劉立平,王云龍,劉福林,王保軍,果艷梅

(吉林油田分公司試采公司,吉林松原 138000)

長(zhǎng)春嶺油田表面活性劑驅(qū)可行性

劉立平,王云龍,劉福林,王保軍,果艷梅

(吉林油田分公司試采公司,吉林松原 138000)

長(zhǎng)春嶺油田具有泥質(zhì)膠結(jié)、低含硫、低瀝青質(zhì)、高膠質(zhì)、高含蠟、高黏度等特點(diǎn),采用熱水驅(qū)、蒸氣吞吐、蒸氣驅(qū)等熱采方式未獲得理想效果.開(kāi)展高能表面活性劑驅(qū)試驗(yàn),開(kāi)發(fā)適合油田稠油驅(qū)的高能表面活性劑(UT8-1),考察表面活性劑改變巖石潤(rùn)濕性和降低原油黏度的能力.結(jié)果表明:該表面活性劑能增大原油與巖石表面的接觸角,可將原油黏度從2000mPa·s降低到100mPa·s,驅(qū)油效率達(dá)到76.5%.采用這種高能表面活性劑驅(qū)油,單井日產(chǎn)油達(dá)到1.0t,比傳統(tǒng)的熱采方式更加經(jīng)濟(jì)、有效.

稠油;表面活性劑;油田開(kāi)發(fā);長(zhǎng)春嶺油田

0 引言

長(zhǎng)春嶺油田位于吉林省松原市境內(nèi),與新民油田和扶余油田相鄰,位于松遼盆地南部東南隆起區(qū)長(zhǎng)春嶺背斜帶扶余Ⅱ號(hào)構(gòu)造上,開(kāi)發(fā)的主要目的層為扶余油層,頂面埋深為30～360m.長(zhǎng)春嶺油藏為稠油油藏,原油黏度為50～2000mPa·s,油層厚度為2～5m,地層壓力因數(shù)為0.81.由于油藏原油黏度高、溫度低、壓力因數(shù)低,致使油藏開(kāi)發(fā)難度大.采用蒸氣吞吐、火燒油層、注熱水等熱采技術(shù)對(duì)油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí),存在能耗大、開(kāi)發(fā)效率低等問(wèn)題.

驅(qū)油用表面活性劑主要有陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性表面活性劑[1].隨著三次采油技術(shù)的發(fā)展,不僅要求表面活性劑具有低油水界面張力和低吸附值,而且要求它與油藏流體配伍且廉價(jià).我國(guó)高溫、高礦化度的油藏情況對(duì)驅(qū)油用表面活性劑提出抗高含鹽量、耐高溫、吸附損失低、成本低等要求[2].20世紀(jì)60年代,我國(guó)勝利油田、大慶油田等開(kāi)展表面活性劑驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)和先導(dǎo)擴(kuò)大試驗(yàn).隨著化學(xué)分子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,表面活性劑驅(qū)技術(shù)也得到快速發(fā)展[3],史鴻鑫等進(jìn)行氟表面活性劑的油田應(yīng)用試驗(yàn)[4],張紅等在中原油田采用復(fù)合表面活性劑NF201提高驅(qū)油效率[5],熊春生等采用季氨鹽表面活性劑提高原油采收率[6].吳文祥等采用新型羧基甜菜堿BS13表面活性劑體系,進(jìn)一步提高洗油效率和波及面積,收到顯著效果[7].王德民等在大慶油田采用堿-表面活性劑-聚合物(ASP)三元復(fù)合驅(qū),取得良好效果[8].楊建平等在勝利油田進(jìn)行PPG技術(shù)試驗(yàn),對(duì)稠油的開(kāi)發(fā)起到一定的作用[9].這些油田表面活性劑驅(qū)取得顯著的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益[10-12].

皂苷分子結(jié)構(gòu)中有環(huán)狀貼烯,具有很高的抗鹽和抗油能力,同時(shí)環(huán)狀貼烯長(zhǎng)鏈在親油表面的附著力很強(qiáng),能夠有效改變表面的潤(rùn)濕性,因此它是良好的驅(qū)油劑和流度控制劑.根據(jù)長(zhǎng)春嶺油田油藏特性和原油特性,開(kāi)展表面活性劑稠油驅(qū)試驗(yàn),開(kāi)發(fā)一種適合油田稠油驅(qū)開(kāi)采的主要成分為皂苷(Saponin)的高能表面活性劑(UT8-1),同時(shí)復(fù)配滲透劑和乳化劑.該表面活性劑在油藏溫度條件下能有效地降低稠油黏度,同時(shí)改變巖石潤(rùn)濕性,將不流動(dòng)的稠油變?yōu)榭闪鲃?dòng)的原油,利用水驅(qū)即可將稠油開(kāi)采出來(lái),并且投入成本低,是一項(xiàng)適合于長(zhǎng)春嶺油藏的驅(qū)油技術(shù).

1 驅(qū)油機(jī)理

高能表面活性劑(UT8-1)驅(qū)油機(jī)理:一是能夠強(qiáng)烈改變巖石潤(rùn)濕性,使巖石表面由親油表面變?yōu)橛H水表面,降低原油的附著能,將不流動(dòng)的油膜改變?yōu)榭闪鲃?dòng)的油珠,從而有利于原油被采出;二是能夠大幅度降低原油黏度,從而降低原油流動(dòng)的黏滯阻力,使多孔介質(zhì)中的原油流動(dòng)更為容易.

2 制備方法

先將皂角原料置入封閉容器內(nèi),通過(guò)加熱使容器內(nèi)的壓力升至0.2～1.2MPa后停止加熱,取出皂角投入浸提容器中用水作溶劑浸提,從浸提液中提取皂角素,皂角素的提取率為45%～90%;然后加入滲透劑等添加劑即可得到高能表面活性劑(UT8-1).

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)條件:(1)巖心:100目河砂自填巖心,巖心為圓柱體,長(zhǎng)度為7cm,內(nèi)徑為2.5cm.水相滲透率為284×10-3μm2;(2)注入高能表面活性劑(UT8-1):0.3PV(注入孔隙體積倍數(shù));(3)實(shí)驗(yàn)溫度:18～19℃,所用原油為吉林油田長(zhǎng)春嶺區(qū)塊油樣.

3.1 潤(rùn)濕性

為考察UT8-1型高能表面活性劑改變巖石表面潤(rùn)濕性的能力,采用接觸角測(cè)定儀測(cè)量不同質(zhì)量濃度溶液與載波片的接觸角,結(jié)果見(jiàn)表1.由表1可見(jiàn),該表面活性劑隨著質(zhì)量濃度的增加,親油表面能使油對(duì)巖石表面的潤(rùn)濕角減小,親水表面能使水對(duì)巖石表面的潤(rùn)濕角增加,降低原油與巖石表面的黏附能,說(shuō)明該表面活性劑能夠有效增強(qiáng)原油的流動(dòng)能力,提高洗油效率.

3.2 黏度

采用RS-600流變儀,考察未加入表面活性劑及加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.3%的UT8-1型高能表面活性劑對(duì)長(zhǎng)春嶺油田油樣流變性的影響,結(jié)果見(jiàn)圖1.由圖1可見(jiàn),加入U(xiǎn)T8-1型高能表面活性劑后,原油黏度快速下降.在加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的表面活性劑后,原油黏度由1500～2000mPa·s下降到100mPa·s以?xún)?nèi);在加入0.3%的表面活性劑后,原油黏度由1500～2000mPa·s下降到20 mPa·s以?xún)?nèi).這說(shuō)明該表面活性劑能大幅度地降低稠油黏度,原因是該表面活性劑能在瀝青質(zhì)和膠質(zhì)表面上發(fā)生強(qiáng)烈吸附作用,降低瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的相互作用力.加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%、0.3%的表面活性劑能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)春嶺油田降黏需要,所以不再進(jìn)行加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的表面活性劑的原油流變性實(shí)驗(yàn).

3.3 驅(qū)油效率

采用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)考察該高能表面活性劑對(duì)長(zhǎng)春嶺稠油的驅(qū)油效果,結(jié)果見(jiàn)圖2.由圖2可見(jiàn),長(zhǎng)春嶺油田注入水中加入U(xiǎn)T8-1型高能表面活性劑的實(shí)驗(yàn)效果較好,驅(qū)油效率較高.在加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、0.3%的表面活性劑后驅(qū)油效率達(dá)到78.2%、76.5%,且無(wú)乳化現(xiàn)象.這說(shuō)明UT8-1型高能表面活性劑能降低稠油的表觀(guān)黏度、改變巖石潤(rùn)濕性及降低原油與巖石表面的黏附能.

表1 不同質(zhì)量濃度溶液與載波片的接觸角

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)表面活性劑的原油流變性曲線(xiàn)

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高能表面活性劑驅(qū)油效率曲線(xiàn)

4 現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)替試驗(yàn)

長(zhǎng)春嶺油田存在東西向裂縫,因此油井東西向見(jiàn)效快、南北向見(jiàn)效慢,對(duì)井網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),采用加大東西向井距、縮短南北向排距的160m×80m的菱形反九點(diǎn)面積注采井網(wǎng)(見(jiàn)圖3).

2009年10月在長(zhǎng)春嶺油田長(zhǎng)4-21區(qū)塊開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)替試驗(yàn).在注入水中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的UT8-1型高能表面活性劑進(jìn)行段塞驅(qū).長(zhǎng)4-21區(qū)塊在加入該表面活性劑前區(qū)塊內(nèi)油井平均單井日產(chǎn)液為1.0t,平均單井日產(chǎn)油為0.2t,含水率為80%,開(kāi)發(fā)形勢(shì)差.加入該表面活性劑后,第1個(gè)月見(jiàn)到效果,產(chǎn)液量上升,產(chǎn)油量上升,含水率下降.截至2010年4月末,長(zhǎng)4-21區(qū)塊平均單井日產(chǎn)液為2.0t,平均單井日產(chǎn)油為1.0t,含水率為50%,驅(qū)油效果顯著(見(jiàn)圖4).原因是原長(zhǎng)春嶺油田原油具有黏度高、油水黏度比大、原油流動(dòng)性差的特點(diǎn),加入表面活性劑后改變?cè)蜐?rùn)濕性,使親油的油藏變?yōu)橛H水油藏,大大增加油水黏度比,提高原油的流動(dòng)系數(shù),產(chǎn)出油明顯增加,產(chǎn)出水大幅度下降.

圖3 長(zhǎng)4-21區(qū)塊井位

圖4 長(zhǎng)4-21區(qū)塊表面活性劑驅(qū)油效果

長(zhǎng)4-21區(qū)塊采用表面活性劑驅(qū)與熱水驅(qū)、蒸氣吞吐、蒸氣驅(qū)等開(kāi)采方式對(duì)比,單井日產(chǎn)油高、含水率低、驅(qū)油效率高,開(kāi)發(fā)效果好.另外,表面活性劑驅(qū)的成本比熱水驅(qū)、蒸氣吞吐、蒸氣驅(qū)等開(kāi)采方式的成本下降,經(jīng)濟(jì)效益顯著(見(jiàn)表2).

表2 長(zhǎng)春嶺油田表面活性劑驅(qū)與其他開(kāi)采方式效果

5 結(jié)論

(1)采用高能表面活性劑(UT8-1)驅(qū)油,可由平均單井日產(chǎn)油0.2t提高到1.0t,比傳統(tǒng)熱采方式經(jīng)濟(jì)而有效.

(2)高能表面活性劑(UT8-1)能夠有效改變巖石潤(rùn)濕性,大幅度降低原油黏度,從而降低原油流動(dòng)的黏滯阻力,使多孔介質(zhì)中的原油流動(dòng)更為容易.

(3)長(zhǎng)春嶺油田油藏加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的表面活性劑后,驅(qū)油效率為76.5%,黏度為20mPa·s以?xún)?nèi).

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Feasibility of surfactant flooding in Changchunling oilfield/2010,34(4):82-84,93

LIU Li-ping,WANG Yun-long,LIUFu-lin,WANG Bao-jun,GUO Yan-mei
(Recovery Testing Com pany of J ilin Oilf ields,Songyuan,J ilin138000,China)

Changchunling oil field is characterized by clay cementation,low-temperature,low sulfur,high resin,high wax and high viscosity.In this oilfield,hot water flooding,steam stimulation,steamflooding and other various forms thermal recovery tests have been carried out,but no desired effects have been achieved.We have carried out testing of high-energy surfactant flooding,developed for heavy oil production of high-energy surface actire agent(CTU8-1),studied the capacity of changing the wettability of rock and reducing crude oil viscosity.Experimental results show that surfactant can increase the crude oil and rock surface contact orngle,reduce oil viscosity from 2 000 mPa·s to 100 mPa·s. The displacement efficiency can reach 76.5%.This high-energy surfactant flooding is better than the traditional method of thermal recovery in economy and effect.Single well daily oil production can reach 1 t after high-energy surfactant flooding.

heavy oil;surfactant;oil field development;Changchunling oilfield

book=4,ebook=404

TE357.46

A

1000-1891(2010)04-0082-03

2010-05-27;審稿人:張繼成;編輯:任志平

劉立平(1960-),男,博士,高級(jí)工程師,主要從事油田開(kāi)發(fā)及采油工藝方面的研究.