低渗透油藏聚表二元复合驱提高采收率技术探讨
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摘 要：低渗透油藏具有天然能量小、产能低、注水困难等特点。聚合物/表面活性剂（SP）二元复合驱利用聚合物的流度控制能力以及表面活性剂大幅度降低油水界面张力的特性，既达到了扩大波及体积的目的，又达到提高洗油效率的目的。通过对该技术应用现状的分析，结合现场实例，探讨了低渗透油藏聚表二元复合驱提高采收率技术的驱油机理和适应性。
关键词：低渗透油藏 二元复合驱 提高采收率 机理 适应性
一、低渗透油藏开发特点
低渗透油藏主要以砂岩为主，由于储层孔喉细小、比表面大、渗透率低、受成岩作用等的影响，开发过程中具有以下主要特征：油井自然产能低，生产压差大；产量递减快，地层压力下降幅度较大，一次采收率很低；注水井吸水能力低，启动压力和注水压力高；油井见效时间较晚，压力、产量变化较平缓；裂缝性砂岩油田注水井吸水能力强，油井水窜严重；低渗透油田见水后采油指数、采液指数大幅度下降，稳产难度较大[2-6]。
二、聚表二元复合驱油机理
聚/表二元复合驱是利用聚合物和表面活性剂的协同作用来提高原油采收率的方法。大量文献表明，最初的聚合物/表面活性剂二元复合驱[7]是先注入一段活性水段塞，降低油水间的界面张力后，再注入聚合物段塞，以此来控制流度。
聚合物/表面活性剂（SP）二元复合驱主要是利用聚合物与表面活性剂的协同作用，[8-12]，
聚/表二元复合体系驱油机理主要包括以下几个方面[13]：
1.降低流度比，提高波及系数
2.降低界面张力，增加毛管数，提高洗油效率
式中 Pc-毛管阻力，MPa；
σ-油水界面张力，mN/m；
θ-润湿接触角，°；
r-毛管半径，cm。
3.复合驱中的表面活性剂通过降低油水界面张力，使水驱过程中油滴变形，从而降低油滴流经孔隙喉道所做的功；表面活性剂在油水界面吸附后，形成稳定的水包油乳状液，乳化的油在向前运动中不易重新粘附在岩石表面，从而提高洗油效率。
三、低渗透油藏聚表二元复合驱油适应性研究
近几年，针对三元复合驱实施过程中存在的一些弊端，我国先后在胜利、大庆、辽河油田开展了二元复合驱。2003年9月胜利油田率先在孤东油田七区西南部Ng54-61层进行了二元复合驱工业化试验，标志着胜利油田成为国内第一个将二元复合驱技术进行工业化应用推广的油田。辽河油田于2007年在锦16块进行了二元复合驱方案设计，于2010年在锦16块开展二元复合驱工业化试验[18-22]。
低渗透油田的二元复合驱矿场试验主要集中在美国和英国，例如，美国的Slaughter油田平均渗透率为4×10-3μm2， Lewisville油田平均渗透率为24×10-3μm2，而英国的Bothamsall油田的平均渗透率为14×10-3μm2，在1983年进行了低浓度的表面活性剂驱，在处理和注入表面活性剂溶液方面获得了宝贵的经验。美国布拉德福油田平均渗透率为10×10-3μm2，选取两个区块进行聚合物/表面活性剂二元复合驱矿场试验。结果表明，两个区块分别在1984年4月和7月产油量增加，但增幅不大。同时，二元复合驱矿场试验不能用于驱替原油黏度高于30 mPa·s的油藏，但是，实验室的二元复合体系却成功驱替了黏度为31.7 mPa·s的原油，并且有较高的采收率，因此，在这个方面还有待于更进一步的研究。将来表面活性剂的应用和发展可能会超出以上范围，取而代之的是潜在的经济因素和实际应用条件的综合考虑[14]。
王伟[15]等针对龙虎泡低渗透油田水驱开发效果差、采收率低等特点，开展了聚合物和表面活性剂二元复合驱在低渗透油藏适应性的室内评价实验。实验结果表明，聚合物和表面活性剂二元复合驱最佳的注入方式是先注入聚合段段塞，后注入表面活性剂段塞。在水驱基础上可提高非均质岩心采收率17.74%，对于非均质性较弱的低渗透油藏可选用聚表二元复合驱，聚合物具有良好的注入选择性和封堵选择性，优先进入相对高渗区的水窜通道，起到调剖作用，表面活性可降低注入压力，注入水更容易进入低渗区，启动低渗区剩余油。
徐艳丽[16]等针对五里湾一区低渗透油藏开展了聚合物与表面活性剂组合调驱技术研究。该技术通过全面的室内实验，并选取五里湾一区三口水井开展该项试验，室内实验显示能有效提高采收率7.4%，现场综合增油降水效果也较为明显。
四 、实例分析
1.布拉德福油田
布拉德福油田位于宾夕法尼亚州，平均孔隙度为15%，平均渗透率为10×10-3μm2，原油黏度为5mPa·s，深度为549m，油层厚度为9m，注水开发后的剩余油饱和度为40%。
二元复合体系所选表面活性剂是由Marathon公司制造的石油磺酸盐，助表面活性剂为甲醛；聚合物是用油田原油经磺化后制备而成的适合本油藏特性的CyanatroL930-S型聚合物。
在布拉德福油田选取区块1和区块2两个区块进行聚合物/表面活性剂二元复合驱矿场试验。结果表明，区块1和区块2分别在1984年4月和7月产油量增加，但增幅不大。到1985年12月试验区总采油速度由8.3m3/d增加到31.8m3/d，产出液中的含油量由小于1%增加到6%；生产终止时区块1的累积产油量为1.41×104m3；区块2的累积产油量为1.6×104m3[17]。
由于当时油价较低，注入过程中的一些关键技术尚未突破，因此该技术未得到推广，但在布拉德福油田实施的聚/表二元复合驱矿场试验取得了增油的效果，由此说明低渗透油田实施聚/表二元复合驱是可行的。
2.五里湾长6油藏
五里湾长6低渗透储层属成岩型为主的沉积-成岩型长石细砂岩。其中粒间孔隙是主要的孔隙类型。五里湾一区长6砂层平均有效厚度12.2 m，平均有效孔隙度12.74 %，渗透率1.81mD。同时该地层水钙镁离子含量高，平均矿化度31718 mg/L，水型为CaCl2型。
2010年10月13日，五里湾长6油藏优选了三口水井，对应十四口油井开展了聚表二元驱调剖与驱油技术结合的现场试验。现场采取重复多段塞的方式注入调剖体系以及驱油体系，现场措施累计进行26天，累计注入2 915 m3，调剖剂注入后，压力上升1MPa 左右，弱凝胶封堵见效。措施后数据统计至8.29日，对应14口油井不同程度增油，井组累计增油1243.79 t，含水相对稳定，柳74-47日增油0.72 t，综合含水下降15.9 %，综合增油降水效果较为明显。
通过室内研究筛选出具有很强抗剪切性能，抗盐性，和抗温性的弱凝胶调剖体系配方：0.3 %梳型聚合物（KYPAM）+1 %交联剂。同时在室内进行岩心模拟驱油试验，筛选出能有效降低界面张力至10-3mN/m的表面活性剂体系：0.3 %HAS 表面活性剂复配体系+0.15 %助活剂，室内实验显示能有效提高采收率7.4 %。
过连续两年表面活性剂驱油措施、以及聚表二元驱技术研究以及现场试验，初步反映出该项技术措施增油有效期为7个月左右，7个月以后，对应油井相继出现增油不稳定的现象。
在五里湾长6油藏实施的聚/表二元复合驱矿场试验以及室内试验都取得了增油的效果，由此说明低渗透油田实施聚/表二元复合驱是具有一定可行性的。但该项技术措施增油有效期为7个月左右，7个月以后，对应油井相继出现增油不稳定的现象[16]。
五、结论
低渗透油藏天然能量小，产量递减快，压力下降快，一次采收率低，开发水平不高。
低渗透油田的二元复合驱矿场试验主要集中在美国和英国，二元复合驱的采收率较低，原因包括油藏本身条件的不足，表面活性剂在地层中滞留量过大，存在启动压力梯度。
五里湾长6油藏实施的聚/表二元复合驱矿场试验以及室内试验都取得了增油的效果，由此说明低渗透油田实施聚/表二元复合驱是具有一定前景的。
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