王子健，盧祥國，張 婧，張寶巖，金玉寶，張月仙，宋茹娥

(1.東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；2.中國石油大慶油田公司 第四采油廠，黑龍江 大慶 166521)

?

強堿三元復合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對比

王子健1，盧祥國1，張 婧1，張寶巖1，金玉寶1，張月仙2，宋茹娥2

(1.東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；2.中國石油大慶油田公司 第四采油廠，黑龍江 大慶 166521)

為了優(yōu)選出強堿三元復合驅(qū)后增油效果最好的調(diào)驅(qū)劑體系，以大慶杏樹崗油田儲層為研究對象，通過物理模擬驅(qū)油實驗研究了恒速和恒壓條件下的多種調(diào)驅(qū)劑在強堿三元復合驅(qū)后的驅(qū)油效果。結(jié)果表明，強堿三元復合驅(qū)后注入高濃度聚合物溶液、無堿二元復合體系、弱堿三元復合體系、“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”組合以及“聚合物凝膠+弱堿三元復合體系”組合都可以進一步提高采收率，其中“聚合物凝膠+弱堿三元復合體系”組合液流轉(zhuǎn)向效果較好，含水率下降幅度較大，采收率增幅也較大。

三元復合驅(qū)；調(diào)驅(qū)劑體系；物理模擬；聚合物凝膠；組合液；液流轉(zhuǎn)向；采收率

王子健,盧祥國,張寶巖,等.強堿三元復合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對比[J].西安石油大學學報(自然科學版)，2016，31(4):69-75.

WANG Zijian,LU Xiangguo,ZHANG Jing，et al.Comparison of enhancing oil recovery effect of multiple displacement agent systems after alkaline/surfactant/polymer flooding[J].Journal of Xi'an Shiyou University(Natural Science Edition),2016，31(4):69-75.

引　言

大慶油田三元復合驅(qū)油技術(shù)已經(jīng)進入工業(yè)化推廣應用階段，已有部分區(qū)塊進入甚至完成了后續(xù)水驅(qū)，亟待進一步采取提高采收率措施。三元復合驅(qū)后[1-3]剩余油研究結(jié)果表明，儲層中仍存在大量薄膜狀和簇狀剩余油[4-6]，具有進一步提高采收率的潛力。理論分析表明，三元復合驅(qū)后要進一步提高采收率，就必須進一步擴大波及體積和提高洗油效率，而進一步擴大波及體積就意味著必須進一步提高注入壓力。大慶杏樹崗油田水井注入壓力統(tǒng)計資料表明，前期三元復合體系注入壓力接近儲層巖石破裂壓力，表明后續(xù)進一步提高采收率措施預留壓力上升空間很小。因此，在進一步提高采收率措施增油效果評價時，必須考慮實際可能的壓力升高幅度。否則，就會出現(xiàn)室內(nèi)通過大幅度提高注入壓力實現(xiàn)了擴大波及體積的目的，而礦場卻難以達到壓力升幅要求甚至注入困難的局面。依據(jù)礦場實際需求，以大慶杏樹崗油田為研究對象，在恒速和恒壓條件下開展了強堿三元復合驅(qū)后進一步提高采收率增

油效果實驗研究，通過對比不同方案，優(yōu)選出對目標區(qū)塊進一步提高采收率措施選擇具有重要參考價值的可行性方案，為礦場決策提供支持。

1　實驗條件

1.1實驗材料

聚合物[7-8]為中國石油大慶煉化公司生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺干粉(用CP表示)，相對分子質(zhì)量為2 500×104，固含量為90%。表面活性劑包括：①大慶油田東昊公司生產(chǎn)的重烷基苯石油磺酸鹽，有效含量50%，用于強堿三元復合體系(用Cs1表示)；②中國石油大慶煉化公司生產(chǎn)的石油磺酸鹽，有效含量38%，用于弱堿三元復合體系(用Cs2表示)；③大連戴維斯化學劑有限公司生產(chǎn)的非離子表面活性劑(簡稱“DWS”，用Cs3表示)，有效含量40%，用于無堿二元復合體系。強堿為NaOH(用CA表示)，弱堿為Na2CO3(用Ca表示)。上述藥劑取自大慶油田第四采油廠。交聯(lián)劑為有機鉻，有效含量為2.7%?？蓜游⑶騍MG(H)調(diào)剖劑由中國石油勘探開發(fā)研究院采油所提供，有效含量100%。反向調(diào)剖劑正電膠由大慶油田采油四廠提供，有效含量90%，“凝膠+體膨顆粒”調(diào)剖劑由大慶油田采油工程院提供。

實驗用油由大慶油田第四采油廠脫氣原油與煤油混合而成，45 ℃條件下黏度為10.0 mPa·s。實驗用水為大慶油田第四采油廠采出污水，離子組成見表1。

表1　水質(zhì)分析Tab.1　Water quality analysis

針對大慶杏樹崗油田的地質(zhì)及開發(fā)特點，選擇和現(xiàn)場地質(zhì)條件滲透率相匹配的巖心，因此實驗巖心由3種滲透率人造均質(zhì)巖心[9-10]組成，單塊巖心外觀幾何尺寸為：高×寬×長=4.5cm×4.5cm×30cm，滲透率分別為1600×10-3μm2、800×10-3μm2和400×10-3μm2。

1.2實驗裝置

對于播音主持來說，情感表達是整個節(jié)目的基礎。播音主持人良好的情感表達能力可以有效帶動現(xiàn)場節(jié)目氣氛，激發(fā)受眾對節(jié)目的情感，從而引發(fā)共鳴，實現(xiàn)節(jié)目收視率的提升。新媒體發(fā)展迅猛，播音主持人與受眾的互動更加重要。可是，在很多節(jié)目中，情感表達較差的現(xiàn)象仍屢見不鮮，臨場應變能力不足，對節(jié)目的控制能力較差，在這種情況下，節(jié)目整體效果不佳，在影響節(jié)目收視率的同時也會制約媒體行業(yè)的健康發(fā)展。

采用DV-Ⅱ型布氏黏度儀測試驅(qū)油劑視黏度，分別使用“0”號轉(zhuǎn)子(0～100 mPa·s)，轉(zhuǎn)速為6 r/min；“1”號轉(zhuǎn)子(100～200 mPa·s)，轉(zhuǎn)速為30 r/min；“2”號轉(zhuǎn)子(200～1 000 mPa·s)，轉(zhuǎn)速為30 r/min。采用TX500C旋滴油水界面張力儀測試驅(qū)油劑與原油間界面張力。

采用驅(qū)油實驗裝置評價驅(qū)油劑增油降水效果，裝置主要包括平流泵、壓力傳感器、巖心夾持器、手搖泵和中間容器等部件，除平流泵和手搖泵外，其它部分都置于45 ℃恒溫箱內(nèi)。

3塊不同滲透率的巖心組成三管并聯(lián)的物理模型進行驅(qū)替，巖心滲透率高、中、低三層按梯度遞減，比例為4∶2∶1，實驗設備及流程見圖1。

圖1　實驗設備及流程示意圖(上面的為活塞容器，下面的紅色線條為非活塞容器)Fig.1　Experimental equipment and process

1.3實驗方案

1.3.1強堿三元復合驅(qū)基礎方案水驅(qū)至含水98%+強堿三元復合驅(qū)(0.06PV的聚合物前置段塞(0.18% CP)、0.3PV的三元主段塞(0.3% CS1+1.2%CA+0.2%CP)、0.15PV的三元副段塞(0.2% CS1+1.0%CA+0.17%CP))以及0.2PV的聚合物保護段塞(0.14%CP))+后續(xù)水驅(qū)至含水98%。后續(xù)實驗都將在上述實驗基礎上進行，可根據(jù)不同的實驗調(diào)整后續(xù)水驅(qū)的時間。

1.3.2強堿三元復合驅(qū)后后續(xù)實驗方案后續(xù)實驗分別完成弱堿三元、無堿二元、高濃聚合物、Ⅲ型聚表劑、調(diào)剖劑+弱堿三元復合驅(qū)以及調(diào)剖劑+無堿二元復合驅(qū)6種體系的驅(qū)替，各個段塞尺寸會有所變化，總尺寸保持0.7PV不變(表2—表7)。

特別要說明的是，由于實驗中所用的人造巖心不能精準控制完全一致，因此每步實驗方案下都會給出氣測滲透率具體數(shù)值以作參考。

2　結(jié)果與討論

2.1恒速實驗結(jié)果對比

從如上方案中大量的對比實驗(表2—表7)得出：在3種滲透率的均質(zhì)巖心注入相同類型的調(diào)驅(qū)劑，采收率增幅隨著前置段塞尺寸的增大而增大。從每種體系中選出擴大波及體積作用效果較好、采收率增幅較大的有：方案2-3、方案3-3、方案4-1、方案5-1、方案6-1以及方案7-1(其中方案4-1和方案5-1只有一種注入方式，沒有對比實驗)，各個節(jié)點詳細增油效果對比見表8。

表2　弱堿三元復合驅(qū)實驗方案Tab.2　Experimental schemes of weak alkali/surfactant/polymer oil displacement system

表3　無堿二元復合驅(qū)實驗方案Tab.3　Experimental schemes of surfactant/polymer oil displacement system

表4　高濃聚合物驅(qū)實驗方案Tab.4　Experimental scheme of high concentration polymer oil displacement system

表5?、笮途郾韯?qū)實驗方案Tab.5　Experimental scheme of type Ⅲ surfactant oil displacement system

表6　調(diào)剖劑+弱堿三元復合驅(qū)實驗方案Tab.6　Experimental schemes of "profile control agent + weak alkali/surfactant/polymer" oil displacement system

備注：其中Cr3+凝膠、正電膠、SMG(N)、凝膠-緩膨顆粒的濃度為1%。

表7　調(diào)剖劑+無堿二元復合驅(qū)實驗方案Tab.7　Experimental schemes of "profile control agent + surfactant/polymer" oil displacement system

備注：其中Cr3+凝膠、正電膠、SMG(N)、凝膠-緩膨顆粒的質(zhì)量分數(shù)為1%。

表8　提高采收率恒速實驗結(jié)果Tab.8　Constant speed experimental results of oil recovery

后續(xù)注入的弱堿三元體系、無堿二元體系以及高濃聚合物體系等等都在基礎方案上進行，實驗過程中首先采用“恒速方式”進行驅(qū)替(每個方案完成兩組平行實驗)，隨后從平行恒速方案中選取增油效果較好的方案進行“恒壓方式”實驗(恒壓過程中注入壓力取前期強堿三元復合體系注入過程中最高壓力)，計算采收率增幅，并與“恒速方式”進行對比。

從表8可以看出，在強堿三元復合驅(qū)后進一步提高采收率方法中，“凝膠-緩膨顆粒+弱堿三元復合體系”驅(qū)替方式增油效果最好，其次為“聚合物凝膠+無堿二元體系”和“高濃聚合物溶液+無堿二元復合體系”驅(qū)替方式，再其次為無堿二元體系和弱堿三元復合體系，“調(diào)剖劑+弱堿三元復合體系”和“調(diào)剖劑+無堿二元復合體系”驅(qū)替方式采收率增幅較小，聚表劑驅(qū)采收率增幅最小。

2.2恒壓實驗結(jié)果對比

以下選取高濃度聚合物驅(qū)、無堿二元復合驅(qū)和弱堿三元復合驅(qū)、“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”和“聚合物凝膠+弱堿三元復合體系”驅(qū)替方式進行恒壓實驗，采收率數(shù)據(jù)見表9。

實驗過程中注入壓力、含水率、采收率與PV數(shù)關系對比見圖2。

從圖2中可以得出：恒速與恒壓實驗相比較，恒速實驗液流轉(zhuǎn)向[11-13]效果較好，含水率降幅和采收率增幅都較大。

表9　恒壓實驗采收率結(jié)果Tab.9　Constant pressure experimental results of oil recovery

圖2　強堿三元復合驅(qū)后進一步提高采收率實驗注入壓力、含水率和采收率與PV數(shù)關系Fig.2　Relationships between injection pressure，water-cut and recovery factor and injection volume of different oil displacement systems after strong alkaline/surfactant/polymer flooding

與恒速實驗相比較，大部分恒壓實驗采液速度都呈現(xiàn)較大幅度下降，其中高濃度聚合物驅(qū)采液速度較低，持續(xù)時間較長，是無堿二元和弱堿三元驅(qū)的兩倍，“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”和“聚合物凝膠+弱堿三元復合體系”驅(qū)替方式采液速度較高，其中“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”驅(qū)采收率增幅最大。由此可見，當采用強堿三元復合驅(qū)過程中最高注入壓力作為后續(xù)進一步提高采收率方法的注入壓力進行恒壓實驗時，幾種復合體系都可以進一步提高采收率，但驅(qū)替時間和采液速度各有不同(見圖3)，其中“聚合物凝膠+無堿二元體系”驅(qū)采液速度較快，采收率增幅較大，效果較好。

圖3　各種方案采液速度與驅(qū)替時間關系Fig.3　Relationships between liquid production rate and displacement time

3　結(jié)　論

(1)在恒速實驗條件下，強堿三元復合驅(qū)后注入高濃度聚合物溶液、無堿二元復合體系、弱堿三元復合體系、“聚合物凝膠+弱堿三元復合體系”組合和“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”組合都可以進一步提高采收率，其中“凝膠-緩膨顆粒+弱堿三元復合體系”液流轉(zhuǎn)向效果較好，含水率下降幅度較大，采收率增幅較大。

(2)聚合物凝膠+弱堿三元復合體系”組合和“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”組合的增油效果優(yōu)于前幾種單一的體系，這表明聚合物凝膠進入了高滲透層，增加了滲流阻力，提高了后續(xù)復合體系的波及體積和洗油效果，進而影響到最終采收率。

(3)在恒壓實驗條件下，高濃聚合物采液速度較低，生產(chǎn)持續(xù)時間較長，相應操作費較高。與其它恒壓驅(qū)油方式相比較，“聚合物凝膠+無堿二元復合體系”驅(qū)采收率增幅較大，采液速度較高。但也必須看到，方案的選定除了從采收率增幅、操作費用兩方面考慮，還要結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)狀況、破裂壓力等方面因素綜合考慮。

[1]程杰成,吳軍政,胡俊卿 .三元復合驅(qū)提高原油采收率關鍵理論與技術(shù)[J].石油學報，2014，35(2)：310-318.

CHENG Jiecheng,WU Junzheng,HU Junqing.Key theories and technologies for enhanced oil recovery of alkaline/surfactant/polymer flooding [J].Acta Petrolei Sinica,2014，35(2)：310-318.

[2]WANG Demin,CHENG Jiecheng.An alkaline_surfactant_polymer field test in a reservoir with a long_term 100%water cut[C].SPE 49018,1998:305-318.

[3]趙長久，趙群，么世椿.弱堿三元復合驅(qū)與強堿三元復合驅(qū)的對比[J].新疆石油地質(zhì)，2006，27(6)：728-730.

[4]裴海華，葛際江，張貴才，等 .稠油泡沫驅(qū)和三元復合驅(qū)微觀驅(qū)油機理對比研究[J].西安石油大學學報(自然科學版)，2010，25(1):53-56.

PEI Haihua,GE Jijiang,ZHANG Guicai,et al.Comparison of microscopic oil displacement mechanism of foam flooding with ASP flooding for heavy oil[J].Journal of Xi'an University of Petroleum(Natural Science Edition),2010,25(1):53-56.

[5]郭春萍.三元復合體系黏度場分布模擬研究[J].石油與天然氣學報，2014，36(12):220-223.

GUO Chunping.The simulation research of viscosity distribution of Alkali-surfactant-polymer(ASP)system[J].Journal of Oil and Gas Technology,2014,36(12):220-223.

[6]趙方劍，呂遠，李 超，等.勝利油田孤東原油超低界面張力驅(qū)油體系研究[J].西安石油大學學報(自然科學版)，2015,30(1)：72-75.

ZHAO Fangjian,LYU Yuan,LI Chao,et al.Research in ultralow interfacial tension oil displacement system for Gudong crude oil in Shengli Oilfield[J].Journal of Xi'an University of Petroleum(Natural Science Edition),2015,30(1)：72-75.

[7]張運來，盧祥國，張云寶，等.江蘇油田中高滲透油藏聚合物驅(qū)聚合物適應性研究[J].油田化學，2008，25(3)：245-249.

[8]趙長久，韓培慧，李新峰.聚合物注入壓力探討[J].油氣采收率技術(shù)，1997，4(2)：17-21.

[9]盧祥國，高振環(huán)，閆文華.人造巖心滲透率影響因素試驗研究[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1994，13(4)：53-55.

[10] 盧祥國，宋合龍，王景盛，等.石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)非均質(zhì)模型制作方法：ZL200510063665.8[P]2005-09-07.

[11] 李忠興，韓洪寶，程林松，等.特低滲油藏啟動壓力梯度新的求解方法及應用[J].石油勘探與開發(fā)，2016，31(4)：107-109.

LI Zhongxing,HAN Hongbao,CHENG Linsong,et al.A new solution and application of starting pressure gradient in ultra-low permeability reservoir[J].Petroleum Exploration and Development，2016，31(4)：107-109.

[12] WANG Demin，CHENG Jiecheng，LI Qun，et al.An alkaline/bio_surfactant/polymer flooding pilot in Daqing oil field[C].SPE 57304,1999:1-12.

[13] 張宇焜，汪偉英，周江江.注水壓力對低滲透儲層滲流特征的影響[J].巖性油氣藏，2010,22(2)：120-122.

ZHANG Yukun,WANG Weiying,ZHOU Jiangjiang.The influence of water injection pressure on percolation of low permeability reservoirs[J].Lithologic Reservoirs,2010,22(2)：120-122.

責任編輯：賀元旦

Comparison of Enhancing Oil Recovery Effects of Multiple Displacement Agent Systems after Alkaline/Surfactant/Polymer Flooding

WANG Zijian1,LU Xiangguo1,ZHANG Jing1,ZHANG Baoyan1,JIN Yubao1,ZHANG Yuexian2,SONG Rue2

(1.Key Laboratory of Education Ministry for Enhanced Oil Recovery，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，Heilongjiang,China；2.The Fourth Oil Production Plant，Daqing Oilfield Company of CNPC,Daqing 166521,Heilongjiang,China)

In order to optimize the best oil displacement agent system after alkaline/surfactant/polymer flooding，taking the reservoir conditions of Daqing Xingshugang oilfield as research subject,the enhancing oil recovery effects of multiple oil displacement agent systems after alkaline/surfactant/polymer flooding under constant speed and constant pressure are studied and compared by physical simulation oil displacement experiments．The results show that high concentration polymer system，surfactant/polymer system，weak alkali/surfactant/polymer system，polymer gel + surfactant/polymer system and polymer gel + weak alkali/surfactant/polymer system could all further enhance oil recovery after alkaline/surfactant/polymer flooding，and of these,the polymer gel + weak alkali/surfactant/polymer system has the better liquid flow steering effect,the greater water-cut decreasing and the greater increase of oil recovery factor．

alkaline/surfactant/polymer flooding;oil displacement agent system;physical simulation;polymer gel;combination liquid;liquid flow steering;recovery factor

A

2015-03-01

大慶油田公司重點科技攻關課題“杏北開發(fā)區(qū)一類油層三元復合驅(qū)后提高采收率室內(nèi)研究”(編號：DQYT-0504003-2014-JS)

王子健(1991-)，男，碩士研究生，主要從事提高采收率技術(shù)研究。E-mail：wangzijian1207@126.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.04.012

TE357.46

1673-064X(2016)04-0069-07