适合中低渗油藏驱油用表面活性剂研究

适合中低渗油藏驱油用表面活性剂研究

朱杰,余晓玲,张鑫,戴志鹏

江苏油田分公司石油工程技术研究院    江苏省扬州市    225000

摘要

为了克服传统含聚化学驱技术在中低渗油藏应用中存在的注入压力高、易堵塞的难题，研发了JS-1和JS-2两类具有不同特性的表面活性剂驱油体系，通过界面性质和驱油效果评价表明：JS-2在0.1%~0.3%范围内可将界面张力降至超低且具有较好的抗盐性能，并且JS-2具有更强的剥离油膜的能力，水驱提高采收率效果更好。

关键词：中低渗油藏；表面活性剂；界面张力；剥离；驱油效果

前言

油田注水开发后期含水普遍上升，化学驱作为经济有效的三次采油手段被广泛研究与应用，化学驱主要包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱和复合驱[1]。针对中低渗储层，聚合物驱存在注入压力大、注入设备复杂、投入成本高等问题。表面活性剂具有良好的注入性，但存在与油藏适配性问题，且容易发生窜进，难以实现流度控制[2]。

为此，研发了两类具有不同特点的表面活性剂体系，（1）黏弹性表面活性剂（JS-1）具有一定的界面活性，且在一定浓度下可形成不同结构的胶束，提高溶液黏度，从而控制流度，增加波及系数[3,4]；（2）JS-2具有较强的界面活性、润湿反转能力和乳化效果，可提高波及区域内的洗油效率[5]。本文对这两类体系进行性能评价，并通过油膜收缩实验揭示提高采收率的主要机理，探索其用于中低渗小断块储层矿场应用的可行性。

1实验材料及方法

1.1 实验试剂和仪器

表面活性剂JS-1、JS-2，自制；模拟地层水（总矿化度为16809.97mg/L）；S5-2区块原油；TEXAS-500A型界面张力仪；DHG-9053A型电热恒温干燥箱；岩心驱替实验装置。

1.2实验方法

1.2.1 界面张力评价

采用Texa-500界面张力仪测定表面活性剂与原油之间的界面张力。

1.2.2 驱油实验

将实验用岩心抽真空饱和水、饱和油并计算孔隙体积和含有饱和度；在60℃下使用模拟地层水驱替至不出油；根据不同的驱油方案，向岩心注入表面活性剂溶液；进行后续水驱，计算表面活性剂驱的采收率，评价体系的驱油效果。

1.2.3 油膜收缩试验

（1）预处理：油膜收缩试验在底面面积为40×40mm的比色皿中进行，比色皿在使用前用铬酸洗液处理，然后用去离子水冲洗3遍，以消除表面杂质和污垢对实验的影响，烘干备用。（2）铺膜：在处理后的比色皿中加入0.1g原油，使之在比色皿底面上自发铺展形成油膜，稳定24h后进行下一步试验。（3）60℃下在比色皿中加入20g表面活性剂溶液，拍照记录。

2结果与讨论

2.1表面活性剂降低界面张力性能研究

在60℃下，测定不同质量分数的JS-1、JS-2与S5-2原油的界面张力，实验结果见图1。

图1 不同浓度JS-1、JS-2与S5-2原油界面张力

从图中可以看出，JS-2的浓度达到0.1%后就可以将油水界面张力降低到超低值，并且随着浓度的提高，界面张力的下降速度更快；JS-1无法将界面张力降至超低。

2.2 室内驱油实验研究

采用不同渗透率的低渗岩心研究了JS-1和JS-2的驱油效果，见表1。对比JS-2与JS-1提高采收率的效果可以看出，JS-2提高采收率的能力优于JS-1体系。在实验岩心渗透率范围内，渗透率对JS-1提高采收率的影响较小。

表1 岩心注入JS-1、JS-2的提高采收率情况

2.3油膜收缩实验

通过比较两种表面活性剂剥离油膜的能力发现，JS-2具有更强的润湿反转能力，洗油效率更高。

研究表明，固体与原油长时间接触后，表面会变为亲油表面或是弱亲油表面，在JS-2溶液中，表面活性剂吸附在水-固界面上降低了水-固界面张力，从而打破了三相接触点的平衡，因此在水平力的作用下，油膜发生收缩；而在JS-1体系中，JS-1虽然可以改变油水界面张力，但是固-液界面张力并没有发生明显变化，因此单纯降低油-水界面张力反而不利于油膜的收缩。

图2表活剂溶液浸泡原油27h（左JS-1，右JS-2）

3 结论

（1）JS-2在浓度0.1%-0.3%，温度为60℃时，能够将油水界面张力降至10-3mN/m数量级，粘弹性表面活性剂JS-1无法将油水界面张力降至超低。

（2）低浓度下JS-2提高采收率的能力优于JS-1体系。油膜收缩实验表明，JS-2通过改变固体表面润湿性，使油膜发生收缩剥离，从而起到提高采收率作用。

参考文献

[1]              葛际江, 张贵才, 蒋平, 等. 驱油用表面活性剂的发展[J]. 油田化学, 2007(03):287-292.

[2]              郭东, 红李森, 袁建国. 表面活性剂驱的驱油机理与应用[J]. 精细石油化工进展, 2002(07):36-41.

[3]              曹学军, 何兴贵. 国外黏弹性表面活性剂压裂液研究进展及应用展望[J]. 天然气勘探与开发, 2014,37(02):76-80.

[4]              Jiang Y. Viscoelastic wormlike micelles and their applications[J]. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2002,7(5).

[5]              廖茂林, 付铭, 戴峰. 表面活性剂驱室内评价实验研究[J]. 当代化工, 2017,46(09):1779-1781.

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