趙 欣，史 華，張彩霞（西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安710065）

驅(qū)油劑快速優(yōu)選方法研究

趙 欣，史 華，張彩霞（西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安710065）

常規(guī)驅(qū)油劑的篩選是通過界面張力儀或是巖心驅(qū)替的方法評(píng)價(jià)，這些方法測(cè)量精確，能夠定量評(píng)價(jià)出較好的驅(qū)油劑，但不適于大量驅(qū)油劑的篩選。在靜態(tài)脫油試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的篩選驅(qū)油劑方法。該方法是將改裝后的吸水儀應(yīng)用在驅(qū)油劑的靜態(tài)脫油試驗(yàn)中。通過精確測(cè)量出吸水儀上不同驅(qū)油劑或是相同驅(qū)油劑不同濃度的驅(qū)油量，來快速評(píng)價(jià)出驅(qū)油劑的驅(qū)油效果。該方法操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)的可靠性強(qiáng)，建議推廣使用。

驅(qū)油劑；界面張力；驅(qū)油效率

驅(qū)油劑提高采收率的機(jī)理是擴(kuò)大波及系數(shù)和提高洗油效率，不同種類的驅(qū)油劑提高采收率的機(jī)理不同，有的主要是通過增粘性擴(kuò)大波及系數(shù)，而有的主要是通過降低油水界面張力、改變儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕性來提高洗油效率的。對(duì)不同種類驅(qū)油劑性能的室內(nèi)評(píng)價(jià)方法不同，對(duì)增粘性驅(qū)油劑性能的室內(nèi)評(píng)價(jià)方法主要有：粘濃關(guān)系測(cè)定，抗溫、抗鹽性測(cè)定，抗剪切性測(cè)定；對(duì)提高洗油效率類驅(qū)油劑（表面活性劑）性能的室內(nèi)評(píng)價(jià)方法主要有：靜態(tài)脫油試驗(yàn)，界面張力試驗(yàn)，潤(rùn)濕性測(cè)定試驗(yàn)。筆者在靜態(tài)脫油試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種快速的驅(qū)油劑篩選方法，不僅提高了驅(qū)油劑優(yōu)選的速度，而且也大大提高了優(yōu)選驅(qū)油劑時(shí)的準(zhǔn)確性。

1 試驗(yàn)原理和方法

1.1 試驗(yàn)儀器及方法的改進(jìn)

靜態(tài)脫油試驗(yàn)，一般是采用量筒測(cè)量驅(qū)油劑的脫油量，由于100ml量筒的最小刻度是1ml，而驅(qū)油劑脫出的油量本身是比較小的（小于5ml），所以在保證試驗(yàn)方法正確的前提下，使用量筒測(cè)量驅(qū)油劑溶液的脫油量會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來比較大的誤差。為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和減小試驗(yàn)誤差，參考測(cè)定巖心潤(rùn)濕性的吸水儀［1］，設(shè)計(jì)加工了專門用于測(cè)量脫油量的脫油儀。該儀器側(cè)面設(shè)計(jì)有加驅(qū)油劑的加樣口，上部的可讀數(shù)范圍是0.5ml，其最小刻度是0.1ml，比量筒（最小刻度1ml）的測(cè)量精度大大提高，從而可以進(jìn)一步提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 試驗(yàn)方法

1）按照油層巖石的粒度組成配成一定滲透率的油砂（原油和砂子的混合物），密閉，老化，計(jì)算油砂的油含量，置于干燥器中備用。

2）用電子天平稱取定量的驅(qū)油劑，分別配成一定質(zhì)量的百分比溶液，待用。

3）定量取出烘干的油砂，置于脫油儀中，用玻璃棒輕輕壓實(shí)，加入驅(qū)油劑溶液（或試驗(yàn)用水），置于恒溫水浴箱中。

4）不同時(shí)間讀取數(shù)據(jù)，對(duì)比不同驅(qū)油劑的驅(qū)油效率。

2 數(shù)據(jù)分析和評(píng)價(jià)

2.1 脫油試驗(yàn)效果

將10種待選定的驅(qū)油劑分別配制成質(zhì)量濃度為0.05%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%的溶液后注入脫油儀中，放置24h后，不同驅(qū)油劑溶液的脫油結(jié)果如表1所示。

按照脫油量的大小，可將驅(qū)油劑分為3類：第1類脫油量較多的驅(qū)油劑為3號(hào)、5號(hào)和9號(hào)，脫油量大于1ml；第2類驅(qū)油劑為1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、6號(hào)和10號(hào)，脫油量為0.2～1.0ml；第3類脫油量較少的驅(qū)油劑為7號(hào)和8號(hào)，脫油量為0.1～0.2ml。

除5號(hào)和8號(hào)外，其他驅(qū)油劑的脫油量都隨驅(qū)油劑濃度的增大而呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，因此可以初步確定出活性水驅(qū)油體系［2］中驅(qū)油劑的濃度上限。例如：4號(hào)驅(qū)油劑的最佳驅(qū)油濃度可以確定在0.5%～0.7%之間。

5號(hào)驅(qū)油劑隨濃度增大，脫油量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，驅(qū)油劑濃度在0.05%～0.7%時(shí)，脫油量最多，濃度繼續(xù)增大，脫油量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。說明5號(hào)驅(qū)油劑的最佳驅(qū)油濃度范圍應(yīng)確定在0.05%～0.7%。

表1 不同濃度驅(qū)油劑下的脫油試驗(yàn)結(jié)果

8號(hào)驅(qū)油劑的脫油量較少，且驅(qū)油劑濃度超過0.30%后，脫油量沒有增加。說明該驅(qū)油劑的驅(qū)油效果不佳。

另外，脫油試驗(yàn)還可以根據(jù)裝入脫油儀中的表面活性劑在不同時(shí)間的脫油量，評(píng)價(jià)表面活性劑的吸附性能。

2.2 脫油試驗(yàn)與界面張力的關(guān)系

為了驗(yàn)證脫油試驗(yàn)結(jié)果的正確性，試驗(yàn)選用SVT－20視頻旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀，對(duì)這10種驅(qū)油劑中的部分驅(qū)油劑進(jìn)行了界面張力的測(cè)量，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，界面張力的大小順序?yàn)?號(hào)＞4號(hào)＞5號(hào)，即第3驅(qū)油劑的界面張力最大，其次為第2類和第1類。

4號(hào)驅(qū)油劑的界面張力小于10－2mN/m，且隨著溶液濃度的增加而減小，在濃度為0.5%時(shí)界面張力值最低。對(duì)比脫油試驗(yàn)，驅(qū)油劑濃度在0.5%～0.7%時(shí)脫油量最高，之后脫油量趨于平緩。兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果基本相符。該驅(qū)油劑的最佳濃度范圍可確定在0.5%～0.7%。

相比其他樣品，5號(hào)驅(qū)油劑的界面張力值最小，且濃度超過0.3%后，界面張力趨于平緩，與脫油試驗(yàn)中該樣品的脫油量最高相符。最佳的驅(qū)油劑濃度應(yīng)在0.3%～0.5%。

8號(hào)驅(qū)油劑的最大界面張力值超過3.00mN/m，而且界面張力值隨濃度增加，增幅較快，可以認(rèn)為界面張力增大是導(dǎo)致脫油試驗(yàn)中驅(qū)油劑濃度增加、脫油量反而不增加的根本原因。

圖1 驅(qū)油劑界面張力試驗(yàn)結(jié)果

圖2 人造巖心部分驅(qū)油劑試驗(yàn)結(jié)果

2.3 脫油試驗(yàn)與驅(qū)油效率的關(guān)系

為了更進(jìn)一步證實(shí)該試驗(yàn)的可靠性，選用可以消除試驗(yàn)巖心參數(shù)差異的人造巖心進(jìn)行部分驅(qū)油劑溶液的驅(qū)油試驗(yàn)。注入驅(qū)油劑之前人工巖心已經(jīng)處于水驅(qū)殘余油狀態(tài)［3，4］，注入驅(qū)油劑后巖心的增油效率如圖2所示。

將脫油試驗(yàn)的脫油量和巖心流動(dòng)試驗(yàn)的驅(qū)油效率進(jìn)行對(duì)比，可以看出驅(qū)油劑的增幅值最高的為5號(hào)和3號(hào)驅(qū)油劑，其次是4號(hào)驅(qū)油劑，8號(hào)驅(qū)油劑的增幅最小僅為1.92%。

屬于第1類驅(qū)油劑的5號(hào)和3號(hào)樣品，驅(qū)油效率的增幅值分別為5.39%和4.29%，驅(qū)油效果較好，其中3號(hào)驅(qū)油劑的濃度在0.1%時(shí)，驅(qū)油效率最高，隨濃度增大，脫油量呈現(xiàn)總體下降趨勢(shì)，而在脫油試驗(yàn)中，該驅(qū)油劑的最佳濃度范圍確定在0.05%～0.1%，與該脫油試驗(yàn)結(jié)果基本符合。

5號(hào)驅(qū)油劑與3號(hào)驅(qū)油劑的性質(zhì)相反，溶液濃度增大，脫油試驗(yàn)的脫油量和巖心流動(dòng)試驗(yàn)的驅(qū)油效率都呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，濃度超過0.5%后，驅(qū)油效率的增幅不大，可確定出最佳的濃度范圍在0.5%～0.7%。該驅(qū)油效果都是所有驅(qū)油劑中最好的。

4號(hào)驅(qū)油劑（第2類驅(qū)油劑）的驅(qū)油效率值上下波動(dòng)，但仍能得出，驅(qū)油劑濃度在0.3%時(shí)，驅(qū)油效率達(dá)到最高值，與脫油試驗(yàn)和界面張力的測(cè)量結(jié)果相同。

8號(hào)驅(qū)油劑（第3類驅(qū)油劑）隨濃度增大，驅(qū)油效率降低，在0.1%時(shí)驅(qū)油效率僅為1.92%，說明該驅(qū)油劑的驅(qū)油性能不強(qiáng)。

3 結(jié) 論

1）改進(jìn)的靜態(tài)脫油試驗(yàn)?zāi)軐?duì)不同類型以及同一類型不同濃度的驅(qū)油劑進(jìn)行驅(qū)油效果的評(píng)價(jià)，簡(jiǎn)化了通過界面張力和巖心流動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)驅(qū)油劑的步驟，并且試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性強(qiáng)，可以為后續(xù)的試驗(yàn)提供依據(jù)。

2）該試驗(yàn)方法能快速地對(duì)不同驅(qū)油劑的驅(qū)油性能做出評(píng)價(jià)，并初步確定驅(qū)油劑的最佳濃度范圍。

3）該方法操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)的可靠性強(qiáng)，成本和時(shí)間花費(fèi)較少。建議廣泛推廣使用。

［1］SY/T 5153－2007，油藏巖石潤(rùn)濕性測(cè)定方法［S］.

［2］韓顯卿.提高采收率原理［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.

［3］SY/T 5358－2002，儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法［S］.

［4］李永太，劉易菲，唐長(zhǎng)久.提高石油采收率原理和方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

Fast Optimization Method of Oil Displacement Agent

ZHAO Xin，SHI Hua，ZHANG Cai－xia（College of Petroleum Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an710065，Shaanxi，China）

Interfacial tensiometer and core displacement experiment were the conventional methods of selecting displacement agent，which were good methods for quantitative evaluation of displacement agents，but not suitable for screening a large number of oil displacement agents.A new method of selecting displacement agent was proposed based on the static de－oiling.This method used the modified water－absorption apparatus in de－oiling experiment.The results show that this method can accurately detect different displacement agents and the same displacement agent with different concentrations.It is easy to operate and the experimental date is reliable.it is recommended the apparatus can be widely used in oilfields.

displacement agent；interfacial tensiometer；displacement efficiency；rapid selection

TE357

A

1000－9752（2010）05－0316－03

2010－04－07

趙欣（1986－），女，2004年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事提高采收率方面的工作。

［編輯］ 蕭 雨