YC-3驱油剂用于薛岔油区的性能研究

应丹丹，李广青，王慧屏，党亚姣，宁小刚，高玉峰，宋悦怡

（延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西延安716000）

YC-3驱油剂用于薛岔油区的性能研究

应丹丹，李广青，王慧屏，党亚姣，宁小刚，高玉峰，宋悦怡

（延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西延安716000）

针对吴起油田“三低”的油藏特点，引进了启源YC-3高效驱油剂。室内评价表明：该剂与吴起油田薛岔区块的地层水配伍性好，耐盐耐温性能优越，对地层基本没有伤害，驱油实验的采收率明显，最高能达到19.84%。该剂在现场使用试验中，增油效果显著，截止2013年8月底，井区已累计增油2937t，表明该驱油剂适合吴起油田薛岔区块，是一种性能优良的驱油剂。

YC-3驱油剂；界面张力；耐盐；耐温；提高采油率；增油

薛岔油区隶属于吴起采油厂，是吴起油田实施“YC-3”驱油剂的区块之一，位于陕西省吴起县薛岔乡境内。驱油剂实施区域位于薛岔油区的西部，工区面积约125km2，东部与靖安油田毗邻。该区探明含油面积80km2，动用面积48km2，主力含油层位长61，平均油藏埋深1850m，油层有效厚度12.3m，地质储量5500万t，其中探明储量3447万t，动用储量2068万t，可采储量443.64万t。2007年投入勘探开发，2010年开始注水开发，开发面积33.6km2，属于滞后注水，井网按不规则菱形反九点，平均井距在180～300m之间。

1 技术现状

“启源YC-3”驱油剂是双子表面活性剂，双子表面活性剂（Gemini surfactants）是一类被喻为二十一世纪新一代表面活性剂[1，2]，其种类包括阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型等[3]。它对不同油田地质特点的适应性强，代表着“表活剂驱”的发展方向。迄今,有关双子表面活性剂的研究主要集中于其产物的合成与表面胶体化学性质的研究[4，5]，而对该类新型表面活性剂的实际应用，特别是其在油气田开发方面的应用，如提高原油采收率技术方面应用的研究[4，5]甚少。“启源YC-3”驱油剂是针对低渗透、超低渗透油田地质特点，原油物性开发的提高原油采油率的第二代“双子型”表面活性剂专利产品。是目前国内唯一一个针对“鄂尔多斯盆地”开发提高采收率用表面活性剂产品。本文通过室内对该驱油剂和薛岔油藏的性能评价，现场对注水井注入“启源YC-3”驱油剂后的效果评价和不断调整注水工艺等方法，达到降低油井含水、增加原油单井产量和提高石油采收率的目的。不断摸索和积累“启源YC-3”驱油剂在延长油田的最佳使用方法，为老油田提高采收率摸索出化学增油的新工艺和新方法。

2 实验部分

2.1 实验药品

YC-3驱油剂（陕西海安实业有限责任公司）；无水CaCl2（A.R.天津化工厂）；NaCl（A.R.北京化工厂）。

2.2 实验岩心与油水样

实验岩心为薛岔长6地层岩心；实验用油为吴起油田薛岔区块5-104井原油，密度0.87g·cm-3，黏度（55℃）为7.76mPa·s；实验用水为薛岔5-104井地层水，密度为1.039g·cm-3，其矿化度及各种离子含量见表1。

表1 薛岔5-104油井水总矿化度及离子含量（mg·L-1）Tab.1The well of Xuecha 5-104 oil total salinity and various ion content（mg·L-1）

2.3 实验器材

XZD5-旋转滴超低界面张力仪（北京哈科仪器厂）；恒温水浴锅（上海方瑞仪器有限公司）；UV-1801紫外/可见分光光度计（北京北分瑞利分析仪器）；岩心流动评价实验装置（海安石油科研仪器有限公司）。

2.4 选井原则

油藏特征、流体性质与“YC-3”驱油剂性能匹配；高产区域的低产井，油井动、静态资料齐全，固井质量好，无套损、无井下落物。工艺简单，操作性强。

2.5 实验方法

2.5.1 油水动态界面张力的测定利用XZD5-旋转滴超低界面张力仪在55℃的条件下测定原油-水（即原油-驱油剂）间的动态界面张力，记录平衡时的界面张力。

2.5.2 岩心吸附试验YC-3驱油体系的静态吸附实验采用薛岔区块的断层油砂作为吸附剂，在锥形瓶中加5g油砂和100g 1%的YC-3驱油剂溶液，于55℃在往返式振动器中振动24h，以3500r·min-1的速度分离30min，取上清液。利用紫外分光光度计测定溶液的初始浓度和平衡浓度。

2.4.3 驱油实验

（1）将岩心抽空饱和地层水，测孔隙度;（2）将驱油装置升温至55℃（薛岔油层温度），地层水驱测岩心水相渗透率；（3）岩心饱和模拟原油并恒温老化12h；（4）水驱至无油产生,测水驱采收率；（5）注0. 3PV的含盐（2000mg·L-1）表面活性剂溶液，后续水驱至无油产出；（6）计算表面活性剂驱提高采收率值和总采收率值。

2.5.3 驱油剂现场实施的注水工艺流程

图1YC-3驱油实验配水间流程示意图Fig.1YC-3 Oil displacement experiment with water flow diagram

3 结果与讨论

3.1 配伍性测定

YC-3驱油剂与吴起油田地层水或采出水的配伍性，是考察表面活性剂好坏的一个重要指标。采用吴起油田薛岔区块5-47#、5-104#、5-286#油井的地层水配置质量浓度为1%的YC-3驱油剂溶液，将上述溶液静止放置30d，每天观察溶液是否有不溶物或沉淀产生。结果表明，YC-3驱油剂溶液在地层水中均无明显的不溶物和沉淀，即该剂与吴起油田地层水有良好的配伍性。

3.2 盐度对YC-3驱油剂界面张力的影响及最佳盐度

驱油剂与原油间能否形成超低的界面张力（约×10-3mN·m-1数量级）是评价驱油的一个重要指标,因此通常利用油水界面张力的评价作为筛选驱油表面活性剂的首要条件。油水界面张力对水相盐含量有很强的依赖性，通过改变水相的盐含量，相应的表面活性剂在水和油中的溶解度可大大改变，能使溶液的表面活性显著提高。YC-3驱油剂与原油（薛岔5-104#）的界面张力随水溶液中NaCl浓度变化见图2。

图2 盐度对界面张力的影响Fig.2Effects of salinity on interfacial tension.

从图2可以看出，当NaCl浓度为6.5×104mg·L-1时，界面张力达到最低值。在浓度小于6.5×104mg· L-1之前，油水界面张力随盐度的增加而逐渐降低，浓度大于6.5×104mg·L-1之后，随着盐度的继续增加，界面张力略有提高，在盐度20×104mg·L-1时仍能保持较低的界面张力。因此，在无高价金属离子干扰的条件下，YC-3驱油剂的最适盐度为6.5× 104mg·L-1。

3.3 Ca2+、Mg2+对YC-3驱油剂界面张力的影响

地层水中的Ca2+、Mg2+等高价离子可与注入地层的驱油剂发生沉淀，产生的沉淀不仅对油层造成堵塞，而且消耗大量的驱油剂，导致驱油剂有效率急剧下降。

图3Ca2+、Mg2+对界面张力的影响Fig.3Effect of Ca2+and Mg2+on the interfacial tension

薛岔油区的Ca2+、Mg2+浓度在4000mg·L-1左右，因此，适合薛岔区块的驱油剂必须具有较高的抗Ca2+、Mg2+能力。图3为Ca2+对YC-3驱油剂界面张力的影响（YC-3驱油剂：1%、NaCl:6.5×104mg· L-1）。从图3可以看出，随着Ca2+浓度的增加，YC-3驱油剂的界面张力逐渐降低，但在Ca2+浓度低于5000mg·L-1时，YC-3驱油剂仍能保持较低的界面张力10-2mN·m-1。

二价金属离子存在时（Ca2++Mg2+：4000mg·L-1），评价该驱油剂体系（1%YC-3）随着盐度的变化对界面张力的影响，实验结果见图4。

图4 离子强度对界面活性的影响（Ca2++Mg2+：4000mg·L-1）Fig.4Influence of ionic strength on the interfacial activity（Ca2++Mg2+：4000mg·L-1）

从图4可以看出，随着盐度的增加，界面张力持续降低，当盐度大于10×104mg·L-1界面张力仍保持在10-2mN·m-1，说明该驱油剂具有良好的活性。因此，在二价金属离子存在时，适当提高驱油体系的盐度能够有效抑制表面活性剂的沉淀损失，提高驱油剂的利用效率及驱油效果。

3.4 耐温性能的测定

耐温性是考察驱油剂的一个重要指标，考察了在不同温度下老化处理48h后，1%质量分数的驱油剂溶液（Ca2+Mg2+浓度4000mg·L-1，盐度6.5×104mg· L-1）对界面张力的影响见图5。

图5 温度对界面张力的影响Fig.5Influence of temperature on the interfacial tension

从图5可以看出，在温度低于70℃时，YC-3驱油剂能够形成超低界面张力，在70～150℃时仍然能够形成低界面张力。在70℃条件下考察其热稳定性能30d，YC-3驱油剂界面张力基本保持不变，说明YC-3驱油剂具有较好的抗温性能和热稳定性能。

3.5 岩石吸附损失的测定

由于油藏岩石对注入的表面活性剂吸附作用在一定程度上降低了注入表面活性剂的驱油效果，因此，利用薛岔区块油砂，于55℃条件下利用紫外分光光度法测定了YC-3表面活性剂的吸附值，实验结果得出吸附量为0.209mg·g-1。由此可知，该体系吸附量较小，即可有效抑制表面活性剂在油层中的吸附损耗，提高了驱油剂的利用效率。

3.6 对岩心基质渗透率损害的测定

驱油剂对储层的伤害程度尤其是对低压低渗透油气藏有着重要的影响作用，因此，能够最大程度地降低驱油剂对地层造成的伤害就显得尤为重要。为了评价该驱油剂对地层的伤害，做了简单的定性研究。在驱油剂注入过程中，薛岔1号注水站进行了压力恢复测试。图6为实施区注入压力变化曲线图。

图6 薛岔1号站实施区注入压力变化曲线Fig.6Injection pressure curve of the 1st xuecha station implementation district

从注入压力变化曲线看出，随着注水时间的推移，地层能量不断增大，地下亏空不断减少，油区平均注入压力逐步增大，由2012年6月的10MPa增大到2013年8月份的12MPa。取得了良好的驱油效果，也在一定程度上提高了地层能量。压力恢复曲线斜率基本无变化，表明地下渗流条件基本没有改变，对地层基本没有伤害。

3.7 不同浓度的YC-3驱油剂的驱油实验

在渗透率相近的岩心上，注入0.3PV不同浓度的驱油剂，实验结果见表2。

表2的结果表明，采收率的提高值反而随着驱油剂浓度的增加而降低，浓度为1%的驱油剂效果最好，采收率提高了19.84%。

表2 不同浓度的YC-3驱油剂驱油实验Tab.2Different solubility of YC-3 drive oil flooding experiment

3.8 现场使用实况

根据薛岔1号站“启源YC-3”高效驱油剂驱油实施方案，薛岔1号站于2012年6月9日起开始实施注入计划，截止2013年8月底，共注入“启源YC-3”驱油剂776.2t，其中2013年1～8月份计划注入437t。实验区有注水井70口，受益井108口，试验前平均单井日产液4.98t，日产油1.29t，综合含水25.90%，平均动液面1654m，试验后取得明显的效果，日产液11.77t，日产油2.67t，综合含水22.65%，平均动液面1365m,两者相比，日产油上升了1.38t，含水下降了3.25%，平均动液面上升了249m。截止2013年8月底，井区已累计增油2937t，且试验区部分油井目前继续有效，有效期已达10个月。该试验区共投资2848.32万元，阶段投入产出比达到1∶1.75。

4 结论及建议

（1）室内评价表明，YC-3驱油剂与薛岔区块地层水有良好的配伍性，在盐度达到20×104mg·L-1时仍保持低的界面张力，抗高价离子能力可达5 000mg·L-1，抗温性能可达150℃，热稳定性好，岩心吸附损失小（0.209mg·g-1＜1），室内驱油实验效果显著，提高采收率最高能达到19.84%，能够满足薛岔油区对驱油剂的性能要求。

（2）现场应用表明，YC-3驱油剂在薛岔区块增油效果显著，累计增油2937t，且该剂对地层基本没有伤害，适合薛岔区块使用。

（3）YC-3驱油剂实验见效时间快、有效时间长且增油效果明显，是提高高温高盐油藏剩余油采收率的有效技术手段。对油田层内、层间矛盾突出的井组，实施注驱前，为防止驱油剂沿高渗层突窜，注驱应与深部调剖相结合。

［1］Zana R,Levy h,Paportsi D.Micellizati on of Two Triqua2 ternary AmmoniumSurfactantsinAqueousSolution［J］.Langmuir,1995,11：3694-3698.

［2］GeminisRosenMJ：ANewGenerationofSurfactants［J］.Chem-tech, 1993,23:30-33.

［3］唐世华，黄建滨，李子臣，等.Gemini（孪联）表面活性剂的界面性质与应用［J］.日用化学工业，2001,31（6）:26-29.

［4］谭中良,韩冬,杨普华.孪连表面活性剂的性质和三次采油中应用前景［J］.油田化学,2003,20（2）：187-191.

［5］Zait oun A,Fonseca C,Berger P,et al.NewSurfactant for Chemical Fl oodingin High-salinityReservoir［C］.SPE80237,Presented at the 2003 SPE I nternati onal Sym2posiumon Oilfield Chemistry, Houst on,Texas,USA.2003.

Performance research of YC-3 oil-displacing agent in Xuecha Oilfield

YING Dan-dan，LI Guang-qing，WANG Hui-ping，DANG Ya-jiao，NING Xiao-gang，GAO Yu-feng，SONG Yue-yi
（Wuqi Oil Production Plant,Yanchang Oilfield Limited by Share Ltd.,Yan'an 716000,China）

In accordance with the reservoir features of“three-low”,qiyuan YC-3 high efficiency oil displacement agent was introduced in Wuqi Oilfield.In Xuecha area,laboratory tests showed that the agent has good compatibility with formation water,good properties to resist salt and temperature,less damage to formation.Meanwhile it had higher oil recovery,could reach up to 19.94 percent.During field testing,this oil displacement agent had obvious oil increment.By the end of August 2013,Xuecha area had increased 2937 tons of oil,the result indicated that the oil displacement agent performs well and suitable for this area.

YC-3 oil-displacing agent；interfacial tension；thermal stability；salt resistance；enhanced oil recovery；increasing oil

TE357.4

A

1002-1124（2014）01-0029-04

2013-11-28

应丹丹（1982-），女，硕士，2012年毕业于西安石油大学应用化学专业，研究方向：油田化学，目前在吴起采油厂从事勘探开发研究所工作。