三元复合体系在剩余油油藏中的应用与研究

杨磊 王立军

摘 要：大庆油田二次采油后还有很多含剩余油油藏，针对这种油藏进行三元复合驱室内实验研究，实验结果表明，二次采油后进行三元复合驱油即碱/表面活性剂/聚合物对原油的采收率有明显的提高。其中聚合物浓度以及表活剂浓度对剩余油开采都有着重要的作用，通过调整聚合物浓度，表面活性剂浓度对采收率的影响从而确定合理的开采浓度进一步提高油田剩余油的采收率。

关 键 词：三元复合驱；提高采收率；聚合物；剩余油；表面活性剂

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1687-03

Abstract： There are many containing residual oil reservoirs in Daqing oilfield after secondary recovery. In this paper， laboratory experiment of ASP system in remaining oil reservoirs was carried out. The experimental results show that the ASP system of alkali/surfactant/polymer has significant effect on enhancing oil recovery after secondary recovery. The polymer concentration and surfactant concentration have important effect on the remaining oil development， suitable polymer concentration and surfactant concentration can further improve the recovery of residual oil.

Key words： ASP flooding； EOR； polymer； remaining oil； surfactant

从上世纪80年代以来，ASP三元复合驱油驱替技术在油田的应用成为提高原油油藏中剩余油的采收率的最可靠的技术之一。目前在国内油田中有很多油田开始采用碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱油技术。三元复合驱油效果之所以得到认可那是因为三元复合驱体系中碱与表活剂通过与原油油藏中剩余油中的酸发生化学反应从而降低了液体的界面张力，同时三元中的碱又可以在驱油之后把聚合物、表活剂等化学药剂带出缝隙，降低对储层伤害，使三元复合驱变得更加环保。因此，对陆地上油田开展三元复合驱油驱替技术对陆地上油田剩余油的开发具有很重要的意义，同时也是最为可行的办法[1]。

三元复合驱油驱替技术在大庆油田已经进行了多年的室内实验研究，随着一次、二采的完结与欠缺这给三元复合驱油技术带来了机会与挑战。

本文针对大庆油田油层的地层非均质性强，层与层之间的内部矛盾严重等现象，通过调节三元复合驱油中的聚合物、表活剂的不同浓度，结合复合驱油理论，给出直接的效果图，通过现场的实验实施来借鉴现场实验，从而分析不同浓度的聚合物以及表活剂浓度对原油油层中剩余油的采收率的影响并确定最佳聚合物、表活剂浓度，总结出三元复合驱开采可行性方案[2，3]。

1 实验部分

1.1 材料与设备

1.1.1 试验设备

实验仪器有平流泵、传感器、恒温箱、收集器、真空泵、岩石夹持器、中间容器、真空泵、电子天平等等。

1.1.2 試验材料

（1）实验用水。实验中所需要用的水均是从现场油井中饭采出的水在蒸馏之后收集得到，这样得到的水仍然保持着和地下油中水相同的物性参数，如矿化度、酸碱性等等。尽可能的模拟与地下相同的条件。

（2）实验用油。实验中所用到的油为大庆油田采油七厂油井生产原油，这种原油的粘性在45C0时粘度为8.7mPa·s。

（3）实验需要的化学试剂。化学剂包括聚合物以及表面活性剂，试验中所应用的聚合物为P600磺酸盐、以及碳酸氢钠。表活剂为高级脂肪酸盐。

（4）实验岩心。实验岩心采用天然岩心，为保证实验的准确性实验岩心同样为七厂钻井时所取的天然岩心，这种岩心的渗透率经过实验测得该岩心的渗透率为0.07 μm2 [4]。

1.2 内容与方法

（1）水驱油后剩余油的采收率

用水驱替岩心，驱替后查看原有的采收率。

（2）水驱油后进行三元复合驱

当水驱实验在含水率达到98%以后，采用聚合物驱油，把实验结果与之上实验对比分析总结三元复合驱油对提高采收率的影响。

（3）不同浓度聚合物浓度对驱油效果的影响

同样是在水驱油后当含水率达到98%之后分别采用浓度600、900 mg/（L·PV）聚合物用量，相对分子质量为700×104的聚合物驱油，与之前实验对比总结分析聚合物浓度对采收率的影响。

（4）不同表面活剂对驱油效果的影响

在水驱油后当含水率达到98%分别采用活性剂浓度分别为0.4%、0.6%、0.8%的表面活剂驱油将结果与实验数据对比，总结表面活剂浓度对采收率的影响。

1.3 实验方法

所有的实验均采用驱替流量为0.4 mL/min。在水驱含水率达到98%时，转为三元复合驱。一、水驱浓度达到98%后分别采用600、800、1 000 mg/（L·PV）浓度聚合物进行驱油实验；二、水驱达到98%后采用浓度为0.4%、0.6%、0.8%表活剂进行驱油实验。实验要在45摄氏度恒温箱中进行[5]。

2 结果与讨论

2.1 单纯水驱

单纯的水驱实验采用两块岩心进行，采收率分别为47%和45%。将实验的两块模型分别解剖，从而可以看出剩余油在岩心中是如何分布的。在接下来的实验中单纯水驱油的采收率大概在42%～ 48%之间，与真实情况基本相同，从而可以很好反应出地下油层真实的水驱油的采收率。

2.2 三元体系驱

如表1所示在采用水驱后采用三元复合体系驱油后采收率平均增值17有了明显的提高，增值很大，所以三元复合驱油在油田提高采收率方面有很大的作用。在水驱之后采用三元复合驱油技术能够很好的采出油层内剩余油，从而带来更大的经济效益。

2.3 不同浓度聚合物浓度对驱油效果的影响

此次实验要保持段塞注入0.5PV条件下进行，表活剂浓度为采用0.4%，通过改变聚合物浓度从而得到实验结果如图1。

实验中聚合物的浓度使用了600、800和1 000 mg/（L·PV）三种聚合物浓度的用量。从图中可以看到当表面活剂浓度一定是随着聚合物浓度的增加原油的采收率是有所增加的，聚合物的粘度是聚合物溶液在驱油时的决定因素，聚合物驱油的机理原因就是通过聚合物的粘度使水油混合液中流度比发生变化，增加渗流中的阻力，在地层中扩大波及到的体积从而提高采收率的，实验中当聚合物浓度增大时相应的地下所波及到的体积变大，从而使油水的流度比发生改变，提高采收率一共有两种办法即扩大波及体积和提高洗油效率，但是考虑到成本及对地层伤害的问题，建议采用800 mg/（L·PV）浓度聚合物。

2.4 不同表面活剂对驱油效果的影响

实验中采用聚合物浓度800 mg/（L·PV），段塞注入0.5 PV，通过改变表面活剂浓度，在聚合物浓度一定的情况下分别采用0.4%、0.6%、0.8%的聚合物浓度，实验结果如图2。

从图2中可以看到，表活剂浓度越大采收效果越明显，之所以这样是因为当表面活性剂溶液进入油层之后，通过与油层中天然液体和油层中的孔隙、缝隙表面发生一系列的化学反应，从而可以降低油与水的界面张力，同时也可以加强油层中液体的乳化效果，同时又可以改变孔隙、缝隙等表面的表面润湿性等效果，将原先存在油层中的油与岩石、油与水、水与岩石等界面比较复杂的结构变得更加简单，从而使油层中的剩余油进行一系列化学反应并朝着有利于剥离脱落、重新启动和更易渗流的有利方向转变，通过实验得出表面活性剂一方面可以使剩余油对原先的地层孔隙、缝隙表面的沾粘能力减弱，从而提高了原油的洗油效率，另一方面，通过界面张力下降之后，可以很好的加强分散在小孔隙中的剩余油与剩余油的再次融合在一起和再次聚集在一起的能力，从而当剩余油在油层缝隙中流动的过程中逐渐的汇集一起，从而形成油墙、油带，从而改善驱油效果。从而满足提高采收率另一个条件。但是适当的表活剂浓度可以与油层中剩余油很好的降低界面张力，同时还要有一定的亲水亲油配比，结合现成实验效果建议采用表活剂浓度0.6%[6-8]。

3 结 论

（1）很多油田在水驱后的油层中扔存在着较多的剩余油，仍然具有很高的开发价值。这就要求我们用新的方法开采剩余油。

（2）三元复合驱改变聚合物浓度对采收率影响很大，随着聚合物浓度的增高采收效果也就更加明显，但是结合现成实验结果分析，应考虑成本，效益，对油层的上害，污水处理等众多因素综合考虑选用適当的聚合物浓度即800 mg/（L·PV）[9]。

（3）表活剂在提高采收率中有着重要的作用，是提高采收率的关键，从实验中可以看到表活剂浓度越大驱油效果越是明显，但同样表活剂的配置要考虑众多的因素即要求表面活性剂的亲水、亲油部分有恰当的平衡比例，在任一体相中有过大的溶解性，则不利于产生低界面张力，从而影响剩余油的开采。通过实验研究用浓度6%高级脂肪酸盐表活剂驱油效果最为理想。

（4）通过室内实验的研究，该方案能很好的满足大庆油田对剩余油开采的需要基本上可以使剩余油的采出程度达到百分之六七十左右，并很好的补充地层能量。

参考文献：

[1] 杨菲，张新民，罗平亚. 聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术[J]. 石油学报，2014（05）：908-913.

[2] 程杰成，吴军政，胡俊卿. 三元复合驱提高原油采收率关键理论与技术[J]. 石油学报，2014（02）：310-318.

[3] 陈健斌. 大庆油田三元复合驱结垢机理及防垢剂的研究[D]. 中国地质大学（北京），2013.

[4] 高清河. 强碱三元复合驱成垢及化学控制技术研究[D]. 大庆：东北石油大学，2013.

[5] 梁亚宁，曹刚，师国臣，王国庆，李金玲，赵云龙. 大庆油田三元复合驱螺杆泵综合防垢技术[J]. 石油勘探与开发，2011（04）：483-489.

[6] 程杰成，王德民，李群，杨振宇. 大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征[J]. 石油学报，2002（06）：37-40.

[7] 赵长久，赵群. 弱碱三元复合驱与强碱三元复合驱的对比[J]. 新疆石油地质，2006（06）：728-730.

[8] 唐钢. 三元复合驱驱油效率影响因素研究[D]. 成都：西南石油学院，2005.

[9] 叶清. 三元复合驱采出水特性分析及其处理方法研究[D]. 上海交通大学，2008.