姚 遠(yuǎn)　范洪富　高圣平　張 玉

1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)　2.中國石油勘探開發(fā)研究院

?

采油用化學(xué)劑通用技術(shù)條件和評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性研究①

姚 遠(yuǎn)1,2范洪富1高圣平2張 玉2

1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)2.中國石油勘探開發(fā)研究院

摘要目前,油田采油用化學(xué)劑種類多，用量大，適應(yīng)性和針對(duì)性強(qiáng)。但存在生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品眾多且各成體系，標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等問題，使采油用化學(xué)劑的使用受到限制，亟待進(jìn)行規(guī)范管理。針對(duì)壓裂用化學(xué)劑、酸化用化學(xué)劑、調(diào)剖堵水用化學(xué)劑及化學(xué)驅(qū)等采油化學(xué)劑現(xiàn)行通用技術(shù)條件和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，結(jié)合采油用化學(xué)劑最新的發(fā)展，討論了現(xiàn)行通用標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的適用性與存在問題，為采油用化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展提出以下建議：①加快非常規(guī)油氣藏開發(fā)中的采油、增產(chǎn)化學(xué)劑配套標(biāo)準(zhǔn)的制定(如滑溜水、轉(zhuǎn)向劑等標(biāo)準(zhǔn))；②梳理近年來的新技術(shù)、新工藝及配套的新產(chǎn)品或工作液，優(yōu)選產(chǎn)品啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)；③引入“負(fù)面清單”+“先行先試”管理制度；④建立全流程油田化學(xué)劑使用檔案信息登記以及油化劑“配伍表”；⑤增加與安全環(huán)保性能評(píng)價(jià)和技術(shù)要求相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞采油化學(xué)劑通用技術(shù)條件評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性

采油用化學(xué)劑的使用是實(shí)現(xiàn)油田儲(chǔ)層改造、原油增產(chǎn)和殘余油開采的一種重要手段。除一次采油基本不使用采油化學(xué)劑外，在壓裂、酸化、調(diào)剖堵水、驅(qū)油等油井增產(chǎn)措施中使用了大量的采油化學(xué)劑[1]。近年來,非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)迅速發(fā)展，致密油氣藏、頁巖油氣藏、高溫高礦化度油藏、稠油油藏油氣田等成為常規(guī)的開發(fā)目標(biāo)，對(duì)采油化學(xué)劑提出了多樣化的需求。開發(fā)向深層拓展需要適用于高溫高鹽條件下的采油化學(xué)劑；開發(fā)后期控水穩(wěn)油的要求提高，對(duì)于低滲透和稠油油藏，要求化學(xué)劑具有較高的強(qiáng)度；海上油田的開發(fā)，對(duì)配制條件、用量和環(huán)保等方面又有新的要求。由此，采油用化學(xué)劑的種類得以豐富，發(fā)展出多種功能性化學(xué)劑類型。一般分為壓裂用化學(xué)劑、酸化用化學(xué)劑、調(diào)剖堵水用化學(xué)劑和驅(qū)油用化學(xué)劑等。同時(shí)，其用量和需求也迅速增長，諸多機(jī)構(gòu)研發(fā)出大量高效、低廉、多功能、復(fù)合型的化學(xué)劑產(chǎn)品。

種類繁多的新產(chǎn)品對(duì)現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的適用性提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前,采油用化學(xué)劑的成分多樣，功能性更為明確，在現(xiàn)場(chǎng)的作用機(jī)理更加復(fù)雜，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)難以滿足多種油化劑的需求，也使得新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立難度加大；同時(shí)采油用化學(xué)劑市場(chǎng)品牌多、廠家多、產(chǎn)品各成體系，使用標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，國標(biāo)和行標(biāo)覆蓋率低，使產(chǎn)品的使用也受到很大的限制；環(huán)保、職業(yè)健康及上下游一體可持續(xù)發(fā)展對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求也進(jìn)一步提高。通過開展采油用化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)的通用技術(shù)條件和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性分析，研究了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，提出對(duì)采油用化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方向的建議。

1壓裂用化學(xué)劑及標(biāo)準(zhǔn)分析

1.1壓裂液標(biāo)準(zhǔn)適用性分析

常見壓裂液主要分為水基壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液、清潔型黏彈性表面活性劑壓裂液和締合型非交聯(lián)聚合物壓裂液等[2-4]。不同體系的壓裂液其評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)均有所不同，所涉及的壓裂液分類及方法標(biāo)準(zhǔn)見表1，評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)包括耐溫耐剪切性、流變參數(shù)、濾失性能及巖心傷害、破膠性能及殘?jiān)?、攜砂性等。

表1 壓裂液分類及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table1 Classificationoffracturingfluidsandtheevaluationstandards壓裂液分類評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)水基壓裂液(胍膠)SY/T5107-2005《水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法》,SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》油基壓裂液SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》泡沫壓裂液目前沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)介紹,考察指標(biāo)主要為耐溫耐剪切性、流變參數(shù),濾失性能及巖心傷害,攜砂性等乳化壓裂液SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》清潔壓裂液SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》

目前，壓裂液評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)主要為SY/T 5107-2005和SY/T 6376-2008。其中，對(duì)交聯(lián)型水基壓裂液的評(píng)價(jià)方法及要求相對(duì)較完善。SY/T 5107-2005詳細(xì)說明了基液制備，交聯(lián)液制備、凍膠制備等樣品的制備方法及過程，對(duì)壓裂液的耐溫剪切測(cè)試，流變測(cè)試、巖心傷害、濾失性能、破膠性能等的測(cè)試方法也作了系統(tǒng)的說明。SY/T 6376-2008則既規(guī)定了水基壓裂液，又規(guī)定了油基壓裂液、乳化壓裂液、黏彈性表面活性劑壓裂液的基液黏度、交聯(lián)時(shí)間、耐溫抗剪切、黏彈性、濾失性能、巖心基質(zhì)滲透率等性能指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法，樣品的制備則參照SY/T 5107-2005。隨著壓裂液體系種類的增多，僅利用該兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)存在一定的局限性。

(1) SY/T 5107-2005中部分性能評(píng)價(jià)方法適用范圍有限。例如,殘?jiān)臏y(cè)試方法采用的是離心法，然而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，當(dāng)壓裂液殘?jiān)鼭舛容^低時(shí),測(cè)試重復(fù)性較差，測(cè)試結(jié)果誤差較大，有待改善。

(2) SY/T 5107-2005和SY/T 6376-2008兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)以胍膠、改性胍膠、HPAM等天然或合成類交聯(lián)壓裂液產(chǎn)品，而就整個(gè)水基壓裂液體系來說，一些新型聚合物如疏水締合聚合物，締合型非交聯(lián)水基壓裂液卻并不適用。由于目前締合型非交聯(lián)壓裂液的制備過程中需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用條件確定配方，其評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)目前仍主要參考這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其與現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)指標(biāo)測(cè)定往往不相適合。另外，各類非植物膠的新型增稠劑及其壓裂液尚無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，有待將現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍擴(kuò)大或制定相關(guān)評(píng)價(jià)方法。

(3) 其他壓裂液體系如油基壓裂液、乳化壓裂液、清潔壓裂液等，其有效成分、作用機(jī)理與水基壓裂液完全不同，若不加選擇都使用適用于水基壓裂液的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備和評(píng)價(jià)，則難以獲得準(zhǔn)確有效的評(píng)價(jià)結(jié)果，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，明確補(bǔ)充其他壓裂液的評(píng)價(jià)方法。

(4) 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中尚無針對(duì)新型壓裂液(如泡沫壓裂液)的評(píng)價(jià)方法和技術(shù)條件規(guī)范。頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)油氣藏開發(fā)的壓裂液(如滑溜水)和化學(xué)劑(如減阻劑)也應(yīng)有適應(yīng)其油藏特征和開發(fā)特點(diǎn)的通用技術(shù)條件和方法。

1.2壓裂液添加劑及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分析

壓裂液添加劑對(duì)壓裂液的性能影響非常大，不同添加劑的作用不同。正確選用添加劑，可以配制出物理化學(xué)性能優(yōu)良的壓裂液工作液，保證順利施工，減小對(duì)油氣層的損害，實(shí)現(xiàn)既改造油氣層又保護(hù)好油氣層的目標(biāo)。添加劑主要包括：稠化劑、交聯(lián)劑、破膠劑、pH值調(diào)節(jié)劑、黏土穩(wěn)定劑、潤濕劑、助排劑、破乳劑、降濾失劑、凍膠黏度穩(wěn)定劑、消泡劑、降阻劑和殺菌劑等。 表2介紹了壓裂液添加劑的化學(xué)組成、現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及適應(yīng)性。

表2 壓裂液添加劑的組成、評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性Table2 Composition,evaluationmethodsandstandardsapplicabilityoffracturingfluidadditives壓裂液添加劑化學(xué)劑組成評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性增稠劑香豆膠、羥丙基瓜膠、纖維素、合成聚合物等SY/T5764-2007《壓裂用植物膠通用技術(shù)要求》適用于植物膠增稠劑,其他增稠劑均不適用交聯(lián)劑四硼酸鈉、叔丁基過氧化氫、硼交聯(lián)劑OBC-100、鋯硼復(fù)合交聯(lián)劑GCL、有機(jī)硼交聯(lián)劑BCL-61等SY/T6216-1996《壓裂用交聯(lián)劑性能試驗(yàn)方法》主要規(guī)定了外觀、密度、凝點(diǎn)、pH值、交聯(lián)時(shí)間、耐溫能力、屈服應(yīng)力,黏彈性等性能的測(cè)定方法,濾失性、破膠、巖心傷害等性能是評(píng)價(jià)交聯(lián)劑性能好壞的重要指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)中卻沒有涉及,應(yīng)補(bǔ)充殺菌劑甲醛、二溴基氰丙酰胺等SY/T5757-2010《油田注入水殺菌劑通用技術(shù)條件》殺菌劑的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)可以從溶解性、殺菌效果、腐蝕性、配伍性等方面進(jìn)行規(guī)定破膠劑過硫酸銨、高碘酸鉀、OEB-P膠囊破膠劑等SY/T6380-2008《壓裂用破膠劑性能試驗(yàn)方法》規(guī)定了破膠劑通用性能評(píng)價(jià)的測(cè)試方法,如外觀、密度、pH值、破膠液黏度、破膠時(shí)間、殘?jiān)鼭舛鹊?擠壓破碎型和緩慢釋放型過硫酸銨破膠劑性能試驗(yàn)方法,如粒徑分布百分?jǐn)?shù)、有效濃度、釋放率等性能試驗(yàn),以及酶破膠劑性能試驗(yàn)方法等。測(cè)試方法相對(duì)完整,新型破膠劑也可參考。但對(duì)于低溫破膠劑(活化劑)尚無規(guī)范:有些活化劑含二價(jià)鐵,二價(jià)鐵對(duì)壓裂液體系的性能有較大的影響?zhàn)ね练€(wěn)定劑氯化鉀、二甲基二氯甲硅烷、聚甲基丙烯酰胺基-1,3-亞丙基三甲基氯化銨、聚-N-乙烯吡咯烷酮等SY/T5762-1995《壓裂酸化用黏土穩(wěn)定劑性能測(cè)定方法》規(guī)定了黏土穩(wěn)定劑的溶解性、配伍性、泥巖損失率、防膨率等。該評(píng)價(jià)方法相對(duì)完善,但引用的標(biāo)準(zhǔn)部分已作廢,有待更新降濾失劑粒徑為0.045～0.15mm(320～100目)的粉砂,粉陶,柴油、輕質(zhì)原油、聚苯乙烯、聚異丁烯、水溶性皂等SY/T6215-1996《壓裂用降濾失劑性能試驗(yàn)方法》規(guī)定了降濾失劑的外觀、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、密度、分散性、分散穩(wěn)定性、巖心滲透率傷害等性能的測(cè)試方法,但試驗(yàn)的參考標(biāo)準(zhǔn)已過期,其測(cè)試方法需參照更新后標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂助排劑烷基苯磺酸鈉、含氟表面活性劑GYO-1、非離子表面活性劑CF-5D等SY/T5755-2016《壓裂酸化用助排劑性能評(píng)價(jià)方法》規(guī)定了助排劑外觀、pH值、密度、溶解性、閃點(diǎn)、濁點(diǎn)、表界面張力、潤濕性、熱穩(wěn)定性、配伍性、助排性能等指標(biāo)的測(cè)試方法。該評(píng)價(jià)方法相對(duì)完善,可以參考該方法篩選助排劑

表3 酸化用化學(xué)劑分類及標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性Table3 Classificationofacidizingagentandtheapplicabilityofstandards化學(xué)劑種類化學(xué)劑組成評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性酸液氫氟酸、鹽酸、磷酸、氟硼酸、乙酸、硝酸等SY/T5765-1995《酸化用氟硼酸檢測(cè)方法》規(guī)定了氟硼酸濃度、游離氫氟酸濃度、游離硼酸濃度、鐵離子濃度、硫酸根離子濃度的檢測(cè)方法。由于酸類種類較多,覆蓋并不全面,需制定酸化用酸液的通用技術(shù)條件及評(píng)價(jià)方法。結(jié)合每種酸液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用特點(diǎn),從密度、凝點(diǎn)、pH值、有效濃度、腐蝕性能與儲(chǔ)層配伍性等方面建立標(biāo)準(zhǔn)鐵離子穩(wěn)定劑氮川三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、多功能穩(wěn)定劑LYLTW-5、檸檬酸、CT1-7B(異抗壞血酸鈉、葡萄糖)等SY/T6571-2012《酸化用鐵離子穩(wěn)定劑性能評(píng)價(jià)方法》從采樣、樣品配制、pH值、穩(wěn)定鐵離子能力、溶解分散性、配伍性等方面評(píng)價(jià)了鐵離子穩(wěn)定劑性能,適用于產(chǎn)品的篩選和評(píng)價(jià),相對(duì)完善緩蝕劑氧化緩蝕劑YH、苯乙烯-丙烯酸樹脂的共聚物與多胺縮合物緩蝕劑、氯化甲基喹啉、稠環(huán)芳烴衍生物ZX-01、CT1-3B(酮、醛、胺縮聚反應(yīng)物)、聚亞氨基胺肉桂醛等SY/T5405-1996《酸化緩蝕劑性能的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)》規(guī)定了常壓靜態(tài)和高溫高壓動(dòng)態(tài)腐蝕速率、緩蝕率測(cè)定方法及指標(biāo)、乏酸中緩蝕劑防腐蝕測(cè)定方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)、緩蝕劑對(duì)巖心滲透率損害試驗(yàn)方法等。適用于鹽酸及土酸酸化用緩蝕劑的試驗(yàn)及評(píng)價(jià),不適用于其他酸液,需結(jié)合實(shí)際情況做調(diào)整稠化劑不飽和酸季銨鹽與丙烯酰胺共聚物改性產(chǎn)物CT-19、CT-16,胍膠,HPAM,稠化酸SY/T6214-1996《酸液稠化劑評(píng)價(jià)方法》規(guī)定了酸液稠化劑類產(chǎn)品的性能評(píng)價(jià)方法。由于稠化劑性能包括酸溶時(shí)間、流變性、熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、配伍性等。本標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)剪切穩(wěn)定性采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)30℃、170s-1下連續(xù)剪切120min,每間隔20min測(cè)定酸液黏度。該方法可進(jìn)行改進(jìn),選用高級(jí)流變儀在不同溫度及170s-1下連續(xù)剪切120min,能隨時(shí)觀測(cè)稠化劑的耐溫抗剪切性助排劑胺鹽型、季銨鹽型、吡啶鹽型,氟碳類長鏈表面活性劑SY/T5755-2016《壓裂酸化用助排劑性能評(píng)價(jià)方法》與壓裂液使用助排劑相同,適應(yīng)性見表2黏土穩(wěn)定劑有機(jī)離子復(fù)合物BSC-851、氯化銨、氯化鉀SY/T5762-1995《壓裂酸化用黏土穩(wěn)定劑性能測(cè)定方法》與壓裂液使用助排劑相同,適應(yīng)性見表2

2酸化用化學(xué)劑及標(biāo)準(zhǔn)分析

酸化工作液中的添加劑主要由酸液、鐵離子穩(wěn)定劑、緩蝕劑、膠凝劑、乳化劑、助排劑、氧化解堵劑、黏土穩(wěn)定劑等組成[5-10]。針對(duì)不同類型的酸化工作液現(xiàn)已制定超過6個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而不同標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性有較大的差別，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性分析見表3。

總的來說，在酸化用化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)氟硼酸和磷酸兩種類型的酸液體系進(jìn)行了規(guī)范，而酸類種類較多，標(biāo)準(zhǔn)覆蓋并不全面。理論上需要結(jié)合每種酸液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用特點(diǎn)，制定酸化用酸液的統(tǒng)一評(píng)價(jià)方法及通用技術(shù)條件。另外，轉(zhuǎn)向酸及轉(zhuǎn)向劑(泡沫型、聚合物及黏彈性轉(zhuǎn)向劑等)在酸化壓裂過程中增產(chǎn)效果明顯，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，應(yīng)予以增加。壓裂酸化添加劑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的某些特定性能的評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)應(yīng)做調(diào)整，對(duì)沒有標(biāo)準(zhǔn)的添加劑也應(yīng)適當(dāng)增加。

3調(diào)剖堵水化學(xué)劑及標(biāo)準(zhǔn)分析

調(diào)剖堵水用化學(xué)劑分為油井堵水和水井調(diào)剖用化學(xué)劑兩類[11-13]。我國大部分油田常用的調(diào)剖堵水用化學(xué)劑包括凝膠型調(diào)堵劑[14-16]、樹脂型調(diào)堵劑、凍膠型調(diào)堵劑[17-19]、顆粒類調(diào)堵劑和聚合物型調(diào)堵劑[20-21]， 并配合使用降濾失劑、緩凝劑、交聯(lián)劑、延緩穩(wěn)定劑等添加劑，其評(píng)價(jià)方法主要參考SY/T 5590-2004《調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)方法》。

SY/T 5590-2004規(guī)定了液體類和固體類調(diào)剖劑一般性能評(píng)價(jià)方法。液體類調(diào)剖劑主要測(cè)試其密度、反應(yīng)時(shí)間、固相析出率等；固體類性能評(píng)價(jià)指標(biāo)包括密度、反應(yīng)時(shí)間、粒度分布、抗壓強(qiáng)度等。該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了調(diào)剖劑巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)阻力系數(shù)、突破壓力梯度、驅(qū)油效率、堵水率等的測(cè)定方法。以求從以上性能來判定調(diào)剖堵水效果，適用于凍膠型、凝膠型、樹脂型、沉淀型等液體類調(diào)剖劑和水膨體型、顆粒分散型、顆粒固結(jié)型等固體調(diào)剖劑性能的室內(nèi)評(píng)價(jià)。

當(dāng)前調(diào)剖堵水劑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善。例如，延緩交聯(lián)聚合物調(diào)剖體系缺乏地層滲流和水沖稀下不成膠風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)；固體顆粒類調(diào)剖劑缺乏吸水膨脹速率、粒徑大小及與地層孔隙的匹配性；缺乏從油層保護(hù)角度對(duì)類似水泥、黏土等物質(zhì)的濫用導(dǎo)致近井地帶堵塞問題的評(píng)估，導(dǎo)致多輪次調(diào)剖或深部調(diào)剖實(shí)施難度加大，效果變差。急需針對(duì)以上問題進(jìn)行修訂和完善。

4化學(xué)驅(qū)化學(xué)劑及標(biāo)準(zhǔn)分析

4.1表面活性劑驅(qū)

化學(xué)驅(qū)主要包括表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)、堿驅(qū)以及復(fù)合驅(qū)幾種類型[22]。驅(qū)油用表面活性劑種類較多，主要為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，應(yīng)用相對(duì)成熟的是石油磺酸鹽。SY/T 5908-94《驅(qū)油用石油磺酸鹽性能測(cè)定方法》規(guī)定了石油磺酸鹽的油、水的增溶參數(shù)，微乳驅(qū)、二元、三元復(fù)合驅(qū)界面張力及界面活性圖、配伍性、流變參數(shù)、驅(qū)油效率、巖心滯留量等測(cè)試方法，但只適用于微乳驅(qū)油和復(fù)合驅(qū)油體系，或其他陰離子型表面活性劑性能測(cè)定。對(duì)于以石油磺酸鹽為主的陰離子表面活性劑的活性水驅(qū)、膠束水驅(qū)、溶性油驅(qū)和泡沫驅(qū)的表面活性劑驅(qū)卻不適用。同時(shí)，SY/T 5908-94應(yīng)對(duì)石油磺酸鹽基本參數(shù)，如無機(jī)鹽濃度、活性物濃度以及平均分子量等進(jìn)行補(bǔ)充。新的性能測(cè)定評(píng)價(jià)方法也可從界面張力、配伍性、流變參數(shù)、驅(qū)油效率、巖心滯留量等方面來思考，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行量化，形成新的通用技術(shù)條件。

4.2聚合物驅(qū)

常見聚合物驅(qū)油劑包括硬葡聚糖(SG)、黃胞膠(XC)、韋蘭膠(Welan)、羥乙基纖維素(HEC)、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、疏水締合聚合物、耐溫耐鹽單體共聚物等?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)聚丙烯酰胺：①SY/T 6576-2003《用于石油采收率的聚合物評(píng)價(jià)的推薦作法》；②Q/SY 119-2007《驅(qū)油用部分水解聚丙烯酰胺技術(shù)要求》；③Q/SH 1020-1572-2006《驅(qū)油用聚丙烯酰胺》；④SY/T 5862-2008《驅(qū)油用聚合物技術(shù)要求》。主要規(guī)定了固含量、特性黏數(shù)、殘余單體濃度、黏度、分子質(zhì)量、粒度、溶解速度、黏度保留率等測(cè)定方法及指標(biāo)范圍。

以上標(biāo)準(zhǔn)適用于聚丙烯酰胺驅(qū)油劑的性能評(píng)價(jià)和技術(shù)指標(biāo)，不適用于新型分子結(jié)構(gòu)的聚合物，如疏水締合聚合物、結(jié)構(gòu)復(fù)合型聚合物、活性聚合物、聚合物表面活性劑(從分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可歸類于疏水締合聚合物)等驅(qū)油劑。疏水締合聚合物較普通的聚丙烯酰胺聚合物突出了疏水締合作用，使性能及驅(qū)油效率有了很大的改善?，F(xiàn)有的檢驗(yàn)手段及指標(biāo)不足以全面衡量疏水締合聚合物的綜合性能，有必要進(jìn)行修訂，甚至提出新的性能指標(biāo)及相應(yīng)檢驗(yàn)手段來更好地反映疏水締合聚合物的內(nèi)在特性。

由于寬分布會(huì)導(dǎo)致少量高分子量聚合物對(duì)油層堵塞傷害，建議增加對(duì)中低滲透油藏用中低分子量聚丙烯酰胺分子量分布的規(guī)定；由于新型聚合物的分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)中不僅要關(guān)注理化、溶液性能，更要關(guān)注油藏針對(duì)性和適應(yīng)性；同時(shí)，針對(duì)高溫高礦化度油藏，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行高溫老化穩(wěn)定性、高硬度下老化穩(wěn)定性等性能評(píng)價(jià)。

4.3堿驅(qū)

以堿劑的水溶液作為驅(qū)油劑，提高原油采收率，又叫堿溶液驅(qū)或堿強(qiáng)化水驅(qū)。堿驅(qū)所使用的驅(qū)油劑主要為碳酸鈉、氫氧化鈉等，礦場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用條件苛刻，同時(shí)對(duì)地層傷害較大，一直難以形成大規(guī)模應(yīng)用。目前，國內(nèi)外都還沒有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相應(yīng)驅(qū)油劑及其體系進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.4復(fù)合驅(qū)

目前，針對(duì)復(fù)合驅(qū)體系有一項(xiàng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即SY/T 6424-2000《復(fù)合驅(qū)油體系性能測(cè)試方法》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了界面張力、乳化、增溶能力、破乳、靜吸附與動(dòng)滯留、物理模擬驅(qū)油效果、抗鹽性、穩(wěn)定性、色譜分離等性能的測(cè)試方法。該評(píng)價(jià)方法基于三元體系建立，適用于三元復(fù)合驅(qū)不同工藝條件下制得的驅(qū)油劑及復(fù)合驅(qū)油體系，但對(duì)二元復(fù)合驅(qū)油體系不完全適用，需作細(xì)節(jié)調(diào)整，如溶液配制、抗鹽性測(cè)試、色譜分離測(cè)試等。二是復(fù)合驅(qū)油體系目前沒有通用技術(shù)條件，應(yīng)結(jié)合油藏條件及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用給出相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。參考環(huán)保的檢測(cè)認(rèn)證，以推動(dòng)國產(chǎn)化學(xué)劑進(jìn)入國際認(rèn)證和市場(chǎng)。

5對(duì)采油用化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方向的建議

通過對(duì)壓裂、酸化、調(diào)剖堵水以及化學(xué)驅(qū)等采油用化學(xué)劑的通用技術(shù)條件及評(píng)價(jià)方法的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果的綜合分析，探討了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性，結(jié)合采油用化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀對(duì)下一步發(fā)展提出以下建議：

(1) 加快非常規(guī)油氣藏開發(fā)中的采油、增產(chǎn)化學(xué)劑配套標(biāo)準(zhǔn)的制定、建立(如滑溜水、轉(zhuǎn)向劑等標(biāo)準(zhǔn))。

(2) 梳理近年來的新技術(shù)、新工藝及配套的新產(chǎn)品或工作液，條件成熟的可以啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

(3) 引入“負(fù)面清單”+“先行先試”管理制度。

從安全、環(huán)保、職業(yè)健康、油氣田開發(fā)可持續(xù)發(fā)展的角度，規(guī)定“紅線”：什么是“不能做的”。以“負(fù)面清單”的思路開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，引入“指紋譜”檢驗(yàn)的方式來檢驗(yàn)有效組成的濃度、防止摻雜使假、混拌等。加強(qiáng)基礎(chǔ)工作，逐步規(guī)范，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)；同時(shí)也要警惕“負(fù)面清單”制約技術(shù)進(jìn)步。

(4) 通用技術(shù)條件及評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)中全面考慮安全環(huán)保性能的評(píng)價(jià)和要求，增加相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，以適應(yīng)最新國家安全與環(huán)保法律法規(guī)的要求。

對(duì)高難度和非常規(guī)油氣藏的開發(fā)需要的技術(shù)和產(chǎn)品，創(chuàng)新性的化學(xué)劑和工作液體系，在作用機(jī)理不完全清楚，性能指標(biāo)不能完全確定的情況下，考量“安全、環(huán)保、職業(yè)健康、油氣田開發(fā)可持續(xù)發(fā)展”的要求，不過早規(guī)定其必須達(dá)到或具備哪些技術(shù)指標(biāo)，以不傷害油藏為前提，提升安全環(huán)保級(jí)別。

(5) 在油田開發(fā)中全過程控制，對(duì)油田化學(xué)劑的使用進(jìn)行檔案信息登記，通過類似于西藥“配伍表”的建立，防止化學(xué)劑間“不相容”或負(fù)協(xié)同效應(yīng)。化學(xué)劑間具有協(xié)同作用，以及一劑多功能的標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)應(yīng)多加思考，在標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)該化學(xué)劑對(duì)其他可能相遇的化學(xué)劑的配伍性說明或提示。近年來，一些油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性較好的老產(chǎn)品如FA367、XY27等，由于原標(biāo)準(zhǔn)的漏洞，導(dǎo)致假冒偽劣產(chǎn)品泛濫，正品反難覓蹤跡，需要不斷更新及改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，以提高標(biāo)準(zhǔn)的適用性和有效性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 葉仲斌. 提高采收率原理[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2007.

[2] LIU J, GUO Y, ZHU Y, et al. Polymerization of micro-block associative polymer with alcohol-surfmer mixed micellar method and their rheological properties[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(7): 1757-1763.

[3] LARRY E, DWYANN D, REDDY B, et al. Development of a hydrophobically modified water-soluble polymer as a selective bullhead system for water-production problems[C]//Proceedings of the International Symposium on Oilfield Chemistry. Houston: [s.n.], 2003.

[4] DOMINGUEZ A, FERNANDEZ A, GONZALEZ N, et al. Determination of critical micelle concentration of some surfactants by three techniques[J]. Journal of Chemical Education, 1997, 74(10): 1227.

[5] 王東賢, 羅瀾, 張路, 等. 疏水締合共聚物與表面活性劑的界面相互作用[J]. Acta Phys Chim Sin, 2005, 21(11): 1205-1210.

[6] 周立娟, 林梅欽, 李明遠(yuǎn), 等. 聚合物類型對(duì)油水界面性質(zhì)影響研究[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā), 2006, 25(6): 87-90.

[7] 鄧清月. 殘余聚合物及破乳劑對(duì)油水界面性質(zhì)影響研究[D]. 成都: 西南石油大學(xué), 2012.

[8] 張維, 李明遠(yuǎn), 林梅欽, 等. 聚合物, 表面活性劑兩元驅(qū)界面性質(zhì)對(duì)乳狀液穩(wěn)定性影響[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā), 2007, 26(6): 110-112.

[9] 李錦超, 葛際江, 吳芳, 等. 一種稠油熱/化學(xué)驅(qū)用表面活性劑性能研究[J]. 石油與天然氣化工, 2011, 40(2): 175-178.

[10] 李振泉, 何秀娟, 李英, 等. 烷基苯磺酸鹽在油水界面行為的介觀模擬[J]. 化學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 65(24): 2803-2808.

[11] LI Y, XU R, COUDERC S, et al. Interactions between sodium dodecyl sulfate and six nonionic copolymers containing 10 mol of different covalently bonded derivatives of vinyl acrylic acid: electromotive force and microcalorimetry studies[J]. Langmuir, 2003, 19(6): 2026-2033.

[12] 羅躍, 王正良. 用于熱采井的幾種高溫調(diào)剖堵水劑[J]. 油田化學(xué), 1999, 16(3): 212-213.

[13] 涂偉霞, 夏海虹. 磁性聚合物復(fù)合微球調(diào)剖堵水劑研究[J]. 石油與天然氣化工, 2012, 41(5): 504-507.

[14] WANG Y Y, DAI Y H, ZHANG L, et al. Hydrophobically modified associating polyacrylamide solutions: Relaxation processes and dilational properties at the oil-water interface[J]. Macromolecules, 2004, 37(8): 2930-2937.

[15] WU S. Formation of dispersed phase in incompatible polymer blends: interfacial and rheological effects[J]. Polymer Engineering & Science, 1987, 27(5): 335-343.

[16] WANG Y Y, DAI Y H, ZHANG L, et al. The interfacial dilational properties of hydrophobically modified associating polyacrylamide studied by the interfacial tension relaxation method at an oil-water interface[J]. J Colloid Interface Sci, 2004, 280(1): 76-82.

[17] ZHANG H, XU G, WU D, et al. Aggregation of cetyltrimethylammonium bromide with hydrolyzed polyacrylamide at the paraffin oil/water interface: Interfacial rheological behavior study[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2008, 317(1): 289-296.

[18] WANG Y Y, ZHANG L, SUN I, et al. Influences of demulsifiers with different structures on dilational properties of decane/Water interface[J]. ACTA PHYSICOCHIMICA SINICA, 2003, 19(4): 297-301.

[19] TUCKER I M, PETKOV J T, JONES C, et al. Adsorption of polymer-surfactant mixtures at the oil-water interface[J]. Langmuir, 2012, 28(42): 14974-14982.

[20] BAI Y, XU G Y, XIN X, et al. Interaction between cetyltrimethylammonium bromide and β-cyclodextrin: surface tension and interfacial dilational viscoelasticity studies[J]. Colloid Polym Sci, 2008, 286(13): 1475-1484.

[21] LUCAS E F, MANSUR C R, SPINELLI L, et al. Polymer science applied to petroleum production[J]. Pure and Applied Chemistry, 2009, 81(3): 473-494.

[22] NOOLANDI J, HONG K. Interfacial properties of immiscible homopolymer blends in the presence of block copolymers[J]. Macromolecules, 1982, 15(2): 482-492.

Study on the adaptability of the general technical conditions and evaluation standards of the chemical agents used for oil recovery

Yao Yuan1,2, Fan Hongfu1, Gao Shengping2, Zhang Yu2

(1.CollegeofEnergyResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)(2.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083,China)

Abstract:At present, the chemical agents have the characteristics of variety, large dosage, stronger adaptability and pertinence, multiple brands and manufacturers, various systems, which lead to the standards served for these chemical agents are not uniform and their applications are restricted, and the market management is chaos. In view of these issues, it is urgently needed to standardize management. This paper systematically reviews the general technical conditions and evaluation standards of chemical agents used for fracturing, acidizing, profile control and water plugging as well as chemical flooding. The adaptability and problems of the current used chemical agents and working fluids is analyzed by integrating the recent development of chemical agents. We proposed suggestions for the development of chemical agents standardization: ①Accelerate the establishment of standards for chemical agents used in unconventional reservoir oil and gas recovery; ②select representative chemical agents and working fluid products to set standards based on systematically preference of the new developed products; ③introduce “negative list” and “first used and first test” management regulations; ④establish information records system of chemical agents used in the whole process of oil field development and “compatibility table” of chemical agents; ⑤consider the technical requirement of security and environment protection while establishing standards.

Key words:oil recovery, chemical agent, general technical condition, evaluation standard, adaptability

基金項(xiàng)目：中國石油天然氣股份有限公司發(fā)展戰(zhàn)略與科技基礎(chǔ)工作決策支持研究項(xiàng)目“質(zhì)量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)化研究”(2012D-5010)。

作者簡介：姚遠(yuǎn)(1986-)，女，陜西西安人，工程師，中國地質(zhì)大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)工程專業(yè)博士在讀，現(xiàn)就職于中國石油勘探開發(fā)研究院標(biāo)準(zhǔn)化所,主要從事油田化學(xué)劑標(biāo)準(zhǔn)化及油氣田開發(fā)研究工作。E-mail:yao-yuan@petrochina.com.cn

中圖分類號(hào)：TE35

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2016.03.017

收稿日期：2015-12-09；修回日期：2016-03-03; 編輯：鐘國利