论文部分内容阅读
[摘 要]由于低渗透油藏成岩作用强，胶结致密，孔喉细小，渗透率低，注水过程中暴露出“注不进”的矛盾突出，造成注水开发效果差。石油磺酸盐作为一种有效的表面活性剂，具有降低油水界面张力的作用，达到减小毛管阻力，改善注水状况，增强注水开发效果，提高低渗油田采收率。
[关键词]高压低渗透；注入；石油磺酸盐
中图分类号：G656 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0253-01
一、石油磺酸盐在油水两相中的分布研究
当两个不互溶的液相接触时，如果其中一相或两相含有表面活性物质，就可能产生动态界面张力，两相间的界面张力随时间连续变化，直到平衡为止。不同结构的表面活性剂在油相和水相的分配能力不同。只有在水相和油相均有一定溶解度的表面活性剂，才有可能在界面上富集，从而大大降低界面张力。
1、矿化度对石油磺酸盐在油水中分布的影响
低渗透油藏注入水的矿化度差异很大，实验过程中以不同浓度的NaCl盐水作为模拟水，分析石油磺酸盐在油水混合液中的分配。浓度测定结果显示，水相的矿化度明显影响着石油磺酸盐在油水两相的分配。
2、石油磺酸盐浓度对其在油水中分布的影响
当油水两相不变，增加石油磺酸盐的浓度时，检测结果显示，石油磺酸盐在油水两相的分配系数存在最小值。在地层水矿化度情况下，随磺酸盐浓度的增大，磺酸盐在油水两相分配时其分配系数随磺酸盐浓度的增大而先降低，当磺酸盐浓度达到0.20%以后，其分配系数又开始增大。
3、石油磺酸盐在油水界面上的分布
界面上的吸附-脱附位垒与表面活性剂在特定体系中的亲水-亲油能力密切相关。表面活性剂在某一相中的溶解能力较强，则它从此相向另一相分配时界面上的吸附-脱附位垒就大，从另一相向此相分配时界面上的吸附-脱附位垒就小。表面活性剂盐水溶液与正构烷烃间的动态界面张力特征由界面上的吸附-脱附位垒决定。
二、石油磺酸盐驱油机理研究
1、石油磺酸盐降低界面张力后减小毛管阻力。表面活性剂能够降低油水界面张力，减小水驱残余油的毛管阻力。油水界面张力通常为20-30mN/m，通过降低油水界面张力，理想的表面活性剂能够降低界面张力至10-4-10-3mN/m，石油磺酸盐的单剂和复配体系能够降低界面张力至10-2-10-3mN/m，从而大大降低或消除地层的毛细管作用。
2、石油磺酸盐降低界面张力后消除贾敏效应。在低渗油藏中，油珠通过空隙喉道时，需克服变形产生的附加阻力，产生的附加阻力称为贾敏效应，在油藏岩石孔隙中，这种附加阻力的叠加效果非常显著。表面活性剂能够促进油珠拉伸和变形，消除低渗孔喉处的贾敏效应。
3、石油磺酸盐提高水驱洗油效率，增加水驱毛管数。在影响原油采收率的众多决定性因素中，驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数。提高洗油效率一般通过增加毛细管准数实现，而降低油水界面张力则是增加毛细管准数的主要途径。
4.石油磺酸盐具有增溶洗油性能。
三、石油磺酸盐配方体系研究
胜利石油磺酸是利用一定馏分的胜利原油直接磺化而成的阴离子表面活性剂，因而依据相似相溶原理，使其与地层流体的配伍、耐温、耐盐能力更优。同时胜利石油磺酸盐也是一个含有分子量大小不一、结构复杂、成分多样的复合体，通过添加少量其他表面活性剂，可以提高其乳化、胶溶和润湿性，进一步降低其与原油的界面张力，增强驱油效果。所以，石油磺酸盐的配方体系是以磺酸盐为主剂同其他表面活性剂进行复配制得。
四、现场实施情况
（一）gd22井组简介
gd22井组位于史深100断块沙三中油藏中部中二北加密井区，含油面积0.6km2，地质储量77.0×104t。主力砂体为中14、中21，该井组共有油井6口，水井1口。史3-4-8井具有以下地质特点：
1、井组储层连通性好，可以形成有效注采井网：2、注水压力逐渐升高，注水量递减快。
3、油井液量、油量低，地层能量不足。
（二）方案设计
1、方案设计原则.（1）优化石油磺酸盐增注适宜的浓度及用量（孔隙体积倍数），有效提高注水能力；（2）优化石油磺酸盐增注适宜的用量（孔隙体积倍数），提高经济效益；
2、注入参数确定.（1）石油磺酸盐增注体系的最佳注入浓度。检测结果显示，体系DZ-1具有稳定的降低油水界面张力性能。其浓度为0.4%时，油水样的界面张力降至最低（1.87×10-2mN/m），增注体系对油砂表面油膜的剥离效率最高（64.31%）；确定注入石油磺酸盐浓度为0.4%。（2）最佳注入孔隙倍数.根据试验结果，注入DZ-1的量达到孔隙体积的0.5倍后，注水压力下降幅度减小。现场试验中考虑经济效益及注入时间，初步确定注入石油磺酸盐用量为孔隙体积的0.5倍。在现场试验过程中，根据试验效果调整。
3、石油磺酸盐增注体系的用量计算
Gd22井组为一平行四边形，边长为640米，高为640米。注水层分为沙三中14、沙三中21、沙三中21、沙三中22四个小层，合计实射厚度19.5m。
按注入孔隙体积倍数0.5倍，石油磺酸盐增注体系浓度为0.4%。
（三）現场实施效果
最初设计处理地层半径30m，注入0.5倍孔隙体积石油磺酸盐，磺酸盐使用浓度0.4%，设计磺酸盐用量24吨。2007年6月8日开始进行了流程安装，2007年6月13日开始进行了石油磺酸盐加注。目前，注入磺酸盐总量约33吨。实施石油磺酸盐增注措施后史3-4-8水井注水状况得到改善，对应油井也见到了一定增油效果。
1、水井注水状况得到改善
（1）水井启动压力降低.从注水指示曲线可以看出实施石油磺酸盐增注后启动压力由29.6MPa下降为28.1MPa，吸水指数由0.20m3/d.m.MPa上升为0.28m3/d.m.MPa。
（2）注水压力降低，注水有效期延长.Gd22-23井为石油磺酸盐注入井，该井为控制注水，配注量40m3/d。2007年6月前注水压力28MPa，每天注水量24m3/d，实施磺酸盐增注后在注水压力不变的情况下注水量增加为43m3/d，目前虽然由于注水压力的下降使注水量改变，目前注水能力仍保持在30m3/d以上。同期对比井gd22-23为2015年12月转注，开始注水压力31MPa，日注水量31m3，5个月后注水压力上升为33MPa，日注水量下降为8m3，基本不吸水。实施检管冲砂措施后，注水压力为35MPa，日注42m3，但3个月后注水压力达到35MPa，日注1m3。
2、井组对应油井见效明显
Gd22-3-23井为2015年9月转注，转注后在实施石油磺酸盐注入前井组产量月产液量为1065吨，月产油量为930吨。实施石油磺酸盐注入工艺后，井组产量下降趋势不但得到控制，而且呈现了油井产量增加现象。日产油量由31.3t/d上升到33.6t/d，增加了2.3t/d，日产液量由35.5t/d上升到39.1t/d，增加了3.6t/d，累计增油1871吨。若计算注水不正常因素，该井组产量将以19.1%速度递减，将影响产油量590吨，因此，考虑油井注水不正常因素，整个井组累计增油量为2461吨。
五、结论
从2016年6月开始在gd22井组实施石油磺酸盐提高采收率应用，见到明显降低注水压力，提高对应油井采油能力的效果，呈现了较好的降压增油现象。通过石油磺酸盐在史3-4-8井的应用，可以说明：1、石油磺酸盐可用于低渗油田的水井降压增注。石油磺酸盐具有较好的洗油能力，可以减少水井井筒附近油污污染，降低注水压力，提高注水能力。2、石油磺酸盐在地层中的洗涤和降低油水界面张力作用，使地层中岩层表面原油被清洗出来，增加对应油井产量，增强了注水开发效果，提高低渗油田采收率。
参考文献
[1] 中国石化出版社《低渗透砂岩油藏渗吸规律研究》ISBN编号：9787511 420916.作者：张星.
[关键词]高压低渗透；注入；石油磺酸盐
中图分类号：G656 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0253-01
一、石油磺酸盐在油水两相中的分布研究
当两个不互溶的液相接触时，如果其中一相或两相含有表面活性物质，就可能产生动态界面张力，两相间的界面张力随时间连续变化，直到平衡为止。不同结构的表面活性剂在油相和水相的分配能力不同。只有在水相和油相均有一定溶解度的表面活性剂，才有可能在界面上富集，从而大大降低界面张力。
1、矿化度对石油磺酸盐在油水中分布的影响
低渗透油藏注入水的矿化度差异很大，实验过程中以不同浓度的NaCl盐水作为模拟水，分析石油磺酸盐在油水混合液中的分配。浓度测定结果显示，水相的矿化度明显影响着石油磺酸盐在油水两相的分配。
2、石油磺酸盐浓度对其在油水中分布的影响
当油水两相不变，增加石油磺酸盐的浓度时，检测结果显示，石油磺酸盐在油水两相的分配系数存在最小值。在地层水矿化度情况下，随磺酸盐浓度的增大，磺酸盐在油水两相分配时其分配系数随磺酸盐浓度的增大而先降低，当磺酸盐浓度达到0.20%以后，其分配系数又开始增大。
3、石油磺酸盐在油水界面上的分布
界面上的吸附-脱附位垒与表面活性剂在特定体系中的亲水-亲油能力密切相关。表面活性剂在某一相中的溶解能力较强，则它从此相向另一相分配时界面上的吸附-脱附位垒就大，从另一相向此相分配时界面上的吸附-脱附位垒就小。表面活性剂盐水溶液与正构烷烃间的动态界面张力特征由界面上的吸附-脱附位垒决定。
二、石油磺酸盐驱油机理研究
1、石油磺酸盐降低界面张力后减小毛管阻力。表面活性剂能够降低油水界面张力，减小水驱残余油的毛管阻力。油水界面张力通常为20-30mN/m，通过降低油水界面张力，理想的表面活性剂能够降低界面张力至10-4-10-3mN/m，石油磺酸盐的单剂和复配体系能够降低界面张力至10-2-10-3mN/m，从而大大降低或消除地层的毛细管作用。
2、石油磺酸盐降低界面张力后消除贾敏效应。在低渗油藏中，油珠通过空隙喉道时，需克服变形产生的附加阻力，产生的附加阻力称为贾敏效应，在油藏岩石孔隙中，这种附加阻力的叠加效果非常显著。表面活性剂能够促进油珠拉伸和变形，消除低渗孔喉处的贾敏效应。
3、石油磺酸盐提高水驱洗油效率，增加水驱毛管数。在影响原油采收率的众多决定性因素中，驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数。提高洗油效率一般通过增加毛细管准数实现，而降低油水界面张力则是增加毛细管准数的主要途径。
4.石油磺酸盐具有增溶洗油性能。
三、石油磺酸盐配方体系研究
胜利石油磺酸是利用一定馏分的胜利原油直接磺化而成的阴离子表面活性剂，因而依据相似相溶原理，使其与地层流体的配伍、耐温、耐盐能力更优。同时胜利石油磺酸盐也是一个含有分子量大小不一、结构复杂、成分多样的复合体，通过添加少量其他表面活性剂，可以提高其乳化、胶溶和润湿性，进一步降低其与原油的界面张力，增强驱油效果。所以，石油磺酸盐的配方体系是以磺酸盐为主剂同其他表面活性剂进行复配制得。
四、现场实施情况
（一）gd22井组简介
gd22井组位于史深100断块沙三中油藏中部中二北加密井区，含油面积0.6km2，地质储量77.0×104t。主力砂体为中14、中21，该井组共有油井6口，水井1口。史3-4-8井具有以下地质特点：
1、井组储层连通性好，可以形成有效注采井网：2、注水压力逐渐升高，注水量递减快。
3、油井液量、油量低，地层能量不足。
（二）方案设计
1、方案设计原则.（1）优化石油磺酸盐增注适宜的浓度及用量（孔隙体积倍数），有效提高注水能力；（2）优化石油磺酸盐增注适宜的用量（孔隙体积倍数），提高经济效益；
2、注入参数确定.（1）石油磺酸盐增注体系的最佳注入浓度。检测结果显示，体系DZ-1具有稳定的降低油水界面张力性能。其浓度为0.4%时，油水样的界面张力降至最低（1.87×10-2mN/m），增注体系对油砂表面油膜的剥离效率最高（64.31%）；确定注入石油磺酸盐浓度为0.4%。（2）最佳注入孔隙倍数.根据试验结果，注入DZ-1的量达到孔隙体积的0.5倍后，注水压力下降幅度减小。现场试验中考虑经济效益及注入时间，初步确定注入石油磺酸盐用量为孔隙体积的0.5倍。在现场试验过程中，根据试验效果调整。
3、石油磺酸盐增注体系的用量计算
Gd22井组为一平行四边形，边长为640米，高为640米。注水层分为沙三中14、沙三中21、沙三中21、沙三中22四个小层，合计实射厚度19.5m。
按注入孔隙体积倍数0.5倍，石油磺酸盐增注体系浓度为0.4%。
（三）現场实施效果
最初设计处理地层半径30m，注入0.5倍孔隙体积石油磺酸盐，磺酸盐使用浓度0.4%，设计磺酸盐用量24吨。2007年6月8日开始进行了流程安装，2007年6月13日开始进行了石油磺酸盐加注。目前，注入磺酸盐总量约33吨。实施石油磺酸盐增注措施后史3-4-8水井注水状况得到改善，对应油井也见到了一定增油效果。
1、水井注水状况得到改善
（1）水井启动压力降低.从注水指示曲线可以看出实施石油磺酸盐增注后启动压力由29.6MPa下降为28.1MPa，吸水指数由0.20m3/d.m.MPa上升为0.28m3/d.m.MPa。
（2）注水压力降低，注水有效期延长.Gd22-23井为石油磺酸盐注入井，该井为控制注水，配注量40m3/d。2007年6月前注水压力28MPa，每天注水量24m3/d，实施磺酸盐增注后在注水压力不变的情况下注水量增加为43m3/d，目前虽然由于注水压力的下降使注水量改变，目前注水能力仍保持在30m3/d以上。同期对比井gd22-23为2015年12月转注，开始注水压力31MPa，日注水量31m3，5个月后注水压力上升为33MPa，日注水量下降为8m3，基本不吸水。实施检管冲砂措施后，注水压力为35MPa，日注42m3，但3个月后注水压力达到35MPa，日注1m3。
2、井组对应油井见效明显
Gd22-3-23井为2015年9月转注，转注后在实施石油磺酸盐注入前井组产量月产液量为1065吨，月产油量为930吨。实施石油磺酸盐注入工艺后，井组产量下降趋势不但得到控制，而且呈现了油井产量增加现象。日产油量由31.3t/d上升到33.6t/d，增加了2.3t/d，日产液量由35.5t/d上升到39.1t/d，增加了3.6t/d，累计增油1871吨。若计算注水不正常因素，该井组产量将以19.1%速度递减，将影响产油量590吨，因此，考虑油井注水不正常因素，整个井组累计增油量为2461吨。
五、结论
从2016年6月开始在gd22井组实施石油磺酸盐提高采收率应用，见到明显降低注水压力，提高对应油井采油能力的效果，呈现了较好的降压增油现象。通过石油磺酸盐在史3-4-8井的应用，可以说明：1、石油磺酸盐可用于低渗油田的水井降压增注。石油磺酸盐具有较好的洗油能力，可以减少水井井筒附近油污污染，降低注水压力，提高注水能力。2、石油磺酸盐在地层中的洗涤和降低油水界面张力作用，使地层中岩层表面原油被清洗出来，增加对应油井产量，增强了注水开发效果，提高低渗油田采收率。
参考文献
[1] 中国石化出版社《低渗透砂岩油藏渗吸规律研究》ISBN编号：9787511 420916.作者：张星.