PS剂驱油矿场先导性试验研究

　　目前,我国各主力油田已先后进入开发后期,如何控制含水上升,稳定原油产量是石油工业面临的重大课题。在这种形势下,研究新的驱油方式开发残余油已成为人们关注的中心。热力驱、化学驱和混相驱等3次采油新技术在室内研究和现场试验中均取得了较好的效果,尤其化学剂驱油技术表现出了十分诱人的前景。然而在现场应用中,这些3次采油新技术还存在驱替成本高、注入工艺复杂等问题[3]。近年来,PS剂驱油技术在国内研究进展较快,各大油田积极关注该驱油技术,并开展了注PS剂的室内实验研究。辽河、大港、胜利等油田开展的单井吞吐试验,取得了较好的降水增油效果。但作为油藏驱替剂在国内尚属首次,为了尽快积累矿场试验经验,在W31断块开展了先导性试验。另外,PS剂驱油成本低、地面改造工艺少、先期投资小,同时能减少造纸废液对环境的污染,因此,该驱油技术有望在各油田推广应用。

1油藏地质开发特征

W31断块构造属于霸县凹陷南马庄构造带文安斜坡构造南段,为一断鼻构造油藏(图1),含油面积0.8Km²,地质储量107×104t。主力油层为下第三系沙2段 油组,油层分布纵向上集中,横向上较稳定;油层连通较好,连通率为82.0%,孔隙度19.0%,渗透率115.4×10^-3μm²,原始地层压力23.5～23.8MPa,油层温度92.2℃,地层水矿化度高,平均为27025.3mg/L,水型为NaHCO₃,断块原油性质较差,油水粘度比49.7,地下原油粘度15.9mPa.s。W31断块采用400m井距三角形井网布井,共有采油井6口,开井6口;日产油49t,采油速度1.67%,综合含水61.4%,累积产油31.1×10⁴t,地质储量采出程度29.4%,可采储量采出程度64.6%;注水井4口,开井3口,日注水134m³,累积注水55.1×104m³,累积注采比0.60。

2室内实验评价

在W31断块注PS剂前,首先对PS剂的物理化学性质进行了测定,研究了PS剂对油水界面张力、原油粘度的影响;进行了注PS剂模拟驱替实验和天然岩心吸附实验。

2.1PS剂驱油机理实验

2.1.1有效降低油水界面张力　　分别将W31断块的W31井和W31-10井的原油与浓度为1%的PS剂水溶液进行乳化后,在模拟地层条件下对油水界面张力进行测定。实验结果表明:油水界面张力明显下降,其中W31-10井的原油与配制地层水之间的界面张力下降幅度为5

0.3%,W31井的下降幅度为93.6%。

2.1.2对原油产生较好的乳化作用　　利用W31断块地面原油和不同浓度、不同比例的PS剂水溶液配制成乳化流体,在温度为50℃、剪切速率为10s^-1的条件下,对混合液的粘度进行测定(表1,2)。在水油比例相同的条件下,不同浓度PS剂水溶液对流体粘度的影响不同, PS剂浓度越大,流体粘度下降越明显;在W31断块原油中加入相同浓度的PS剂水溶液,并将PS剂水溶液与原油的体积比例从原来试验的3∶7改变为5∶5,6∶4和8∶2,流体粘度由63.98mPa.s下降到27.37mPa.s,流体粘度下降幅度较大。肉眼观察试管中的试验流体,加入PS剂后乳化流体流动性变好。将乳化液滴在定量试纸上,油滴边缘的试纸被水润湿,说明乳化流

体属于水包油型。实验结果表明:PS剂水溶液对原油具有较好的乳化作用。

2.2PS剂驱油模拟实验

2.2.1长岩芯驱替模拟实验　　为了研究注PS剂能否提高采收率,以及探索其使用方法,利用国内较先进的长岩芯模型,模拟地层条件,完成注PS剂驱替的模拟试验。从2个模型实验(表3)可以看出,注入水中加入少量的PS剂,可以明显改善水驱油效果,驱油效率分别提高了7.1%～13.1%。

注:2个模型均为直径5cm,长度114cm。

2.2.2平面模型驱油实验　　对W31断块进行了相同剂量、不同段塞、不同浓度、相同注入时机的PS剂平面模型驱油实验(表4),3个平面模型驱油实验都是在水驱油至含水率80%时改注PS剂,驱油效率提高了13.4%～15.4%。同时,注入的PS剂浓度越大,段塞越小,驱油效果越好,提高采收率的幅度越大。

2.3　PS剂岩芯吸附实验　　由于岩石对注入剂有吸附作用,将在一定程度上降低注入效果,因此,采用W31断块天然岩芯,对PS剂的吸附作用进行了测定。由图2可以看出,注入浓度在1.5%以后,随着浓度的增加,吸附量增加变缓,并基本保持稳定。

2.4原油脱水实验　　将1.2%的PS剂水溶液与W31断块原油以体积比3∶7混合后,加入一定量的破乳剂,4h后,脱水效果很好。常规情况下,PS剂的使用不会对原油的脱水产生不良的影响,常规使用的破乳剂完全能够满足脱水的需要。目前W31断块在站内进行简易脱水,在破乳剂的使用上(曾使用过ST-911,ST-916,KST-914),与注PS剂前对比,用量没有增加。因此,常规破乳剂可以满足脱水的需要。

综上所述,PS剂对原油具有较好的乳化能力,可以降低油水界面张力,模型实验均可以不同程度地改善驱油效果,而且乳化后的原油采用常规破乳剂即可满足脱水的需要。室内实验评价

说明:进行PS剂驱油可以改善水驱效果,提高原油采收率。

3现场驱油试验效果评价

在室内实验评价结果的基础上,对W31断块注PS剂现场试验。由于PS剂以水为载体,物理化学性质稳定,注入时间较短,所以地面流程改造较小,而且原则上保持生产方式不变,注采比不变,油井不进行增产措施。现场试验分2期进行,第1期试验采取了笼统注入方式,由于注入水沿着高渗透层段突进,影响了PS剂效果的发挥;第2期试验在对注水井采取调剖后注入,提高了注入浓度,缩短了注入段塞体积。

3.1现场注入情况　　第1期试验从1996-12-26开始,至1997-03-27结束,历时92d,累计注入

PS剂总量127t,注入PS剂水溶液段塞体积12210m³,段塞实际浓度为1.04%,段塞体积为0.0072PV。

针对1期试验中存在的问题,以及平面模型实验结果,制定了2期试验方案。根据方案安排,2期注入试验前,对W31-8井进行了笼统调剖和分注措施,对W31-9井进行了分层调剖措施,并于1998-05-11开始现场注入,至1998-07-22结束,历时73d。2期注入PS剂总量为162t,注水10904m3,段塞平均浓度1.48%,段塞体积0.0067PV。

3.2油藏见效反应情况

3.2.1注水井压力下降　　W31-9井注PS剂前进行了分层调剖,1998年4月注水压力为10.3MPa,注水83m³;注PS剂后,在注水量基本保持不变的情况下,压力下降到9.3MPa。W31-8井由于注入PS剂前进行了分注措施,对下部的主要吸水层11号层进行了控制,日配注为35m³,对上部的8,9,10号层进行加强,日配注为30m³;从分层测试结果看,注水压力保持在14.5MPa,可以同时满足上下段配注的需要。实际注水压力为17.5MPa,6月16日注水压力突然降至9.3MPa,降低到分注前的注水压力,主要是由于堵剂返吐,导致封隔器失效。

3.2.2油井含水下降　　从5月11日开始2期注PS以后,1期试验中的2口见效井(W31-4和

W31-10)仍然继续保持有效;从1998年12月起,W31-4,W31-5和W31-10井含水率持续下降,日产油量上升,见到了明显的增油降水效果。这3口井均为W31-9井组对应的油井,其中W31-5井为1期试验的未见效井。

W31-9井为对应W31-4,W31-5和W31-10井注PS剂的试验井。W31-9井1998年3月进行了分层调剖,其主要吸水层11号层的吸水量由调剖前的66.2%下降至45.4%,目前继续降至20.8%,下部的14,15号层由20%提高至49.8%,目前下降到18.2%,12,13号层的吸水量得到了提高,由13.8%提高到目前的37.0%。根据油井W31-5井的产液剖面结构分析,下部的17号层与W31-9的14,15号层对应,相对产液量由1997年的12.9%提高至目前的50.4%,与W31-9的12,13号层对应的13,14号层相对产液量由26.9%提高至39.3%,全井产油量上升,含水下降。

从区块整体效果来看,区块含水从1998年4月注PS剂前的74.2%下降到1999年1月的70.9%,下降了3.3%,井口产油量由58t上升到72t,上升了14t,取得了明显的降水增油效果,到目前为止,多数油井继续有效。

4结论

(1)室内实验结果表明PS剂具有降低油水界面张力和原油粘度的能力,能够作为改善油田驱油效果的添加剂应用到油田生产中。另外,将黑液与表面活性剂和聚合物组成黑液体系并优化配方后应用于驱油,更能显著提高原油采收率[5]。

(2)注PS剂现场应用情况表明,PS剂驱油受效井数多、有效期长,可以改善水驱油效果,提高原油采收率。

(3)PS剂是以水为载体的注入剂,在现场实施中具有地面改造投入较少,工艺简单,易于开展的特点,有较大的推广领域。

参考文献

[1]　赵福麟,孙士孝,崔桂陵,等.黑液体系驱油研究.[J]石油学报,1995,16(1):53～59

[2]　刘琳,钱建华,张连红.碱法造纸黑液降粘研究.[J]抚顺石油学院学报,2000,20(4):19～21

[3]　陈辉,姜娜,高成元,等.活性剂WPS驱提高采收率先导试验研究.[J]油气采收率技术,1999,6(1):21～25

[4]　高晓勇,赵允辉,徐　辉,等.黑液驱油中的准相对渗透率曲线研究.[J]油气采收率技术,2000,7(3):40～41

[5]　秦积舜,郭云尧,孙士孝.利用采收率增值等值图研究黑液体系驱油效果.[J]石油大学学报,1994,18(增刊):121～125