方 群

（中國石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，河南鄭州 450000）

實(shí)驗(yàn)區(qū)塊長2 油層屬低孔超低滲油藏，受儲層物性的影響，開發(fā)過程中油井自然產(chǎn)能低，產(chǎn)量遞減快；注水井吸水能力差，油井見效時(shí)間慢，油井見水后采油指數(shù)大幅度下降，穩(wěn)產(chǎn)難度較大[1]。針對這一問題，綜合利用地質(zhì)及生產(chǎn)動態(tài)等資料，在分析注水特征的基礎(chǔ)上，開展預(yù)交聯(lián)體膨顆粒－超低界面表面活性劑工藝技術(shù)研究，該體系可以在超低滲油藏有效封堵水竄通道，提高波及系數(shù)[2，3]，同時(shí)具有超低界面張力可改變原油流動性[4]，提高超低滲透油藏油田采收率。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用調(diào)剖劑為反相微乳液法制備的具有一定尺寸（Φ＜1 mm 和Φ1 mm～2 mm）的親水性預(yù)交聯(lián)體膨顆粒。實(shí)驗(yàn)所用驅(qū)油劑為生化耦合超低界面表面活性劑（ODS-03 和ODS-07）。實(shí)驗(yàn)用油為實(shí)驗(yàn)區(qū)塊井口原油，黏度為45 mPa·s（50 ℃）。實(shí)驗(yàn)用巖心取自實(shí)驗(yàn)區(qū)塊儲層。所用巖心玻璃板尺寸10×10×4 cm，孔隙體積0.579。實(shí)驗(yàn)用水為實(shí)驗(yàn)區(qū)塊地層采出水和地面注入水，離子組成（見表1）。

表1 地層水離子組成

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒溶脹倍率測定 將預(yù)交聯(lián)體膨顆粒置于75 ℃，模擬地層水和注入水中浸泡，每隔一段時(shí)間取出樣品，用布袋過濾未吸附的水，到基本無水滴落為止，稱重。微球的溶脹率（SR）由下式計(jì)算：

式中：Wt-溶脹一定時(shí)間后微球的質(zhì)量，g；Wd-微球的初始質(zhì)量，g。

1.2.2 預(yù)交聯(lián)體膨顆?？箟簭?qiáng)度測定 采用預(yù)交聯(lián)體膨顆粒參數(shù)測定儀，測定完全溶脹的調(diào)剖劑顆粒突破一定直徑孔板時(shí)的壓力[5，6]。

1.2.3 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒封堵性能測定 采用多功能巖心驅(qū)替裝置，以雙管并聯(lián)巖心實(shí)驗(yàn)研究預(yù)交聯(lián)體膨顆粒的調(diào)驅(qū)效果。

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）填裝巖心，氣測巖心滲透率；（2）飽和注入水并計(jì)算水測滲透率及孔隙度；（3）飽和模擬原油（原油與煤油按體積比2:1 混合）后75 ℃老化3 d；（4）以注入水驅(qū)至采出液中含水率達(dá)到98 %時(shí)，先注入0.15 PV 的4 000 mg/L 顆粒（＜1 mm）+2 000 mg/L PAM 溶液，再注入0.1 PV 的2 000 mg/L 顆粒（1 mm～2 mm）+2 000 mg/L PAM 溶液，最后注入0.25 PV 的10 000 mg/L 顆粒（＜1 mm），在75 ℃下放置7 d；（5）再次水驅(qū)，至采出液含水率為98 %時(shí)停止。

1.2.4 超低界面表面活性劑界面張力測定 將油滴放入充滿表面活性劑溶液的玻璃毛細(xì)管中，裝入TX-500C 旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀轉(zhuǎn)筒內(nèi)，在高速繞水平軸旋轉(zhuǎn)條件下，油滴將被拉成柱形，通過測量柱體的直徑便可得到界面張力值。

1.2.5 超低界面表面活性劑乳化降黏能力 將140 g脫水原油和60 mL 超低界面表面活性劑溶液（臨界膠束濃度條件下）加入到250 mL 燒杯中，加溫至75 ℃，使藥劑與原油充分混勻，并在75 ℃恒溫水浴中測定此時(shí)乳狀液的黏度。

1.2.6 超低界面表面活性劑驅(qū)油性能測定 超低界面表面活性劑的調(diào)驅(qū)實(shí)驗(yàn)在多功能巖心驅(qū)替裝置中進(jìn)行，以單組巖心研究超低界面表面活性劑的驅(qū)油效果。實(shí)驗(yàn)巖心取自實(shí)驗(yàn)區(qū)塊，巖心直徑2.3 cm，長5.7 cm。

1.2.7 調(diào)驅(qū)一體化體系巖心調(diào)驅(qū)實(shí)驗(yàn) 采用多功能巖心驅(qū)替裝置，同1.2.3 的實(shí)驗(yàn)步驟，其中段塞組合調(diào)整為先注入0.3 %0.15 PV 的4 000 mg/L 顆粒（＜1 mm）+2 000 mg/L PAM 溶液，再注入0.1 PV 的2 000 mg/L顆粒（1 mm～2 mm）+2 000 mg/L PAM 溶液，然后注入0.25 PV 的10 000 mg/L 顆粒（＜1 mm）。

1.2.8 調(diào)驅(qū)一體化體系微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn) 將巖心玻璃板模型飽和油后75 ℃老化3 d，以0.002 mL/min 的速度水驅(qū)至模型出口含水100 %，隨后以同樣的速度向模型中注入超低界面表面活性劑體系溶液1 PV，75 ℃下放置7 d，再次水驅(qū)，直至模型出口含水100 %，觀察巖心玻璃板的剩余油形態(tài)并計(jì)算采收率。

2 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒性能評價(jià)

2.1 溶脹倍率

兩種不同粒徑的預(yù)交聯(lián)體膨顆粒在75 ℃條件下放入模擬地層水中，溶脹倍率隨時(shí)間變化（見表2）。不同礦化度條件下，預(yù)交聯(lián)體膨顆粒的溶脹倍率隨時(shí)間增加而增大，注入水中溶脹30 d 的膨脹倍數(shù)約為原來的20 倍，采出水中溶脹30 d 的膨脹倍數(shù)約為原來的15 倍。

2.2 抗壓強(qiáng)度

兩種不同粒徑的預(yù)交聯(lián)體膨顆粒在75 ℃條件下分別放入模擬地層水和注入水中，抗壓強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系（見表3）。不同礦化度條件下，預(yù)交聯(lián)體膨顆粒溶脹后通過Φ0.3 mm 孔板時(shí)，抗壓強(qiáng)度隨膨脹時(shí)間的增加而下降。

表2 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒溶脹倍率與時(shí)間的關(guān)系

表3 預(yù)交聯(lián)體膨顆?？箟簭?qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系

2.3 巖心封堵性能

雙管并聯(lián)巖心中預(yù)交聯(lián)體膨顆粒的封堵率（見圖1）。由圖1 可知，預(yù)交聯(lián)體膨顆粒段塞體系對高滲透管的封堵能力由作用前的63.2×10-3μm2降低到3.7×10-3μm2，封堵率為94.1 %；對低滲透管的封堵能力由作用前的27.5×10-3μm2降低到2.1×10-3μm2，封堵率為92.4 %。

圖1 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒封堵性能

3 超低界面表面活性劑性能評價(jià)

3.1 界面張力

實(shí)驗(yàn)選用的兩種不同配方組成的超低界面表面活性劑ODS-03 和ODS-07，75 ℃分別用模擬地層水配制成終濃度分別為0.2 %、0.3 %、0.5 %、1.0 %和2.0 %的水溶液，濃度與界面張力的關(guān)系（見表4）。

表4 表面活性劑體系界面張力測定

3.2 乳化降黏能力

實(shí)驗(yàn)選用兩種不同配方組成的超低界面表面活性劑的溫度在75 ℃，用模擬地層水配制成終濃度為0.2 %的水溶液，對不同原油的乳化降黏能力（見表5）。72 h內(nèi)ODS-03 對4 種油樣的乳化效率在65 %～76 %，ODS-07 對4 種油樣的乳化效率在70 %～82 %。

3.3 驅(qū)油性能

兩種超低界面表面活性劑在模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中，ODS-03 提高采收率分別為19.02%和17.71%，降低驅(qū)替壓力1.33 MPa 和1.21 MPa；ODS-07 提高采收率分別為14.03 %和13.12 %，降低驅(qū)替壓力分別達(dá)1.09 MPa和1.16 MPa。ODS-03 的驅(qū)油性能優(yōu)于ODS-07（見表6）。

表5 表面活性劑體系對原油乳化能力測定

4 調(diào)驅(qū)一體化體系性能評價(jià)

4.1 巖心調(diào)驅(qū)性能

預(yù)交聯(lián)體膨顆粒－超低界面表面活性劑體系的巖心調(diào)驅(qū)性能（見表7）。不同滲透率條件下，采收率提高程度存在較大差異，在高滲透巖心中提高采收率9.3 %，在低滲透巖心中提高采收率18.1 %。

4.2 微觀驅(qū)替性能

預(yù)交聯(lián)體膨顆粒-超低界面表面活性劑體系的巖心調(diào)驅(qū)性能（見圖2）。水驅(qū)結(jié)束后的模型中，剩余油較多，且被驅(qū)替的原油主要集中在流體運(yùn)移方向主孔道附近；預(yù)交聯(lián)體膨顆粒－超低界面表面活性劑體系驅(qū)替后，波及范圍擴(kuò)大[7]。可見預(yù)交聯(lián)體膨顆粒-超低界面表面活性劑體系是一種相對來說波及范圍更廣，驅(qū)替效果更好的適合于超低滲透油藏深部調(diào)驅(qū)一體化體系。

表6 巖心模擬驅(qū)油性能測定

表7 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒-超低界面表面活性劑體系巖心調(diào)驅(qū)性能

圖2 預(yù)交聯(lián)體膨顆粒-超低界面表面活性劑體系微觀驅(qū)替性能

5 結(jié)論

（1）通過反向微乳液法制備的預(yù)交聯(lián)體膨顆粒在實(shí)驗(yàn)區(qū)塊的注入水和模擬地層水中均具有較為理想的膨脹性能、抗壓強(qiáng)度和封堵效果，對超低滲透非均質(zhì)油藏的調(diào)剖效果良好。

（2）通過多種功能表面活性劑復(fù)配而成的生化耦合超低界面表面活性劑，具有超低界面張力、良好的原油乳化降黏能力和巖心驅(qū)油效果，對超低滲透非均質(zhì)油藏的驅(qū)油效果優(yōu)異。

（3）預(yù)交聯(lián)體膨顆粒－超低界面表面活性劑體系可以充分發(fā)揮調(diào)剖劑和驅(qū)油劑綜合性能，利用協(xié)同作用來提高原油采收率，是適合于超低滲透非均質(zhì)油藏深部調(diào)驅(qū)一體化體系。