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1、表面活性剂在低渗透油藏中的应用摘 要 针对我国低渗透油田采收率比较低、开发效果不佳的情况，本文对在没有碱性条件下、能与中原油田文 92 北块原油，产生超低界面张力的几种阴离子非离子表面活性剂驱油剂体系进行了室内研究，最终确定出了适合文92北块的表面活性剂驱油体系。首先考察了这 7 种体系的界面张力和配伍性能，进行配方筛选，并对性能较好的三种体系 SHPC3、SHPC4 和 SHPC7 进行了浓度优化，确定最佳使用浓度为 0.28%。然后对这三种表面活性剂进行耐温、吸附性、抗盐性、乳化性、稳定性等性能进行评价，筛选出了一种乳化能力较强、静态咐附量较低、耐高温抗盐的表面活性剂驱油体系 SHPC7，
2、可达超低界面张力（10mN/m）、耐温能力 96，抗盐能力达15.2410mg/L，抗钙镁能力达 5763mg/L。 然后通过室内人造低渗透非均质岩心物理模拟驱油实验评价了SHPC7 驱油体系对提高采收率的影响，发现在注入浓度相同、注入时机相同（均为 0.28%）时，注入量增大，采收率增大，注入 0.4PV 的 SHPC7 段塞采收率增值最大，比水驱采收率高 5.68%；注入 0.2PV 的 SHPC7 段塞较注入 0.1PV 的相应段塞增值提高了 1.34%，而注入0.3PV 的SHPC7 段塞较注入 0.2PV 的相应段塞采收率增值提高了 0.21%。 因此，优选文92-31 井组进行表面
3、活性剂驱施工方案设计，采用注入 0.4PV 的SHPC7 表面活性剂体系，不仅降低成本，又能达到提高采收率的目的。 关键词：表面活性剂；低渗透油藏；界面张力；耐温抗盐；乳化性； Abstract According to the conditions of low waterflooding recovery efficiency of low permeability reservoirs in Zhongyuan Oilfield, in order to screen surfactant flooding system available to W92 northern reservo
4、ir, experiments of seven Nonionic-Anionic surfactant flooding systems which could lead to ultra-low interfacial tension with the oil of W92 northern reservoir were carried out in the lab without alkali. In this paper, we have examined interfacial tension and compatibility of seven surfactant floodin
5、g systems to screen the best formula, and optimized the concentration of three Surfactant Flooding Systems (SHPC3, SHPC4 and SHPC7) with superior performance. The best concentration of these three systems is 0.28%. Then through performance evaluation of resistance to temperature and salinity, adsorp
6、tivity, emulsitify and stability, SHPC7 with better emulsification, resistance to temperature and salinity and ultra-low interfacial tension was selected, whose limitation to temperature, salinity, and Ca&Mg is 96, 15.2410mg/L and 5763mg/L respectively. Then theeffectiveness for EOR of coreflooding
7、experiments using SHPC7 surfactant flooding system whose concentration is 0.3% was investigated with low permeability heterogeneity artificial cores. Experiments showed that under the same injection time and same concentration, the recovery ratio increment was increased with increasing multiple of i
8、njected pore volume. The recovery ratio increment of injecting 0.4PV surfactant slug is the highest, about 5.68% over water flooding, compared with that of injecting 0.1PV and 0.2PV,the increment of recovery efficiency is 1.34%, from injecting 0.1PV to 0.2PV, higher than 0.21%, from injecting 0.2PV
9、to 0.3PV. So, Surfactant Flooding System SHPC7 with 0.2 multiple of injected pore volume should be advised in the field operation proposal for low cost and better effect of EOR. Finally, W92-31 well group was selected and surfactant flooding construction scheme iii was designed by injecting 0.4PV su
10、rfactant, which would reduce the cost and enhance oil recovery. Key words: low permeability reservoir, surfactant, interfacial tension, resistance to temperature and salinity II目 录 目 录1第一章 绪论21.1 研究目的意义21.2 低渗透油藏概述21.1.1 低渗透油藏的分类21.2.2 低渗透油藏的主要特征31.2.3 国内开发历史及现状31.2.4 低渗透油藏表面活性剂驱的应用及前景51.3 研究的内容5第二章
11、 表面活性剂概述72.1 表面活性剂的结构与性质72.2 常用驱油用表面活性剂82.3 表面活性剂驱油机理102.4 表面活性剂驱油效果的影响因素11第三章 文92北块驱油用表面活性剂体系配方研究133.1 文92北块油藏描述133.2 试验材料143.2.1 试验药品143.3 配伍性实验153.4界面张力实验163.5吸附性能实验183.6乳化能力193.7耐盐耐温性实验203.8 驱油性能实验21参考文献24致 谢26第一章 绪论1.1 研究目的意义随着石油资源的逐渐枯竭，在开采高产井的同时，低渗透油藏的有效开采也倍受关注。优选适合低渗油藏的表面活性剂体系对提高原油采收率具有重要指导意义
12、。低渗油藏渗透率低、低孔喉小、孔隙度低，并在长期的水驱过程中因粘土颗粒水化膨胀造成储层渗 透率的再度下降，出现注入压力增大，注人困难的问题。因此对低渗油藏表面活性剂驱油体系提出更高的要求。 以油田自身条件选择表面活性剂剂进行体系界面活性、润湿性、防膨性、洗油效率及驱油效率的综合评价，优选出适用于低渗油藏的高效驱油用表面活性剂体系。以便增加驱替流体毛管数，改变储层润湿性，降低油滴的启动压力，使油膜较易从岩石表面剥落下来，同时减缓粘土颗粒分散运移带来的储层伤害，提高低渗油藏原油采收率。1.2 低渗透油藏概述 1.1.1 低渗透油藏的分类 低渗透油藏是一个相对的概念，在世界上的划分是没有统一的、固定
13、的标准和边界。不同国家根据不同时期的石油储备和技术经济条件的发展，但总体指储层低丰度、低渗透、低生产能力的单井油田。根据低渗透油田的渗流力学特性，将其渗透率在0.150认为低渗透油藏，并将低渗透油藏又分为三类。第一类是一般低渗透储层，渗透率为1050，这种储层附近为正常油层，具有工业生产，但在钻井和完井过程中极易造成污染，需要采取相应措施保护油层，压裂才能进一步提高其产量。二是超低渗透储层，渗透率在110-310附近，这类储层和正常油层有明显差异，它的束缚水饱和度增高，测井电阻率下降，自然生产力一般达不到工业标准，必须采用大型压裂等措施，才能有效地投入工业的生展，例如，安塞长清油田、吉林油田、
14、大庆榆树林油田。第三类是超低渗储层，渗透率一般在0.110-31左右。由于孔隙半径小，难以进入油气。这种储层一般都非常致密，束缚水饱和度很高，基本上没有自然生产力，一般没有工业开发的的价值。但如果油层厚度大，原油性质更好等，在同一时间，可以采取既能提高石油产量，又减少投资，降低成本的有效措施，也可以进行工业开发，也可以获得一定的经济利益。如长庆油矿管理局开发的多数油田。1.2.2 低渗透油藏的主要特征 低渗透油藏的特性有以下几个主要方面： 断层多且结构复杂，含油面积小，层数多，厚度大、断层多且结构复杂是这类油田的基本特点。由于断层多和致密性，经常把储层分为孤立的小断块油田，含油面积相对较小，但
15、多个层厚度的变化不大，从几米到几十米，甚至几百米。 储层物性的变化大，孔隙小、比表面积大，渗透较低，低渗透油藏为主的小孔隙和微微细喉道，平均喉道直径在26 43m之间，孔喉半径中值0.1 2.0m，比表面积2 20g。储层孔喉细小，比表面积大，直接形成了低渗透的结果，是低渗透油藏一系列生产开采的根本原因。 渗流特点不遵循达西定律，低渗透储层由于小孔隙、比表面积和油层边界厚度大，贾敏效应和表面分子力强，其渗流规律不服从达西定律，非达西渗流特征明显。渗透率越低，启动压力梯度越大。 弹性能量小，低渗透储层由于储层连通性差，流动阻力小，一般边底层水不活跃，弹性能量极小。除了少量的异常高压油藏，弹性阶段采收率仅为1%至3%。1.2.3 国内开发历史及现状 中国大陆上第一个生产特低渗油藏井，自1907年9月11日延长油田1号井投产以来，中国已成功开发了一批特低渗透油田。低渗透油藏地质储量较多的新疆、大庆、胜利、辽河、中原油田。特别是在准噶尔盆地新发现的小块油田，玛北油田近年来是典型的低渗透油田。表1.1列出了低渗透油田国内部分的概述。表 1.1 国内部分低渗透油田油 区油田 名称油藏类型含 油 面 积地 质 储 量埋 深 m渗 透 率
