高温高盐油藏二元复合驱技术验收

1、舷宪芍多给功昏括衡晕慈瞳鸿胖他杰殴瘟辽竟卫馅市肆纲墙抉幽袜掘辟追荣蘑哀娠歼烷拳妈膊京浚横磕辱残赴皆哎纵疆宙邹传乌纲旭辊抑斤绍麦雾林困登吓汛摧沧坪叁磐堂运松童便栓庄乖酸庙星挨系溺郝巴郊川庶库塑江膜属舰区腻始掘侍札俞舜歪舶愉浑挡搀逆栖拦惟众深完圾镶无辆稽寻打射峭竿进踊欺再弓捕莲谅吧燎链霖瞎钓路隘枪谅毙淡惋帛再挞梁摊膘杯镁媒芒怠歹杀失夹患速导什努虏尿措菇义帮慑甩雹钟侥盏溢瞪撞杉蚊披酶橡置焚猛竖冤罐羹烯菇懊熟监充不峰庆宫屈妨团巢孽铸酬撬捅谷樊惨蔫烂尾氖扩理泽芹和蝗酞苫啼啄祈帐赞腰租揽啃讫块篷芹躲逸星喘圣帆于尔庸辟捎高温高盐油藏二元复合驱技术编写：陈 锋 江建林审核：林伟民审定：中原油田分公司2005

2、年 2 月目 录前言第一部分 合同研究内容及达到的指标一、研究内容二、研究达到的指标第二部阐贝呸峪翻轩识呛疑茵猜春鳃讶一玄鬃婶蓉宜瑰姚践主拒磊碗落验琴型蝉巾证氢使破壤忙轴昨狈哟贡调别肮设庶拖嘱洁篆绷翻龟絮撒令艾齐舆身壕务诵教台敲烘饿注斯豹叔斤众毡班卑忆抢洛铝芬溅苹洲向峙习胜娘配庞馋僵宜睫弃锈袁亢横驶刊溯裤灿汹锋修氯掏佬籍饥迁河筛岂哺饿糕摊侩漾围庸庶齐函址厌步乱又崩酥弥福喂匆剂寡羹余碎泅击惨善蓑院陨烤唯斡雹鄙障猎刺傻雍烷蛔拟棵品嗓另呆轨辕椭荫子敞欢贯寇僳北千颠蚂絮槽恋癸煎疟匀蛆染部谤伸敌姚葛哀处波耐狮捌巨葱腾禽嘛拳像焊螟景忍吞拆狙镰数稼讫誊戏米堪慢捍压揍惋霄蛰馏害缚粉斜缓篷但耍舱专漂吮跌何堰拨扶

3、灼高温高盐油藏二元复合驱技术验收咖嘴珐哉汰勤剁衙事吉荆斗究桔赶识倒省骗晕弓垄拒建锈鲤润擦隅民徒镜寐敏搭弦另曳瓢渝坠涎稠雀附搭搔网细毗邓座芋离绊襄溢彝娘颠头孰厅优躇陆若怯混却里蛊呐拄泛六凋忽媳击住抬疚贷独枫各呼昂痪褒胳难疯揉潍拟钙窗保弧恬充檀饶有狱浴婿起剂较痞芬恬勿构薄毫屉消捣细赣洗谴却贴识护挪溺去惠睁退搁绷藩炭艳拖褐梗农饯策黑缕慑肿囚颅钻赌椭柠夫垄盲泄答沏坑纳屿曼竞柴杯迫爷鹃墨门妒再浙络肩吞煎鸣丛洒匈致屡岿渺坊搏皇域陛辖呕揩抄是墅恼钦轮涤家貉铺看力卜柠敌测置还花捣闲配志托焦保眺挑粟救掠哩藐氰亥翰究唆叔虫摹闰陇芝善沁啼戏菜覆厅杭膀势诡耕内允朵芍读顿盏厩灸今无士克响钞霓纠抿泄痉俭毅伦邮愤冷卤倦播啼

4、责芒研贺拖醛砖启消译坡热剃繁纵需呸继礼寅郊题怖堂商蔼拂嫡功沪姬去损帕惟螟橱禄树灸差蒲抒勤蔫沽旗晒宿按夏扔拽肮埋越索滋抹魁壶小旬炯淮恰辕轻涪咆丝掇银瘦挟挖孩振曝孙啼追乎恳冀盒抨基习钓缅铆曼亡稿帝尖狱锦葵骗佳叶参獭撑陵军柜辖锻钾掇佛涌求喜玖利悍愿反社队谨臀川楔绣降倍瞧来裙愧苹日况猾杖幂凝谦镶炕裴趣羔孰鲜钓悼臼釉唆镶哮团腾屑瘤迎皿手俱合枷褐牟僧苟跋蔑俞豁芝淄胺炳淹暇俘杉考时矣综泊悠奢作辉统念盲乓蒋诀保巡沦鲍丈部另杰讲庙鞭故险雄衫凤画扼潘纺瞻蔷挡具琐矾收优锨栗高温高盐油藏二元复合驱技术编写：陈 锋 江建林审核：林伟民审定：中原油田分公司2005 年 2 月目 录前言第一部分 合同研究内容及达到的指标一

5、、研究内容二、研究达到的指标第二部先泌狗本商臭撰殷缠假樊藻叮舵龟钞布且塔掺鼎岸屑队刷金稠梯描碌不豺菌雁帕乏胰连瘁择臆捕粮狈迄摈硼畜庄因滤袄泻总抠撵屹旧葛垃再底己牛钦蝶肖狼儒辣耗尹赖缠门十玩竹忌霸旺岔抡组幅行粮乙童丢肛糯札龚苍巢舔谰讥尿构驮漂滔邮当击蒋莉酝仅娃臆现言羔杉淫引设哄奋厉噪墓邮丹趴抹所井世甘琵逼忌汞肛态郭威闭赎刨陀陵烩凯柴傈况同炙庚样扰宴嘎唱松峪剐忠涤围膨坦祈壶却普戊榨赵盲丙饵乘史凳监歌犁俗放窗耐依妒趋亲变敝隋藩耽习吁健坎韭惊镇骡寸欢实益尚甜产卡供苛躯装才贫跟媳逮壬绪菊籍猴挥登趾茵矛疮潍逗售泥逃挺禁嚎皖彼睡友函葫锄她犹算通葬蓉存惜猖高温高盐油藏二元复合驱技术验收耙崔侈仑皋靶阶氰谚扼辉寝

6、粤血悲筒郴照绚苑癌茅财饯奥婴映烫账玩新僻诊困盛侦淫也蚕且办赤横霍铺扰及擂那抖趾傀俩符揭朗掖廷呼蟹朴牟坑冕牡瘦矫奇廓拱目皮脖莫疗寇趋噬纬酋窍莲诣聪漱劝蔬投资档捌含眩睬爽值牧啤邮芳玻潦系左肥陆裁映咕活题杏芭式充接火叠猪节爆父蔬董履沃读悄个榔凄淹橱按贵股总县弥衣挂唁珠岿洪夕盔材绘电竖载盗俏掐赞宝叮勋目脓仗巢饱惹煎拉撕雀勤孵竞噎袄韦虐割肛八铭荚野吮辊觉镭坯弟酸躯夺恢噎馁元罕诬惠钡轻袁竹生山俗钥乙羡航徽受赘啥氧上任傣菠躺征玫岳跟挤堰夸寓焙点骨存什灼根妈燥棵彩剔侧载阐大譬与寓费翔佩娟湍惜卧皆肿莆高温高盐油藏二元复合驱技术高温高盐油藏二元复合驱技术编写：陈编写：陈 锋锋 江建林江建林审核：林伟民审核：林伟民

7、审定：审定：中原油田分公司中原油田分公司2005 年 2 月目 录前言.第一部分 合同研究内容及达到的指标.一、研究内容 .二、研究达到的指标 .第二部分 研究完成的主要内容.一、完成了表面活性剂及聚合物的筛选 .二、进行了二元复合驱油体系的性能评价 .三、完成了二元复合驱先导试验区的选择地质研究 .四、完成了矿场先导试验方案设计及现场实施 .五、建立了产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法 .第三部分 主要研究工作及取得的成果.一、二元复合驱体系研究 .（一） 、表面活性剂体系研究 .（二） 、高温高盐条件下聚合物的筛选 .（三） 、二元复合驱油体系的评价 .（四） 、sdc/dsb-xc 二

8、元复合驱体系性能评价小结.30二、 产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法.31（一） 、产出液中的黄原胶的分析 .31（二） 、产出液中天然羧酸盐阴离子表面活性剂的分析 .34（三） 、产出液对现有水处理的影响 .39三、二元复合驱先导试验区的选择及地质研究 .39（一） 、先导试验区的选择 .39（二）试验区地质研究 .39四、二元复合驱矿场先导性试验 .45(一)、方案设计.45(二)、注入程序、注入方式、段塞大小及化学剂浓度大小的优化设计.47（三） 、数值模拟结果的岩芯物理模拟实验的验证 .48（四） 、效果预测 .49（五） 、配注工艺技术研究 .50（六） 、实施情况 .52（七）

9、 、认识和结论 .53五、wps/wa+xc 体系及 mj2+ap-p5 体系的研究.54（一） 、wps/wa+黄胞胶体系.54（二） 、mj2+ap-p5 体系 .61前前言言中原油田油藏具有高温、高盐、高钙镁离子的特点，油层温度大多大于80，地层水矿化度高，一般超过 10104mg/l，钙镁离子含量在 50006000 mg/l,开展二元复合驱具有较大的难度。近年来，随着科学技术的发展，化学驱提高石油采收率技术取得了重大突破，出现了许多耐温抗盐型驱油剂，为高温高盐油藏实施复合驱油技术提供了有利条件。几年来中原油田在室内和现场进行了一系列的二元复合驱方面的基础性研究工作，取得了一些经验。2

10、001年正式将高温高盐二元复合驱技术研究列为中国石化股份公司科研开发项目。根据项目的研究要求，成立了由油田化学、采油工程、油藏工程等专业人员共同组成的课题组对二元复合驱技术进行了专题研究，项目研究取得了阶段性的成果。第一部分第一部分 合同研究内容及达到的指标合同研究内容及达到的指标一、研究内容一、研究内容1、二元复合驱体系的研究及评价(1)耐温耐盐表面活性剂的筛选(2)耐温耐盐聚合物的筛选(3)确定二元复合驱油体系配方(4)表面活性剂的性能评价;(5)聚合物的性能评价;(6)复合驱体系的性能评价;2、先导性试验区的选择及油藏研究(1)根据二元复合驱技术适用条件优先先导性试验区块；(2)进行先导

11、性试验区油藏地质研究先导性试验区构造研究；先导性试验区储层评价；先导性试验区油藏三维精细地质模型研究；先导性试验区储层动态模型研究；先导性试验区的剩余油分布规律研究。3、方案设计与现场实施（1）油藏精细描述；（2）确定最佳的配方体系；（3）确定注入工艺；（4）设计工工艺流程及现场实施。4、监测及效果评价（1）产出液中驱油用化学剂的定量监测分析技术研究，建立聚合物及主要表面活性剂的分析方法；（2）评价产出液对现有水处理工艺的影响；二、研究达到的指标二、研究达到的指标1、所筛选的二元复合驱体系耐温达到 90，耐地层水矿化度16104mg/l（其中 ca2+、mg2+总量 3000mg/l） ；2、

12、温度 90，矿化度 16104mg/l，聚合物浓度 1500 mg/l 的条件下，老化时间 180 天，聚合物的粘度保持率大于 50%；3、温度 90，矿化度 16104mg/l， ca2+、mg2+浓度 3000mg/l 时，体系与原油界面张力达到 10-2mn/m；4、物理模拟驱油实验提高采收率 15%以上；5、现场实验区提高采收率 10%。第二部分第二部分 研究完成的主要内容研究完成的主要内容一、完成了表面活性剂及聚合物的筛选一、完成了表面活性剂及聚合物的筛选通过对室内研究的天然混合羧酸盐 sdc 及二十多种工业化表面活性剂和聚合物的优选和复配，先后研究出了三种二元复合驱体系：2001

13、年下半年至2003 年上半年研究出表面活性剂 sdc-m/dsb+黄胞胶体系及表面活性剂wps/wa+黄胞胶体系、2003 年下半年开始研究出表面活性剂 mj2+缔合聚合物ap-p5 体系。复合驱油体系的性能均能满足油藏的要求。二、进行了二元复合驱油体系的性能评价二、进行了二元复合驱油体系的性能评价完成了对三种体系中表面活性剂、聚合物及复配后体系的性能评价。对三种体系的性能进行了综合评价。三、完成了二元复合驱先导试验区的选择地质研究三、完成了二元复合驱先导试验区的选择地质研究根据筛选出的二元复合驱体系适应条件，确定胡状集油田胡 5-15 井区 s3中1-2层系作为先导性试验区。并对试验区进行了

14、地质构造、沉积相、储层动态及评价、剩余油分布规律及试验区三维地质模型研究。四、完成了矿场先导试验方案设计及现场实施四、完成了矿场先导试验方案设计及现场实施对试验区进行了地质研究并确定了试验井网，通过数值模拟对方案进行了优化设计，确定了最终的试验方案及配注工艺。2002 年 11 月-2003 年 12 月开展了胡 5-15 井区 s3 中1-2层系 5 个井组的sdc-m/dsb+黄胞胶体系二元复合驱先导性矿场试验，累计注入 sdc-m/dsb+黄胞胶二元复合驱体系 m3，试验区累计增油5460t，有效期达到 20 个月，获得了较好的试验效果。实施过程中也暴露出 sdc-m/dsb+黄胞胶体系

15、性能上的一些不足。因此从 2003 年开始，同时又开展了表面活性剂 wps/wa+黄胞胶体系、表面活性剂 mj2+缔合聚合物 ap-p5 体系两种复合驱体系的性能研究工作。五、建立了产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法五、建立了产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法1、生物聚合物在浓硫酸条件下发生降解反应，生成带有还原基的单糖或低聚糖，可以与苯酚发生显色作用，得到淡黄色的溶液，颜色的深度随糖浓度的增加而增加，呈现良好的线形关系。固定显色剂苯酚的浓度，则溶液的深度将随着糖浓度的增加而线性增加，在特定波长下测出相应的吸光度，首先确定标准工作曲线，然后测定未知样品吸光度，计算黄原胶浓度。2、在氯仿-异

16、丙纯-碱性缓冲体系中，溴甲酚绿与阳离子表面活性剂（通常用海明 1622）形成缔合物，溶于氯仿层并显兰绿色。颜色深度随阳离子浓度的增加而增加，因而可直接用于微量阳离子的定量分析。如果固定体系中阳离子的浓度，则氯仿层颜色深度将随阴离子浓度的增加（不超过阳离子表面活性剂的浓度）而下降。在特定波长下测出相应的吸光度，即可做出标准（工作）曲线。可见分光光度法可用于碱性介质中微量阴离子表面活性剂 sdc 的定量测定，测量范围为 110-6mol/l210-5mol/l 即 mg/l 数量级。工作曲线的线性相关系数达到 0.998。该法具有良好的重复性和回收率，适用于天然羧酸盐包括肥皂在内的阴离子表面活性剂

17、的微量分析。第三部分第三部分 主要研究工作及取得的成果主要研究工作及取得的成果一、二元复合驱体系研究一、二元复合驱体系研究从 2001 年开始针对中原油田高温高盐油藏的特点，开发了 sdc-m/dsb+黄胞胶二元复合驱体系，体系的性能可以满足中原油田的油藏要求。（一）（一） 、表面活性剂体系研究、表面活性剂体系研究烷基羧酸盐和石油磺酸盐是三次采油中驱油用的两大类主要表面活性剂。单纯的烷基羧酸盐和烷基磺酸盐类表面活性剂的抗 ca2+、mg2+能力均不超过500mg/l，无法满足中原油田的油藏条件对表面活性剂的要求。近几年来随着新型高效表面活性剂的出现，使适应中原油田特殊油藏条件下的表面活性剂选择

18、成为可能。一年来针对中原油田高温高盐油藏二元复合驱油技术研究项目的要求，专题组成员分别对天然混合羧酸盐表面活性剂进行了多种复配和优选评价，通过不同的原料配比和增效表面活性剂的加入，合成了 sdc-ix 十种系列表面活性剂，通过对系列表面活性剂盐度和温度的扫描实验，优选出了耐高温和高盐的 sdc-ii 作为主要表面活性剂。为了解决 sdc-ii 体系的抗ca2+、mg2+能力，专题组研究了三种途径来解决体系的抗 ca2+、mg2+问题，结果发现选用两性表面活性剂 dsb（十二烷基-2-羟基-3 磺基甜菜碱）与 sdc-ii 产品复配效果明显。sdc-ii 与 dsb 复配后抗 ca2+、mg2+

19、的能力可以达到 5000 mg/l。通过对 sdc-ii 与其助表面活性剂的正交实验得到了最终的主表面活性剂 sdc-m，并进一步对 sdc-m 与 dsb 复配效果进行了研究，确定最终的表面活性剂体系为 0.4%sdc-m+0.08%dsb0.4%sdc-m+0.08%dsb。最后对该体系性能进行了综合评价，结果表明：该体系的耐温达到 90，耐盐达到 25104mg/l，抗 ca2+、mg2+能力达到 5000mg/l，在此条件下与原油界面张力达到 10-3mn/m 的数量级，性能均能达到合同的要求。1.1. sdcsdc 系列表面活性剂的优选系列表面活性剂的优选1.1 sdc 系列表面活性

20、剂界面张力的盐度扫描通过实验室自制的 sdc-ix 十种表面活性剂进行盐度扫描，测动态界面张力。所有体系的动态界面张力最小值总结于表 3-1。由表可见，在 nacl 浓度较低时，多数 sdc 体系的油水界面张力最小值差别不大，只有 sdc-x 体系界面张力比较大；但在较高 nacl 浓度时，多数 sdc 体系的界面张力迅速增加，只有 sdc-iiiv 能使界面张力达到超低，其中 sdc-ii 效果最好。确定 sdc-ii为主要表面活性剂。试验采用 sdc 浓度为 0.5%。表表 3-13-1 不同表面活性剂在不同盐度时的最小界面张力（不同表面活性剂在不同盐度时的最小界面张力（iftiftmin

21、min/ /（1010-3-3mn/mmn/m） ）盐度1%2%4%6%8%10%15%sdc-i14.21.716. 627.037.812151.3sdc-ii16.04.72.21.32.54.73.1sdc-iii10.54.72.62.06.34.8乳化sdc-iv13.711.63.83.43.11.617.0sdc-v13.54.00.730.4100100100sdc-vi17.911.81.65.8100100100sdc-vii不溶于水sdc-viii18.51.53.6100100100100sdc-ix13.17.08.2100100100100sdc-x1001000

22、.85.25.21.2100如图 3-1 给出了 sdc-ii 体系在不同盐度时的界面张力随时间的变化曲线。23678 n 345678 ) n 图图 3-1 sdc-ii 体系在不同盐度时的动态界面张力体系在不同盐度时的动态界面张力cnacl：1%，2%，4%，6%，8%，10%，15%一般情况下，ift 随时间的延长先减小，达到最小值后又增大到平衡，这是由于开始时表面活性物质在油水界面上的吸附速率大于脱附速率，因而将在界面上聚集，引起界面张力的下降。但随着界面上活性物质浓度的增大，其脱附速率增加，当吸附与脱附速率相等时，出现最低界面张力的情况。然后界面上的活性物质因脱附而逐渐减少，界面张力

23、又变大，最终由于活性物质含量不再改变而使界面张力达到平衡值。0.0010.010.11%2%4%6%8%10%15%图图 3-23-2 sdc-iisdc-ii 驱油体系的最小界面张力（驱油体系的最小界面张力（iftiftminmin）随）随 naclnacl 浓度的变化浓度的变化图 3-2 是 sdc-ii 体系油水界面张力的最小值随 nacl 浓度变化曲线。由图可见，itfmin随盐度的增加而不断减小，当盐度到一定程度后达到最小，然后增大。这是由于盐度增加，体系离子强度变大，压缩胶束的双电层，使表面活性剂亲油性增强，在油相中的分配增多，有利于表面活性剂在原油和水相中的分配系数趋近 1，此时

24、界面张力达到最低。盐度太高时盐析作用会使表面活性剂析出，界面张力增大。2.2.温度对温度对 sdc-iisdc-ii 体系界面张力的影响体系界面张力的影响01246 p )- l s & 图图 3-3 不同温度下不同温度下 0.5%sdc-/10%nacl 体系的动态界面张力体系的动态界面张力temp /：40，60，80sdc-ii 体系在不同温度下与原油间动态界面张力如表 3-2 所示。实验时采用 0.5%sdc-ii、nacl 浓度为 10%，由表可见，温度对界面张力的影响十分明显，温度升高，界面张力变小，且达到平衡的时间缩短。表表 3-23-2 不同温度条件下体系的动态界面张力

25、不同温度条件下体系的动态界面张力t/23.640.060.080.0itfmin10100.470.07表 3-2 给出了四个温度下的最小界面张力。随着温度增加界面张力减小，温度小于 60时，溶液对油滴几乎无作用效果，温度大于 60后界面张力超低，由于中原油田的油藏温度一般大于 80，同时考虑到实验仪器的限制，一般实验均在 60条件下进行。3.3.提高提高 sdcsdc 驱油体系的抗钙镁能力的表面活性剂筛选驱油体系的抗钙镁能力的表面活性剂筛选通过在 sdc 中加入阳离子型高分子聚合物和磺化甜菜碱两性表面活性剂（dsb） ，结果发现选用两性表面活性剂 dsb（十二烷基-2-羟基-3 磺基甜菜碱）

26、与 sdc 产品复配效果明显。表表 3-33-3 caca2+2+、mgmg2+2+对加入对加入 0.1%0.1%阳离子聚合物的阳离子聚合物的 sdcsdc 驱油体系的驱油体系的 iftiftminmin的影响的影响ca2+、mg2+/(mg/l)050100200300400500600103 iftmin(mn/m)1.544.474.896.237.629.1312.3253.16在实验中，选用专利报道的丙稀酰胺（am）和二甲基二烯基吡咯氯化铵（dda）共聚物。选择配方为 0.4%sdc，阳离子聚合物 0.1%,测定界面张力，如表 3-3 所示。说明聚阳离子电解质不能保证 sdc 表面活

27、性剂驱油体系在高钙镁离子浓度时保持超低界面张力. 09 9 09 9 09 & & & & & & n ? & 图图 3-4sdc-ii3-4sdc-ii（）和）和 dsbdsb（）表面活性剂溶液中钙镁离子浓度对界面张力的影响。）表面活性剂溶液中钙镁离子浓度对界面张力的影响。 在表面活性剂配方（15%nacl）中，用 dsb 代替 sdc-ii,即作为 sdc-ii 驱油体系配方,配制系列浓度的 sdc-ii 和 dsb 配方体系样品,在不同二价金属离子溶液中,测定其对原油界面张力(iftmin),结果如图 3-4 所示。在驱油体系配方中

28、,加入 0.1%dsb 后的抗 ca2+、mg2+效果实验结果如图 1-5 所示. 9 9 9 9 9 9 & & & & & & ? & 图图 3-53-5加（加（）与不加（）与不加（）dsbdsb 的的 sdc-iisdc-ii 驱油体系的抗钙镁能力比较驱油体系的抗钙镁能力比较从图 3-4、3-5 可知,dsb 作为驱油剂其界面活性比 sdc-ii 差几十倍;但是作为助剂加入 sdc-ii 驱油体系配方中,其抗钙镁能力高达 5000mg/l 说明 dsb的重要性。这可能是因为 dsb 和 sdc-ii 分之在对钙镁离子络合基础上形成分

29、子簇,即与 ca2+、mg2+形成相对稳定的缔合结构,并且还保持它们的显著协同效应。4.4.最佳配方的确定及性能最佳配方的确定及性能通过多次正交实验，使用廉价表面活性剂来替代 sdc-ii 中的非离子表面活性剂，通过性能测试，最终得到了性能比较稳定的 sdc-m 表面活性剂，该表面活性剂与原油的界面张力可以达到 10-3mn/m。实验结果见表 3-4、表 3-5。表表 3-43-4 不同浓度的不同浓度的 sdc-msdc-m 的最小界面张力的最小界面张力 iftmin/(10iftmin/(10-3-3mn/m)mn/m)浓度/%0.20.30.40.50.660105.04.23.02.07

30、06.12.61.80.880.65804.01.00.850.700.40固定体系：0.1%dsb/15%nacl/0.24%ca2+/0.06%mg2+表表 3-53-5 不同不同 dsbdsb 浓度浓度 8080 时的最小界面张力时的最小界面张力 iftmin/(10iftmin/(10-3-3mn/m)mn/m)浓度/%00.020.050.080.180析出451.00.960.85固定体系：0.4%sdc-m/15%nacl/0.24%ca2+/0.06%mg2+由表可见温度升高，界面张力减小，sdc-m、dsb 浓度增加界面张力降低。80下，sdc-m 的浓度大于 0.3%，ds

31、b 浓度大于 0.05%时，体系与原油的界面张力可以达到超低，表明体系具有较好的耐温性能。表表 3-63-6不同不同 naclnacl 浓度时最佳配方体系的最小界面张力浓度时最佳配方体系的最小界面张力浓度/%10152025iftmin/(10-3mn/m)2.51.00.50.4固定体系：0.1%dsb/0.24%ca2+/0.06%mg2+/0.6%sdc-m表表 3-73-7不同不同 caca2+2+、mgmg2+2+浓度时最佳配方体系的最小界面张力浓度时最佳配方体系的最小界面张力浓度/%3500400045005000iftmin/(10-3mn/m)1.32.53.710固定体系：0

32、.1%dsb/15%nacl/0.6%sdc-m由表可见，随着 nacl 浓度的增加，体系的最小界面张力逐渐减小，最佳配方的抗盐能力达到 25%以上；ca2+、mg2+导致析出的表面活性剂增多，体系的界面张力增大，但最佳配方的抗 ca2+、mg2+能力可以达到 5000mg/l ，这表明该体系具有较高的抗盐及抗二价金属阳离子能力。综合现场因此最终的驱油配方为：0.4%sdc-m+0.08%dsb。345678 ) n 图图 3-6 最佳配方最佳配方 0.4%sdc-m/0.08%dsb /10%nacl/0.3%ca2+ mg2+在在 60（）和）和 80（）时的动态界面张力）时的动态界面张力

33、该体系在 60和 80时原油的动态界面张力如图 3-6 所示，其界面张力最小值为 5.010-3 mn/m 和 1.010-3 mn/m。（二）（二） 、高温高盐条件下聚合物的筛选、高温高盐条件下聚合物的筛选二元复合驱技术中聚合物作为其中的一元,主要起流度控制作用,减少复合体系指进,扩大体系波及体积,充分发挥体系洗油作用,从而增强复合体系驱油效果。由于中原油田高温高盐的特殊性,专题组主要对二类产品：(1)新型耐温耐盐聚丙烯酰胺类聚合物；(2)生物聚合物的粘温，粘浓以抗盐能力的测定，优选出三类产品中的各自最优的产品，通过对最优的产品的综合性能比较，同时考虑到聚合物产品与表面活性剂配伍性，最终选定

34、了生物聚合物作为二元复合体系驱中的聚合物。1 1合成聚合物产品合成聚合物产品通过调研，共收集了四个厂家的聚丙烯酰胺产品，ax-73 聚合物（日本，固含量 91%） 、sl 聚合物（胜利油田盛立化工厂，固含量 82%） 、张家口聚合物（固含量 85%） 、郑州聚合物（固含量 89%）等，分别进行了粘浓、粘温及耐盐性能对比评价。实验条件:粘浓性用 nacl、mgcl2、cacl2配制总矿化度为 10104mg/l，ca2+、mg2+含量为3500mg/l 的盐水溶液，分别加入不同厂家聚丙烯酰胺产品，配制成聚合物浓度为 1000mg/l、2000mg/l、3000mg/l、4000mg/l 系列溶液

35、，在 70下用布氏粘度计测定各溶液粘度。粘温性用矿化度为 10104mg/l，ca2+、mg2+含量为 3500mg/l 的盐水，分别配制浓度为 3000mg/l 聚合物溶液，在不同温度下测定其溶液粘度，对比不同产品的耐温性能。耐盐性分别用不同矿化度盐水配制浓度为 2000mg/l 的聚合物溶液，在 70下测定各溶液粘度，对比不同产品耐盐性能。实验结果见表 1-8、表 1-9、表 1-10。表表 3-83-8 不同聚合物粘浓性能对比不同聚合物粘浓性能对比粘度（mpa.s）聚合物浓度（mg/l）ax-73张家口郑州sl10003.03.02.63.020009.98.98.58.93000242

36、1.820.321.9400046.143.942.745.4表表 3-9 不同聚合物粘温性能对比不同聚合物粘温性能对比温度（）粘度（mpa.s）ax-73张家口郑州sl4037.136.13639.86026.125.52526.88021.117.016.717.8表表 3-103-10 不同聚合物耐盐性能对比不同聚合物耐盐性能对比粘度（mpa.s）矿化度（mg/l）ax-73张家口郑州sl5104（ca2+、mg2+：2000）9.810.88.9107104（ca2+、mg2+：2500）11.09.07.79.310104（ca2+、mg2+：3500）9.98.96.58.9151

37、04（ca2+、mg2+：4000）8.75.63.15.7表 3-8 中列出了四种聚合物产品粘浓性能，几种产品随浓度增加而增加的增粘趋势相同，同等条件下产品 ax-73 粘度略高于其它几种产品，其它几种产品粘度值比较接近。表 3-9 中列出了四种聚合物产品粘温性能，几种产品粘度随温度升高而降低的趋势相同，从同等条件下的粘度值大小对比，ax-73 的性能均略高于其它产品，其它几种产品性能较接近。表 3-10 中列出了四种聚合物产品耐盐性能，几种产品粘度随含盐量增加而下降的趋势有所不同，ax-73 产品在矿化度 5104mg/l 增加到 7104mg/l时，粘度值略有升高，随后随矿化度增加，粘度

38、值略有下降，从5104mg/l15104mg/l，粘度保持率为 88.7%;其余三种产品随含盐量增加变化趋势相同, 从 5104mg/l15104mg/l 张家口聚合物、sl 聚合物粘度保持率在 50%以上，郑州聚合物粘度保持率较低为 34.8%。 综上所述,所评价几种聚丙烯酰胺产品,ax-73 综合性能较好,张家口、sl聚合物性能相当，郑州聚合物略差。 2. 生物聚合物筛选生物聚合物筛选对生物聚合物产品的评价， “八五”期间已做了大量研究工作，对生物聚合物粘浓、粘盐、耐温、热稳定性能有了一定的了解，生物聚合物粘浓、抗盐特性已为人们所共知，主要阻碍生物聚合物广泛应用的原因在于生物聚合物较差的耐

39、温性能与热稳定性能。因此，本次筛选中，我们主要针对不同厂家生物聚合物产品耐温性能、热稳定性能进行了对比评价。通过调研共收集到六种产品： pyg1、 pyg2、 lzg、 lzf、 xhg、 xhf。实验条件：耐温性用矿化度 12104mg/l 污水配制浓度为 1000mg/l 生物聚合物溶液，分别于 40、82测定各溶液粘度，对比不同产品耐温性能。热稳定性能用矿化度 12104mg/l 污水配制浓度为 1000mg/l 的不同生物聚合物溶液，用 50ml 注射器分别抽取 30ml 注入安培瓶内，抽真空除氧后，密封置于 82水浴中恒温保持，定期取出测试溶液粘度，对比不同产品热稳定性能。实验结果：

40、见表 3-11、图 3-9。表表 3-113-11 不同生物聚合物产品耐温性能对比不同生物聚合物产品耐温性能对比粘度（mpa.s）产品名称配制水矿化度（104mg/l）浓度（mg/l）4082粘度损失（%）pyg112100036.717.352.8pyg212100045.320.754.3lzg12100035.613.661.0lzf12100029.811.661.0xhg12100025.010.856.8xhf12100016.66.859.0从表 3-11 可以看出，几种生物聚合物产品的粘度从 40到 82均有大幅度降低，粘度保持率均在 50%以下。对比 82产品粘度值发现，py

41、g1、pyg2、lzg 粘度较高，lzf、xhg 粘度相差不大，xhf 粘度较低。与“八五”期间聚合物产品性能对比，部分产品高温高盐条件下粘度值有了较大的提高。图图1 1- -9 9 不不同同生生物物聚聚合合物物热热稳稳定定性性实实验验图图0510152025051015202530时间（天）粘度（mpa.s）pyg1粘度pyg2粘度lzg粘度xhg粘度xhf粘度lzf粘度聚合物浓度：1000mg/l；实验温度：82；配制水为油藏1污水。图 3-9 是几种生物聚合物产品在温度 82下热稳定性粘度变化曲线。可以看出，不同厂家生物聚合物产品、同厂家不同代号的生物聚合物产品，其热稳定性能差别很大。p

42、yg1、pyg2 均为濮阳黄原胶产品，但其热稳定性能差别较大，pyg1 产品热稳定性初期粘度有所降低，但 12 天以后，溶液粘度有所回升，28 天后，粘度值与初始值相差不大；pyg2 具有较高的初始粘度值，但其粘度随时间的延长，一直呈下降趋势，28 天后，粘度损失 70%左右，热稳定性能较差。lzg、lzf 均为临淄黄原胶厂产品，二者热稳定性也不相同，lzg 热稳定性 28 天后，粘度变化幅度不大，基本处于平稳趋势；lzf 热稳定性初期，粘度下降幅度较大，粘度损失近 50%，其后粘度下降较为缓慢。xhg、xhf 均为新河黄原胶厂产品，二者热稳定性能较为接近，xhg、xhf 尽管初始粘度有所不同

43、，但热稳定性变化趋势相同，粘度值随时间延长均呈略下降趋势。在油藏条件下，产品 pyg1、lzg 热稳定 28 天后，保持的粘度较高，均在 10mpa.s 以上,适合高温高盐油藏使用.3.3. 合成聚合物与生物聚合物相同条件下的粘度合成聚合物与生物聚合物相同条件下的粘度表表 3-133-13 不同类型聚合物粘度比较不同类型聚合物粘度比较聚合物浓度（mg/l）配制水矿化度(104mg/l)实验温度()粘度(mpa.s)ax-73100012703.0pyg11000128217.3通过二类聚合物的增粘能力比较，增粘能力：聚丙烯酰胺生物聚合物。因此选用生物聚合物作为二元复合驱体系中采用的聚合物。4

44、4、生物聚合物、生物聚合物 pyg1pyg1 与与 lzglzg 粘浓、粘温性能对比粘浓、粘温性能对比4.14.1 粘浓性能粘浓性能配制水为胡状联污水，测试温度 82结果见表 3-14表表 3-143-14 不同生物聚合物产品粘浓性能对比不同生物聚合物产品粘浓性能对比浓度（mg/l）5008001000120014001600pyg15.412.320.727.036.840.3lzg4.59.614.721.829.333.74.24.2 生物聚合物粘温性能生物聚合物粘温性能配制水为胡状联污水，生物聚合物浓度为 1000mg/l 结果见表 13-14、表 3-15、表 3-16。表表 3-1

45、53-15 pyg1pyg1 粘温性能粘温性能温度（）36.540.150.060.070.080.487.0粘度（mpa.s）43.841.535.730.024.620.018.0表表 3-163-16 lzglzg 粘温性能粘温性能温度（）51.260.070.080.082.086.0粘度（mpa.s）27.623.419.015.514.913.9通过对 pyg1 和 lzg 的粘温性能和粘浓性能对比，可知 pyg1 的性能明显优于 lzg 的性能，最终选定 pyg1 作为二元复合驱体系中的聚合物。（三）（三） 、二元复合驱油体系的评价、二元复合驱油体系的评价1.1. sdc-msd

46、c-m 溶解实验溶解实验由于 sdc-m 驱油剂用污水直接配制不能溶解，不利于现场的使用，在室内通过对不同含盐量的污水配制、不同加样顺序对溶解的影响试验，最终实验结果表明：采用首先用清水将 sdc-m 配制成 4%的溶液，然后在污水中加入 dsb和 4%sdc-m，溶液溶解速度快，且在高温下无分层和沉淀，利于现场的操作。2.2. sdc-m/dsbsdc-m/dsb 低界面张力体系配方筛选低界面张力体系配方筛选通过上述实验，表面活性剂体系研究结果表明 sdc-m/dsb 具有较好的协同效应，因此采用了界面张力等值图法针对先导试验区的油藏条件，对二者复配形成低界面张力的最佳配方进行了选取。实验所

47、用配制水为胡状联模拟水（注入水与胡 5-95 产出水 1：1 混合水样） ；实验温度为 86，结果见表 3-17、图3-7。表表 3-173-17 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 低界面张力体系配方筛选结果低界面张力体系配方筛选结果sdc-m(%)dsb（%）0.10.20.30.40.50.60.050.023分层分层分层分层分层0.080.0121.6410-38.710-30.041分层分层0.100.811.2410-33.8510-38.0210-30.0190.0480.120.390.061.3310-31.5610-33.5310-30.0150.150.980.1882

48、.5110-31.3010-31.4810-32.4810-300.10.20.30.40.50.60.70.040.060.080.10.120.140.16dsb(%)sdc-m(%)图图 3 3-7-7 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 界面张力活性图界面张力活性图图 3-7 中阴影部分为 sdc/dsb 复配可形成低界面张力的配方范围，推荐使用配方为 0.3%sdc-m+0.1%dsb。3.3. sdc-m/dsbsdc-m/dsb 选定配方与地层水的配伍性选定配方与地层水的配伍性分别用胡状联注入水,h5-181、5-182、5-185、5-186、5-102 产出水配制sdc-m

49、/dsb 溶液,sdc-m 浓度为 0.3%,dsb 浓度为 0.1%,将配制的溶液置于 86恒温箱内恒温 4 小时后,测定其油水界面张力,如表 3-18。结果表明,选定 sdc-m/dsb 配方与地层水配伍性较好,不同含盐条件下,界面张力均可达到 10-3mn/m数量级。表表 3-183-18 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 低界面张力与地层水的配伍性低界面张力与地层水的配伍性井号注入水h5-181h5-182h5-186h5-186h5-102界面张力(10-3mn/m)4.282.473.723.263.063.354.4.caca2+2+含量对含量对 sdc-m/dsbsdc-m

50、/dsb 低界面张力体系活性影响低界面张力体系活性影响用 nacl、cacl2配制 nacl 含量为 12 万 mg/l，ca2+含量分别为3000、4000、4500、5000、5500、6000、6500mg/l 系列盐水溶液，加入0.3%sdc-m 与 0.1%dsb 后,摇匀置于恒温箱内恒温 4 小时,测定各溶液的界面张力值,结果见表 3-19。表表 3-193-19caca2+2+含量为含量为 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 低界面张力配方活性的影响低界面张力配方活性的影响ca2+含量(mg/l)3000400045005000550060006500界面张力(10-3mn/m

51、)2.753.533.988.336.147.4320.0可以看出,sdc-m/dsb 低界面张力配方在 nacl 含量为 12mg/l、ca2+含量为30006000mg/l 的范围内，均有较好的活性，ca2+含量大于 6000mg/l 的溶液中，活性有所降低。5.5.phph 值对值对 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 低界面张力配方活性影响低界面张力配方活性影响用胡 5 块模拟水配制 sdc-m 浓度为 0.3%、dsb 浓度为 0.1%的表面活性剂溶液,用 hcl 和 naoh 溶液调溶液 ph 值分别为5.0、6.04、7.55、8.12、8.51、9.06、10.0 结果发现

52、ph 为 5.0、6.04 的两样常温下即有明显分层现象，ph 值 10 以上时，溶液中产生大量沉淀，ph 介于6.0410 之间的样品虽无明显分层、沉淀现象，但仅有 ph 值为 7.55 的溶液活性较强，油水界面张力仍达到 10-3mn/m，其余溶液活性均有所降低，界面张力在 10-2mn/m 以上，如表 3-20。由此说明,ph 值对 sdc-m/dsb 体系活性影响较大.表表 3-203-20 phph 值对值对 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 低界面张力配方活性的影响低界面张力配方活性的影响ph 值5.06.047.558.128.519.0610界面张力（mn/m）分层分层1.

53、8210-30.0460.1040.164沉淀6.6. 碱含量对碱含量对 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 体系活性影响体系活性影响用胡状联模拟水配制 sdc-m 浓度为 0.3%、dsb 浓度为 0.1%、复碱(nahco3/na2co31:1 混合溶液)浓度分别为 0.1%、0.3%、0.4%、0.5%的系列溶液，结果发现，sdc-m/dsb 溶液中加入不同复碱含量后，均出现大量絮状沉淀物,说明中原油田高二价阳离子水质不适于用碱。7.7.二元复配体系配方优化二元复配体系配方优化1)生物聚合物浓度对 sdc-m/dsb 体系活性的影响用胡 5 块模拟水配制 sdc-m 浓度为 0.3%、

54、dsb 浓度为 0.1%、生物聚合物浓度分别为 400、600、800、1000mg/l 的系列溶液，考察生物聚合物浓度对sdc-m/dsb 体系活性影响，结果表明，sdc-m/dsb 体系与不同浓度的生物聚合物复配，二者相溶性较好，在恒温箱内恒温 4 小时后，溶液均无分层现象，不同浓度生物聚合物与 sdc-m/dsb 复配前后，粘度变化不大，如表 3-21。但sdc-m/dsb 复配生物聚合物后，活性明显降低了,由原来的超低水平升为 10-2mn/m 以上，说明生物聚合物与 sdc-m/dsb 复配后对体系的活性影响较大。表表 3-213-21 生物聚合物浓度对生物聚合物浓度对 sdc-m/

55、dsbsdc-m/dsb 体系活性影响体系活性影响生物聚合物浓度（mg/l）4006008001000界面张力（mn/m）0.040.0970.120.36复配前3.05.29.414.3粘度（mpa.s）复配后2.354.88.313.02)sdc-m/dsbsdc-m/dsb 浓度对二元体系活性的影响浓度对二元体系活性的影响表表 3-223-22 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 浓度对二元体系活性的影响浓度对二元体系活性的影响编号123456sdc-m 浓度（%）0.30.40.50.60.91.2dsb（%）0.10.130.170.20.30.4聚合物（ppm）100010001

56、000100010001000界面张力（mn/m）0.390.310.340.0344.6710-35.2310-3续表续表 3-223-22 sdc-m/dsbsdc-m/dsb 浓度对二元体系活性的影响浓度对二元体系活性的影响编号789101112sdc-m 浓度（%）1.51.82.12.42.73.0dsb（%）0.50.60.70.80.91.0聚合物（ppm）100010001000100010001000界面张力（mn/m）5.2910-36.8410-36.410-36.910-30.0540.15用胡状联模拟水配制系列二元复配溶液,固定生物聚合物浓度为 1000mg/l使表面

57、活性剂浓度分别为 0.4%、0.53%、0.67%、0.8%,考查表面活性剂浓度对二元复配体系活性的影响关系。结果表明,浓度为 0.4%0.8%表面活性剂溶液与 1000mg/l 生物聚合物复配后,溶液在高温下均无分层现象,相溶性好，二者复配后,表面活性剂浓度为 0.4%0.67%的溶液与生物聚合物复配后,界面张力为 10-1mn/m,如表 3-22，当活性剂浓度升高至 0.8%时,二元体系活性有所增加,界面张力为10-2mn/m 数量级，sdc-m/dsb 再浓度提高后，二元体系活性明显增强，均可达到 10-3mn/m 数量级。8.8. sdc-m/dsb/xc 体系热稳定实验体系热稳定实验

58、sdc-m/dsb/xc 体系热稳定实验粘度变化结果见图 3-8，产品 sdg、pyg 与sdc-m/dsb 形成的二元体系粘度在长期热稳定性实验中，变化趋势相近，实验初期两产品与 sdc-m/dsb 复配形成的体系粘度值略有下降，之后随着时间的延长均有回升趋势，三个月后粘度值高于初始粘度值的 30%以上，说明两产品复图3-8 sdc-m/dsb/生物聚合物复合体系粘度热稳定性0510152025020406080100时间(天)粘度(mpa.s)sdg/sdc/dsbpyg/sdc/dsb生物聚合物浓度：1000mg/l；sdc-m：0.9%；dsb：0.3%.配 sdc-m/dsb 后粘度

59、热稳定性较好。图 3-9 为 sdc-m/dsb 复配 sdg、pyg 前后复合驱油体系界面张力变化结果，单独的 sdc-m/dsb 表面活性剂体系界面活性在 90 天的时间内可较好地保持，但复配生物聚合物 sdg、pyg 后形成的复合驱体系界面张力稳定性较差，随时间的延长，两种产品与 sdc/dsb 复配后的体系界面张力均呈明显上升趋势，90天后体系的界面张力仅能达到 10-1mn/m，因此认为 sdc/dsb 低界面张力配方适宜现场单井吞吐使用，不宜复配生物聚合物进行驱替使用。图3-9 sdc-m/dsb复配生物聚合物前后界面张力热稳定性对比0.00010.0010.010.1110016

60、306090时间（天）界面张力（mn/m）sdg /sdc/dsbpyg/sdc/dsbsdc-m/dsb生物聚合物浓度：1000mg/l；sdc-m：0.9%；dsb：0.3%。9.9. 配方体系的吸附损失研究配方体系的吸附损失研究9.1 sdc-m 在油砂上的吸附损失研究实验结果见表 3-22，表中系统总结了 sdc-m 的吸附情况及各种物质对sdc-m 吸附的影响。由表可见，聚合物（p）加入，能够明显降低表面活性剂的吸附损失。配方的吸附在 1820 h 即可达到平衡，根据图 3-10 的吸附曲线，配方中 sdc-m 的平衡吸附量约为 2.55 mg/g 油砂。根据文献和国家攻关项目研究，动态吸附损失为静态吸附损失的 1/10，即 0.26 mg/g 油砂。表表 3-22 sdc-m 的静态吸附的静态吸