低渗透砂岩油藏分子膜增注性能和机理研究

针对低渗透砂岩油藏储层低孔低渗导致注水压力高、欠注严重等问题,研制了带有酰胺基的阳离子双子表面活性剂BNFS(分子膜增注剂)。评价了BNFS的吸附性能、润湿性能、表界面活性及减阻性能,结果表明BNFS在砂岩表面吸附后形成分子膜层,岩心表面接触角从27.6°增至88.6°,由强亲水转为弱亲水。BNFS浓度为200mg/L时,溶液的表面张力为26.61mN/m,与煤油间的界面张力为0.06mN/m。岩心驱替实验表明,BNFS处理后,砂岩岩心的水相渗透率提高80%~120%,注水压力降低12%~18%。增注机理分析结果表明,在靠近孔壁处,分子膜增注剂、水与孔壁作用能级分别为10^(-18)、10^(20)J,分子膜增注剂与孔壁的综合作用能远大于水分子,在竞争吸附中占绝对优势,使有效渗流通道增加。BNFS处理岩心后,岩心-水的黏附功由136.5mN/m降至75.7mN/m,减阻作用明显。

MDG系列分子膜增注剂的室内性能评价

为提高低渗透油藏的增注效果,研制开发了新型MDG系列分子膜增注剂。通过室内实验对3种分子膜剂BFS、BNFS和TD12的润湿性、表面活性、耐温耐盐性能等进行了评价。实验结果表明,该系列分子膜剂具有良好的改变润湿性的能力和表面活性,以及较好的耐温、耐盐性能。BFS、BNFS和TD12耐温120℃,耐盐40 000 mg/L,其最低使用质量浓度分别为200,500,800 mg/L。

分子膜增注剂的分子模拟、合成及性能评价

分子膜增注技术有效期取决于分子膜增注剂在储层岩石表面的吸附性能。为了延长分子膜增注技术有效期,采用分子力学与蒙特卡洛相结合的方法研究了不同阳离子化合物在岩石表面的吸附性能,根据分子模拟结果设计了烷基脂肪胺聚氧乙烯醚三季铵盐(AFATQA)作为新型分子膜增注剂,对其吸附和减阻性能进行了预测,对合成产物的结构进行了表征,通过室内实验评价了AFATQA的性能,并在胜利油田实施分子膜复合措施。分子模拟结果表明,单分子吸附能随单分子电荷密度和分子疏水链长的增加而增加,酰胺基团和羟基可以提高单分子吸附能;预测AFATQA在岩石表面的吸附能高(-155.51 kcal/mol),吸附后减阻效果明显;按照分子结构模型合成的AFATQA可以吸附在岩石表面,随AFATQA浓度增加,岩石表面电位和接触角增加、AFATQA防膨率增大;室内岩心驱替实验结果表明,AFATQA能有效降低注水压力,临37-34井现场实施分子膜复合措施后降压增注效果明显,注水量增加,注水压力降低,对应油井产油量上升、含水量降低、动液面回升。

分子膜增注技术在埕北32-325区块的应用效果评价

胜利油田埕北32-325区块以亲水性岩石为主;粘滞阻力较高;普通的增注方法效果不显著。分子膜增注技术是一项有效的储层表面改性的新技术;可以有效适应亲水性岩石储层的注水开发。经过室内实验测试;改进后的分子膜增注剂拥有良好的表面活性、润湿性、防膨性和耐温耐盐性。在针对埕北32-325区块的储层特征进行增注剂优选后;施工结果表明;在保持配注量的情况下;分子膜增注剂能够有效降低施工压降;有较好的现场应用效果。