大港油田聚/表二元驱稳定剂的研制及性能评价

2016-06-27严曦

石油地质与工程 2016年3期

关键词：大港油田

严　曦

(中国石油大港油田分公司采油工艺研究院三次采油室)

大港油田聚/表二元驱稳定剂的研制及性能评价

严曦

(中国石油大港油田分公司采油工艺研究院三次采油室)

摘要：根据目前大港油田聚/表二元驱先导试验的污水处理工艺现状，从简化现场配注污水处理剂并提高二元溶液热稳定性的角度出发，研制出一种新型稳定剂KYJ，并在室内分别开展了与聚合物、表活剂、二元体系等配伍后的性能及驱油能力的实验研究。实验结果表明：在油藏温度53 ℃及相同的聚合物、表活剂浓度条件下，利用现场曝气污水配制的二元溶液加入KYJ后，与目前精细化处理后的污水配制二元溶液相比较，初始黏度及界面张力相差不大，随着老化时间增加，黏度保留率提高，能满足现场二元驱方案设计要求。

关键词：大港油田；残余阻力系数；提高采收率

聚/表二元驱技术已经成为中国陆上水驱开发油田提高采收率的战略性接替技术之一[1]，但国内外对该技术的应用研究主要集中在清水配制污水稀释方面，在油田直接采用污水配注的应用不多[2-3]。为此，针对复杂断块油藏注水开发后期诸多的不利条件，以港西三区油藏为工程依托，开展了污水配注聚/表二元驱先导试验研究。

针对目前的污水处理工艺现状，为简化现场配注污水处理剂并提高二元溶液的热稳定性，本文从金属离子、微生物和溶解氧对聚合物产生降解的机理出发，综合考虑了聚丙烯酰胺线性分子的特点，设计并研制了一种提高聚合物热稳定性的新型稳定剂KYJ ，该剂与聚合物结合后改变线性分子结构，分子线团相互缠绕，分子链刚性增强，抑制了二价金属离子、氧负离子和细菌的进攻，热稳定性提高。在室内开展了该稳定剂分别与聚合物、表活剂、二元体系等配伍后的性能及驱油能力实验研究。

1实验条件与方法

1.1实验仪器及药品

实验仪器：Dv-Ⅲ型Brookfield黏度计(美国生产)，TX-500C界面张力仪(美国生产)，化学驱物理模拟实验装置(海安石油科研仪器有限公司生产)，分光光度计，恒温磁力搅拌器，恒温箱，电子天平(精度±0.001 g)等；

实验药剂：港西三区现场用聚合物HTPW-112(基本参数见表1)、复合表面活性剂DPS(基本参数见表2)和自主研制的稳定剂KYJ。

表1　聚合物HTPW-112性能指标

表2　表面活性剂DPS常规指标

1.2实验条件

实验温度： 53℃。

实验用油：港西三区西新7-6井脱水原油，53℃条件下黏度为38 mPa·s。

实验用水：港西三区注聚站的回注污水，总矿化度为6 726 mg/L，钙镁离子含量为53 mg/L，离子组成见表3。

表3　污水离子组分分析结果

配制浓度为2 000 mg/L的聚合物溶液，向聚合物溶液中加入不同浓度的稳定剂KYJ，测定不同时间聚合物溶液的黏度，实验结果如表4。

2实验结果及分析[4-6]

2.1稳定剂与聚合物溶液的配伍性

由表1中数据可见，稳定剂KYJ对聚合物溶液的初始黏度影响不大，故而对溶液的注入性影响不大；随着老化时间增加，加入KYJ后稳定性增强，KYJ既起到了增黏作用又具有稳黏的作用；且随着KYJ浓度的增加，聚合物溶液的黏度增大，达到最大黏度所需的时间变短。

2.2稳定剂与表面活性剂的配伍性

采用港西污水配制不同浓度的DPS表活剂溶液，加入不同浓度稳定剂KYJ，使用可见光分光度计进行透光率测定，并利用界面张力仪进行界面张力测试，结果如表5和表6所示。

表4　稳定剂KYJ对聚合物溶液黏度的影响实验结果　　　　　mPa·s

表5　稳定剂对表活剂配伍性的影响(透光率)

表6稳定剂对表面活性剂界面张力的影响mN·m-1

KYJ浓度/(mg·L-1)表面活性剂浓度/(mg·L-1)050010002000300005.089570.000820.00020.000870.000495005.089740.000910.000260.000790.0005410005.089910.001040.000420.000980.0005815005.090700.001410.000650.001120.00072

由表5可知，DPS表面活性剂溶液加入稳定剂后，具有较好的配伍性，随着放置时间的增加，透光率较高，所以，稳定剂KYJ与DPS表活剂的配伍性较好。由表6可看出，稳定剂对表活剂的界面张力没有影响，在实验浓度下，表活剂溶液的界面张力值均在10-3～10-4mN/m的数量级范围内。KYJ在增黏的同时，减少了溶液中的自由水，使得溶解在这部分自由水中的表面活性剂趋于吸附在油水界面上，降低了油水界面张力。当表活剂浓度达到2 000 mg/L以上时，表活剂溶液与油的界面张力均可达10-3mN/m数量级。

2.3稳定剂与聚/表二元溶液的配伍性

依据大港油田港西三区聚/表二元驱先导试验区块主体段塞浓度组成，配制聚合物浓度2 000 mg/L、表活剂浓度2 500 mg/L的聚/表二元溶液，并对比加入1 500 mg/L的稳定剂KYJ前后以及单剂的黏度、界面张力变化情况(表7、表8)。

表7　稳定剂对聚/表二元体系初始黏度的影响结果

表8　稳定剂对聚/表二元体系界面张力的影响结果

由表7中可看出，聚合物溶液中加入稳定剂或DPS表活剂均能增加体系的黏度，聚/表二元溶液中加入稳定剂后的黏度最大，说明三者之间的配伍性较好，且DPS表活剂上的基团对聚合物分子链有一定的缔合作用，使分子与分子缠绕在一起，从而增大了体系的黏度。

由表8可见，加入稳定剂的聚/表二元溶液界面张力略增。这是由于稳定剂在溶液中起到了无机盐的作用，表面活性剂和聚合物的疏水基团之间存在疏水缔合作用，导致表面活性剂溶液的活性降低，界面张力变大。但体系界面张力均保持在10-3mN/m的数量级范围内，这说明表面活性剂、聚合物和稳定剂之间有良好的配伍性。

2.4稳定剂对聚/表二元驱驱油效果的影响

2.4.1稳定剂对二元体系流动特性的影响

采用港西三区污水配制聚合物浓度1 500 mg/L、表活剂浓度2 000 mg/L的聚/表二元体系，并加入500 mg/L的抗盐稳定剂，在53 ℃条件下进行体系岩心驱替实验，观察溶液在不同时间条件下的流动特性，实验结果见图1。

图1　稳定剂KYJ对二元体系流动特性的影响

由图1可看出，含有稳定剂的二元体系黏度随着放置时间的增长而变大，在岩心驱替过程中表现为阻力系数和残余阻力系数越来越大，可有效改善流度比，从而更好地扩大波及体积；加入了稳定剂的二元体系在注入初期黏度低、流动性好，随着时间的延长，黏度增加，流动阻力增加，可在储层深部起到调整吸水剖面的作用。

2.4.2稳定剂对二元体系提高采收率的影响

采用港西三区污水配制聚合物浓度1 500 mg/L、表活剂浓度2 000 mg/L的聚/表二元体系，在53 ℃条件下并加入500 mg/L的抗盐稳定剂，进行岩心驱油实验：先污水驱2 PV，再进行0.2 PV的聚合物驱，最后进行0.4 PV的聚/表二元驱，最后进行后续水驱至5 PV结束，计算各阶段的采收率。从实验结果表9可以看出，随着时间的增加，采收率不断提高。

3结论及认识

(1)新型稳定剂KYJ与现场在注聚/表二元体系的配伍后，初始黏度变化不大，但随着老化时间增加，黏度保留率均大于100%，且油水界面张力均达到10-3mN/m数量级。