史慧文（遼寧石油化工大學(xué) 遼寧 撫順 113000）

水驅(qū)油藏地質(zhì)儲(chǔ)量占LH油田動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)量的54.3%，而水驅(qū)油藏的年產(chǎn)油只占LH油田年產(chǎn)油的40%左右，并且水驅(qū)油藏89%的儲(chǔ)量已進(jìn)入高含水和高采出程度的“雙高期”開(kāi)采階段，水驅(qū)四大矛盾突出，穩(wěn)水控油難度大。針對(duì)以上開(kāi)發(fā)形勢(shì)，為提高水驅(qū)油藏產(chǎn)量，保證LH油田千萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)的需求，調(diào)整油品產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、探索大幅度提高水驅(qū)采收率方式已成為油田穩(wěn)定效益發(fā)展的根本方向，急需尋找水驅(qū)提高采收率接替技術(shù)。

DQ油田、SL油田礦場(chǎng)試驗(yàn)表明，油區(qū)調(diào)整產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、大幅度提高采收率主要依靠化學(xué)驅(qū)（調(diào)驅(qū)）來(lái)實(shí)現(xiàn)?；瘜W(xué)驅(qū)是指利用化學(xué)劑改善原油-水-地層之間的物理化學(xué)性質(zhì)，提高采收率，即提高波及系數(shù)和提高驅(qū)油效率。本文通過(guò)對(duì)化學(xué)驅(qū)油體系粘度、界面性、流變性、驅(qū)油效率等參數(shù)優(yōu)化，研究出了J16塊化學(xué)驅(qū)油體系配方，建立并完善了配套評(píng)價(jià)技術(shù)。

一、原油與表活劑構(gòu)效關(guān)系研究

不同油田的原油性質(zhì)不同，甚至同一油田不同區(qū)塊原油性質(zhì)也不相同，導(dǎo)致化學(xué)驅(qū)用表活劑篩選困難，表活劑個(gè)性化強(qiáng)，普適性差。為了提高不同區(qū)塊表活劑篩選效率，開(kāi)展了原油與表活劑構(gòu)效關(guān)系研究。首先，建立表活劑結(jié)構(gòu)模型，保證表活劑分子能穩(wěn)定地停留在油水界面層，并提高表活劑分子停留在油水界面層的能力，降低油水界面張力。然后，根據(jù)相似相溶原理，系統(tǒng)分析原油組分分布與結(jié)構(gòu)特征，確定適用的表活劑。

1.表面活性劑疏水碳鏈長(zhǎng)度的影響

不同表活劑與不同長(zhǎng)度碳鏈烷烴（模擬不同原油）界面性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，從表1中可知，表面活性劑的疏水鏈長(zhǎng)度與烴分子碳鏈長(zhǎng)度之間存在內(nèi)在聯(lián)系，表面活性劑A屬于混合型二乙醇酰胺型表面活性劑，內(nèi)含一定量的C8-C10的疏水鏈，對(duì)短鏈的正庚烷（C9）顯示出很好地界面活性（0.0694 mN/m）。

從結(jié)構(gòu)上分析，原油中烴類分子碳鏈越長(zhǎng)，相應(yīng)要使用疏水鏈越長(zhǎng)的表面活性劑。然而實(shí)際上，由于疏水鏈的增長(zhǎng)，表面活性劑在水中的溶解度會(huì)明顯地降低，因此需要對(duì)表活劑不同長(zhǎng)度分子鏈進(jìn)行復(fù)配。

表1二乙醇酰胺型表面活性劑疏水鏈對(duì)正烷烴界面張力的影響（mN/m）

2.碳鏈長(zhǎng)度不同的烴分子混合產(chǎn)生的影響

考慮到原油中含有各種不同碳鏈長(zhǎng)度的烴類分子，進(jìn)一步考察了不同碳鏈長(zhǎng)度的正烷烴混合后，界面張力的變化情況，結(jié)果見(jiàn)表2。正十六烷與水間的界面張力在表面活性劑A的作用下可以降低至0.1828mN/m，在同樣條件下，等摩爾的正十二烷/正二十烷的混合物的界面張力為0.1884 mN/m。這兩個(gè)數(shù)值十分接近，說(shuō)明長(zhǎng)鏈和短鏈的烴分子混合后，混合物的界面張力與長(zhǎng)鏈和短鏈的烴分子的界面張力的平均值十分接近。

表2碳鏈長(zhǎng)度不同的烴分子混合界面張力影響（mN/m）

3.表面活性劑間的協(xié)同效應(yīng)

考察三種原油樣品與非離子表面活性劑A、陽(yáng)離子表面活性劑季銨鹽、陰離子表面活性劑石油磺酸鹽和脂肪酸鈉等四種類型以及復(fù)配后的表面活性劑水溶液之間的界面張力，結(jié)果見(jiàn)表3。表面活性劑A和脂肪酸鈉在降低J16塊和H1塊油樣的界面張力的效果較好，而石油磺酸鹽（SL）的效果最差。將表面活性劑A和季銨鹽復(fù)配后，J16塊油樣的界面張力有所下降；H1塊的降幅比較明顯；其中S22塊的降幅最為顯著，由0.1236 mN/m降低到0.0093mN/m。這些結(jié)果說(shuō)明，表面活性劑A和季銨鹽之間對(duì)三種原油都存在良好的正協(xié)同效應(yīng)，其中對(duì)碳鏈長(zhǎng)度較長(zhǎng)的S22塊油樣顯示出最好的協(xié)同效應(yīng)。

表3表面活性劑間的協(xié)同效應(yīng)

非離子型的表面活性劑與陰離子型或陽(yáng)離子型的表面活性劑間的復(fù)配可以產(chǎn)生在降低界面張力能力方面的有效正協(xié)同效應(yīng)，但是協(xié)同效應(yīng)的大小還與原油樣品的組成密切相關(guān)。原油所含烴分子的結(jié)構(gòu)與表面活性劑的疏水碳鏈間的有效相互作用可能是產(chǎn)生有效的正協(xié)同效應(yīng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)因素。

二、配方粘度設(shè)計(jì)研究

炮眼剪切對(duì)粘度影響非常大，是配方粘度設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。評(píng)價(jià)難度大，以往對(duì)粘度損失率只能估計(jì)，本研究應(yīng)用實(shí)際射孔槍、彈進(jìn)行射孔，建立炮眼及地層剪切高壓模型，設(shè)計(jì)粘度損失試驗(yàn)流程，建立了炮眼剪切模擬試驗(yàn)方法，完善了炮眼剪切模擬技術(shù)，研究了溶液經(jīng)炮眼剪切前后粘度實(shí)際損失情況，優(yōu)化了地面注入復(fù)合體系配方的使用濃度。

聚合物經(jīng)配制、注入到采出，要經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受到機(jī)械剪切、微生物和氧化降解等多種因素的影響，使聚合物溶液的粘度下降，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，聚合物溶液注入目的層過(guò)程中粘度損失最嚴(yán)重的位置在井筒附近及炮眼處，因此開(kāi)展了應(yīng)用實(shí)際套管及射孔槍來(lái)模擬聚合物經(jīng)過(guò)炮眼后粘度損失實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，聚合物經(jīng)過(guò)炮眼后由于機(jī)械剪切造成粘度損失在24.0%左右，基本與DQ油田、SL油田在注聚試驗(yàn)中通過(guò)觀察井進(jìn)行返排測(cè)得聚合物粘度損失在30～26.9%（表4）認(rèn)識(shí)一致。注聚過(guò)程總粘度損失56%，根據(jù)油藏所需最低粘度，確定地面配方粘度。

三、應(yīng)用潛力評(píng)價(jià)

依據(jù)美國(guó)NPC標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)LH油田化學(xué)驅(qū)潛力進(jìn)行再評(píng)價(jià)研究，篩選出適合開(kāi)展化學(xué)驅(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量3.03億噸，預(yù)計(jì)增加可采儲(chǔ)量3901.6萬(wàn)噸，表明LH油田化學(xué)驅(qū)潛力大，應(yīng)用前景廣闊。

結(jié)論

1.通過(guò)原油與表活劑構(gòu)效關(guān)系研究，配制適合不同原油性質(zhì)的表活劑，提高表活劑分子停留在油水界面層的能力，降低油水界面張力，達(dá)到了提高驅(qū)油效率的目的。

2.實(shí)驗(yàn)表明，LH油田注聚過(guò)程總粘度損失為56%，優(yōu)化了地面注入復(fù)合體系配方的使用濃度。

3.通過(guò)化學(xué)驅(qū)創(chuàng)新評(píng)價(jià)技術(shù)的突破，解決了化學(xué)驅(qū)配方體系研究難題，實(shí)現(xiàn)了配方體系個(gè)性化設(shè)計(jì)，應(yīng)用潛力大，為L(zhǎng)H油田注水開(kāi)發(fā)后期大幅度提高采收率提供重要技術(shù)保障。