低渗透油藏表面活性剂降压增注效果影响因素

表面活性剂通过降低油水界面张力和乳化作用实现低渗透油藏降压增注。通过宏观和微观方法研究界面张力和乳化速率对降压效果的影响,并分析界面张力和乳化速率的协同作用。结果表明,当界面张力小于5.25 mN/m时,能够实现降压作用,且随着界面张力的降低,其降压效果越显著;界面张力下降,采收率上升,但当其降低到10-1mN/m时,表面活性剂提高采收率的增幅有限;界面张力达到10-2 mN/m时,表面活性剂仍无法完全解除水流通道中残余油的附加阻力。当表面活性剂的乳化速率大于0.11 mL/min时,有降压作用,进一步提高乳化速率,从而提高降压率,但当表面活性剂的乳化速率大于0.42 mL/min时,对降压率的影响程度减弱;对采收率增幅的影响为乳化速率加快,采收率增幅加大,当表面活性剂的乳化速率大于0.21 mL/min时,继续增加乳化速率对采收率增幅的影响不大。因此,表面活性剂用于降压增注的表面活性剂形成乳状液的时间短,能够使油水充分乳化,迅速扩大波及面积后再降低界面张力、提高洗油效率,可以更有效地降低驱替压力,提高采收率。     

适用于低渗透高盐油藏的醇醚磺酸盐与甜菜碱表面活性剂复配增注体系

低渗油藏具有孔喉半径小、渗透能力低、吸水能力差等特点,导致化学驱油效果不理想。针对该问题,在十 二醇中引入环氧丙烷和环氧乙烷,并经磺化得到醇醚磺酸盐（DP6E6S）,构建了DP6E6S与C₁₆羧基甜菜碱（PNC） 表面活性剂的复配体系,评价了该体系的表/界面性能、老化性、吸附性、润湿性和乳化性能,并通过岩心流动实 验研究了复配体系的增注性能。结果表明,PNC与DP6E6S具有较强的协同作用,与单一表面活性剂相比,可以 有效降低临界胶束浓度和表面张力,提高乳液的稳定性和抗吸附性能。PNC与DP6E6S复配物质的量比为1∶1 和2∶3的表面活性剂体系具备较强的抗老化性能,能在较宽的盐度范围（5%～10%）内将油水界面张力维持至 10^-3 mN/m,在60 ℃下老化30 d后的油水界面张力无明显变化。随着盐度增加,由复配表面活性剂制得的乳液会 经历从Winsor I到Winsor Ⅲ再到Winsor Ⅱ的相转变过程,中相乳液体积较大,乳液稳定性好。NaCl加量为8% 时,配比为1∶1和2∶3的复配表面活性剂乳液的平均粒径均达到最小值,分别为7.52、10.01 μm。此外,该配比下 的复配表面活性剂溶液还具有良好的增溶效果,油增溶量分别高达68、64 mL/g。具有低界面张力和高润湿角的 PNC/DP6E6S复配体系有利于低渗透储层的降压增注。与水驱相比,配比为1∶1和2∶3的表面活性剂体系的降 压率分别可达到28.9%和23.9%,采收率提高21.85百分点和18.92百分点。PNC、DP6E6S配比为1∶1的复配表面 活性剂体系降低毛细管力的能力强于配比为2∶3的体系,降压增注效果更好。     

表面活性剂改善低渗油藏注水开发效果研究

表面活性剂相关实验研究结果表明，合适的表面活性剂能够降低低渗油藏注水压力，8块样品平均降低26．6％，提高驱油效率6．7％；表面活性剂溶液作用后，其相渗曲线明显改变，油及水的相对渗透率均上升，两相流动范围变宽，岩石润湿性向亲水方向偏移。研究表明，复合2^#表面活性剂能够改善低渗油藏——宝浪油田的注水开发效果。     

低渗透油藏高浓度表面活性剂体系降压增注试验研究

针对低渗透油藏注水井注入压力高的问题,开展了高浓度表面活性剂体系降压增注室内实验研究.以增溶量为指标,通过微乳液配制方法,对阴离子和两性表面活性剂进行了筛选和配方优化,得到一种降压效果好的体系:13.3%表面活性剂HEX+2.23%正丙醇+4.47%正丁醇,其增溶量达0.66 g/g.该体系耐盐性能良好,在1～200g/L含盐量范国内均能形成水外相微乳液.该体系的矿场岩心驱替实验结果表明:注入的7.5 PV浓表面活性剂体系在岩心中与残余油形成水外相微乳液,降低水驱注入压力35%以上;浓度和注入段塞大小对降压增注效果的影响结果表明:该体系注入浓度为100g/L、注入段塞1 PV时便有很好的降压效果.     

表面活性剂改善低渗油藏注水开发效果研究

表面活性剂相关实验研究结果表明,合适的表面活性剂能够降低低渗油藏注水压力,8块样品平均降低26．6％,提高驱油效率6．7％;表面活性剂溶液作用后,其相渗曲线明显改变,油及水的相对渗透率均上升,两相流动范围变宽,岩石润湿性向亲水方向偏移。研究表明,复合2#表面活性剂能够改善低渗油藏——宝浪油田的注水开发效果。     

冀东低渗透油藏降压增注剂的性能评价与应用

针对冀东高尚堡油田注水开发过程中,注水压力抬升快、高压欠注的问题,结合冀东低渗透油藏物性特征制得阳离子-非离子表面活性剂降压增注剂JDZC,研究了JDZC加量对其表面张力、油水界面张力、乳化能力的影响及其耐温性和降压增注能力,并在现场进行了推广应用。结果表明,用聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和环氧丙基三季铵盐制得的JDZC降压增注剂耐温可达130℃。随JDZC加量的增加,溶液表面张力降低并逐渐稳定,500 mg/L JDZC溶液的表面张力为28 mN/m;用冀东油田注入水配制的JDZC溶液的临界胶束浓度为1000mg/L。500数5000 mg/L的JDZC与冀东原油的最低界面张力维持在10~(-2)mN/m的数量级。JDZC对原油的乳化能力较好,且加量越大,乳化能力越强。JDZC对冀东高尚堡主力层岩心具有明显的降压增注效果,可使洗油后的岩心渗透率提高40%,压力降低26%。现场38口井应用结果表明,现场实施有效率为94%,注水井初期注水压力平均下降8.5 MPa,有效期超过半年,平均单井增注超过2×10~3m~3,改善了冀东高尚堡低渗透油藏注水难题。图3表5参12     

低渗透油藏储层表面改性增注技术进展

对缩膨降压增注、聚硅纳米降压增注和表面活性剂降压增注这3类储层表面改性技术进行了总结,并对其技术特点、减阻机理及应用情况进行了介绍。     

石油磺酸盐降压增注试验研究

针对低渗区块注水困难的状况,在室内开展了石油磺酸盐的溶解性、表面张力变化及岩心试验,检验石油磺酸盐的降压增注效果,并对添加石油磺酸盐是否对注水井造成损害进行了结垢趋势和腐蚀试验。结果表明低浓度石油磺酸盐可降低污水的表面张力,具有降压增注的功效,并且可以起到一定的缓蚀作用。     

用于低渗透高温油藏降压增注的表面活性剂二元体系

针对低渗高温的留西油藏,研究了碳酸钠/季铵盐表面活性剂二元体系的降压增注及驱油性能.所用季铵盐为工业品,二元体系用矿化度627 mg/L的注入水配制,碳酸钠浓度为2 g/L.季铵盐浓度为1.5 g/L的二元体系与路44断块高凝高黏原油间的界面张力(75℃)在10-1～10-2 mN/m范围,该体系在120℃热老化13天后界面张力稳定在10-2mN/m;该体系在路44断块岩心片上的接触角为10.2°(注入水为56.7°);含黏土9%的岩心粉在该体系中的膨胀率降低17.24%.在80℃下,注水引起气测渗透率1.26×10-3～4.64×10-3μm2的油饱和天然岩心注入压力大幅升高,连续注入季铵盐浓度0.5～2.0 g/L的二元体系时,注入压力下降并趋于平稳,当季铵盐浓度为1.5g/L时压降率最大(38.78%),采收率增幅也最大(9.84%);在水驱之后注入1.5 g/L季铵盐的二元体系,压降率和采收率增幅均随注入量增大(0.5～2.0 PV)而增大,注入量1.0 PV时压降率较高(27.32%)而采收率增幅为20.51%,十分接近最高值.     

低渗透油藏自发生成中相微乳液洗油体系*

针对低渗透油藏作业、洗井过程中,储层流体返吐至井筒易导致启注压力升高的难题,通过室内实验优选 出一种快速自发生成的中相微乳液。考察了中相微乳液体系受地层水混入的影响及自发生成中相微乳液的洗 油效率和降压增注效果,并基于注水参数及微乳液“鱼状”相图特征,设计了自发生成中相微乳液的注入工艺。 结果表明,中相微乳液的组成为：1%～8%复配表面活性剂（非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂质量比 为3∶1）、1.5%～3.5% C₅醇和3.5% KCl水溶液。该体系形成中相微乳液的时间为15～30 min。当地层水混入量低 于50%时,中相微乳液增溶能力及中相微乳液中油和水的低界面张力性能不受影响。自发生成中相微乳液的洗油 效率大于99%。岩心驱替实验中,自发生成中相微乳液可使水驱驱替压差降低50.0%,降压效果显著。按设计的自发 生成中相微乳液的最小注入参数计算,可使半径为3.0 m的储层均得到清洗,达到降压增注的目的。     

低渗透油藏注水对水平地应力的影响

油气田开发过程中,地应力(特别是2个水平主地应力)受注水等因素影响状态发生改变,对油气生产产生较大的影响.由于在低渗透油藏中存在启动压力梯度,注水过程是一个含动边界的渗流问题,利用油藏压力分布近似表达式,研究了低渗透油藏注水过程孔隙压力随时间、空间的变化规律,推导出2个水平主地应力随地层孔隙压力变化的理论公式,得到了水平主地应力随时间、空间的变化规律.     

低渗透油藏精细注水研究

在对茨榆坨采油厂所辖低渗透油藏地质特征深入分析的基础上,应用地应力场理论对低渗透油藏裂缝发育规律及其对注水开发影响进行了研究,通过先期注水、同步注水、优化注水参数、改变注水方式、调整注采井网等措施,达到了改善低渗油藏注水效果的目的.     

低渗透油藏注空气开发驱油机理

采用物理模拟和数值模拟相结合的方法,系统研究了低渗油藏注空气开发的驱油机理,在此基础上应用实际低渗油藏模型研究了空气驱的开发效果。研究表明,低渗油藏吸气能力远大于吸水能力,注空气比注水更容易建立起有效的压力驱替系统,起到有效补充或维持油层压力的作用。空气中的氧气与原油发生低温氧化反应,消耗掉氧气形成氮气驱,同时产生大量热量和二氧化碳,部分油藏温度升高到200℃左右。氮气驱对空气驱总采收率的贡献为69%,温度升高和二氧化碳对采收率的贡献分别为26.7%、4.3%。应用实际低渗油藏模型研究了空气驱、氮气驱和水驱的采收率,空气驱30 a的采收率达到了21.5%,较水驱30 a年采收率10.6%提高了1倍,开发效果得到明显改善。空气驱是低渗油藏改善开发效果、提高采收率的有效方式。图11表2参13     

注水吞吐开发低渗透裂缝油藏探讨

室内油层岩心驱替实验研究结果表明，注水吞吐采油技术可发挥油层毛管力吸水排油作用，实现水驱，能有效地补充地层能量，恢复地层压力。通过多周期的注水吞吐开发，逐渐扩大水驱波厦半径，提高驱替效率。油层润湿性和渗透率是影响注水吞吐开发效果的主要因素。该技术简单易行，在头台油田实施后，效果十分显著，对同类油藏的开发真有指导意义。     

低渗透油藏有效注入水水质界限

注水是低渗透油藏补充地层能量的主要方式,而注入水水质是影响注水开发效果的关键因素。在低渗透油藏注入水水质推荐指标中没有注入水矿化度的相关指标,且对渗透率低于10×10-3μm2的储层没有进一步的划分。通过恒速压汞实验,分析喉道分布差异及主流喉道对渗透率贡献程度,剖析不同渗透率级别储层影响注水效果的关键喉道区间;通过室内岩心水驱物理模拟实验,定量分析粘土微粒运移与水化膨胀对渗流能力的影响程度,结合喉道分布特征,初步提出了低渗透油藏不同渗透率储层注入水矿化度、颗粒粒径和颗粒浓度的水质界限。研究结果表明,岩心渗透率越低,注入水矿化度越接近地层水矿化度;岩心渗透率越低,注入水颗粒粒径越大,对储层渗流能力伤害越大;岩心渗透率越低,注入水颗粒质量浓度越高,对储层渗流能力伤害越大。     

低渗透油藏提高水驱效果技术

针对舍女寺油田孔二段油藏开发中存在的注采井距偏大,注水压力高;井网完善注水见效区单方向见效明显,单层突进严重;储层物性差,注水困难等问题,提出低渗油藏提高水驱效果的5项技术即提高水驱控制程度技术、合理驱动压力梯度筛选技术、小井距加密技术、非主流线压裂改造技术、超短周期间歇注水技术,达到了改善低渗透油藏开发效果的目的,为同类型油藏提供了借鉴.     

低渗透油藏水驱开发效果综合评价方法研究与应用

考虑到低渗透油藏水驱特征的复杂性,借鉴以往对中高渗透油藏注水开发效果评价的一些方法和原理,运用模糊多级综合方法对低渗透油藏注水开发水驱储量控制程度、水驱储量动用程度、含水率、含水上升率、存水率、注水量、可采储量、能量的保持和利用程度、剩余可采储量的采油速度和年产油量综合递减率10个方面的指标进行评判。为注水开发低渗透油田的水驱开发效果提供一种科学的评价方法。     

低渗透油藏毛细管压力动态效应

通过实验测定和数值模拟研究,分析低渗透油藏油水两相渗流毛细管压力动态效应,以明确其对水驱油特征的影响规律。建立了动态毛细管压力测量实验装置,对动态毛细管压力和含水饱和度变化率之间的关系进行了测定,并求得低渗透岩心的毛细管动态系数。基于测定结果建立了一维水驱油渗流数学模型,并用其研究了注水过程中动态毛细管压力对低渗透油藏水驱油渗流规律的影响。结果表明,低渗透油藏毛细管压力的动态效应非常显著,不能忽略;动态毛细管压力和湿相饱和度变化率之间近似为线性关系,且不同渗透率岩心的毛细管动态系数大小不尽相同,岩心渗透率越低,毛细管动态系数值越大,毛细管动态效应越明显,启动压力梯度越大。认为毛细管压力动态效应是造成低渗透油藏油水两相流动符合非达西渗流规律的原因之一,会对水驱油前缘的推进速度、沿程压力分布、见水时间、产油量、采出程度等开发指标产生影响。     

X区块低渗油藏注气可行性研究

为研究X区块低渗油藏注气混相驱油的可行性,通过室内实验探讨了原油相态特征和注入气与地层流体的相态特征,开展细管实验测试了注入气与地层流体的最小混相压力,为X区块低渗油藏注CO2和注伴生气可行性提供基础。实验主要得到以下结论:该区块原始地层压力为31.1 MPa,饱和压力为11.03 MPa;注CO2在保压、降黏膨胀和抽提方面的效果好于注伴生气;两种气体注入与地层流体不能实现一次接触混相驱,可以实现多级接触混相,压力分别为27.85 MPa和29.2 MPa。细管实验的驱替效率在94.2%,确定了CO2与原油的最小混相压力为23.56 MPa,由此可见X区块油藏适合注CO2混相驱油,为目标区块后续注CO2驱油提供了理论依据。