開發(fā)研制高效驅(qū)油劑論文12324

1、摘要：摘要：該項目的研究目的是開發(fā)研制高效驅(qū)油劑，通過有機溶劑，無機化 合物以及表面活性劑的協(xié)同作用，提高油井遠(yuǎn)井地帶滲透率，提高原油日 產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，進而提高經(jīng)濟效益。按照規(guī)定的內(nèi)容及進度，課題 組開展了一系列理論研究與室內(nèi)試驗工作，并根據(jù)特定區(qū)塊的地質(zhì)狀況及 油藏特點，研究開發(fā)出了驅(qū)油劑配方體系，同時并對其性能進行了評價。 該項目具有良好的應(yīng)用前景，與其它酸化手段相比，可避免近井眼的地層 過度酸化，而又達到深部酸化的目的，同時能夠剝蝕殘余油。該驅(qū)油劑的 配制和施工工藝簡單，便于推廣，相信會有廣闊的市場前景 關(guān)鍵詞：驅(qū)油劑，協(xié)同作用，滲透率，驅(qū)油劑配方體系，驅(qū)油劑性能評價 目目 錄錄

2、一、前言3 二、正文 1、研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)4 1.1 研究內(nèi)容 4 1.1.1 驅(qū)油劑液的研制4 1.2 驅(qū)油劑性能評價 6 1.2.1 鋼片腐蝕實驗 6 1.2.2 與巖石反應(yīng) 6 1.2.2.1 靜態(tài)實驗6 1.2.2.2 在填砂管中的損耗速度7 1.2.2.3 填砂管中的反應(yīng)特性9 1.2.2.4 驅(qū)油劑動態(tài)流動實驗 11 1.2.2.5 驅(qū)油劑的穿透性能11 1.2.2.6 驅(qū)油劑體系低傷害性能 12 1.2.2.7 靜態(tài)洗油效果實驗 13 1.2.2.8 驅(qū)油劑輔助 200熱水驅(qū)提高驅(qū)油效率巖心流動試驗13 1.2.2.9 防膨劑性能評價 14 1.2.2.10 耐溫性測定 15

3、1.2.2.11 對采出液脫水性能影響 15 2. 驅(qū)油劑技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用 16 2.1 選井條件： 16 2.2 現(xiàn)場施工工藝 16 三、三、結(jié)論 1. 取得的結(jié)論和認(rèn)識16 2. 未來發(fā)展方向17 參考文獻18 致謝19 前言前言 *油田位于西部凹陷西斜坡南部,從下往上發(fā)育古潛山,高升,杜家臺,蓮花,大凌河,熱 河臺,興隆臺,于樓,東營,館陶十套油氣層。 1980 年*油田正式投入開發(fā)，其資源有稀油，稠油，高凝油和天然氣。經(jīng)過 20 多 年的勘探開發(fā)，其主力區(qū)塊已進入遞減階段，油氣生產(chǎn)呈現(xiàn)雙高一低的特點。即采出 程度高，含水高，產(chǎn)量低。但同時又存在一批難采儲量難以動用或采出程度并不高。 這批儲

4、量一般存在低滲、高凝、特稠、低阻、隱蔽、分散的特點。動用起來難度更大， 投資更多，風(fēng)險更高。要較好地勘探、開發(fā)這批難采儲量，就需要掌握多學(xué)科專業(yè)知 識，基本素質(zhì)更高的綜合型人才，收集、研究多學(xué)科的資料和信息，應(yīng)用更多的新工 藝，新技術(shù)來完成。 低產(chǎn)低效井驅(qū)油增產(chǎn)技術(shù)研究低產(chǎn)低效井驅(qū)油增產(chǎn)技術(shù)研究 在油井生產(chǎn)過程中，由于固體顆粒和膠體物質(zhì)不斷向油井運移，造成近井地帶滲 透率下降，原油日產(chǎn)量降低，生產(chǎn)成本增大。該項目的研究目的是開發(fā)研制高效驅(qū)油 劑，通過有機溶劑，無機化合物以及表面活性劑的協(xié)同作用，提高油井遠(yuǎn)井地帶滲透 率，提高原油日產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，進而提高經(jīng)濟效益。 該項目研發(fā)的技術(shù)思路是開

5、發(fā)一種驅(qū)油劑體系，將驅(qū)油劑帶入地層深部與堵塞物 和砂巖顆粒進行反應(yīng)，以達到提高遠(yuǎn)井地帶滲透率的目的，同時能夠乳化稠油，將地 層由油潤濕，變成水潤濕，剝蝕殘余油，最終達到提高原油采收率的目的。 該驅(qū)油劑能在很高的溫度下不破乳，在蒸汽或泵壓的驅(qū)動下，會增大酸化作用距 離，達到深部酸化的目的。該驅(qū)油劑體系是把常規(guī)酸與有機溶劑、表面活性劑以及助 表面活性劑混合在一起形成一種均勻、透明的體系，具有很高的穩(wěn)定性。在驅(qū)油劑體 系中，油/水界面張力往往達到超低（通常原油和水之間的界面張力為 50mn/m，驅(qū)油劑 其界面張力可以降低到 10-4到 10-5mn/m 的數(shù)值） ，粘度很低，容易泵入，同時由于形成

6、的油外相微乳液降低了氫離子的釋放速度，酸被逐漸釋放出來，可運移到遠(yuǎn)離井眼的 位置，以達到較大范圍的酸化效果。該項目的關(guān)鍵技術(shù)是開發(fā)一種高效的驅(qū)油劑。 1 1、研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)、研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù) 1.1 研究內(nèi)容 1.1.1 驅(qū)油劑液的研制 驅(qū)油劑體系由油相（柴油或混苯） 、水相（土酸 68%鹽酸+1.52.5%氫氟酸） 、表 面活性劑和助表面活性劑組成，在室內(nèi)大量實驗研究的基礎(chǔ)上，采用正交設(shè)計實驗法 確定最終配方。正交表為 l9（34） ，正交因素、水平如表 1 所示。 表1 驅(qū)油劑正交實驗因素水平表 因素 代碼名稱 水平1水平2水平3 a土酸，%404550 b防膨劑，%234 c表面活

7、性劑，% a0.1a0.2a0.3 d助劑，%11.52 其中因素c采用活動水平，這樣可以避免不合理的水平搭配，消除因素間交互作用， 保證實驗效果。 采用室內(nèi)動靜態(tài)測試評價驅(qū)油劑性能，結(jié)果見表2。 表2 正交實驗表 列號 測試號 abcd 殘渣分解率 % 11111406 21222472 31333508 42123663 52231927 62312774 73132763 83211725 93323659 i1386183219051992 ii2364212417942009 iii2147194121981896 i/3462611634664 ii/3 788 708598670

8、 總和：=589 總平均： u=655 iii/3716647733632 極差3269713538 由上表,結(jié)果可知：因素a3個水平對應(yīng)數(shù)據(jù)的平均值分別為 462、788、716，說明水平a2較a3、a1較好。類似地看出因素b 的水平b2 較好， c3、 d3 較好。最后選出最優(yōu)應(yīng)用條件為a2c3b2d3。 由極差分析可以看出，因素排名為acbd，因素a、c對殘渣分解率指標(biāo)影響較大。 通過對因素a、c進行的補充正交實驗，最后得出驅(qū)油劑的基本組成：柴油（35.5%） 、 水相（45%） 、防膨劑（3%） 、表面活性劑（13.5%） 、助劑（3%） 。 1.2 驅(qū)油劑性能評價 1.2.1 鋼片腐

9、蝕實驗 根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sy5854的規(guī)定，采用靜態(tài)掛片法分別測定2種酸液在80 時對n80鋼片（5cm1cm0.3cm）的腐蝕速率，結(jié)果見表3 表3 土酸、驅(qū)油劑對鋼片的腐蝕率 類型鋼片質(zhì)量 3小時腐蝕的質(zhì)量 （g） 腐蝕速率 （mg.cm- 2/h） 6小時腐蝕的質(zhì)量 （g） 腐蝕速率 （mg.cm- 2/h） 土 酸7.31320.11682.860.19812.43 驅(qū)油劑7.28440.06381.560.11851.45 由表3可知，驅(qū)油劑對鋼片的的腐蝕速度明顯低于土酸，前者與后者相比3h腐蝕率 降低了454%，6h腐蝕率降低了402%。 1.2.2 與巖石反應(yīng) 1.2.2.

10、1 靜態(tài)實驗 分別用驅(qū)油劑和土酸70下浸泡巖芯塊，分別于一定時間取出烘干、稱重，計算 巖芯溶蝕率，結(jié)果如表4。 表4 土酸、驅(qū)油劑對巖石的溶蝕速率 30分60分90分120分150分180分 土 酸032073122123124125溶蝕量 （g）驅(qū)油劑003011038052076079 根據(jù)上表畫出溶蝕量與時間的關(guān)系曲線如圖1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 30分60分90分120分150分180分 時間（分） 溶蝕量（量） 土酸 驅(qū)油劑 由圖可見，與土酸相比，驅(qū)油劑對巖石的溶蝕速率較低；土酸與巖石反應(yīng)2小時就 基本達到平衡；而驅(qū)油劑的反應(yīng)2小時仍未達到平衡，溶蝕

11、量繼續(xù)增加，隨著反應(yīng)的進 行，兩種酸對巖石的溶蝕量差別減小。驅(qū)油劑對巖石3小時的溶蝕量是土酸的60%。 1.2.2.2 在填砂管中的損耗速度 根據(jù)杜212-59-301井巖芯粒度分析，把巖芯塊小心解離，并分選出7596微米的砂 子，水洗除去顆粒表面的粘土顆粒，烘干后裝入50cm的填砂管中，抽空飽和水。用此 填砂管，分別注入不同段塞體積的土酸及驅(qū)油劑體系，然后在70下用ph=7的模擬水 驅(qū)替，泵速為0.5ml/min考察流出液ph值的變化。結(jié)果如表5。 表4 土酸、驅(qū)油劑對巖石的溶蝕速率 ph值1234567 土 酸28123419217314612853酸液流出 量（ml）驅(qū)油劑1721521

12、33125938653 根據(jù)上表做流出液ph值與酸液注入體積的關(guān)系曲線如圖2 0 5 10 15 20 25 30 1234567 流出液ph值 流出液體積（ml） 土酸 驅(qū)油劑 流出液ph值與酸液注入體積 由上圖可知，當(dāng)泵速一定時，不同酸液體系在多孔介質(zhì)中運移相同距離時所消耗 的量（單位距離的耗損量）是不同的，當(dāng)流出液的ph值達到2時，土酸需要注入 23.4ml，而驅(qū)油劑僅需17.2 ml，即實際消耗的土酸為7.7ml（土酸的體積濃度為45%） ， 因此，驅(qū)油劑的消耗速率遠(yuǎn)小于土酸，即在用量相同的情況下，驅(qū)油劑在地層中的運 移及作用距離要遠(yuǎn)大于土酸。 1.2.2.3 填砂管中的反應(yīng)特性 考察

13、巖砂在兩種酸液體系中的反應(yīng)特性。在70下，先將模擬地層水（總礦化度為 120g/l，二價陽離子質(zhì)量濃度為3g/l）泵入上述填砂管至壓力穩(wěn)定，然后注入一段酸 液體系，酸液段塞固定為30ml，泵速為0.5ml/min。注完后不停泵再轉(zhuǎn)注注地層水，驅(qū) 至壓力穩(wěn)定，記錄不同位置壓力降。實驗數(shù)據(jù)見表5、表6。 表5 土酸酸化前后壓梯度變化 距離（距端口距離 cm） 010203040 酸化前3.12.51.51.32.1壓力梯度 （pa/cm）酸化后6.55.51.51.82.3 根據(jù)上表做酸化前后壓梯度變化關(guān)系曲線如圖3 0 1 2 3 4 5 6 7 010cm20cm30cm40cm 距離 壓力梯

14、度（pa/cm） 酸化前 酸化后 土酸酸化前后壓梯度變化 由上圖可知，酸化后的曲線在 020cm 之間下降幅度大，說明土酸在注入端口入就 發(fā)生了較劇烈的反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體堵塞孔隙，使得填砂管前面 2 個測壓點壓力梯度有 了較大幅度的提高。另外，一部分砂子由于被溶蝕，體積減小，重新運移堆積，引起 滲透率下降，從而使得該部位壓力升高。 表6 驅(qū)油劑前后壓梯度變化 距離（距注入端距離 cm） 010203040 使用前1821111425壓力梯度 （pa/cm）使用后1316222751 根據(jù)上表做酸化前后壓梯度變化關(guān)系曲線如圖 4 0 1 2 3 4 5 6 0cm10cm20cm30cm40cm

15、距離 壓力梯度（pa/cm） 使用前 使用后 驅(qū)油劑酸化前后壓梯度變化 上圖中使用驅(qū)油劑后的曲線在 13cm 以后緩慢上升（與酸化前相比） ，驅(qū)油劑由于 具有緩慢釋放作用，在注入端口附近酸液基本沒有消耗，只是發(fā)生了組分的變化，如 表面活性劑、油的吸附滯留和體系被稀釋時發(fā)生相態(tài)的變化等。當(dāng)運移到一定深度時， 驅(qū)油劑體系被破壞，土酸被釋放出來并與砂子發(fā)生反應(yīng)。 因此，從填砂管實驗中可以看出，驅(qū)油劑具有一定的延緩酸蝕作用。 1.2.2.4 驅(qū)油劑動態(tài)流動實驗 在靜態(tài)實驗研究的基礎(chǔ)上，在高溫巖心流動儀上進行了驅(qū)油劑通過巖心的模擬流 動。通過巖心的驅(qū)替流體依次為：3%防膨劑（50pv） 驅(qū)油劑（350p

16、v） 3%防 膨劑（50pv）3%防膨劑（150pv，反向流動） 。實驗條件：巖心總長20.8cm，溫度70， 流量0.5ml/min，回壓8mpa，圍壓15 mpa。實驗結(jié)果如表7所示。 通過巖心液量/pv0100200300400500 k/k010.55.14.84.54.3 驅(qū)油劑液通過巖心動態(tài)流動后，巖芯的滲透率有明顯的改善，巖心傷害比 （fd=(k0-k/)k0）在-4左右，3%防膨劑反向流動后，巖心滲透率基本保持穩(wěn)定，說明驅(qū) 油劑在有效提高滲透率的同時，能夠防止溶蝕微粒運移，避免二次沉淀 等污染的產(chǎn)生，具有較好的低傷害性能。 1.2.2.5 驅(qū)油劑的穿透性能 采用分段的長填砂巖心

17、，壓實，加入填砂管中。人造巖心總長1.4m，等分為7段， 中間有端口。驅(qū)替流體可以連續(xù)流過整個巖心，也可分段流動。驅(qū)油劑解堵液改善巖 心滲透率實驗數(shù)據(jù)見表8。 表8 巖心分段滲透率改善情況 滲透率10-3/um2 分段 初始值k0解堵后k1 k1/k0 a1a2125895616 a2a3130881578 a3a4137887547 a4a5121806566 a5a6126832560 a6a7129791513 a7a8128785510 1.2.2.6 驅(qū)油劑體系低傷害性能 驅(qū)油劑緩速原理是基于由于具有緩慢釋放作用，具有進入地層后緩速釋放氫離子， 維持體系較低ph值（ph2）的特點，實

18、驗結(jié)果如表9。 表9 土酸、驅(qū)油劑的乏酸ph值與時間的關(guān)系 10分鐘20分鐘30分鐘40分鐘50分鐘60分鐘 土 酸455055565555 ph值 驅(qū)油劑151618171919 由上表做出乏酸ph值與時間的關(guān)系曲線如圖5 0 1 2 3 4 5 6 10分鐘20分鐘30分鐘40分鐘50分鐘60分鐘 時間 ph值 土 酸 驅(qū)油劑 驅(qū)油劑酸化施工過程中可以有效抑制氫氧化鐵、氫氧化鋁、氫氧化亞鐵沉淀的生 成，同時在低ph值的狀態(tài)下，降低高氟絡(luò)合物離子濃度，減緩氟硅酸鉀、氟硅酸鈉、 氟化鋁等二次沉淀的生成。 1.2.2.7 靜態(tài)洗油效果實驗 靜洗油效果試驗結(jié)果見表10，可以看出，在同一溫度下，隨著

19、驅(qū)油劑濃度的增加， 洗油率增加。在0.3%的濃度下，洗油率可達到89.8%，接近水洗的2倍。 表10 靜態(tài)洗油實驗結(jié)果 驅(qū)油劑濃 度 00.150.20.30.40.5備 注 洗 油 率4570.578.989.890.694.5 90 1.2.2.8 驅(qū)油劑輔助 200熱水驅(qū)提高驅(qū)油效率巖心流動試驗 我們選取了兩種在國內(nèi)油田應(yīng)用效果較好，有代表性的熱采添加劑和我們自己研 制的驅(qū)油劑一同進行評價。 這三種熱采添加劑分別是：（1）wps-3高溫降粘劑（實驗代號為1 ） （2）kw-1高溫助排驅(qū)油劑（實驗代號為2 ） （3）自研驅(qū)油劑（實驗代號為3 ） 實驗用的水為油田地層水，原油為劑40-18-

20、41井原油試驗結(jié)果見表11 序號pv熱水驅(qū)熱水+1劑熱水+2劑熱水+3劑 10.00.00.00.00.0 20.2538.941.642.839.8 30.550.653.554.753.5 41.060.362.964.165.6 52.06769.170.073.8 63.069.671.672.177.5 75.071.973.874.581.9 810.073.875.476.485.5 表11 不同的添加劑輔助200熱水驅(qū)提高驅(qū)油效果試驗結(jié)果 由表中可見，在添加劑不同的驅(qū)油劑進行驅(qū)替時，其驅(qū)替效果都不同程度地有所 改善，但以3劑最為顯著，200熱水驅(qū)時，最終驅(qū)油效率為73.8%，而

21、添加自發(fā)研制 的驅(qū)油劑，最終驅(qū)油效率高達85.5%。 1.2.2.9 防膨劑性能評價 取巖心樣品，平均分成兩份，分別用注汽鍋爐冷凝水添加0.3%驅(qū)油劑的注汽鍋爐 冷凝水進行浸泡，4小時后，發(fā)現(xiàn)未加驅(qū)油劑的巖心全部分散，由于粘土礦物膨脹，體 積增加，而加入化學(xué)助排劑的巖心基本保持原樣。 實驗室內(nèi)，我們采用膨潤土及區(qū)塊取芯井的天然巖心，進行定量實驗，取14ml實 驗樣品，加溶液至100ml，充分振蕩均勻后靜止12小時，記錄試驗后的體積，確定防膨 性能，結(jié)果見表12。 表12 驅(qū)油劑防膨性能評價 驅(qū)油劑濃 度 0.1%0.3%0.75%1.25%2.5%5% 防膨率 （%） 19.253.280.7

22、785.896.1598.08 1.2.2.10 耐溫性測定 將驅(qū)油劑溶液置于280的高溫烘箱內(nèi)，分別經(jīng)24h、18h、72h、96h，恒溫?zé)崽?理后取出，冷卻至室溫，然后在不同濃度下與處理前相對比，測定其表面張力，具體 結(jié)果見表13。 數(shù)據(jù)顯示該驅(qū)油劑具有良好的耐溫性。 表13 驅(qū)油劑處理前后耐溫性能測定結(jié)果 24h48h72h96h 驅(qū)油劑高溫處理 前表面張力 （mn/m） 33.434.135.936.3 驅(qū)油劑高溫處 理后表面張力 （mn/m） 32.934.035.636.1 1.2.2.11 對采出液脫水性能影響 由于聯(lián)合站內(nèi)原油物性及水質(zhì)差異性較大，頻繁造成外輸含水超標(biāo)，為避免這

23、 種現(xiàn)象，我們考查了驅(qū)油劑對采出液脫水性能的影響，室內(nèi)實驗表明，該劑與破乳劑 具有較好的配伍性，該驅(qū)油劑加入對聯(lián)合站原油的破乳脫水及后水處理不會產(chǎn)生任何 不良影響。結(jié)果見表14。 表14 驅(qū)油劑與破乳劑配伍性評價 不同時間的脫水量（ml） 序 號 破乳劑及添加劑用量 （ppm） 0.5h1h1.5h2h4h 脫水界 高 1空 白0011.55不 齊 250 ppm0.51.5389.5不 齊 3 50 ppm+3驅(qū)油劑 0.52489不 齊 4100ppm破乳劑12.56910不 齊 5 100ppm+3驅(qū)油劑 12.56.51011齊 2.2. 驅(qū)油劑技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用驅(qū)油劑技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用 2.12.1 選井條件：選井條件