石油与天然气化工  2012, Vol. 41 Issue (2): 213-215
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    张继华
    常规稠油WD驱油体系实验研究
    张继华     
    中国石化胜利油田分公司滨南采油厂
    摘要:针对滨南水驱常规稠油油藏综合含水快速上升、低产低效注水开发的特点,选择滨31-11井组开展WD体系驱替技术研究,通过对5种不同驱替浓度的驱油体系效果评价,筛选了适合于该区块的体系。通过WD驱油体系溶解性、配伍性、在岩石矿物上的吸附量以及药剂对脱水的影响等实验,证明该体系能有效降低原油粘度,提高驱油效率,改善水驱开发效果,提高最终采收率。
    关键词水驱    常规稠油    WD驱油体系    
    Experimental study on the WD flooding system for conventional heavy oil
    Zhang Jihua     
    Binnan Oil Production Factory of Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Binzhou 256600, Shandong, China
    Abstract: Aimed at the properties of fast increase in composite water cut and low level of recovery efficiency during the water-flooding treatment of conventional heavy oil reservoirs in Binnan, Bin 31-11 well cluster has been chosen as the experimental plot and a WD system has been experimentally studied in this cluster. Performance evaluation and displacement plan has been studied systematically. Experimental data including the solubility, compatibility, absorbance and the influence of chemicals on the dehydration effect have demonstrated that the WD system can effectively reduce crude oil viscosity, improve oil flooding efficiency, water flooding effectiveness and the recovery ratio of conventional heavy oil.
    Key words: water-flooding    conventional heavy oil    WD flooding system    

    目前国内外在化学驱对稠油采收率的影响方面做了大量的研究[1-8]。本研究详细叙述了以滨31-11井组为实验对象的WD驱油体系提高普通稠油采收率方法的试验研究。

    1 WD驱油体系评价

    WD驱油体系易溶于水相,使原油分散,降低原油粘度,能够使原油粘度下降70%以上;同时, 该体系的水溶液能够提高油水界面张力,体系在水溶液中流动时促使原油流动,从而提高驱油效率。

    1.1 区块流体物性分析

    对滨31-11区块流体的物性分析如下。

    (1) 地面原油性质。滨31-11块馆陶组原油属于常规稠油,地面原油密度0.965 9 g/cm3,原油粘度2 317 mPa·s,凝固点2 ℃~15 ℃。

    (2) 地层原油高压物性。本区块滨31井的高压物性资料,地层原油密度0.876 7 g/cm3,地层原油粘度47.5 mPa·s,饱和压力9.5 MPa,体积系数为1.082 4,气油比20 m3/m3

    (3) 地层水性质。滨31-1块地层水Cl-含量为12 407 mg/L,总矿化度是20 629 mg/L,水型CaCl2

    1.2 WD驱油体系溶解性、配伍性实验

    准确称取WD驱油体系样品,用本区块地层水配制不同浓度的溶液。将地层水用搅拌器搅拌,调节转速至(400±20) r/min,沿旋涡壁30 s内慢慢加入试样,搅拌60 min,得到不同浓度的WD驱油体系溶液。考察体系的溶解性和配伍性,测定不同浓度下的粘度。

    以滨31-3井口产出液分离水配制不同降粘剂浓度系列的药剂水溶液,用AntonPaarMCR101流变仪测定水溶液粘度,结果见图 1

    图 1     不同浓度水溶液的粘温曲线

    图 1表明,WD驱油体系与本区块地层水配伍性良好。

    1.3 降粘效果评价

    油样:滨31-3、滨31-12井未脱水油样。药剂:WD驱油体系降粘剂。实验方法:以区块地层水配制药剂水溶液。称50 g油样于烧杯中,置于50 ℃恒温水浴加热1 h,加入药剂溶液,恒温30 min,搅拌均匀,用NDJ粘度计测定油样粘度。分别对滨31-3、滨31-12井未脱水油样进行降粘试验, 目标以原油粘度小于300 mPa·s为合格,结果见表 1

    表 1    50 ℃时滨31-3、滨31-12降粘结果

    表 1可以看出,对滨31-3井油样,药剂用量达到400 mg/L时可实现有效降粘。对滨31-12井油样,药剂用量为100 mg/L即可实现有效降粘。

    1.4 体系的吸附性能

    当注入的表面活性剂段塞通过多孔介质时,可能被岩石吸附而损失,使得表面活性剂的有效浓度下降,而且可能导致段塞的组成偏离所筛选的最佳配方[9],这将直接影响到驱油效果和经济成本,因此研究表面活性剂的吸附具有重要意义。

    实验研究了体系在岩石矿物上的吸附,测定了静态吸附量。将岩心与WD驱油体系溶液以质量比1:3混合后,50℃震荡24h,经过离心分离,取上层清夜,用SpectroFlex6100分光光度计进行分析,测定其浓度,算出WD驱油体系在矿物上的吸附量, 结果见表 2

    表 2    WD驱油体系在矿物表面的静态吸附量

    表 2表明,WD驱油体系在岩石表面的吸附量极低,低于200 μg/g矿物,低于聚丙烯酰胺和常规表面活性剂的吸附损失。WD驱油体系在油砂上静态吸附量:<200 μg/g油砂。聚丙烯酰胺在油砂上静态吸附量:440 μg/g油砂。常规表面活性剂在油砂上静态吸附量:>1000 μg/g油砂。WD驱油体系浓度达到600 mg/L时的吸附量最大,但当浓度达到800 mg/L时吸附量出现拐点,吸附量出现急剧下降,WD驱油体系的最佳浓度为600 mg/L。

    1.5 药剂对脱水的影响

    用该区块地层水配制药剂水溶液,采用滨31-3、滨31-12井油样进行降粘实验后,分别迅速转入100 mL量筒或刻度试管中,然后在50 ℃的恒温水浴中静置60 min,读取量筒下部出水体积V,计算自然沉降脱水率,考察药剂对原油脱水的影响。

    表 3表明,WD驱油体系处理原油后,自然沉降脱水率在99%左右,远高于标准规定的80%以上,可以认为对脱水没有影响。

    表 3    WD驱油体系对原油处理后的自然沉降脱水率

    2 WD驱油体系对滨31-11块原油驱替实验

    用滨31-3井油样进行现场实施工艺参数优化研究。主要采用了四种驱替方式。实验结果见图 2表 4

    图 2     4种驱替方式驱替效率曲线

    表 4    不同驱替方式下提高驱替效率的效果对比

    2.1 50 ℃热水驱

    试验选取渗透率4.50 μm2、孔隙度36.32%、饱和度88.50%的岩心进行驱替试验,从实验结果可以看出,注热水驱替时,在0 PV~0.5 PV,随着注入量的增加,岩心出口端产出液很少,注入端压力上升很快,这表征了稠油难于流动的特性。在0.5 PV~1 PV,压差上升到19.5 MPa后,注入流体突破,压力下降,产出液增加。当注入量达到2.75 PV时,含水率达到96%以上,这时的驱替效率达到19.06%。当驱替到8 PV时,驱替效率为25.71%,含水率在97%以上。

    2.2 400 mg/L驱油体系+50 ℃热水

    试验选取渗透率10.90 μm2、孔隙度35.40%、饱和度88.30%的岩心进行驱替试验,从实验结果可以看出,加入400 mg/L WD驱油体系, 在0.5 PV~1 PV,压差上升到16.0 MPa后,注入流体突破,压力下降,产出液增加。当注入量达到3.5 PV时,含水率达到96%以上,这时的驱替效率达到25.62%。当驱替到8 PV时,驱替效率为30.88%,含水率在97%以上。

    2.3 600 mg/L驱油体系+50 ℃热水

    试验选取渗透率5.60 μm2、孔隙度40.20%、饱和度88.30%的岩心进行驱替试验,从实验结果可以看出,加入600 mg/L WD驱油体系, 在0.5 PV~1 PV,压差上升到18.0 MPa后,注入流体突破,压力下降,产出液增加。当注入量达到7.0 PV时,含水率达到96%以上,这时的驱替效率达到32.85%。当驱替到8 PV时,驱替效率为34.62%,含水率在96%以上。

    2.4 800 mg/L驱油体系+50 ℃热水

    试验选取渗透率6.80 μm2、孔隙度33.60%、饱和度88.43%的岩心进行驱替试验,从实验结果可以看出,加入800 mg/L驱油体系, 在0 PV~0.5 PV,压差上升到18.0 MPa后,注入流体突破,压力下降,产出液增加。当注入量达到3.5 PV时,含水率达到98%以上,这时的驱替效率达到30.11%。当驱替到8 PV时,驱替效率为30.83%,含水率在99%以上。

    2.5 试验结果的对比分析

    试验结果表明(图 2表 4),加入600 mg/L的WD驱油体系可以提高热水驱驱油效率8.91%。

    3 结论

    (1) WD驱油体系的驱油体系良好,与本区块地层水配伍性良好,WD驱油体系的存在对原油脱水没有影响。

    (2) 50 ℃时,当WD驱油体系的浓度为400 mg/L时,滨31-11块原油粘度可由2 300 mPa·s左右降至<300 mPa·s,降粘效果显著。

    (3) 进行了4种驱替方式的室内实验表明,加入600 mg/L的WD驱油降粘体系, 可以提高驱油效率8.91%。

    参考文献
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