海上稠油油田高效驱油剂筛选与评价

杨会峰，徐国瑞，贾永康，鞠 野，刘丰钢，刘光普

（中海油服油田生产事业部增产中心，天津 300452）

高效驱油剂提高水驱洗油效率技术是一种有助于提高石油采收率的方法。当高效驱油剂溶入溶液时，分子中的双亲基团就会在液/固界面、液/液界面及体相的溶液中发生定向分布，当它的极性基团与矿物或岩石的表面结合时，原油边界层就会被破坏，边界层中束缚的原油就能解脱出来，成为可流动油。极性的水分子或活性剂分子中的亲水基团就会占据颗粒的表面，矿物、岩石表面从而由油湿变为水湿，油水界面张力降低、原油乳化和油滴聚并等现象也就伴随发生，从而提高了原油采收率。本文以渤海S油田为例，针对常用高效驱油剂开展适应性评价[1，2]。

1 驱油剂对原油界面性能影响

将三种高效驱油剂以一定浓度梯度配成溶液，利用Texas-500C型全量程界面张力仪测量原油与三种驱油剂溶液间的界面张力，并研究其随时间的变化，进一步探索在界面上发生的化学反应，测试结果（见图 1～图 6）。

高效驱油剂分子由水相向界面进行扩散，并且由于亲和力的作用和相似相容原理，高效驱油剂分子将以亲油基朝向油相，亲水基朝向水相的方式在界面上聚集，同时高效驱油剂分子也能逃离界面，向水相和油相扩散。这样，当高效驱油剂在界面上的聚集速度与其逃离速度相等时达到聚集平衡，此时为最大界面聚集，界面上可以获得最低的界面张力。从稳态实验结果中看，三种驱油剂都有降低油水界面张力性能，A205药剂的界面活性最高，ZKS-1活性最低[3-6]。

界面张力是随时间不断变化的，即存在平衡界面张力和瞬间界面张力。究竟哪一种界面张力更为重要，目前还没有定论，但是研究动态界面张力无疑是非常重要的。研究界面张力随时间的变化，可以帮助了解在界面上发生的化学反应。通过动态界面张力测试结果可以看出，A205具备较好的性能，降低界面张力可达到10-2mN/m。

图1 各浓度A205对油水体系稳态界面张力的影响

图2 各浓度A205对油水体系动态界面张力的影响

图3 各浓度ZKS-1对油水体系稳态界面张力的影响

图4 各浓度ZKS-1对油水体系动态界面张力的影响

图5 各浓度UT8-1对油水体系稳态界面张力的影响

图6 各浓度UT8-1对油水体系动态界面张力的影响

2 驱油剂对原油乳化降黏性能影响

试验考量常用驱油剂对S油田原油降黏性能影响，A205/UT8-1/QY-1选取浓度为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%，ZKS-1选取浓度 400 mg/L、600 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L，试验温度50℃，试验结果（见图7，图8）。

乳化降黏测试结果表明：UT8-1与QY-1的乳化降黏效果最差，不但不降黏而且还产生反相乳化，导致原油黏度升高；A205浓度小于0.4%时也产生了反相乳化，当浓度大于0.4%时，乳化降黏效果与浓度为600 mg/L的ZKS-1降黏效果相当；从乳化降黏效果来看ZKS-1的最好，其次为A205。

电镜观测不同药剂的各浓度的乳化状态，结果（见图 9～图 12）。

通过不同药剂不同浓度对原油乳化状态机乳化降黏效果的对比分析知道：

图7 不同药剂各浓度下原油降黏试验结果

图8 不同药剂各浓度对原油降黏率计算结果

图9 不同浓度A205对乳化粒径影响

图10 不同浓度ZKS-1对乳化粒径影响

图11 不同浓度QY-1对乳化粒径影响

图12 不同浓度UT8-1对乳化粒径影响

（1）药剂的降黏效果越好，分散在药剂体系中的油滴的数量越多，油滴粒径越小。

（2）ZKS-1的降黏效果最好（600 mg/L的ZKS-1溶液降黏率能达到70%，与0.4%的A205溶液降黏效果相当），其次为A205；UT8-1和QY-1效果较差，不但不能降黏而且还容易形成W/O乳状液。

3 药剂对驱替效率影响研究

根据乳化降黏与界面张力试验结果选择ZKS-1、A205这2种药剂进行不同药剂对驱替效率影响的单管均质模型试验，药剂浓度分别为600 mg/L和0.4%。

（1）初始伴注不同药剂驱替试验（见图13，图14）。

（2）水驱至含水90%时转不同药剂驱替试验（见图 15，图 16）。

以上研究结果表明：全程注600 mg/LZKS-1的最终驱替效率为66.08%，全程注0.4%A205的最终驱替效率为54.22%；当含水大于90%时转注600 mg/LZKS-1的最终驱替效率为61.45%，转注0.4%A205的最终驱替效率为49.12%。从这个角度对比，ZKS-1驱油性能要优于A205。

4 现场试验

为了验证ZKS-1药剂驱油效果，在S油田C井组进行现场试验。该区块为薄互层稠油油藏，高孔高渗，原油黏度 7 343 mPa·s～20 904 mPa·s，水窜严重。按照600 mg/L浓度注入ZKS-1药剂，应用效果（见图17）。注入ZKS-1药剂4.5个月，含水率由88.6%下降至79%，日增油最高达到25.6 t，有效期持续9个月，效果显著。

图13 不同药剂驱替压力和驱替效率变化曲线

图14 不同药剂驱替压力和含水率变化曲线

图15 转不同药剂驱替压力和驱替效率变化曲线

图16 转不同药剂驱替压力和含水率变化曲线

5 结论及认识

（1）考察不同驱油剂不同浓度对目标区块油样的油水界面张力影响，研究结果表明油水界面张力从小到大分别为 A205、UT8-1、ZKS-1。

（2）乳化降黏试验结果表明，UT8-1、QY-1的乳化降黏效果差，不但不能降低原油黏度，还产生反相乳化导致原油黏度升高；ZKS-1的乳化降黏效果最好，当浓度为600 mg/L就能将油样的黏度降至300 mPa·s以内。

（3）驱替试验研究结果表明，ZKS-1能大幅度提高水驱采出程度，驱替效率明显高于A205药剂，现场试验也表明，ZKS-1药剂具有较好的驱油性能。

综合以上结论分析得出，对于稠油油藏，药剂的表面活性只是考评其对油水界面改性程度的指标，不能直接反应药剂驱替性能；药剂的乳化降黏性能是针对稠油油田必不可少的评价指标之一，降黏性能与提高驱替效率性能呈正相关关系，筛选时需避免因药剂反相乳化导致原油黏度升高。针对渤海S油田，ZKS-1药剂在600 mg/L浓度下可达到较高的驱替效率，提高采收率效果明显。

参考文献：

[1]牟菡渝.三元复合驱驱油剂界面张力影响因素初步研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（7）：24.

[2]郭春萍，朱慧峰，王昊宇，等.三元复合体系界面张力与驱油效率相关性研究[J].天然气与石油，2011，29（4）：59-61.

[3]辛寅昌，张军利.高效驱油剂和水溶性聚合物耐盐和耐温性对原油降黏和钻井液的影响[J].中国石油和化工，2010，（11）：40-41.

[4]王东方，张贵才，葛际江，等.稠油驱油体系界面张力与驱油效率之间的关系研究[J].油田化学，2009，（3）：312-315.

[5]舒政，思家，韩利娟，等.高效驱油剂驱油效率的影响因素研究[J].应用化工，2012，41（6）：1032-1036.

[6]欧阳传湘，付蓉，涂志勇.超稠油三元复合吞吐中高效驱油剂筛选及性能评价[J]. 石油地质与工程，2009，23（6）：105-107.