化学法辅助提高稠油开采效果研究

（中石化胜利油田分公司采油工艺研究院， 山东 东营 257000）

摘  要：针对水驱稠油油藏特点及开发现状，研制新型高效降粘体系SLJN，以胜利原油对该体系的油水界面张力、抗矿化度等性能进行研究。结果表明SLJN水溶液浓度0.5%时与实验油样界面张力可低至10-2，对胜利普通稠油SLJN用量0.5%均可实现有效降粘。SLJN体系可耐矿化度50000mg/L，能够应用于普通油藏及高盐油藏。SLJN体系可明显提高水驱驱替效率。

关键词：稠油；降粘；界面张力；矿化度；驱替效率

前言

目前水驱是我国稠油开采的主要方式，水驱储量占稠油总探明储量60%以上。经过几十年开采水驱稠油油藏大多已进入高含水阶段，而其采出程度较低，所以仍具有较大的提高采收率潜力，亟须寻找新的接替开采方式方法。水驱稠油提高采收率的接替开发方式主要为转热采，但注蒸汽费用高，同时许多油藏因区块分散、含油面积小、油层薄边底水活跃等原因不能用热采方法开采，或者不能经济、有效地以蒸汽吞吐等方法热采[1-3]。为进一步提高水驱稠油油藏采收率，化学降粘开采是一种很有前途的方法。化学降粘是向原油中加人某种药剂通过药剂的作用实现降低原油粘度的方法。目前已报道的化学降粘多用于井筒降粘及输油管降粘等，应用于油层的鲜有报道[4]。针对水驱稠油油藏的主要矛盾[3]，我们研制新型高效稠油降粘体系SLJN，以胜利油样考察温度、矿化度等对其降粘效果的影响，通过物模驱油实验考察其驱油效果。

1 试验部分

1.1 试验样品与仪器、设备

实验油样：胜利油田井口取样，脱水脱气后备用，其不同温度时的粘度见表1。

表1  实验油样不同温度时的粘度

SLJN体系：工业品，采油工艺研究院研制。

胜利盐水：实验室自制，其总矿化度为5727mg/L，Ca2++Mg2+为108mg/L（质量比1：1）。

蒸馏水：实验室自制。

DV-Ⅲ+旋转粘温流变仪：美国Brookfield公司生产，粘度测量范围1～3000000mPa·s。

TX500C界面张力仪：美国CNG公司生产，界面张力测量范围10-7～100mN/m。

恒温水浴锅：可控温度为室温~100℃，精度0.1℃。

蒸汽驱物理模拟装置：胜利油田采油工艺研究院自行设计、组建。

1.2 实验方法

1.2.1 界面张力的测定

打开TX500C界面张力仪及测试软件程序，设定实验温度70℃并恒温。以胜利盐水配制配置SLJN体系水溶液，将此溶液注入样品池，并以微量进样器注入实验油样2μl。将样品池放入TX500C界面张力仪，设定转速5000r/min，开启旋转，在测试窗口监测油滴并测定其短轴直径D计算界面张力，记录界面张力随时间的变化。界面张力计算如下式所示。

式中：   γ——界面张力，mN/m；

Δρ——两相密度差，kg/m3；

ω——角速度，转/秒；

r——液滴短轴半径，D/2，m。

1.2.2 降粘实验

将实验油样与胜利盐水以质量比7:3加入高脚烧杯，50℃水浴恒温2h，室温下加入降粘体系SLJN水溶液，50℃恒温30min，搅拌，观察油样的降粘情况，以DV-Ⅲ+测定50℃时油样的粘度。

1.2.3 物模驱油试验

模拟地层条件以石英砂充填岩心管。模拟地层渗透率4.53×10-3μm2，岩心管尺寸为φ25×600（壁厚2.5mm）。将充填好的岩心管抽真空，饱和胜利盐水。对岩心管饱和油样，当出口端有连续油流出时，饱和油结束。将已饱和油样的岩心管装入蒸汽驱物模装置中，在设定温度下恒温4h，启动锅炉，开始进行驱油试验，记录不同注入体积时驱替出的油样，计算驱替效率。

2 结果与讨论

2.1 降粘体系的界面张力分析

以TX500C界面张力仪测定油水界面张力。实验用降粘体系SLJN水溶液浓度0.5%，实验温度70℃,转速5000转/分，实验过程中界面张力随时间的变化结果如图1、图2所示。

由图1可以看出，SLJN体系与实验油样界面张力随旋转时间的延长迅速降低，并稳定在0.0953mN/m，此时降粘体系SLJN在油水界面的吸附达到平衡，油水界面张力随时间延长变化很小。由图2可以看出，在旋转测定界面张力过程中水相有油滴分散，这是由于SLJN与油滴作用使油滴逐渐从主体部分分分离出来，在旋转作用下分散至水相中。

2.2 降粘体系的降粘效果

实验室考察降粘体系SLJN对的降粘效果。50℃时SLJN不同用量对各个油样的降粘结果如表所示。

表2  50℃时SLJN对实验油样降粘结果

由表2可以看出，降粘体系SLJN可明显降低实验油样粘度，随体系用量增大，降粘效果增强，当SLJN体系用量增大至0.5%时，油样与降粘体系作用达到平衡，此后再增加用量油样粘度变化不大。

同时考察SLJN对胜利油田不同粘度油样的降粘效果，结果如表3所示。实验用各油样均为井口取样，脱水脱气后进行降粘实验。由表3可以看出，SLJN体系对胜利不同粘度的油样均有较好的降粘效果。实验范围内，对粘度500~10000mPa•s原油，SLJN体系用量0.5%可将其降低至300mPa•s以下。由表2、表3可以看出降粘体系SLJN对不同粘度范围的油样均有较好的降粘效果，且用量低。

表3  SLJN对不同油样的降粘效果

2.3 矿化度对体系降粘效果的影响

为考察降粘体系SLJN的耐盐性，进行了不同矿化度时的降粘实验。不同矿化度下的降粘结果如表4所示。降粘体系SLJN用量0.5%。

表4  SLJN用量0.5%、不同矿化度时实验油样的降粘结果

由表4可以看出当盐水矿化度在0～50000mg/L时变化时，实验油样粘度在169~186mPa·s之间，没有明显变化。降粘体系SLJN对油样的降粘效果不受矿化度影响，可应用于普通油藏及高盐油藏。

2.5 物模驱油试验

实验中分别考察60℃水及60℃不同浓度降粘体系SLJN水溶液对实验油样的驱替效果，结果如图3所示。图中驱替效率为驱替体积8PV时的驱替效率。

由图3可以看出降粘体系SLJN可明显提高驱替效率。60℃水及60℃、0.4%SLJN体系的驱替效率分别为26.23%、35.33%，驱替效率明显提高。随SLJN水溶液浓度增大驱替效率逐渐增大，SLJN体系浓度为0.3%、0.5%、0.6%时驱替效率分别为31.53%、36.83%、37.06%，明显增大。由图3还可以看出降粘体系SLJN浓度增大至0.5%时，油样与SLJN体系的作用达到平衡，此后再增加SLJN体系用量，驱替效率无明显变化。

图4给出了60℃、0.5%降粘体SLJN驱替时驱替效率随注入体积的变化。由图4可以看出，随注入体积增大驱替效率逐渐增大，当注入体积增大至7.5PV时，驱替效率36.41%，此时降粘体系与油样的吸附达到平衡，此后再增大注入体积，驱替效率无明显变化。

3 结论

⑴ 降粘体系SLJN可降低油水界面张力至10-2；

⑵ 降粘体系SLJN对胜利普通稠油均有较好的降粘效果，且降粘用量低，降粘效果可耐矿化度50000mg/L；

⑶ 降粘体系SLJN可明显提高水驱驱替效率，体系浓度0.5%可明显提高水驱驱替效率10%以上。

参考文献

[1] 葛际扛，张贵才，赵福麟.垦西稠油的降粘研究[J].油田化学，1999，16(4)：320-322

[2] 周风山，吴瑾光.稠油化学降粘技术研究进展[J].油田化学，2001，18（3）：268-272

[3] 尉小明 刘喜林 王卫东，等.稠油降粘方法概述[J].精细石油化工进展，2002，9（5）：45-48

[4] 王云峰，张春光，侯万国等．表面活性剂及其在油气田中的应用[M]．北京：石油工业出版社．1995；121～167

       来源：化学工程与装备-官方网站-创刊于1972    2022年第4期  在线投稿  >>