关于聚驱后无碱驱油体系提高采收率机理分析

摘要：随着油田开采步伐的加快，对聚合物驱后油藏开采效率也提出更高的要求。然而现行聚合物驱能下尽管可使驱油效率得以提高，但在实际操作中仍可能残留过多的原油，这就要求在聚合物驱后注意做好采收率提高工作。本文将通过相应的实验操作，对聚驱后一元驱、二元驱实际情况、表面活性剂驱油机理、表面聚合物二元驱油机理以及聚合物溶液影响情况进行探析。

关键词：采收率机理；聚合物驱；驱油机理

前言：

在采油技术快速发展背景下，化学驱、微生物驱、气驱与热驱等方法逐渐引入其中，对采收率的提高可起到明显效果。以其中化学驱为例，其主要在化学药剂应用下使油界面张力得以降低，这种方式一般又可细化到碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱等，应用过程中有利于提升采收率。但由于采收工作中面临原油残留问题，需结合其中的驱油机理，使这些问题得以解决。因此，本文对聚驱后采收机理的相关研究，具有十分重要的意义。

一、 室内岩心实验分析

本文在研究中首先从水驱岩心方面着手，通过实验得出具体的一元驱、二元驱等实验结果。实际实验过程中，主要选取中间容器、驱油泵、张力仪以及恒温箱等作为主要设备，选择6m/L恒速驱油以及45℃作为实验条件。对于实验试剂，主要以1700×104分子质量聚合物、3700mg/L矿化度模拟盐水以及两性表面活性剂等。实际开展实验过程中，其步骤集中表现在：①对岩心气测渗透率进行测定；②在抽空岩心后，使模拟盐水得以饱和，并对其孔隙度测量；③在恒温箱中放置岩心，以45℃作为恒温箱温度；④水驱油与聚合物驱油，二者驱油都保持为20PV；⑤在表面活性剂一元、二元体系上进行驱油，同样以20PV为主。这样在实验完成后，便可对相应的采收率进行计算。通过实验发现，若水驱后仍可满足二元驱黏弹性不同、表面活性剂驱界面张力较差，能够达到采收效率提高的的目标。另外，在聚驱情况下，若可保持二元驱不同黏弹性、表面活性剂驱界面张力较低，有利于采收率的提高。但比较之下，在提高表面活性剂驱中所起到的采收效率并不明显，而二元驱下可提升采收率，尤其在二元体系黏弹性提高的情况下，采收效率将更为明显[1]。

二、 表面活性剂驱油机理研究

在对表面活性剂驱油机理进行研究中，主要利用模型驱油实验操作，对界面张力不同的表面活性剂渗流过程进行分析，判断残余油运移、剩余油分布等情况，以此得出聚驱后表面活性剂的驱油机理。具体实验中，所选取的材料仍以1700×104分子质量聚合物、3700mg/L模拟盐水为主，并将羧基甜菜碱作为表面活性剂。并在实验过程中将玻璃刻蚀模型作为物理模型。具体实验过程中，其步骤集中表现在：对饱和油抽空、水驱油20PV、观察与记录聚合物驱整个实现过程、将表面活性剂注入且保持驱油20PV、对驱油效率进行计算。

通过实验发现，对于聚驱后表面活性剂，其在采收率上较为明显，而且该采收率提高值会在界面张力下降的情况下呈增大趋势，此时因表面活性剂驱使洗油效率得到大幅度提升。同时，在聚驱后可发现，若表面活性剂在界面张力上较低，其很可能对油水界面带来影响，使界面出现明显变形问题，这样因变形问题的存在很可能有小油滴存在。这些油滴的形成主要由于残余油启动后，有表面活性剂作用而影响油丝的稳定运移，这样便使o/w乳状液形成。一般油滴运移时，实现的方式主要包括四种，分别为：油滴被拉成油丝、“Y”型孔道有油滴穿过时断裂为小油滴、壁面捕获下小油滴的形成以及狭窄流道中小油滴的形成等。這些油滴运移中，聚并问题极为明显[2]。

三、 表面聚合物二元驱油机理研究

分析表面聚合物二元驱油机理中，所选取的实验材料主要以1700×104分子质量聚合物、3700mg/L模拟盐水为主，保持10mPa·s（30℃）的模拟油粘度，且以508mg/L作为水驱用水矿化度。整个实验步骤与表面活性剂驱油实验步骤相同，在此基础上分析结界面张力不同情况下的水驱采收率、聚驱采收率以及二元驱采收率等。可通过对比表面活性剂驱微观驱油机理，能够发现二元驱油与其存在较多共性，如残余油在聚驱后的启动，都以拉成油丝、拉成油滴等为主，再如残余油运移方面，强调以o/w乳状液形式，从岩心中将残余油驱替出。这些共性的存在主要因油水界面张力可在表面活性剂应用下得以降低，尤其驱替液作用下将使残余油出现明显的变形。但事实上，从驱油机理上看，差异性也较为明显，如波及体积上的差异，在二元驱方面可使洗油效率得到极大程度的提高，波及体积也会不断扩大，但一元驱情况下，其洗油效率的提高仅集中在聚驱波及体积内，且洗油效率相对二元驱较低。另外，实际实验中也能发现，残余油在二元驱下很容易发生运移，原因在于其黏度较大，残余油在岩心渗流时将受到剪切力影响，所以驱替出油量也极多[3]。

四、 聚合物溶液影响分析

在整个聚驱中，一般参与油膜受聚合物溶液影响也较为明显。以往学者在研究过程中多从非对称波纹管内聚合物溶液流动情况着手，得出残余油膜受聚合物溶液影响的基本情况。实际分析过程中，可将相关的参数如波纹度、威森伯格数We以及界面处剪切力、第一法向应力等引入其中。通过分析可发现，在威森伯格数We增大情况下，第一法向应力对界面的作用极为明显，可说明油膜受聚合物溶液拉拽作用较为明显。其中第一法向应力最小值与最大值分别集中在宽流道、窄流道处，两个值的差异使油膜在窄流道中进行流动。同时，若黏弹性聚合物在We上相同，此时在波纹度增大情况下，界面第一法向应力也会随之提升，这样油膜被驱替将更为容易。另外，若从界面剪切力情况看，其最小值与最大值主要集中在出口与窄流道附近，两个值的差值会在波纹度增大的情况下逐渐提升，其能够充分说明在油膜保持较大厚度的情况下，残余油膜启动将较为容易。由此可见，在非对称波纹管内，残余油膜受到聚合物溶液的影响极为明显[4]。

结论：

驱油效率的提升是当前采油工作中需考虑的主要问题。本文在研究中发现，尽管水驱方式下对采收率的提高可起到明显效果，但相比聚合物驱能又低处很多。而聚合物驱下又面临较多如残余油问题，所以在对采收率提升中，应注意正确认识相关的驱油机理，包括无碱表面活性剂驱、表面活性剂聚合物二元驱等，选择合理的方式以使采收率得到进一步提高。

参考文献：

[1]韩培慧，苏伟明，林海川，高淑玲，曹瑞波，李宜强. 聚驱后不同化学驱提高采收率对比评价[J]. 西安石油大学学报（自然科学版），2011，05：44-48+92+115-116.

[2]黄斌. 变渗流阻力体系驱油提高采收率实验研究[D].东北石油大学，2013.

[3]刘潇潇. 聚驱后聚/表二元驱驱油效果及流度控制研究[D].东北石油大学，2015.

[4]张继红，董欣，叶银珠，杨生，王亚楠. 聚合物驱后凝胶与表面活性剂交替注入驱油效果[J]. 大庆石油学院学报，2010，02：85-88+129.

作者简介：

宋文鹏（1988--），男，，黑龙江省肇东，硕士研究生，毕业于东北石油大学，研究方向：油气田开发工程。