性开始转变；当质量浓度为450 mg/L时，电位-2.48 mV；质量浓度700 mg/L时，电位+2.48 mV，说明在此区间存在一个电位为0的浓度。

1.3 FYR-JY01的润湿性

用甲基硅油处理载玻片至亲油后，用DCA-322型动态接触角分析仪测定蒸馏水的动态接触角，记录前进角和后退角。从结果看，不同浓度的FYR-JY01水溶液不同程度地改变玻片的润湿性。经甲基硅油处理的玻片表面偏亲油，接触角大于90°，可模拟亲油地层，经FYR-JY01水溶液处理后接触角下降，在一定浓度下润湿性改变效果非常好。同时，润湿角改变幅度并不是随FYR-JY01浓度增大而增大，在1000 mg/L附近改变幅度最大，之后保持不变。可以认为是FYR-JY01在玻片表面的吸附达到了平衡的结果。

1.4 FYR-JY01界面张力测定

各种浓度的FYR-C水溶液与原油之间的界面张力值均表现出同一种规律性，先降低至最低值，然后逐步上升达到平衡状态。浓度为250～1000 mg/L的FYR-JY01水溶液与原油之间瞬时界面张力最低值均达到超低(10-3mN/m数量级)，平衡界面张力值也较低，在10-1mN/m，甚至10-2mN/m数量级。随着FYR-JY01水溶液浓度的降低，与原油之间的瞬时界面张力值和平衡界面张力值均呈现降低的趋势。

2 现场应用

现场上采用注水井井口或配水间安装直接向注水井管网上高压添加FYR-JY01的流程，包括低压阀门、电动泵、管线、高压阀门、储药箱、电动高压比例加药泵和单流阀等。电动泵将FYR-JY01药剂泵入储药箱，由电动高压比例加药泵按调整好的流量将药剂注入高压注水管线，让药剂与注入水在管线内混合然后注入地层，达到降压增注的目的。

在某油田选择了6口完不成配注的试验井，注入浓度为300～500 mg/L，措施前后对比，注水压力平均下降2.47 MPa，均能完成配注。注水单耗由原来的6.23 kWh/m3降低到5.81 kWh/m3，年节约电量216×104kWh。

典型井例：深6-162井自2009年4月开始注水，注水后压力从17.5 MPa快速上升至23.6 MPa，2009年7月后，注水压力保持稳定，但注水量从40 m3/d降至20 m3/d，至2010年2月日注水量仅为5 m3。2010年3月开始按400 mg/L注入FYR-JY01增注剂。第一阶段注入增注剂10 m3，注入压力从23.8 MPa抬升至25.1 MPa，然后缓慢降至20.3 MPa，日注水量30 m3；2010年8月注水压力上升至21.9 MPa，日注入量16 m3；第二阶段按300 mg/L注入FYR-JY01增注剂25 m3后开始后续水驱，注入结束时注水压力20.6 MPa，日注入量25 m3，视吸水指数上升了0.421 m3/（d·MPa）。