弱碱三元复合体系提高采收率效果评价

徐思宁 张继红 杨丰源

摘 要： 大庆油田目前已经进入高含水阶段，但油藏中仍残留大量原油，因此针对大庆油田目前的开采状况，为提高大庆油田非主力油层实施弱碱三元复合体系驱油效果，进行室内模拟驱油实验，得到不同注入时段和不同表面活性剂浓度、聚合物浓度的驱油效果。通过实验可得：水驱转注为弱碱三元复合体系的时间越提前，采收率越高；主段塞内注入聚合物和表面活性剂的体积越大，采收率越大；在水驱基础上，采用Mr（相对分子质量）为800×104抗盐聚合物和Mr（相对分子质量）为1 500×104聚合物的三元复合体系在水驱基础上化学驱采出程度均大于22%。

关 键 词：弱碱；三元复合体系；表活剂浓度；聚合物浓度

中图分类号：TE357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1750-03

Abstract： Daqing oilfield has entered high water cut stage at present， but huge quantities of crude oil still remains in reservoirs.In this paper， based on the present production condition of Daqing oil field， in order to improve displacement effect of ASP system in non main oil reservoirs of Daqing oilfield， indoor core displacement experiments were carried out， the influence of injection time， surfactant concentration， polymer concentration and injection pattern on oil displacement effect was investigated. The results show that，the earlier the time of water flooding switching weak base ternary compound flooding， the higher the recovery efficiency is； the higher the concentration of surfactant and polymer concentration in main slug， the higher the recovery rate； the greater the volume of injected polymer and surfactant， the higher the recovery degree ； Using relative molecular mass 800×104 salt resistant polymer and polymer relative molecular mass 1 500×104 ternary compound system on the basis of water flooding， the recovery degree of chemical flooding can be more than 22%.

Key words： weak base； ternary compound system； concentration of surface active agent； polymer concentration

三元复合驱是指碱、表面活性剂、聚合物三种化合物按一定比例混合所构成的一种驱油技术，是20世纪80年代发展起来的强化采油新技术，目前国内已有多数油田进行了三元复合驱矿场应用试验，但大多采用强碱三元复合体系[1-3]。强碱三元复合驱的原理是三者混合共同反应：碱和油中所含有的有机酸发生化学反应从而产生环烷酸皂，该物质有表面活性功能且可以和表面活性剂反应，可以使油水之间的界面张力大大减小。虽然表面活性剂有降低界面张力的效果，但是它同时也会在管壁中发生吸附和滞留，加入碱后，会减少这种情况同时也促进了聚合物的水解，使三元复合体系的浓度增大[4]。但强碱三元复合体系也会产生结垢、卡泵、采出液处理困难等问题，为了减少这些问题的产生以及对油田日后开采的一些危害，本文着重对弱碱三元复合体系进行深入研究[5，6]。

本文针对大庆油田采油五厂非主力油层，选用弱碱三元复合体系进行试验，来解决地层非均质性以及层间矛盾等问题[7]。

1 实验部分

1.1 实验条件

（1）实验化学剂：大庆东昊公司生产的Mr（相对分子质量）为800×104抗盐聚合物和Mr（相对分子质量）为1 500×104聚合物、Na2CO3、石油磺酸鹽表面活性剂等。

（2）实验用水与油：实验用水为大庆油田采油五厂现场注入水，使用前经过岩心过滤，排除水中多余的杂质；试验用油为大庆油田采油五厂提供的脱水原油和轻烃按一定比例混合配置的模拟油。

（3）实验岩心：选取人造柱状岩心，有效渗透率分别为110×10-3、50×10-3 ?m2。

（4）实验温度：45 ℃

（5）实验仪器：真空压力泵、平流压力泵、YS-280L型恒温箱、电动搅拌器、压力传感器、压力表、天平、岩心夹持器、其他配件等。

1.2 实验方案

在45 ℃的条件下，采用如下几个步骤：

（1）在水驱含水率分别达到85%、90%、95%、98%时，转注弱碱三元复合体系进行驱油实验；

（2）当水驱含水率为98%以上时，模拟不同化学剂浓度下弱碱三元复合体系的驱油实验；

（3）当水驱含水率达到98%以上时，改变注入段塞尺寸，进行不同段塞组合条件下的驱油实验。

2 结果分析与讨论

2.1 不同时段弱碱三元复合体系对非主力油

层驱油效果的影响

选取碱浓度为1.0%、表面活性剂为0.3%、相对分子质量为700×104抗盐聚合物的三元复合体系，在水驱含水率达到85%、90%、95%、98%时分别进行驱油实验。

通过表1分析可得当含水率为85%时，水驱转弱碱三元复合驱，总体采出程度最高；随着含水率的逐渐上升，采出程度是是逐渐降低的。

随着注入体积倍数的增加，总采收率呈现波动上升趋势，当倍数达到3以上时，趋势逐渐平稳，如图1所示。

2.2 不同表活剂浓度对非主力油层驱油的影响

保持段塞注入0.58 PV，在稳定情况下进行试验。弱碱三元复合体系主段塞为Mr（相对分子质量）为1 400×104浓度为1 700 mg/L的聚合物、浓度为1.0%的碱，改变表活剂浓度分别为0.25%、0.35%、0.55%（表2）。

从可以看出，随着表活剂浓度的升高，化学驱采出程度也逐渐升高。这是因为表活剂可以降低油水界面张力，提高洗油效率但从表中可以看出，当表活剂浓度为0.35%时为最优，因为在驱油的过程中，弱碱三元复合体系会在岩石表面吸附和滞留，尤其是表面活性剂，滞留效果明显，这样会降低化学剂的浓度，降低弱碱三元复合体系的表面活性，因此从效果和经济角度考虑，建议使用浓度为0.35%的表活剂。

2.3 不同聚合物浓度对非主力油层驱油的影响

保持注入体积为0.58 PV，弱碱三元复合体系中主段塞碱浓度和表活剂浓度分别为1.0%和0.3%，在改变聚合物浓度的情况下，进行驱油实验如图2所示。

使用Mr（相对分子质量）为800×104的抗盐聚合物配制浓度分别为850、1 150、1 300 mg/L的弱碱三元复合体系，主段塞化学驱采出程度分别为22.63%、23.99%、24.86%；使用Mr（相对分子质量）为1 500×104的聚合物配制浓度分别为1 050、1 650、2 050 mg/L的三种不同的弱碱三元复合体系，主段塞化学驱采出程度分别为22.09%、23.58%、24.12%；使用Mr（相对分子质量）为600×104的聚合物配制浓度分别为1 750、2 700、3 450 mg/L的三种不同弱碱三元复合体系，主断塞中化學驱采出程度为8.25%、11.76%、12.43%。

从上表以及上图得出结论：随着聚合物浓度的不断增加，化学驱采出程度也是逐渐增加的。上述实验所使用的聚合物配制的弱碱三元复合体系均取得了较好的驱油效果，相比于相对分子质量为600×104的聚合物，相对分子质量为700×104的抗盐聚合物和相对分子质量为1 400×104的聚合物的驱油效果更好，水驱过后转入化学驱所提高的采出程度都达到了22%以上，达到了很好的模拟实验效果，鉴于此结果的真实性，是可以在现场发挥实际作用的。

3 结 论

（1）针对大庆油田的非主力油层，再利用水驱提高采收率后，当含水率达到85%时，转注三元复合体系，采出程度最高。因此建议现场在含水率达到85%时实施弱碱三元复合驱，这样不但可以提高采收率，也可以缩短开采时间，节约成本。

（2）非主力油层应用弱碱三元复合体系进行驱油时，主段塞内表活剂的浓度和聚合物浓度越高，化学驱部分的采出程度越大。

（3）在非主力油层使用弱碱三元复合驱中，当相对分子质量为700×104的抗盐聚合物分别配制的弱碱三元复合体系和相对分子质量为1 400×104的聚合物配制的弱碱三元复合体系，主段塞化学驱采

出程度均超过22%；相对分子质量为600×104的聚合物配制浓度大于2 700 mg/L的弱碱三元复合体系时，主段塞化学驱采出程度为11%，综上所述，弱碱三元复合驱在现场是可行的。

参考文献：

[1] 王成胜，黄波，易飞，等. 渤海SZ36-1有油田缔合聚合物粘度损失研究[J]. 石油钻采工艺，2010，32（5）：82-85.

[2] 胡小冬，唐善法，葛林文，等. 阴离子双子表面活性剂GA8-4-8油水界面张力研究[J]. 油气地质与采收率，2011，18（6）：67-69.

[3] 吴赞校，石志成，侯晓梅，等. 弱碱替代强碱的三元复合驱研究[J]. 日用化学品科学，2008，31（11）：33-37.

[4] 张晓华，等. 阻力系数对聚合物驱油效果影响[J]. 特种油气藏，2011，18（3）：81-83.

[5] 赵国，等. 大庆油田三类油层聚合物驱的合理注采比[J]. 大庆石油学院学报，2008，32（1）：108-111.

[6] 黄志双，等. 弱碱三元复合体系性质及其影响因素[J]. 大庆石油学院学报，2008，32（1）：108-111.

[7] 丁伟，李安军，于涛，等. 烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系油-水界面张力的影响[J]. 石油学报，2010，26（1）：36.