渤海某低渗油田表面活性剂降压增注技术

李晓亮，江安，苏延辉(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

0 引言

随着海上低渗油田的逐步开发，低渗油田注水开发将成趋势，由于低渗油藏基质渗透性差、吸水能力低、外来伤害对注水的影响等因素[1-2]，普遍面临注入压力高、达不到配注量等难题[3]。渤海某油田主力产层为沙河街组，储层平均孔隙度为13.0%，平均渗透率为38.3×10-3μm2，属典型的低渗油藏。目前该油田4口注水井整体呈现注水压力逐渐升高、视吸水指数逐渐下降的趋势。文章开展了注水井表面活性剂降压增注技术研究，利用其降低油水界面张力和提高岩石水相渗透率等机理[4]，实现降压增注的目的。

1 仪器及材料

主要仪器包括：TX-500C型旋转滴表(界)面张力仪；DKS12型电热恒温水浴锅；ME104E电子天平；岩心驱替实验装置等。实验材料包括：油田现场地层水(矿化度11 322 mg/L，CaCl2水型)及原油样品；主力储层段天然岩心样品；实验室配制的表面活性剂降压增注体系(以双子型非离子表活剂为主剂复配而成)。

2 实验结果及讨论

2.1 药剂与地层水配伍性

使用油田现场地层水配制0.1%浓度的不同表面活性剂降压增注体系于比色管中，摇晃均匀后放入90℃烘箱中恒温24h，观察其溶解性及稳定性。实验结果见表1。

由实验结果可知： BHJ-01出现絮状沉淀，BHJ-12出现浑浊，两者均无法满足油田现场作业要求；BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14未出现浑浊、分层、沉淀等异常现场，与油田地层水配伍性良好。

2.2 表面张力性能测试

将与油田地层水配伍性良好的4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14用地层水配制不同浓度溶液，采用TX-500C型旋转滴表(界)面张力仪测定其表面张力。随着浓度降低，当表面张力出现明显增加时的前一个点，即为表面活性剂的临界胶束浓度，实验结果如图1所示。

由实验结果可知：4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14的临界胶束浓度分别为0.06%、0.02%、0.04%、0.02%；当浓度大于临界胶束浓度时，4种体系降低表面张力的能力均较强，BHJ-08和BHJ-14相对更强一些。

2.3 油水界面张力性能测试

将4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14用地层水配制不同浓度溶液，采用TX-500C型旋转滴表(界)面张力仪测定其与原油的界面张力，实验结果如图2所示。

图1 药剂表面张力性能测试

图2 药剂降低油水界面张力性能测试

由实验结果可知：随浓度增加，4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14降低油水界面张力的能力均增强，BHJ-08浓度≥0.4%、BHJ-14浓度≥0.25%时可达到10-3mN/m数量级，效果明显优于BHJ-02和BHJ-03。因此，优先考虑选用BHJ-08和BHJ-14两种体系。

2.4 降压增注效果评价

优选出的BHJ-08和BHJ-14两种药剂继续开展岩心驱替实验研究，考察对低渗岩心的降压增注效果。考虑到吸附作用，岩心驱替实验的药剂浓度设计应略高。因此，本次实验中BHJ-08浓度选择0.5%、0.6%，BHJ-14浓度选择为0.3%、0.4%。

依据该油田储层特点，实验温度设为90 ℃，选取气测渗透率(20～40)×10-3μm2的天然岩心。实验前将岩心烘干称取岩心干重，饱和水后称取岩心湿重，通过两次重量差计算出岩心孔隙体积(PV)。岩心参数如表2所示。

表2 实验用岩心参数

实验步骤：用地层水先以低流速(0.1 mL/min)驱替5.0 PV后改1.0 mL/min的恒定流速驱替已饱和的岩心直到压力稳定；饱和原油，以低流速(0.1 mL/min)驱替直至岩心末端不再出水，继续驱替10 PV并老化24 h，记录驻留在岩心中的原油量(V0)；一次水驱：用地层水以恒定速度(0.5 mL/min)驱替岩心直至压力稳定(P1)，记录驱出原油量V1；改注不同浓度表面活性剂溶液至压力稳定，记录压力变化情况及驱出原油量V2；二次水驱：继续以0.5 mL/min的速度水驱至压力稳定(P2)，记录驱出原油量V3。

数据处理：降压效果(%)=(P1-P2)/P1×100%。残余油饱和度(%)=(V0-V1-V2-V3)/PV×100%。实验结果见表3。

表3 岩心驱替降压增注实验结果对比

实验结果表明：随加药浓度增加，降压增注能力明显提高，BHJ-08总体性能更佳，加量0.6%时降压效果超过30%，驱油效果增加17%。

综上，建议选择BHJ-08作为该油田注水井降压增注表面活性剂体系，推荐使用浓度为0.6%。

3 结语

优选出的BHJ-08体系与地层水配伍性良好，临界胶束浓度为0.04%，有较强的降低表面张力能力。当浓度不低于0.4%时，体系油水界面张力可达10-3mN/m数量级。通过岩心驱替降压增注实验验证，体系浓度0.6%时降压效果超过30%，驱油效果增加17%。建议BHJ-08体系用于该油田注水井，可起到显著的降压增注效果。