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1、摘要：该项目的研究目的是开发研制高效驱油剂，通过有机溶剂，无机化合物以及表面活性剂的协同作用，提高油井远井地带渗透率，提高原油日产量，降低生产成本，进而提高经济效益。按照规定的内容及进度，课题组开展了一系列理论研究与室内试验工作，并根据特定区块的地质状况及油藏特点，研究开发出了驱油剂配方体系，同时并对其性能进行了评价。该项目具有良好的应用前景，与其它酸化手段相比，可避免近井眼的地层过度酸化，而又达到深部酸化的目的，同时能够剥蚀残余油。该驱油剂的配制和施工工艺简单，便于推广，相信会有广阔的市场前景关键词：驱油剂，协同作用，渗透率，驱油剂配方体系，驱油剂性能评价目 录一、前言3二、正文1、研究内容
2、及关键技术41.1 研究内容 41.1.1 驱油剂液的研制41.2 驱油剂性能评价 61.2.1 钢片腐蚀实验 61.2.2 与岩石反应 61.2.2.1 静态实验61.2.2.2 在填砂管中的损耗速度71.2.2.3 填砂管中的反应特性91.2.2.4 驱油剂动态流动实验 111.2.2.5 驱油剂的穿透性能111.2.2.6 驱油剂体系低伤害性能 121.2.2.7 静态洗油效果实验 131.2.2.8 驱油剂辅助200热水驱提高驱油效率岩心流动试验131.2.2.9 防膨剂性能评价 141.2.2.10 耐温性测定 151.2.2.11 对采出液脱水性能影响 152. 驱油剂技术现场应用
3、 162.1 选井条件： 162.2 现场施工工艺 16三、结论1. 取得的结论和认识162. 未来发展方向17参考文献18致谢19前言*油田位于西部凹陷西斜坡南部,从下往上发育古潜山,高升,杜家台,莲花,大凌河,热河台,兴隆台,于楼,东营,馆陶十套油气层。1980年*油田正式投入开发，其资源有稀油，稠油，高凝油和天然气。经过20多年的勘探开发，其主力区块已进入递减阶段，油气生产呈现双高一低的特点。即采出程度高，含水高，产量低。但同时又存在一批难采储量难以动用或采出程度并不高。这批储量一般存在低渗、高凝、特稠、低阻、隐蔽、分散的特点。动用起来难度更大，投资更多，风险更高。要较好地勘探、开发这批
4、难采储量，就需要掌握多学科专业知识，基本素质更高的综合型人才，收集、研究多学科的资料和信息，应用更多的新工艺，新技术来完成。低产低效井驱油增产技术研究在油井生产过程中，由于固体颗粒和胶体物质不断向油井运移，造成近井地带渗透率下降，原油日产量降低，生产成本增大。该项目的研究目的是开发研制高效驱油剂，通过有机溶剂，无机化合物以及表面活性剂的协同作用，提高油井远井地带渗透率，提高原油日产量，降低生产成本，进而提高经济效益。该项目研发的技术思路是开发一种驱油剂体系，将驱油剂带入地层深部与堵塞物和砂岩颗粒进行反应，以达到提高远井地带渗透率的目的，同时能够乳化稠油，将地层由油润湿，变成水润湿，剥蚀残余油，
5、最终达到提高原油采收率的目的。该驱油剂能在很高的温度下不破乳，在蒸汽或泵压的驱动下，会增大酸化作用距离，达到深部酸化的目的。该驱油剂体系是把常规酸与有机溶剂、表面活性剂以及助表面活性剂混合在一起形成一种均匀、透明的体系，具有很高的稳定性。在驱油剂体系中，油/水界面张力往往达到超低（通常原油和水之间的界面张力为50mN/m，驱油剂其界面张力可以降低到10-4到10-5mN/m的数值），粘度很低，容易泵入，同时由于形成的油外相微乳液降低了氢离子的释放速度，酸被逐渐释放出来，可运移到远离井眼的位置，以达到较大范围的酸化效果。该项目的关键技术是开发一种高效的驱油剂。1、研究内容及关键技术1.1 研究内
6、容1.1.1 驱油剂液的研制驱油剂体系由油相（柴油或混苯）、水相（土酸 68%盐酸+1.52.5%氢氟酸）、表面活性剂和助表面活性剂组成，在室内大量实验研究的基础上，采用正交设计实验法确定最终配方。正交表为L9（34），正交因素、水平如表1所示。表1 驱油剂正交实验因素水平表因素水平1水平2水平3代码名称A土酸，%404550B防膨剂，%234C表面活性剂，%A0.1A0.2A0.3D助剂，%11.52其中因素C采用活动水平，这样可以避免不合理的水平搭配，消除因素间交互作用，保证实验效果。采用室内动静态测试评价驱油剂性能，结果见表2。表2 正交实验表列号ABCD残渣分解率%测试号1111140
7、62122247231333508421236635223192762312774731327638321172593323659I1386183219051992总和：=589总平均：u=655II2364212417942009III2147194121981896I/3462611634664II/3待添加的隐藏文字内容2788708598670III/3716647733632极差3269713538由上表,结果可知：因素A3个水平对应数据的平均值分别为462、788、716，说明水平A2较A3、A1较好。类似地看出因素B 的水平B2 较好，C3、D3 较好。最后选出最优应用条件为A2
8、C3B2D3。由极差分析可以看出，因素排名为ACBD，因素A、C对残渣分解率指标影响较大。通过对因素A、C进行的补充正交实验，最后得出驱油剂的基本组成：柴油（35.5%）、水相（45%）、防膨剂（3%）、表面活性剂（13.5%）、助剂（3%）。1.2 驱油剂性能评价1.2.1 钢片腐蚀实验根据石油天然气行业标准SY5854的规定，采用静态挂片法分别测定2种酸液在80时对N80钢片（5cm1cm0.3cm）的腐蚀速率，结果见表3表3 土酸、驱油剂对钢片的腐蚀率类型钢片质量3小时腐蚀的质量（g）腐蚀速率（mg.cm-2/h）6小时腐蚀的质量（g）腐蚀速率（mg.cm-2/h）土 酸7.31320.
9、11682.860.19812.43驱油剂7.28440.06381.560.11851.45由表3可知，驱油剂对钢片的的腐蚀速度明显低于土酸，前者与后者相比3h腐蚀率降低了454%，6h腐蚀率降低了402%。1.2.2 与岩石反应1.2.2.1 静态实验分别用驱油剂和土酸70下浸泡岩芯块，分别于一定时间取出烘干、称重，计算岩芯溶蚀率，结果如表4。表4 土酸、驱油剂对岩石的溶蚀速率30分60分90分120分150分180分溶蚀量（g）土 酸032073122123124125驱油剂003011038052076079根据上表画出溶蚀量与时间的关系曲线如图1由图可见，与土酸相比，驱油剂对岩石的溶
10、蚀速率较低；土酸与岩石反应2小时就基本达到平衡；而驱油剂的反应2小时仍未达到平衡，溶蚀量继续增加，随着反应的进行，两种酸对岩石的溶蚀量差别减小。驱油剂对岩石3小时的溶蚀量是土酸的60%。1.2.2.2 在填砂管中的损耗速度根据杜212-59-301井岩芯粒度分析，把岩芯块小心解离，并分选出7596微米的砂子，水洗除去颗粒表面的粘土颗粒，烘干后装入50cm的填砂管中，抽空饱和水。用此填砂管，分别注入不同段塞体积的土酸及驱油剂体系，然后在70下用pH=7的模拟水驱替，泵速为0.5ml/min考察流出液pH值的变化。结果如表5。表4 土酸、驱油剂对岩石的溶蚀速率pH值1234567酸液流出量（ml）
11、土 酸28123419217314612853驱油剂172152133125938653根据上表做流出液pH值与酸液注入体积的关系曲线如图2流出液pH值与酸液注入体积由上图可知，当泵速一定时，不同酸液体系在多孔介质中运移相同距离时所消耗的量（单位距离的耗损量）是不同的，当流出液的pH值达到2时，土酸需要注入23.4ml，而驱油剂仅需17.2 ml，即实际消耗的土酸为7.7ml（土酸的体积浓度为45%），因此，驱油剂的消耗速率远小于土酸，即在用量相同的情况下，驱油剂在地层中的运移及作用距离要远大于土酸。1.2.2.3 填砂管中的反应特性考察岩砂在两种酸液体系中的反应特性。在70下，先将模拟地层水
12、（总矿化度为120g/L，二价阳离子质量浓度为3g/L）泵入上述填砂管至压力稳定，然后注入一段酸液体系，酸液段塞固定为30ml，泵速为0.5ml/min。注完后不停泵再转注注地层水，驱至压力稳定，记录不同位置压力降。实验数据见表5、表6。表5 土酸酸化前后压梯度变化距离（距端口距离cm）010203040压力梯度（Pa/cm）酸化前3.12.51.51.32.1酸化后6.55.51.51.82.3根据上表做酸化前后压梯度变化关系曲线如图3土酸酸化前后压梯度变化由上图可知，酸化后的曲线在020cm之间下降幅度大，说明土酸在注入端口入就发生了较剧烈的反应，产生的气体堵塞孔隙，使得填砂管前面2个测压
13、点压力梯度有了较大幅度的提高。另外，一部分砂子由于被溶蚀，体积减小，重新运移堆积，引起渗透率下降，从而使得该部位压力升高。表6 驱油剂前后压梯度变化距离（距注入端距离cm）010203040压力梯度（Pa/cm）使用前1821111425使用后1316222751根据上表做酸化前后压梯度变化关系曲线如图4驱油剂酸化前后压梯度变化上图中使用驱油剂后的曲线在13cm以后缓慢上升（与酸化前相比），驱油剂由于具有缓慢释放作用，在注入端口附近酸液基本没有消耗，只是发生了组分的变化，如表面活性剂、油的吸附滞留和体系被稀释时发生相态的变化等。当运移到一定深度时，驱油剂体系被破坏，土酸被释放出来并与砂子发生反
14、应。因此，从填砂管实验中可以看出，驱油剂具有一定的延缓酸蚀作用。1.2.2.4 驱油剂动态流动实验在静态实验研究的基础上，在高温岩心流动仪上进行了驱油剂通过岩心的模拟流动。通过岩心的驱替流体依次为：3%防膨剂（50PV） 驱油剂（350PV） 3%防膨剂（50PV）3%防膨剂（150PV，反向流动）。实验条件：岩心总长20.8cm，温度70，流量0.5ml/min，回压8MPa，围压15 MPa。实验结果如表7所示。通过岩心液量/PV0100200300400500K/K010.55.14.84.54.3驱油剂液通过岩心动态流动后，岩芯的渗透率有明显的改善，岩心伤害比（Fd=(K0-K/)K0
15、）在-4左右，3%防膨剂反向流动后，岩心渗透率基本保持稳定，说明驱油剂在有效提高渗透率的同时，能够防止溶蚀微粒运移，避免二次沉淀等污染的产生，具有较好的低伤害性能。1.2.2.5 驱油剂的穿透性能采用分段的长填砂岩心，压实，加入填砂管中。人造岩心总长1.4m，等分为7段，中间有端口。驱替流体可以连续流过整个岩心，也可分段流动。驱油剂解堵液改善岩心渗透率实验数据见表8。表8 岩心分段渗透率改善情况分段渗透率10-3/um2K1/K0初始值K0解堵后K1A1A2125895616A2A3130881578A3A4137887547A4A5121806566A5A6126832560A6A71297
16、91513A7A81287855101.2.2.6 驱油剂体系低伤害性能驱油剂缓速原理是基于由于具有缓慢释放作用，具有进入地层后缓速释放氢离子，维持体系较低pH值（pH2）的特点，实验结果如表9。表9 土酸、驱油剂的乏酸pH值与时间的关系10分钟20分钟30分钟40分钟50分钟60分钟pH值土 酸455055565555驱油剂151618171919由上表做出乏酸pH值与时间的关系曲线如图5驱油剂酸化施工过程中可以有效抑制氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化亚铁沉淀的生成，同时在低pH值的状态下，降低高氟络合物离子浓度，减缓氟硅酸钾、氟硅酸钠、氟化铝等二次沉淀的生成。1.2.2.7 静态洗油效果实验静洗
17、油效果试验结果见表10，可以看出，在同一温度下，随着驱油剂浓度的增加，洗油率增加。在0.3%的浓度下，洗油率可达到89.8%，接近水洗的2倍。表10 静态洗油实验结果驱油剂浓度00.150.20.30.40.5备 注洗 油 率4570.578.989.890.694.5901.2.2.8 驱油剂辅助200热水驱提高驱油效率岩心流动试验我们选取了两种在国内油田应用效果较好，有代表性的热采添加剂和我们自己研制的驱油剂一同进行评价。这三种热采添加剂分别是：（1）WPS-3高温降粘剂（实验代号为1）（2）KW-1高温助排驱油剂（实验代号为2）（3）自研驱油剂（实验代号为3）实验用的水为油田地层水，原油
18、为剂40-18-41井原油试验结果见表11序号PV热水驱热水+1剂热水+2剂热水+3剂10.00.00.00.00.020.2538.941.642.839.830.550.653.554.753.541.060.362.964.165.652.06769.170.073.863.069.671.672.177.575.071.973.874.581.9810.073.875.476.485.5表11 不同的添加剂辅助200热水驱提高驱油效果试验结果由表中可见，在添加剂不同的驱油剂进行驱替时，其驱替效果都不同程度地有所改善，但以3剂最为显著，200热水驱时，最终驱油效率为73.8%，而添加自发
19、研制的驱油剂，最终驱油效率高达85.5%。1.2.2.9 防膨剂性能评价取岩心样品，平均分成两份，分别用注汽锅炉冷凝水添加0.3%驱油剂的注汽锅炉冷凝水进行浸泡，4小时后，发现未加驱油剂的岩心全部分散，由于粘土矿物膨胀，体积增加，而加入化学助排剂的岩心基本保持原样。实验室内，我们采用膨润土及区块取芯井的天然岩心，进行定量实验，取14ml实验样品，加溶液至100ml，充分振荡均匀后静止12小时，记录试验后的体积，确定防膨性能，结果见表12。表12 驱油剂防膨性能评价驱油剂浓度0.1%0.3%0.75%1.25%2.5%5%防膨率（%）19.253.280.7785.896.1598.081.2.
20、2.10 耐温性测定将驱油剂溶液置于280的高温烘箱内，分别经24h、18h、72h、96h，恒温热处理后取出，冷却至室温，然后在不同浓度下与处理前相对比，测定其表面张力，具体结果见表13。数据显示该驱油剂具有良好的耐温性。表13 驱油剂处理前后耐温性能测定结果 24h48h72h96h驱油剂高温处理前表面张力（mn/m）33.434.135.936.3 驱油剂高温处理后表面张力（mn/m）32.934.035.636.1 1.2.2.11 对采出液脱水性能影响由于联合站内原油物性及水质差异性较大，频繁造成外输含水超标，为避免这种现象，我们考查了驱油剂对采出液脱水性能的影响，室内实验表明，该剂
21、与破乳剂具有较好的配伍性，该驱油剂加入对联合站原油的破乳脱水及后水处理不会产生任何不良影响。结果见表14。表14 驱油剂与破乳剂配伍性评价序号破乳剂及添加剂用量（ppm）不同时间的脱水量（ml）脱水界高0.5h1h1.5h2h4h1空 白0011.55不 齐250 ppm0.51.5389.5不 齐350 ppm+3驱油剂0.52489不 齐4100ppm破乳剂12.56910不 齐5100ppm+3驱油剂12.56.51011齐2. 驱油剂技术现场应用2.1 选井条件：a. 原油粘度高，生产周期短的油井；b. 回采水率低的井；c. 周期生产偏离同类油井生产规律；d. 蒸汽扩散不好，注入压力高
22、的井及注汽压力居高不下的井；e. 渗透率低，产量低，但有产能的井2.2 现场施工工艺对于吞吐井，先注入地层一定量的蒸汽，预热地层，清洗炮眼附近的稠油，接着注入驱油剂，降低近井地带的稠油粘度，提高有效部位的吸气筒，同时驱油剂伴随蒸汽进入油层深部，溶解深部，堵塞物增大油流通道，提高原油采收率。2.3 现场试验取得的效果、效益自2006年10月至2007年3月，先后在欢工处合作开发油井试验6口井，有效成功率达到100%，累增油500多吨，扣除投入化工原料费和生产成本后创经济效益一百多万元。三 、结论1、取得的结论和认识 该驱油剂能够显著地提高吞吐井的油气比和采注比； 该驱油剂能够减少地下存水率，提高
23、注入蒸汽的热效率，具有修复地层的作用，一周期实施，多周期受效，具有较强的技术优势。 该驱油剂具有剥蚀地层残余油，增强驱油效果，提高原油采收率的功效。 该驱油剂与原油具有良好的配伍性，乳化速度快，降粘效果好，适用范围广。 该驱油剂具有深部解堵之功效。2、未来发展方向 该驱油剂的配制和施工工艺简单，便于推广，相信会有广阔的市场前景； 具有调剖封窜功能的驱油剂是未来发展的趋势。参考文献1有机化学实验第二版 黄涛主编2化学过程工艺学浙江大学、华东理工大学编，高等教育出版社 3石油化工设计手册等大连理工大学出版社： 高等教育出版社致谢特此感谢欢工处科技科全体人员的协助，在合作开发管理部与厂家科技人员的共同努力下，开发研制高效驱油剂，并使科研成果得以成功应用。
