1、大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.195/J.SSN.1000-3754.202106052一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系闫强伟 韩创辉 李文娟（西安长庆化工集团有限公司，陕西 西安710000）摘要：针对传统的无机碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱油体系容易对地层造成结垢堵塞和采出液后续处理及排放较困难等问题，使用与地层水配伍性较好的有机碱和低毒、易生物降解以及价格低廉的生物表面活性剂为主要处理剂，研制了一种新
2、型低伤害有机碱三元复合驱油体系，并对其综合性能进行了评价。结果表明：新型低伤害有机碱三元复合驱油体系具有较低的界面张力，老化90 d后界面张力仍能维持在0.004 4 mN/m；驱油体系与原油形成的乳状液稳定性较强，在60 下放置120 min析水率为33.6%，放置24 h电动电位仍能达到73.5 mV；驱油体系具有良好的抗吸附性能，吸附5次后界面张力仍能维持在0.009 3 mN/m；驱油体系的生物毒性较低，EC50值可以达到58 450 mg/L，并且易生物降解，BOD5与CODcr比值可以达到 34.6%，环保性能良好。实践证明，新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的驱油效果较好，在岩心水
3、驱后注入0.5 PV三元复合驱油体系后能使采收率继续提高25.5%以上，在三次采油方面具有较好的应用前景。关键词：三元复合驱；生物表面活性剂；有机碱；低伤害；驱油效果；采收率中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0115-08New lowdamage organic alkali ASP flooding systemYAN Qiangwei，HAN Chuanghui，LI Wenjuan（Xi an Changqing Chemical Group Co Ltd，Xi an 710000，China）Abstract：In view
4、of the problems of traditional ASP flooding system easy to cause scaling and blocking damage to formation and difficult to subsequently treat and discharge produced fluid，organic alkali with good compatibility with formation water and low toxicity，biodegradable and low-cost biosurfactants are used a
5、s main treatment agent to develop a new type of low-damage organic alkali ASP flooding system and evaluate its comprehensive performance.The results show that the new ASP flooding system has lower interfacial tension，and the interfacial tension can still maintain at 0.004 4 mN/m after 90 days of agi
6、ng.The emulsion formed by displacement system and crude oil has high stability.Water syneresis rate is 33.6%after 120 min at 60，and Zeta potential can still reach-73.5 mV after placed for 24 hours.The system has good anti-adsorption performance，and interfacial tension can still maintain at 0.0093 mN
7、/m after adsorbed for 5 times.Biological toxicity of the system is lower，EC50 value can reach 58 450 mg/L and easily to be biodegraded，BOD5/CODcr value can reach 34.6%，and environmental protecting performance is good.Practice shows that the new low-damage organic alkali ASP flooding system has bette
8、r oil displacement effects.After core waterflooding，oil recovery can be furtherly enhanced by more than 25.5%after injecting 0.5 PV ASP flooding system，therefore the new system has better application prospect in tertiary oil production.Key words：ASP flooding；biosurfactant；organic alkali；low damage；o
9、il displacement effect；recovery收稿日期：2021-06-28 改回日期：2022-01-06基金项目：国家科技重大专项“低渗透油藏提高采收率新方法与关键技术”（2017ZX05013）。第一作者：闫强伟，男，1980年生，工程师，从事油田化学、石油化工方面研究。E-mail：97I2023 年大庆石油地质与开发0引 言随着水驱开发的不断深入，中国大多数油田已经进入了高含水开发阶段，注水开发的效果正在逐渐变差，大量剩余油滞留在油藏孔隙中得不到有效动用。为了提高油藏水驱开发后的采收率，国内外众多石油工作者开展了各种化学驱油技术的研究，其中碱/表面活性剂/聚合物（AS
10、P）三元复合驱油是最常见的一种三次采油技术15，碱与原油中的石油酸类物质反应可以生成石油皂类表面活性物质，并与 ASP 中的表面活性剂产生协同作用，能够有效降低油水界面张力，而聚合物的加入可以有效提高驱油体系的波及效率，改善油藏的吸水剖面，碱、表面活性剂与聚合物三者协同作用能够达到有效提高驱油效率的目的。三 元 复 合 驱 中 通 常 使 用 的 碱 类 型 主 要 为NaOH、NaHCO3以及 Na2CO3等无机碱，表面活性剂类型主要为石油磺酸盐类以及其他合成表面活性剂。无机碱容易与地层水或者地层岩石中的高价金属离子反应而产生结垢问题，从而对地层造成堵塞。而石油磺酸盐类表面活性剂的生物毒性较
11、强，并且不易生物降解，从而对化学驱采出液的处理和排放造成影响，容易造成环境污染，并增大了开采成本69。因此，研究低毒、低伤害、高效的新型三元复合驱油技术具有比较广阔的应用前景。有机碱的碱性相对于无机碱而言比较弱，与高价金属离子的作用也较弱，而其与原油中石油酸类物质的反应与无机碱相差不大。有些研究者1016提出有机碱可以替代无机碱应用于三元复合驱油体系中，结果表明有机碱不仅可以避免结垢堵塞储层现象的出现，还可以与表面活性剂和聚合物产生良好的协同效应，并能够达到较好的驱油效果。生物表面活性剂不仅具有一定的界面活性，而且具有绿色环保、易生物降解、价格相对低廉的特点，在化学驱三次采油技术领域具备良好的
12、应用前景1721。本文以生物表面活性剂和有机碱为主要处理剂，研制了一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系，并对其综合性能进行了评价，以期为三元复合驱采油技术的发展提供借鉴。1实验部分1.1实验材料及仪器实验材料：生物表面活性剂 A（多糖脂类）、生物表面活性剂 B（糖脂类和类脂衍生物的混合物）、生物表面活性剂C（脂肽类），西安长庆化工集团有限公司；乙醇胺、二乙醇胺、三甲胺、三乙胺、聚醚胺，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；部分水解聚丙烯酰胺（水解度为 30%，相对分子质量为 20106），中国石油大庆炼化公司；NaOH，Na2CO3，国药集团化学试剂有限公司；陆上某油田模拟地层水（总矿化度为 35
13、165 mg/L，其中Ca2+质量浓度为1 251 mg/L），使用无机盐和蒸馏水配制而成；陆上某油田储层脱气脱水原油（常温下黏度为 2.16 mPas，密度为 0.885 g/cm3）；陆上某油田储层段油砂；人造环氧树脂胶结柱状均质岩心（岩心尺寸：长度30 cm，直径2.5 cm）。实验仪器：TX500C 旋转滴界面张力仪，北京品创思精密仪器有限公司；WZS185A 型浊度测定仪，上海仪天科学仪器有限公司；IKA T25高速分散机，上海土森视觉科技有限公司；HaakeRS300旋转流变仪，德国哈克公司；SHAC 水浴恒温振荡器，常州市亿能实验仪器厂；JS94H型Zeta电位测量仪，上海中晨数
14、字技术设备有限公司；高温高压多功能岩心驱替实验装置，海安县石油科研仪器有限公司。1.2实验方法1.2.1界面张力测定按照石油与天然气行业标准 SYT 53702018 表面及界面张力测定方法22中的实验方法，使用 TX500C旋转滴界面张力仪测定不同类型溶液与储层原油之间的界面张力。1.2.2碱与地层水的配伍性使用蒸馏水配制模拟地层水，然后将其与不同类型的无机碱及有机碱溶液按不同比例（体积比）进行混合，搅拌均匀后在 60 下放置 48 h，观察混合液的外观变化情况，并使用浊度仪测定混合液的浊度。1.2.3溶液黏度测定使用 HaakeRS300 旋转流变仪测定不同聚合物溶液的黏度，实验温度均为
15、60，剪切速率均为10 s-1。116第 42 卷 第 1 期闫强伟 等：一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系1.2.4乳化性能评价将储层原油和新型低伤害有机碱三元复合驱油体系按体积比为 11 进行混合，然后将其在60 下恒温加热 30 min，再使用高速分散机进行搅拌乳化，搅拌速率设定为 2 000 r/min，搅拌时间为 5 min，最后将混合溶液放置在 60 恒温下，记录不同时间点析出水的体积，并计算析水率，以此评价新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的乳化性能。1.2.5Zeta电位测定按照1.2.4中的实验方法配制乳状液，然后将乳状液在 60 恒温下放置不同时间后，取油相液面下层的浑浊水
16、相 4 mL，使用 Zeta 电位测量仪在室温下测定其Zeta电位。1.2.6抗吸附性能评价将油砂过 80120 目筛后，将其与新型低伤害有机碱三元复合驱油体系按固液比为 19 的比例进行混合，然后将其在 60 下恒温振荡反应 24 h，取上层清液，测定其与储层原油之间的界面张力变化情况；一次吸附实验完成后，更换油砂，重复上述步骤，进行多次吸附实验，以此评价新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的抗吸附性能。1.2.7生物毒性和生物可降解性测定按照石油与天然气行业标准 SY/T 67882010水溶性油田化学剂环境保护技术评价方法23和SY/T 67872010水溶性油田化学剂环境保护技术要求24，分别评价新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的生物毒性和生物可降解性能。1.2.8驱油性能评价采用岩心驱替实验评价新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的驱油性能，配制新型低伤害有机碱三元复合驱油体系溶液，准备岩心、地层水和储层原油，使用高温高压多功能岩心驱替实验装置开展驱油性能评价实验。实验步骤：（1）将人造岩心抽真空饱和模拟地层水，并测定液相渗透率，备用；（2）以流速0.1 mL/min注入储层原油，饱
