1、陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)?生物活性驅(qū)油劑性能測試方法?征求意見稿編制說明一、工作概況陜西省北部區(qū)域資源豐富，擁有超過 50億噸的石油地質(zhì)儲量，年產(chǎn)原油兩千萬 噸以上。由于油層地質(zhì)條件較差，油田所處地區(qū)水資源匱乏，生態(tài)環(huán)境脆弱，油田 的高效開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)開展的矛盾較為突出，現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)高效開采難 度大，資源動用程度低。生物活性復(fù)合驅(qū)油技術(shù)是國土資源部“礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合 利用先進(jìn)技術(shù)的核心技術(shù)，所使用的驅(qū)油劑具有易溶于水、界面張力低、抗鹽抗硬 水、環(huán)保、平安等特點，能大幅度的提高原油采收率。該技術(shù)已經(jīng)在延長油田和長 慶油田廣泛應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟效益，延長油田累計增油量達(dá) 15 萬噸以上，但

2、至今還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)其礦場應(yīng)用。因此，有必要及時制定生物 活性驅(qū)油劑性能測試方法，以推進(jìn)該驅(qū)油劑評價的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化。該標(biāo)準(zhǔn)有利于 提高我省石油資源開發(fā)技術(shù)水平，推動該技術(shù)在全國各大油田的應(yīng)用，進(jìn)而對本省 經(jīng)濟做出積極奉獻(xiàn)。所以，本標(biāo)準(zhǔn)的制定，能極大的提升陜西省油氣田開發(fā)的科技 知名度，起到行業(yè)示范作用，同時對推動國內(nèi)各大油田的高效開發(fā)有重要的意義。自 2021 年 1 月起，陜西省延長石油集團有限責(zé)任公司就生物活性驅(qū)油劑的 技術(shù)現(xiàn)狀、相關(guān)實驗方法及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)真調(diào)研，并邀請國內(nèi)知名專家進(jìn)行屢次專 題座談討論。經(jīng)過充分調(diào)研說明，生物活性驅(qū)油劑是一種很有潛力的提高采收率新 技術(shù)，

3、但國內(nèi)尚無相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，使得該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用受到限制。 為了便于使生物活性驅(qū)油劑性能測試工作標(biāo)準(zhǔn)化，特制訂?生物活性驅(qū)油劑性能測 試方法?，為我省低滲透油氣藏的開發(fā)研究提供技術(shù)保障。為了進(jìn)一步貫徹落實 ?陜西省國民經(jīng)濟和社會開展第十二個五年規(guī)劃綱要? 陜 政發(fā)20211號和?陜西省標(biāo)準(zhǔn)化開展戰(zhàn)略綱要 2021-2021 年?陜政發(fā)2021 8 號文件精神， 加快陜北鄂爾多斯盆地低滲透油田開發(fā)進(jìn)程， 根據(jù)陜西省質(zhì)量技術(shù) 監(jiān)督局?關(guān)于下達(dá) 2021 年地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂工程方案的通知? 陜質(zhì)監(jiān)標(biāo) 2021 2 號要求，完成?生物活性驅(qū)油劑性能測試方法?地方標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。本標(biāo)準(zhǔn)制訂任務(wù)下

4、達(dá)后，陜西延長石油集團有限責(zé)任公司積極組織，成立 標(biāo)準(zhǔn)編寫領(lǐng)導(dǎo)小組，明確標(biāo)準(zhǔn)編寫任務(wù)。陜西延長石油集團有限責(zé)任公司標(biāo)準(zhǔn) 編制組在調(diào)研了局部能源企業(yè)和相關(guān)科研院校的根底上，開始起草標(biāo)準(zhǔn)。各編寫人 員就標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了認(rèn)真討論，并邀請相關(guān)知名專家提供建設(shè)性的意見和建議。針對標(biāo)準(zhǔn)的編寫，我們屢次與省質(zhì)監(jiān)局標(biāo)準(zhǔn)化處、省能源局、省國資委領(lǐng)導(dǎo)進(jìn) 行請教、交流，為標(biāo)準(zhǔn)的制訂明確了方向、確立了構(gòu)架。而后，我們就標(biāo)準(zhǔn)起草中的意見和建議，分析比對，借鑒其他地方標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗、 查閱資料，向省內(nèi)石油研發(fā)單位及一線技術(shù)人員了解現(xiàn)狀，確定標(biāo)準(zhǔn)草案，經(jīng)屢次 修改完善形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。標(biāo)準(zhǔn)起草小組成員為洪玲、高瑞民、田宗武、王蓓

5、蕾、王前榮、周曄、王成俊、 申哲娜、金志等九人。洪玲為工程負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的立項，技術(shù)分析評價、標(biāo)準(zhǔn) 起草、意見匯總和標(biāo)準(zhǔn)修改工作。高瑞民主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)資料調(diào)研和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的收集， 田宗武主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)中試驗方法的編寫，王蓓蕾主要負(fù)責(zé)試驗方法的驗證和標(biāo)準(zhǔn)文 件的編寫，王前榮主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)資料收集和油藏條件確實定，周曄主要進(jìn)行測試指 標(biāo)分析和 pH 值測定方法， 王成俊主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的校對及標(biāo)準(zhǔn)格式校核， 申哲娜主要 進(jìn)行有效含量測定、耐鹽性能測試、驅(qū)油劑穩(wěn)定性能、烷基糖苷靜態(tài)吸附滯留量等 測試方法的驗證，金志主要進(jìn)行驅(qū)油效率測試和生物降解度等試驗方法的驗證。本標(biāo)準(zhǔn)的具體制定工作從 2021 年 1 月開

6、始， 2021 年 3 月完本錢標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。工作簡要過程如下：1 、調(diào)研相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國際、國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和開展情況 2021 年 1 月1日2月28日本標(biāo)準(zhǔn)的制定， 參照了 3 個國家標(biāo)準(zhǔn)、 3 個相關(guān)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 結(jié)合室內(nèi)試驗數(shù) 據(jù)及現(xiàn)場實際應(yīng)用，對相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂更新等方面開展調(diào)研，最終完成 根底資料的收集。2、編寫標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿 2021 年5月 5日8月 5日2021 年 5 月 5 日 8 月 5 日，根據(jù)調(diào)研情況確定制定工作路線和預(yù)期水平，完 成了標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿的編寫。3、編寫工作組討論修改稿 2021 年 8 月 6 日 11 月 15 日2021 年

7、8 月 6 日 9 月 30 日，在標(biāo)準(zhǔn)修訂負(fù)責(zé)單位陜西延長石油集團 有限責(zé)任公司研究院內(nèi)部征求意見。2021年10月 1 日 12 月 1 5日，收集整理有關(guān)單位意見，形成標(biāo)準(zhǔn)工作組討 論修改稿。4、編寫征求意見稿 2021 年 12 月 16 日 2021 年 3 月 15 日2021 年 12 月 16 日 2021 年 3 月 15 日，召開本標(biāo)準(zhǔn)編寫組審查會， 對標(biāo)準(zhǔn)征 求意見稿進(jìn)行了審查，同意通過對該標(biāo)準(zhǔn)的審查，根據(jù)審查意見，對標(biāo)準(zhǔn)做了完善 性修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見終稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原那么和主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)那么 GB 1.1-2021 編寫規(guī)定進(jìn)行編寫，符合以下原

8、那么：1 、科學(xué)合理，技術(shù)先進(jìn)，積極采用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)方法、標(biāo)準(zhǔn)；2、目的明確，有利于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，提高科研水平；3、經(jīng)濟適用，有利于合理利用資源，提高經(jīng)濟效益；4、平安可靠，可操作性強，符合各方利益要求；5、符合國家的政策，貫徹國家的法律法規(guī)。本標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿內(nèi)容共11章，第1章規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍；第2章為本標(biāo) 準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)性引用文件；第3章為取樣；第411章為生物活性驅(qū)油劑性能測試方法， 依次為pH值測定、有效含量測定、界面張力測試、耐鹽性能測試、穩(wěn)定性能測試、 驅(qū)油效率測試、生物降解度試驗方法及烷基糖苷外表活性劑靜態(tài)吸附量測定。三、主要實驗或驗證情況分析1、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)參照

9、了中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)和石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合生物活 性驅(qū)油劑的實際特點以及低/特低滲透鄂爾多斯盆地陜北斜坡油藏地質(zhì)條件，確 定了本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中參照的主要標(biāo)準(zhǔn)見表 1。表1參照標(biāo)準(zhǔn)序號標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容1GB/T 6680 2003液體化工產(chǎn)品采樣通那么2GB15818 2006外表活性劑生物降解度試驗方法3SY/T 5370 1999外表及界面張力測定方法4SY/T 6424 2000復(fù)合驅(qū)油體系性能測試方法5GB/T 29172 2021巖心分析方法2、本標(biāo)準(zhǔn)涉及的實驗檢測內(nèi)容及方法本標(biāo)準(zhǔn)涉及的檢測內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)涉及檢測內(nèi)容包括： 有效含量、 pH 值、界面張力、 抗鹽性

10、能、 穩(wěn)定性能、 驅(qū)油效率、生物降解度和靜態(tài)吸附滯留量。本標(biāo)準(zhǔn)涉及檢測內(nèi)容的實驗測試方法生物活性驅(qū)油劑有效含量：參考 GB/T 19464 2004 中 5.4 固形物含量測定。 生物活性驅(qū)油劑水溶液 pH 值：采用 pH 試紙法測定。生物活性驅(qū)油劑水溶液界面張力： 界面張力的測定按 SY/T 5370-1999 中 3.3 旋 轉(zhuǎn)滴法測定界面張力執(zhí)行，其中界面張力測定更新至大多數(shù)單位使用全自動界面張 力儀旋轉(zhuǎn)滴進(jìn)行動態(tài)測定。生物活性驅(qū)油劑的抗鹽性和抗二價陽離子性能測試：結(jié)合生物活性驅(qū)油劑的特 性和油藏特性按 SY/T 6424-2000 中 8 復(fù)合驅(qū)油體系抗鹽性能測試執(zhí)行剔除 8.2.1

11、NaOH、Na2CO3或其它類似堿性物質(zhì)和 將NaOH、Na2CO3濃度固定在0.8 % 1.2%?？苟r陽離子性能測定參照 SY/T 6424-2000 中 8 復(fù)合驅(qū)油體系抗鹽性 能測試執(zhí)行。生物活性驅(qū)油劑和地層水的配伍性： 按 SY/T 6424-2000 中9 復(fù)合驅(qū)油體系穩(wěn)定 性測試執(zhí)行剔除布氏粘度計、9.2.1 NaOH、Na2CO3或其它堿類物質(zhì)、以及 9.3.4 粘度測定。生物活性驅(qū)油劑的驅(qū)油效率測定： 參考 SY/T 6424-2000 中7 復(fù)合驅(qū)油體系物理 模擬驅(qū)油效果測試執(zhí)行。生物活性驅(qū)油劑主劑吸附滯留量測定：按SY/T 6424-2000中6.1復(fù)合驅(qū)油體系驅(qū)油劑靜吸

12、附的測試剔除等四種試劑及濃度分析方法和分光光度法執(zhí)行。3、本標(biāo)準(zhǔn)涉及的局部實驗方法的驗證1有效含量測定對所本標(biāo)準(zhǔn)適用的烷基糖苷BS、生物酶驅(qū)油劑WS和兩種表活劑復(fù)配的產(chǎn)品生物活性驅(qū)油劑進(jìn)行有效含量測定，結(jié)果見表2表2有效含量測定實驗方法驗證活性劑代號BSWS生物活性驅(qū)油劑產(chǎn)品類型烷基糖苷生物酶驅(qū)油劑含量測定146.6862.3055.99246.2062.3255.96平均值46.4462.3155.97絕對偏差0.280.010.02從表2結(jié)果來看，對于3種外表活性劑產(chǎn)品，固含量測定結(jié)果的絕對偏差為0.020.28 %，小于1 %，說明該實驗方法比擬可靠2耐鹽性能測試對烷基糖苷BS和生物酶驅(qū)

13、油劑WS 以及兩種表活劑復(fù)配的產(chǎn)品生物活性驅(qū)油劑進(jìn)行實驗，溶液濃度為1% 商品，原油為延長組長2層系原油，實驗溫度為45 C,結(jié)果見表3、表4和圖1、圖2。表3耐鹽性能測試方法驗證結(jié)果NaCI 濃度 g/L20406080100120150BS溶液外觀無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明界面張力mN/m0.21920.20930.19860.19040.19280.17690.1738WS溶液外觀無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明白色渾濁白色渾濁界面張力mN/m0.36030.42920.67001.48970.69730.30690.2817生物 活性 驅(qū)油 劑溶液

14、外觀:無色透明無色透明無色透明無色透明:無色透明:白色渾濁白色渾濁界面張力mN/m0.20930.18310.17950.18310.17150.17690.1673+ + 4 O1.8.64JOa a a aT-% -B-WS r-生物活性驅(qū)油劑20406080100120140160Na亠濃度* g/L圖1界面張力和NaCI濃度的關(guān)系表4耐鹽性能鈣離子測試方法驗證結(jié)果2+Ca mg/L10003000400050006000800010000BS溶液外觀無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明界面張力mN/m0.24130.22430.22580.22950.20930.2

15、0360.2092WS溶液外觀無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明白色渾濁白色渾濁界面張力mN/m0.33290.32630.32060.31980.34640.33960.3396生物 活性 驅(qū)油 齊U溶液外觀無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明無色透明白色渾濁界面張力mN/m0.21420.22950.22870.22430.22950.22140.22430.45_3a3O.TBS -B-WS Tl生物活性驅(qū)油劑E、M2=一氏5 2 5 J6.1 o O.050aI1111120004000600080001000012000Ca2+ 度* mg/L圖2界面張力和Ca+濃度的關(guān)系

16、從表3、4及圖1、2可以看出，烷基糖苷BS的耐鹽度150g/L以上，抗二價陽 離子濃度10000mg Ca 2+/L以上，溶液和原油間的界面張力到達(dá)10-1mN/m數(shù)量級；生物酶驅(qū)油劑 WS的耐鹽度為100g/L，抗二價陽離子濃度6000mgCa 2+/L，溶液和 原油間的界面張力到達(dá)10-1mN/m數(shù)量級，BS和WS復(fù)配的產(chǎn)品生物活性驅(qū)油劑的 耐鹽度為100g/L，抗二價陽離子濃度8000mgCa 2+/L，溶液和原油間的界面張力達(dá) 到10-1mN/m數(shù)量級。由于中國東部大多數(shù)油田受沉積相的影響，地層水大局部都屬NaHC0 3型，地層水礦化度相對較低，鈣鎂離子更低，因此現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于二價陽離子

17、對于外表活性 劑性能的影響未形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是對于陜北鄂爾多斯盆地低特低滲透油藏， 地層水礦化度范圍0-150g/L，同時鈣鎂等二價陽離子含量為 010000mg/L，因此 該標(biāo)準(zhǔn)礦化度范圍規(guī)定為20-120g/L，鈣鎂等二價陽離子含量為100010000mg/L。 外表活性劑等驅(qū)油劑性能受二價陽離子的影響較大。因此室內(nèi)驅(qū)油劑篩選研究，都 要進(jìn)行抗二價陽離子性能測試，因此參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6424-2000之6第8款復(fù) 合驅(qū)油體系抗鹽性能測試方法，制定驅(qū)油劑抗二價陽離子性能測試方法。上述實驗數(shù)據(jù)說明該試驗方法是可行的。本標(biāo)準(zhǔn)是以陜北鄂爾多斯盆地低特低滲透油藏 為根底的，假設(shè)地層水礦化度范圍超

18、過0-150g/L ,或者鈣鎂等二價陽離子含量超過 0 10000mg/L，貝U應(yīng)該繼續(xù)結(jié)合實際情況增加測量點。3驅(qū)油劑穩(wěn)定性能測試收集3種外表活性劑產(chǎn)品雙離子外表活性劑 YC-3，微生物驅(qū)油劑MS以及石 油羧酸鹽NPS進(jìn)行實驗，活性劑濃度為0.5 % 質(zhì)量百分比，實驗用水為青化砭 采油廠賈96地層水，礦化度53g/L，屬CaCl2型；原油為延長組長6原油，20 C下 密度0.85g/cm3，粘度93mPa.s。試驗溫度為50 C,實驗結(jié)果見表5、圖3。從表5和圖3可以看出：老化后的溶液均是均勻透明，看來前兩種外表活性劑YC-3、MS和地層水的配伍性很好，但是從界面張力的角度來說，老化后界面張

19、 力均上升，30d后，YC-3和MS的界面張力上升了 67 %70%，和國內(nèi)大多數(shù)油 田的室內(nèi)結(jié)果類似。而外表活性劑 NPS那么不然，第三天溶液變成乳狀液，隨著老化 時間延長，溶液成凝絮和分相，振蕩仍不溶解，同時，界面張力大幅度上升，10d時界面張力上升了 565%，從10-2mN/m上升到10-1mN/m數(shù)量級，說明該產(chǎn)品和地 層水的配伍性很差，現(xiàn)場不能使用。在以低界面張力為指標(biāo)的外表活性劑篩選時， 配伍性指標(biāo)是一個很重要的理化指標(biāo)，為國內(nèi)大多數(shù)油田采用，能夠評價出外表活 性劑和油層水長期配伍性的優(yōu)劣。實驗數(shù)據(jù)說明該試驗方法是可行的。表5驅(qū)油劑和地層水的配伍性測試?yán)匣瘯r間d013510152

20、030YC-3溶液外觀透明透明透明透明透明透明透明透明界面張力mN/m0.05920.06120.06560.07130.07640.08240.09120.0988MS溶液外觀透明透明透明透明透明透明透明透明界面張力mN/m0.1830.1900.2120.2520.2660.2790.2910.312NPS溶液外觀透明透明透明乳狀液乳狀液凝絮分相，不溶解界面張力mN/m0.0340.0480.0660.0980.226-YC-3-MSNPS3O.52o.2os15aoD.1,050oX /101520253035老化時間圖3界面張力和老化時間的關(guān)系(4 )驅(qū)油效率測試方法驗證驅(qū)油效率測試是

21、評價驅(qū)油劑理化性能最重要的性能指標(biāo)，本單位做了大量的試 驗研究，驅(qū)油劑涵蓋了非離子外表活性劑、兩性離子外表活性劑、陽離子外表活性 劑、雙子型外表活性劑以及生物活性外表活性劑等。特選取生物活性驅(qū)油劑的驅(qū)替 結(jié)果，水驅(qū)效率為73.8 %，間歇注入0.1%濃度的驅(qū)油劑溶液0.5PV，進(jìn)行水驅(qū)，至 采出液含水98%以上；依次再注入0.3%驅(qū)油劑0.5PV和注入水，最后注入0.7%驅(qū) 油劑0.5PV，接著水驅(qū)至含水100 %。最終驅(qū)油效率為84.2 %，相對于水驅(qū)，提高 采收率10.4個百分點。驅(qū)替曲線如圖4所示。%效 油 驅(qū)驅(qū)油劑的巖心驅(qū)替實驗曲線+驅(qū)油效率 壓力注入倍數(shù)力 壓圖4生物活性驅(qū)油劑的驅(qū)替曲線(5)烷基糖苷吸附滯留量測定方法驗證生物活性驅(qū)油劑中烷基糖苷吸附滯留量測定方法參照SY/T 6424-2000中6.1復(fù)合驅(qū)油體系驅(qū)油劑靜吸附的測試-硫酸蒽酮法和分光光度法執(zhí)行，圖 5為按照測定方法測得的標(biāo)準(zhǔn)曲線參照以上標(biāo)準(zhǔn)曲線和分光光度法測得的數(shù)據(jù)計算吸附量見表6.表6吸附量測定數(shù)據(jù)表吸附前濃度mg/LAbS稀釋倍數(shù)吸附后濃度mg/L吸附量口 g/g5702.270.223504311.36139.095813.640.22