張曉冉，宋 鑫，劉 昊，韓玉貴，藍(lán) 飛

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

海上J 油田以砂巖儲(chǔ)層為主，滲透率主要為10 mD～5 000 mD，孔隙度中等偏高，儲(chǔ)層層內(nèi)、層間非均質(zhì)強(qiáng)，初期注聚開發(fā)取得了較好的效果，轉(zhuǎn)二元復(fù)合驅(qū)后含水上升得到較好控制，但目前出現(xiàn)注入量下降、產(chǎn)液產(chǎn)油量降低等問題，影響了近年來化學(xué)驅(qū)開發(fā)效果。因此有必要借鑒國內(nèi)外復(fù)合驅(qū)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)[1-7]，以二元復(fù)合驅(qū)體系為研究對(duì)象，開展體系改進(jìn)和性能優(yōu)化，提高設(shè)備運(yùn)行效率和驅(qū)替液驅(qū)油效率，保證二元復(fù)合驅(qū)效果。

1 二元復(fù)合驅(qū)體系優(yōu)化

海上在用二元復(fù)合驅(qū)體系中表面活性劑為性能較好且質(zhì)量穩(wěn)定的成熟產(chǎn)品[8]，因此固定表面活性劑體系，對(duì)室內(nèi)篩選出的最新速溶聚合物進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，并與現(xiàn)場使用聚合物進(jìn)行性能對(duì)比。

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器

實(shí)驗(yàn)條件：模擬油層中部溫度57℃。

實(shí)驗(yàn)用聚合物：現(xiàn)場取樣聚合物P1（常規(guī)聚合物產(chǎn)品，相對(duì)分子質(zhì)量為2 000 萬，水解度為20%），速溶聚合物FDP（改進(jìn)后的帶有親水增溶單體的聚合物，經(jīng)自由基反應(yīng)共聚而成，同時(shí)優(yōu)化比表面積，溶解速度更快，相對(duì)分子質(zhì)量2 100 萬，水解度21%）。

實(shí)驗(yàn)用表面活性劑：現(xiàn)場取樣表面活性劑HDS，耐溫抗鹽性能好，為淡黃色液體，有效含量30%。

實(shí)驗(yàn)用油和水：在油藏57℃條件下J 油田脫水原油與航空煤油按比例配制模擬油，黏度17 mPa·s。J 油田現(xiàn)場取樣配聚用水為配液用水，礦化度3 100 mg/L。

實(shí)驗(yàn)儀器：流變儀，TX500C 旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀，聚合物剪切器，高速攪拌乳化機(jī)，帶有壓力傳感器和采出液分析儀的物模驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置。

1.2 聚合物性能對(duì)比分析

配制不同濃度的速溶聚合物母液和目標(biāo)液，與現(xiàn)場使用聚合物進(jìn)行性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析兩種體系溶解速率、黏濃關(guān)系、剪切穩(wěn)定性等參數(shù)。

1.2.1 溶解速率 速溶聚合物FDP 由于引入剛性增溶單體，溶解速度與常規(guī)聚合物相比更快。在油藏溫度57℃條件下，觀察兩個(gè)濃度（5 000 mg/L、1 200 mg/L）下不同體系溶解速率，以10 min 為時(shí)間間隔測(cè)量溶液黏度到穩(wěn)定不變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見圖1、圖2）。

同時(shí)開展多次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，速溶聚合物FDP 在15 min～20 min 黏度基本穩(wěn)定，溶解速率較快，現(xiàn)場在用聚合物P1 平均在40 min 左右黏度基本穩(wěn)定?，F(xiàn)場注聚流程最大熟化時(shí)間為45 min，二者都可以滿足，但速溶聚合物溶解效率更高，縮短溶解時(shí)間50%，可以大幅增加聚合物母液在熟化罐中的停留時(shí)間，提高熟化程度。

圖1 聚合物母液溶解時(shí)間曲線（5 000 mg/L）

圖2 聚合物溶解時(shí)間曲線（1 200 mg/L）

圖3 不同聚合物黏濃關(guān)系曲線

1.2.2 黏濃關(guān)系 配制不同濃度的兩種聚合物溶液，繪制黏濃關(guān)系曲線（見圖3）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種體系黏度隨濃度增加而上升，且速溶聚合物FDP 黏度略高于現(xiàn)場在用聚合物P1，在較高濃度時(shí)黏度提高約15%。

1.2.3 抗剪切性 用Waring 剪切器對(duì)1 200 mg/L 的兩種聚合物目標(biāo)液溶液進(jìn)行剪切，時(shí)間為0 s～120 s，測(cè)量剪切前后體系黏度變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表1）。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，兩種聚合物剪切后的黏度保留率較高，不同剪切速率下，聚合物FDP 黏度普遍高于P1。采用兩種聚合物復(fù)配二元復(fù)合驅(qū)體系后進(jìn)行黏度及抗剪切性測(cè)試，得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明表面活性劑對(duì)聚合物溶液的黏度影響較小。

表1 不同剪切時(shí)間對(duì)聚合物黏度的影響

2 二元復(fù)合驅(qū)體系性能評(píng)價(jià)

通過溶解、剪切實(shí)驗(yàn)可以看出，速溶聚合物FDP與現(xiàn)場使用聚合物P1 相比，穩(wěn)定溶液黏度、溶解時(shí)間以及抗剪切性等方面都表現(xiàn)出較好的性能，因此將其與現(xiàn)場在用表面活性劑HDS 復(fù)配（使用現(xiàn)場注入濃度：聚合物濃度1 200 mg/L，表面活性劑濃度0.2%），從降低界面張力能力、原油乳化兩方面評(píng)價(jià)二元體系基本性能。

2.1 降低界面張力性能評(píng)價(jià)

在配制好的兩種體系中加入J 油田原油油滴，用旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測(cè)定不同時(shí)間下二元體系降低油水界面張力能力，結(jié)果（見表2）。

結(jié)果表明，原油油滴在兩種二元體系中加速旋轉(zhuǎn)后都被拉斷，均可達(dá)到超低界面張力水平，改進(jìn)二元體系使油滴拉斷的時(shí)間更短，界面張力更低，說明改進(jìn)二元體系在降低界面張力能力方面優(yōu)于現(xiàn)場在用體系。

表2 不同時(shí)間下兩種體系界面張力

2.2 乳化性能評(píng)價(jià)

將兩種體系按照不同油水比配制成油水混合物500 mL，用高速乳化機(jī)攪拌1 min 后，取混合液裝入透明具塞量筒，定時(shí)觀察并測(cè)量試劑瓶中上相和下相的體系黏度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表3、表4）。

表3 現(xiàn)場在用體系與原油乳化后黏度變化表

表4 改進(jìn)二元體系與原油乳化后黏度變化表

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種二元體系在油水比為4：6 時(shí)，形成 W/O 型乳狀液；在油水比為 2：8、1：9 時(shí)，形成 O/W 型乳狀液；油水比為3：7 時(shí)，可以形成兩種類型乳狀液。當(dāng)溶液形成O/W 型乳狀液時(shí)，乳狀液的黏度較低，有利于驅(qū)油，且靜置后，油水很快分離。目前海上J 油田綜合含水已達(dá)到80%，該含水率條件下兩種二元體系均能很好地乳化分散原油，減小油流動(dòng)阻力，提高驅(qū)油效率。

2.3 驅(qū)油性能評(píng)價(jià)

使用現(xiàn)場注入濃度（聚合物濃度1 200 mg/L，表面活性劑濃度0.2%）進(jìn)行人造巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用環(huán)氧樹膠結(jié)30 cm 人造長巖心，水驅(qū)至含水率為76%時(shí)轉(zhuǎn)0.37 PV 二元驅(qū)，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束。測(cè)量Waring 聚合物剪切器黏度剪切50%后兩種二元體系在油藏條件下驅(qū)油效率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表5）。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，使用改進(jìn)二元復(fù)合驅(qū)體系的方案1 提高采收率值9.48%，與方案2 相比提高了1.54%，體現(xiàn)了較好的增油效果。

表5 兩種體系驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)及效果

采用改進(jìn)后的二元驅(qū)油體系進(jìn)行現(xiàn)場流程配注中試，分析母液熟化、入井液黏度改善情況。在工況平穩(wěn)條件下，觀察12 h 內(nèi)管道過濾器內(nèi)捕獲的未溶解聚合物形態(tài)，發(fā)現(xiàn)使用速溶聚合物后過濾器內(nèi)白色未溶解聚合物干粉以及未完全溶解的“魚眼”數(shù)量相對(duì)較少，多次觀察得到同樣的結(jié)果，初步認(rèn)為速溶聚合物在相同配液流程下溶解效果強(qiáng)于原聚合物。

在熟化罐內(nèi)2.0 m、0.6 m 兩個(gè)液位分3 次取聚合物母液，通過黏度對(duì)比發(fā)現(xiàn)原母液平均黏度3 701 mPa·s，使用速溶聚合物后母液平均黏度3 940 mPa·s，黏度提高6.5%。選取兩口注入井進(jìn)行入井液二元體系取樣并測(cè)量黏度，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)體系平均黏度30 mPa·s，原入井液平均黏度26.6 mPa·s，黏度值提高13%，有效提高工作液質(zhì)量。由于黏度是影響二元復(fù)合驅(qū)驅(qū)油效果的重要指標(biāo)，因此采用改進(jìn)體系后驅(qū)替液黏度的提高將對(duì)二元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)生積極的影響，提高區(qū)塊開發(fā)效果。

4 結(jié)論

采用速溶聚合物配制的新型高效二元驅(qū)油體系在溶解速率、體系黏度、抗剪切性、熱穩(wěn)定性及乳化效果等方面，與現(xiàn)場在用聚合物相比有所改善，巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了新型高效二元驅(qū)油體系與原體系相比提高采收率1.54%。平臺(tái)注聚流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在同樣的工況條件下改進(jìn)二元驅(qū)油體系溶解效果更好，黏度提高值13%，具有較好的礦場應(yīng)用價(jià)值和潛能。