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        SSE-1 生物表面活性劑性能及驅(qū)油實驗評價

        2022-01-18 07:11:00薛龍龍楊昌華王佳俊路盼盼
        石油化工應(yīng)用 2021年12期
        關(guān)鍵詞:油劑驅(qū)油表面張力

        薛龍龍,楊昌華,王佳俊,路盼盼,徐 敏

        (西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院,陜西西安 710065)

        隨著地質(zhì)研究的進(jìn)行,油層中的含水量不斷上升,解決含水上升快、采收率低的問題[1,2],是目前改善油田開發(fā)效果的關(guān)鍵。而生物表面活性劑是具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的兩親性化合物,驅(qū)油效率較化學(xué)表面活性劑高3 倍以上。國內(nèi)外一些研究學(xué)者對于生物表面活性劑提高原油采收率也做了大量研究,宋一帆[3]論述了脂肽類生物表面活性劑適應(yīng)于高溫油藏提高采收率,具有降低流體表面張力、乳化、降低原油黏度的作用;Gudina[4]分離純化發(fā)酵液中的鼠李糖脂,提高23.0%的原油采收率;洪玲等[5]通過室內(nèi)驅(qū)油模擬實驗,經(jīng)微生物驅(qū)替段塞作用后,采收率平均可提高15.3%;鄭江鵬等[6]通過實驗室模擬,利用“鼠李糖脂-碳酸鈉”復(fù)合驅(qū)替,提高26.2%的原油采收率;施寒清等[7]運用30 cm方巖心進(jìn)行驅(qū)油實驗,結(jié)果表明采油工藝影響驅(qū)油效果,地下厭氧發(fā)酵法只能提高采收率2.83%。為了提高原油采收率,本文主要是通過室內(nèi)實驗分析SSE-1生物表面活性劑的黏度、pH、表面張力及驅(qū)油程度對提高原油采收率方面的影響,為現(xiàn)場的實施提供依據(jù)指導(dǎo)。

        1 生物驅(qū)油劑的性能評價

        1.1 黏度測定

        SSE-1 生物驅(qū)油劑的黏溫關(guān)系實驗結(jié)果(見表1、圖1)。由實驗結(jié)果可以看出:隨著溫度的升高,驅(qū)油劑黏度先逐漸降低后又增加,曲線呈V 字型,在測量溫度范圍內(nèi),溫度45 ℃時,黏度最低。

        表1 SSE-1 生物驅(qū)油劑黏度隨溫度的變化

        圖1 SSE-1 生物驅(qū)油劑黏度隨溫度變化曲線

        1.2 pH 值測定

        SSE-1 生物驅(qū)油劑pH 值的實驗結(jié)果(見表2)。不同編號(配方)的SSE-1,其pH 值不同,均屬于酸性-弱酸性。

        表2 SSE-1 生物驅(qū)油劑pH 值

        1.3 表面張力

        實驗用水:去離子水。用去離子水配制不同濃度的驅(qū)油劑,‰。

        實驗溫度:室溫(23 ℃)。

        實驗結(jié)果:SSE-1 生物驅(qū)油劑表面張力與濃度的關(guān)系(見圖2),由實驗結(jié)果可知,隨著SSE-1 濃度的增加,表面張力在減小,濃度大于100 mg/L 后,表面張力減小幅度較小,該樣品的臨界膠束濃度為100 mg/L。

        圖2 驅(qū)油劑SSE-1 表面張力隨濃度變化曲線

        2 生物驅(qū)油劑的驅(qū)油實驗

        2.1 實驗條件

        2.1.1 實驗用水 模擬地層水:實驗用48 000 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)鹽水作為模擬地層水。注入水:長慶油田采油二廠西峰西一注水站注入水,礦化度1 102.30 mg/L,水型為NaHCO3型。

        2.1.2 實驗用油 模擬油:由煤油、原油、變壓器油配成,黏度1.672 mPa·s,密度0.807 g/cm3。

        2.1.3 實驗溫度 溫度50 ℃。

        2.1.4 實驗巖心 人造巖心,天然巖心。部分巖心實物(見圖3)。

        圖3 部分巖心實物圖

        2.1.5 實驗耗材 生物驅(qū)油劑SSE-1。

        2.2 實驗步驟

        (1)把已經(jīng)測定滲透率的巖心抽真空后飽和模擬地層水,稱飽和水后巖心的質(zhì)量,測飽和水密度,計算巖心空隙體積、孔隙度。

        (2)用模擬地層水測定巖心的滲透率。

        (3)在恒溫箱內(nèi),油驅(qū)水,流量由小到大,每個流量驅(qū)至不出水為止,建立束縛水。

        (4)以一定的速度用注入水驅(qū)油,記錄不同時刻驅(qū)出液的總體積、油的體積,實驗過程始終保持圍壓大于巖心兩端壓差2.0~5 MPa。

        (5)驅(qū)至不同含水率時,以一定的速度注入不同PV 的驅(qū)油劑溶液,然后水驅(qū)至不出油為止。

        (6)計算水驅(qū)驅(qū)油效率和驅(qū)油劑溶液的驅(qū)油效率。

        2.3 實驗結(jié)果與評價

        2.3.1 實驗用巖心 實驗共準(zhǔn)備巖心15 只,使用巖心13 只,其中人工巖心10 只,天然巖心3 只,巖心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(見表3)。

        表3 巖心基本數(shù)據(jù)表

        2.3.2 水驅(qū)至殘余油 共進(jìn)行了2 只天然巖心2 個濃度SSE-1 驅(qū)油效率實驗,SSE-1 對驅(qū)油效率影響的實驗結(jié)果(見表4、圖4)。由表4、圖4 可以看出,注入SSE-1 生物驅(qū)油劑后,兩塊巖心的驅(qū)油效率增加4.3%~11.1%。

        表4 SSE-1 驅(qū)油劑驅(qū)油效率的實驗結(jié)果

        圖4 SSE-1 對驅(qū)油效率及壓力影響實驗結(jié)果

        2.3.3 水驅(qū)至含水85% 共進(jìn)行了5 只人工巖心1 只天然巖心3 個濃度兩個注入量(0.5 PV、1 PV)SSE-1驅(qū)油效率實驗,驅(qū)油劑對驅(qū)油效率影響的實驗結(jié)果(見表5、圖5)。

        圖5 SSE-1 對驅(qū)油效率影響實驗曲線

        從表5、圖5 可以看出:

        表5 SSE-1 生物驅(qū)油劑驅(qū)油效率的實驗結(jié)果

        (1)在水驅(qū)至含水85%,濃度對驅(qū)油效率有影響,濃度越大,驅(qū)油效率越高(濃度1.0‰的SSE-1 驅(qū)油效率比濃度0.5‰驅(qū)油效率高4.9%)。

        (2)注入量對驅(qū)油效率影響不大,注入0.5 PV、1 PV 與間歇注0.3 PV 驅(qū)油效率增加接近。

        (3)1 只天然巖心的實驗結(jié)果與人工巖心的實驗結(jié)果相差較大,天然巖心驅(qū)油效率增加小得多,原因是該巖心本身存在微裂縫,驅(qū)油效率本身比人工巖心低,該試劑在微裂縫發(fā)育的地層不如孔隙型地層效果好。

        3 結(jié)論

        通過室內(nèi)實驗,對驅(qū)油劑進(jìn)行了常規(guī)性能和驅(qū)油效率評價,認(rèn)識如下:

        (1)SSE-1 外觀乳白色黏稠液體,屬于弱酸性,其黏度隨溫度的升高降低,然后又升高,呈V 字型,具有低表、界面張力。

        (2)本階段完成13 個巖心樣的生物驅(qū)油劑驅(qū)油實驗,其中人造巖心10 塊、天然巖心3 塊;結(jié)論一致,都能起到很好驅(qū)油效果。

        (3)SSE-1 生物驅(qū)油劑在極低的注入濃度下就能達(dá)到很好的驅(qū)油效果,經(jīng)濟(jì)效益非常好。

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