夏惠芬，孫艷宇

（東北石油大學 教育部提高油氣采收率重點實驗室，黑龍江 大慶 163318）

弱堿三元體系對孔隙結(jié)構(gòu)影響研究

夏惠芬，孫艷宇

（東北石油大學 教育部提高油氣采收率重點實驗室，黑龍江 大慶 163318）

ASP 三元復合驅(qū)能擴大波及體積并且提高驅(qū)油效率，同時能極大的降低表面活性劑用量，使具有極其良好的技術(shù)經(jīng)濟可行性。通過常規(guī)壓汞實驗及掃描電鏡實驗分析研究了巖心在弱堿三元驅(qū)后的孔隙結(jié)構(gòu)特征，對比分析了弱堿三元體系滲流前后巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特征變化。對其結(jié)果分析可知，由于弱堿三元體系對儲層巖石有一定的溶蝕作用，當弱堿三元體系進入小孔道時，對小孔道的溶蝕導致小孔道半徑變大，減少小孔道的數(shù)量，增多大孔道的數(shù)量，從而略微增大整體巖心的滲透率。弱堿三元復合驅(qū)前巖石致密，孔隙較小且比較均勻。弱堿三元復合驅(qū)后，出現(xiàn)斑駁狀凸起，孔隙發(fā)育比較明顯，巖石上有可動碎屑附著。堿的濃度越高，三元體系對巖心的溶蝕作用強烈，對巖心傷害程度更大。

孔隙結(jié)構(gòu)特征；壓汞實驗；溶蝕作用

弱堿三元復合驅(qū)在技術(shù)效果上與強堿三元復合驅(qū)相當，能夠擴大波及體積、提高驅(qū)油效率，而且能較大幅度地降低表面活性劑的用[1-7]，其乳化能力和注采能力都要優(yōu)于強堿三元復合驅(qū)。弱堿驅(qū)油體系可以解決堿對聚合物濃度降低以及粘彈性降低的一系列問題，同時保持了堿對降低界面張力的作用。三元復合驅(qū)后儲層微觀結(jié)構(gòu)的變化研究有助于深入人們對于三元復合驅(qū)油技術(shù)的認識。李華斌，吳文祥[4]通過數(shù)值模擬和物理模擬相結(jié)合的方法,詳細研究了油層非均質(zhì)性和油層韻律對ASP驅(qū)油效果的影響[7]。結(jié)果表明,ASP 驅(qū)適合于油層相對均勻的油層,但只要油層非均質(zhì)變異系數(shù)不大于 0.85,都可通過提高 ASP 體系粘度來改善油水流度比、提高油層波及體積來保持其較高的驅(qū)油效果。黃志雙[8]通過利用室內(nèi)儀器檢測方法,對弱堿三元復合體系黏度、流變性、黏彈性和界面張力性質(zhì)及其影響因素進行研究，得出了聚合物對三元復合體系黏彈性影響程度要大于堿和表面活性劑的影響程度.的結(jié)論。孫春柳[9]以實驗研究為基礎(chǔ),分析了弱堿對三元復合體系的作用規(guī)律,并與強堿三元復合體系進行對比，得出了低界面張力對提高采收率有利,但不是決定因素,乳化是決定提高采收率幅度的關(guān)鍵因素。李朝霞，夏惠芬[10]通過室內(nèi)實驗和常規(guī)壓汞實驗研究了聚合物驅(qū)后巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特征，得出了聚合物驅(qū)后巖心的平均孔隙半徑、半徑均值、歪度、結(jié)構(gòu)系數(shù)、均值系數(shù)各參數(shù)降低的結(jié)論。趙長久,趙 群,么世椿[11]對比研究了弱堿三元復合驅(qū)與強堿三元復合驅(qū)，得出了在三元復合驅(qū)推廣應(yīng)用時應(yīng)當選用弱堿三元復合驅(qū)。本文通過弱堿三元復合體系的滲流實驗，采用常規(guī)壓汞實驗和掃描電鏡實驗，分析探索了弱堿三元復合體系對孔隙結(jié)構(gòu)的影響，對改善弱堿三元復合驅(qū)油效果具有重要意義。

1 實驗部分

（1）實驗材料

實驗選用蒸餾水配制弱堿三元體系，所用聚合物相對分子質(zhì)量為 1900 萬，濃度為 1000 mg/L，固含量為 90%；使用的弱堿表面活性劑為石油磺酸鹽，有效成分占 40%，三元體系中加量 0.6%；堿為

Na2CO3，有效含量為 100%，三元體系中加量 1.2%。實驗所用巖心為大慶油田某廠天然巖心，實驗溫度為 45 ℃。

（2）實驗方法

測定初始狀態(tài)下巖心各項參數(shù)：氣測滲透率、質(zhì)量、體積、密度，結(jié)果如表1所示；將所選用的每塊巖心處理切成3段，其中的2段巖心（簡稱空白巖心）分別用于壓汞和掃描電鏡實驗，再用弱堿三元體系及堿水對第三段巖心進行滲流實驗。將驅(qū)替后的巖心切下同樣長度烘干，先測定其孔隙度和滲透率，再做滲流后的掃描電鏡及壓汞實驗。

1）滲流實驗：以 0.1mL/min 驅(qū)替速度水驅(qū)至平穩(wěn)壓力，以相同的速度進行三元驅(qū)及堿水驅(qū)至平穩(wěn)壓力，之后進行后續(xù)水驅(qū)。

2）壓汞實驗：將空白巖心及滲流后的巖心烘干，進行常規(guī)壓汞實驗，測定孔隙大小分布及特征參數(shù)，分析對比三元及堿水驅(qū)替前后的孔隙結(jié)構(gòu)變化。

3）掃描電鏡實驗：將空白巖心及烘干的巖心進行掃描電鏡實驗，定性觀察孔隙結(jié)構(gòu)及顆粒表面的形貌變化。

圖1 各巖心驅(qū)替前后孔隙分布頻率對比圖Fig.1pore distribution frequency comparison before and after each core displacement diagram

2 實驗結(jié)果分析

圖1給出了各巖心驅(qū)替前后孔隙分布情況。從驅(qū)替前后孔隙分布頻率對比圖可以看出，驅(qū)替后的巖心大孔隙數(shù)量增多，小孔隙數(shù)量減少，而且堿濃度高的弱堿三元體系驅(qū)替之后的巖心中，孔隙分布頻率變大的孔隙區(qū)間更廣。堿濃度越高，三元體系對巖心的溶蝕作用越強，但總體來講，弱堿三元體系對巖心的溶蝕作用并不強烈。

圖2圖3分別為不同濃度弱堿三元溶液滲流前后前后放大的掃描電鏡圖片。通過對以上掃描電鏡圖片分析可知，三元驅(qū)前巖石顆粒緊密排列，孔隙較小且比較均勻。而在三元驅(qū)后，出現(xiàn)斑駁狀凸起，孔隙發(fā)育比較明顯，巖石上有可動碎屑附著。

圖2 1.2%弱堿三元驅(qū)前后巖心掃描電鏡圖片F(xiàn)ig.2 The SEMpicture of rock core before and after flooded by ASP system with 1.2% weak alkali concentration

圖3 1.0%弱堿三元驅(qū)前后巖心掃描電鏡圖片F(xiàn)ig.3 The SEMpicture of rock core before and after flooded by ASP system with 1.0% weak alkali concentration

3 結(jié) 論

（1）弱堿三元體系對儲層巖石有一定的溶蝕作用，當弱堿三元體系進入小孔道時，對小孔道的溶蝕導致小孔道半徑變大，減少小孔道的數(shù)量，增多大孔道的數(shù)量，從而略微增大整體巖心的滲透率。

（2）弱堿三元復合驅(qū)前巖石致密，孔隙較小且比較均勻。弱堿三元復合驅(qū)后，出現(xiàn)斑駁狀凸起，孔隙發(fā)育比較明顯，巖石上有可動碎屑附著。

（3）堿的濃度越高，三元體系對巖心的溶蝕作用強烈，對巖心傷害程度更大。

［1］王德民. 大慶油田“三元”“二元”“一元” 驅(qū)油研究[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2003，03：1-9+90.

［2］程杰成，王德民，李群，等. 大慶油田三元復合驅(qū)礦場試驗動態(tài)特

［3］程杰成，吳軍政，胡俊卿. 三元復合驅(qū)提高原油采收率關(guān)鍵理論與技術(shù)[J]. 石油學報，2014，02：310-318.

［4］李華斌，吳文祥. ASP 三元復合驅(qū)油層適應(yīng)性研究[J]. 西南石油學院學報，2000，04：48-51+2.3

［5］王克亮 ,閆義田 ,馬強 三元復合驅(qū)的走向[J]. 中國石油石化，2005-07-15

［6］張喆. ASP 三元復合驅(qū)油藏數(shù)值模擬研究[D]. 中國石油大學碩士論文，2012，03：479-483.

［7］賈忠偉. 界面張力及乳化油滴對三元復合驅(qū)驅(qū)油效果的影響[D].大慶石油學院碩士論文,2008-05-10.

［8］黃志雙. 弱堿三元復合體系性質(zhì)及其影響因素[J]. 大慶石油學院學報，1000-1891(2008)03-0018-04.

［9］孫春柳. 弱堿對復合體系的影響研究[D]. 中國科學院滲流流體力學研究所，2010，05：6.

［10］李朝霞，夏惠芬. 聚合物溶液對孔隙結(jié)構(gòu)特征的影響[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2012，03：479-483.

［11］趙長久,趙 群,么世椿. 弱堿三元復合驅(qū)與強堿三元復合驅(qū)的對比[J]. 新疆石油地質(zhì)，2006,06-0728-03．

Influence of Weak Alkali ASP System on thepore Structure

XIA Hui-fen, SUN Yan-yu
（Key Laboratory of Enhancing Oil and Gas Recovery, Northeastpetroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China）

ASP flooding can expand the swept volume and improve oil displacement efficiency, at the same time it can greatly reduce the surface activity agent dosage, so it has very good technical and economic feasibility. In thispaper, based on the conventional mercury injection experiment and scanning electron microscopy analysis,pore structure characteristics of the core after weak alkali ASP flooding were studied, the change of corepore structure before and after weak alkali ASP flooding was compared and analyzed. The results show that, the weak alkali ASP system has certain solubility to reservoir rocks; when the weak base ASP system flows into the small hole, radius of the small holes will increase due to the corrosion; the number of small hole decreases, while the number of large channel increases, so the overallpermeability of cores slightly increases. Before weak alkali ASP flooding, the rock is density.pore is smaller and more uniform. After weak alkali ASP flooding, mottled shape bulges appear,pore growth is more noticeable, there is movable clastic sediment attached to the rock. The higher the concentration of alkali, the stronger the ternary system dissolution effect is, and the bigger the core damage degree is.

pore structure characteristics; Conventional mercurypenetration experiment; Dissolution effect

TE 122

： A

： 1671-0460（2017）02-0226-03

國家自然科學基金項目“二類油層高濃度聚合物驅(qū)油機理及優(yōu)化設(shè)計研究”（項目編號 51374076）。

2016-07-21

夏惠芬（1962-），女，黑龍江省大慶市人，教授，博士，主要從事提高采收率原理與技術(shù)方面的研究。 E-mail：xiahuifen1948@126.com。

孫艷宇（1992-），男，碩士研究生。E-mail：2296795605@qq.com。