尚店油田常规稠油二元复合驱实验研究

孙 宁

(中国石化胜利油田分公司滨南采油厂，山东滨州 256606)

尚店油田常规稠油二元复合驱实验研究

孙 宁

(中国石化胜利油田分公司滨南采油厂，山东滨州 256606)

实验研究了尚店油田东四、东五区块稠油油藏二元复合驱开发配方，通过对表面活性剂、聚合物类型及两者之间的配伍性研究，筛选出了适合该区块的聚合物和表面活性剂；通过模拟地层条件进行注入浓度、注入段塞对提高采收率的影响实验，确定了适合尚店油田的二元驱复合驱配方。

尚店油田；二元驱；聚合物；表面活性剂

尚店油田东四东五区块是尚店油田东营组油层发育最好的区域，是一个高孔、中高渗、常规稠油的岩性-构造油藏。由于储层岩性和物性的差异以及长期水驱开发不均衡的矛盾，层与层之间储量动用程度存在一定的差异，水驱效果逐年变差。复合驱油技术[1-8]可以大幅度地提高原油采收率，因此本文研究了尚店油田二元复合驱开发方案。

1 聚合物基本性能实验

聚合物的基本物化性能评价指标主要包括固含量、黏度、水解度和过滤比等，通过这些性能检测，初步筛选出几种合适的聚合物，实验数据表明目前现场使用聚合物的基础物化性能均能满足矿场需要(表1)。

表1 聚合物基本物化性能

1.1 聚合物增黏性能

黏浓曲线主要是考察聚合物溶液经地层水稀释后的增黏能力[6]。用胜利盐水Ⅱ配制聚合物母液5 000 mg/L,然后用胜利盐水Ⅱ稀释母液至浓度为500、1 000、1 500、2 000和2 500 mg/L聚合物溶液，在温度为75 ℃测试评价表观黏度，评价结果见图1。可以看出，评价的5个聚合物样品的表观黏度都随着聚合物浓度的增大而增大；除1#聚合物在各个浓度条件下黏度较高外，其它4个聚合物增黏性能相当。

图1 不同聚合物黏度与浓度关系

1.2 聚合物耐盐性能

黏盐曲线主要是考察聚合物溶液的抗盐性能，即矿化度对聚合物增黏性的影响，对5个聚合物样品的黏盐关系评价结果见图2。可以看出，在聚合物浓度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1条件下，5个样品的表观黏度都随着矿化度的增大而减小。

图2 耐盐性能试验结果

1.3 聚合物抗钙镁能力

抗钙镁能力主要是考察聚合物溶液的抗钙镁性能，即高价离子对增黏性的影响，对5个聚合物样品的评价结果见图3。在聚合物浓度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1条件下，以胜利盐水Ⅱ为基础，稀释盐水中加入CaCl2，5个样品的表观黏度都随着钙离子含量的增大而减小。

图3 抗钙镁性能试验结果

1.4 现场条件下聚合物增黏性能评价

该区块注入井水样总矿化度为22 630 mg/L，Ca2+、Mg2+总量为788 mg/L；地层温度为51 ℃， 所以该区块油水特点为矿化度高、钙镁二价离子含量高，地层温度相对较低。根据现场注入水分析结果，实验室配制模拟盐水，盐水总矿化度为23 000 mg/L，钙镁离子含量为800 mg/L。用现模拟盐水配制不同浓度的聚合物溶液，在7.34 s-1、55 ℃条件下，测试了不同浓度下黏度的情况，结果见图4。由测试结果发现，聚合物浓度低于1 000 mg/L时，5种聚合物表观黏度基本相当，当浓度大于1 500 mg/L时，1#聚合物表观黏度较其它聚合物略高，但5种聚合物表观黏度差距不是很大。

图4 不同浓度聚合物的增黏性能

通过对5种聚合物一系列的评价实验，发现5种聚合物基本都能满足聚合物评价标准要求。综合考虑聚合物表观黏度和特性黏度测定结果，建议推荐使用聚合物：5#、1#、4#和2#。

2 表面活性剂[4-5]配方设计

针对该区块注入水矿化度高，Ca2+、Mg2+浓度高的情况，通过40余种活性剂对区块的尚23-更14井原油进行的界面张力实验表明，在尚店油田油水条件下，单一磺酸盐型表面活性剂活性较差，而SHY-11#两性活性剂可以使油水界面张力达到超低。因此针对SHY-11#活性剂及其与磺酸盐(SLPS)复配进行系列性能评价。

2.1 浓度窗口分析

分析了SHY-11#表面活性剂的单一及复配体系不同质量分数对23-更-14井原油的界面张力，结果如图5。结果表明, SHY-11#表面活性剂的单一及复配体系与23-更-14井原油的界面张力均可进入超低界面张力区，并且两体系在该油藏条件下有较宽的浓度窗口，可以满足试验需要。综合考虑经济、地层吸附等因素，选用表面活性剂体系为：0.3% SHY-11#和0.2% SLPS+ 0.2%SHY-11#。

图5 SHY-11#表面活性剂的单一及复配体系浓度变化趋势图

2.2 原油适应性

为检验表活剂对区块其它井原油的适应性，研究了其对尚44-9、尚42-7两口井原油的降低界面张力能力。结果见表2。可以看出，表活剂对各原油都能产生超低界面张力，具有良好的适应性。

表2 表面活性剂对尚店原油的适应性

2.3 热稳定性

为了考察在地层温度下，表面活性剂体系经过长期热稳定后降低油水界面张力的能力，进行了热稳定性实验。置入51 ℃恒温箱中，定时取样测定界面张力，结果见表3。结果表明：两体系在51 ℃恒温放置30 d后仍然对23-更-14井原油具有很好的降低界面张力能力，热稳定性好。

2.4 抗钙镁能力

表3 体系长期热稳定性 mN·m-1

配制以尚店35#站注入水中钙、镁离子浓度为基础，加入CaCl2，测定界面张力。实验发现，Ca2+、Mg2+离子总浓度在1 500 mg/L时体系澄清，界面张力仍能达到超低，实验结果见表4。

表4 抗Ca2+、Mg2+能力实验结果 mN·m-1

3 聚合物与表面活性剂配伍性研究

3.1 聚合物对界面张力的影响

在0.3%SHY-11#体系、0.2%SLPS+0.2%SHY-11#活性剂复配体系中加入1500mg/L不同聚合物，测试界面张力，由表5可以看出，聚合物对活性剂降低界面张力的能力影响较小。

表5 聚合物对界面张力的影响

3.2 表面活性剂对聚合物黏度的影响

用尚店油田35#站水配制聚合物1#和5#的 5 000 mg/L母液，然后与表面活性剂混合搅拌均匀，使聚合物浓度为1 500 mg/L，测定混合溶液黏度，结果见表6。可以看出，表面活性剂对聚合物的黏度影响甚微。

4 室内驱油实验

通过在实验室模拟地层条件(包括地层实际温度、压力、渗透率、含油饱和度等)对筛选配方进行注入浓度、注入段塞、注入时机等实验，制定合适的注入方案。

表6 表面活性剂对聚合物黏度的影响

油水样品：用蒸馏水配制成地层水、注入水(矿化度26 516 mg/L)，用煤油和尚23-更-14井脱水原油配制模拟油。

岩心模型：用石英砂充填的管子模型；长30 cm，直径1.5 cm，渗透率1 500×10-3μm2。

注入方案: 模型先抽空再饱和水，在含水94%注入不同PV的 配方段塞，转水驱，至含水大于98%结束。

4.1 活性剂质量分数对提高采收率影响

固定聚合物浓度1 500 mg/L，注入段塞0.3 PV，实验结果见表7，可以看出活性剂质量分数对采收率影响不大，因此确定活性剂质量分数单一体系为0.3%，复配体系为0.4%。

表7 活性剂质量分数对采收率影响

4.2 聚合物浓度对提高采收率的影响

固定活性剂质量分数，注入段塞0.3 PV，研究聚合物浓度为1 500、1 800 mg/L时对提高采收率幅度的影响(表8)。结果表明，随着聚合物浓度的增加，提高采收率幅度也在增大，但是增幅不大，因此聚合物浓度确定为1 500 mg/L。

表8 聚合物浓度对采收率的影响

综合上述实验结果，室内初步推荐复合驱油配方为：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，注入段塞0.3 PV。

5 结论

(1)针对尚店油田东四东五区块，筛选出了两种二元驱配方：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1# 和0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#。

(2)驱油实验表明，按照两种二元复合驱配方注入段塞0.3 PV，可分别提高采收率17.2%、16.7%，因此，在尚店油田开展二元复合驱是可行的。

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编辑：李金华

1673-8217(2015)05-0097-04

2015-03-20

孙宁，工程师，1983年生，2006年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业，现从事油田开发管理工作。

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