科宝活性分子膜简介.doc

科宝活性分子膜增产科技 科宝活性基因 纳米成膜 保护油藏 操作简便 全系统的石油增产新理念科宝活性分子膜石油增产科技东营盛世石油科技有限责任公司SUN PETROLEUM TECHNOLOGY SERVICE INC.（USA） 目 录一 科宝活性分子膜21分子膜22活性分子膜2二 特征优势3三 产品介绍51组成52产品指标53应用6四 应用工艺71油水井改造工艺72吞吐增产工艺93蒸汽热力采油104稠油降粘115作业洗井126区块提高采收率127堵水调剖、调驱158钻完井液169净水除油16五 应用前景18六 工艺附属产品18一 科宝活性分子膜1分子膜分子膜往往被称为：“分子沉积膜（Molecular Deposition）”，简称分子膜、MD膜或纳米膜。分子沉积膜高新技术基于静电组装思想，在离子化表面引入能诱导产生相反离子的微粒，成膜物质为水溶性的聚合物、有机物、大环平面分子、无机半导体超微粒等组分。它是利用有机（无机）阴阳离子的静电吸附反应特性，通过异性离子体系的单层交替分子沉积，制备的层状有序的超薄膜。这种有序的沉积是一种平衡态过程，层间以离子键结合，可以连续沉积形成多层有序的自组装超薄膜。并根据功能发展了功能性聚电解质和双阳离子交替膜、复合酶和阳离子分子沉积膜、复合酶分子沉积膜等多种分子沉积膜技术，已广泛应用于医药、食品、生物工程、微电子工业和化学工业。2活性分子膜活性分子膜结合了分子膜与纳米概念（1nm=10-3m=10-6mm=10-9m，活性分子膜制剂成膜厚度为0.5-25nm，平均厚度8nm），特别是在无机半导体超微粒和有机阳离子分子作为成膜主体的前提下引入活性基因，使其石油增产应用方向更加趋于多元化。利用油藏岩石多呈负电性，阴阳离子静电吸附，活性分子膜自组装在岩石表层形成超薄膜，保护油藏、剥离油垢、洗油降粘、驱油增产。因其应用简便，增产效果突出，故将此技术命名为科宝活性分子膜技术，寓意为石油增产科技的宝贝。SUN PETROLEUM TECHNOLOGY SERVICE INC.（USA）与东营盛世石油科技有限责任公司多年来一直致力于尖端的石油增产科技的研究，活性分子膜为企业独创石油增产概念技术产品，可广泛应用于油田化学领域。该技术是操作简便、保护油藏效果突出的高科技成果，一进入市场，其增产和发展前景立即获得了油田增产、提高采收率领域的关注。二 特征优势作为独特的油藏保护、增产新概念技术，科宝活性分子膜的优势有：（1）溶于水的活性膜分子在苛刻的地层中如含有泥岩成份的敏感油藏，能有效成膜，形成良好的屏蔽保护，防止岩心伤害，保持油藏稳定。（2）沉积在岩心上的分子膜中所含的活性分子和阻垢因子，能有效消除和预防油水井近井地带及油藏结垢（有机垢和无机垢），保持油井产量和注水效率的长期稳定。（3）科宝活性分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低水的表面张力，以及油、水、岩石之间的界面张力。一是减少原油与岩石表面的粘附力，增强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。二是消除和抑制水锁水敏等油藏伤害。三是将大团稠油降粘分散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。（4）科宝活性分子溶于水中，能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过膜诱导和自发渗析作用，进入微观孔道，启动剩余原油，使残存在岩石孔隙中的“死”油变成“活”油，在保护油藏的前提下，提高渗流能力，提高注水驱油效力，加速原油开采速度，释放油井产能。（5）使用油藏范围广，可应用在地层温度10-280、矿化度高容易结垢、敏感因素严重、达5万厘泊的稠油油藏、0.110-3m2以上的低渗透油藏等。（6）使用工艺范围广，可应用于油水井改造、吞吐增产、蒸汽热力采油、稠油降粘、作业洗井、区块提高采收率、堵水调剖、调驱、钻完井和净水除油等工艺。（7）低浓度，低腐蚀，低毒性，低伤害，高效率。可不动作业管柱，不反排，矿场实施调剖驱油可以利用现有的注水井网和设施，工艺简单，操作方便，人员好培训。三 产品介绍1组成科宝活性分子膜主要由无机半导体超微粒和有机物阳离子物质、非离子聚合物、酶、活性基因等通过特殊工艺加工制作而成。2产品指标 推荐SAPOO-、II、III、IV活性分子膜四个产品，具体性能指标为：表1 SAPOO-性能指标 表2 SAPOO-II性能指标项目指标外观黄色均匀粘稠液体pH6-7密度，g/cm3(25)1.00-1.25表面张力，mN/m(25)35水溶性与水均匀互溶有效含量，%40渗透率恢复值，%90降压增注率，%（水井）30提高采收率，%6.6项目指标外观黄色均匀粘稠液体pH6-7密度，g/cm3(25)1.00-1.25水溶性与水均匀互溶有效含量，%40封堵率，%100【注：浓缩液的有效含量80%提高采收率参考渗析法和岩心驱替法】表3 SAPOO-III性能指标 表4 SAPOO-IV 性能指标项目指标外观黄色均匀粘稠液体pH6-7密度，g/cm3(25)1.00-1.25水溶性与水均匀互溶表面张力，mN/m(25)35有效含量，%40防膨率，%80缩膨率，%20项目指标外观黄色均匀粘稠液体pH2-3密度，g/cm3(25)1.00-1.25水溶性与水均匀互溶有效含量，%20【注：缩膨率的测定参考离心法测定，使用浓度为1%SAPOO-+0.5%氯化钾、3应用表5 科宝活性分子膜产品应用科宝产品应用工艺SAPOO-I1、油水井改造工艺（近井地带处理修饰）2、吞吐增产技术3、蒸汽热力采油4、稠油降粘5、作业洗井6、区块提高采收率SAPOO-II（调驱使用SAPOO-I配合）7、堵水调剖、调驱工艺SAPOO-III8、钻完井液（泥浆修饰）SAPOO-9、净水除油四 应用工艺1油水井改造工艺油水井改造工艺又称活性分子膜沉积阻垢增产技术，可广泛应用于各类型油藏，特别是针对敏感性砂岩油藏，低渗透油藏，稠油油藏，水矿化度高，近井地带易结垢造成油井产能低、注水压力上升过快、有效生产期短的井。该工艺在不作业时即可使用，无需反排，操作简单，使用方便，安全环保，保护油藏，效果好，沉积时间越长效果越佳。形成的活性分子膜沉积在岩石表层及孔隙中，能够在不伤害油藏的基础上，发挥清除和预防垢质伤害的双层作用，提高油水井生产有效期。（1）增产作用机理活性分子膜通过离子间静电相互作用，沉积在呈负电的储层表面，通过袒露岩石不断掀掉沉积原油，并形成一定厚度的保护膜，附着在岩石上。能促使晶层间脱水，产生晶格固定作用，使得岩心构造紧密，限制膨胀、分离，有效改善提高岩心的稳定性，防止粘土膨胀和微粒运移造成地层孔喉堵塞，保护油藏。科宝活性分子溶液有较高的表面活性，可消除水伤害造成的水堵、油水卡断问题，可对粘稠的原油降粘稀释，增强原油流动性，使其容易通过孔喉，消除油垢伤害。配合生物阻垢剂通过螯合机理解除岩石孔隙无机垢如碳酸钙、硫酸钙等的污染。沉积在孔喉和岩心表层上的分子膜所含的活性分子和阻垢因子，在保护油藏的前提下发挥解堵作用后，能长时间预防垢质再次沉积，提高和保持油藏渗透率。通过上述综合作用，产生长期明显的水井降压增注、油井增产的结果。（2）应用工艺将2-2.5% SAPOO-活性分子膜溶液配合2-2.5% 生物阻垢剂用清水配制，在不提管柱作业的前提下，通过套管注入油藏，关井48h，开井生产。一般井处理半径1-5m，使用量20-50方左右。【注：如果判断无机垢堵塞严重，可先前置5-10方 15%盐酸（31%工业盐酸） +1-2.5%SAPOO-活性分子膜+1%缓蚀剂，再进行分子膜沉积阻垢技术】（3）典型井例（油井）：Mangistao油田区域231油井，属于砂岩油藏，含泥质20%，深度为1692-1721m，平均孔隙度18%，平均渗透率13810-3m2。地层水矿化度为18500mg/L，水型为NaHCO3，Cl为3431.5 mg/L。胶质沥青质含量28%，蜡质4%。原油粘度（50）365mPa.s，上次修井作业，日液12.6 m3，日油10t，20天后，日液降为2.8m3，日油1.1t。分析近井结垢，造成堵塞。作业时，从套管连续注入50方2.5% SAPOO-活性分子膜+2% 生物阻垢剂+1%氯化钾，回注水配制，水温50，关井48h，开井生产，施工后日液14.3m3，日油13.6t，有效期长达16个月。施工前后曲线如图1。图1 231井施工前后曲线典型井例（水井）： SC53油田133水井属细粉砂岩油藏，深度为1300-1336m，地层温度58，地层渗透率为6010-3m2，含泥质18%，水矿化度13260mg/L（要求日配注量80m3）。曾采用常规的土酸酸化，但有效期短，一般30d，注水压力就迅速上升，注水下降。施工前水井压力13.0MPa，日注水量25m3，欠注55m3。采取科宝活性分子膜沉积阻垢技术，施工先前置5方10%盐酸（31%工业盐酸）+2.5%SAPOO-活性分子膜+1%缓蚀剂，再注入2.5%浓度的SAPOO-活性分子膜+2.5%生物阻垢剂水溶液40方，关井48h，开始注水。施工后注水压力为6.8MPa，日注水量92m3，有效期13个月。施工前后曲线如图2。图2 133井施工前后曲线2吞吐增产工艺用低浓度的科宝活性分子溶液，补充地层能量，置换储层中波及到的原油，达到增产之目的。工艺广泛应用于各种油藏，特别是对渗透率低，地层能量低，单井产量少，原油粘度高的敏感性油藏有优势。不作业即可使用，通过套管反挤注入。l 对渗透极差大，具有底水或边水的油藏要慎重使用，建议进行调堵后再吞吐。l 对套注压力大，容易影响泵正常生产的状况，可提管柱作业进行。（1）作用机理利用静电吸附作用，科宝活性分子沉积在呈负电性的岩石表面，形成超薄膜，防止岩心伤害，保护油藏稳定。科宝活性分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低水的表面张力，以及油、水、岩石之间的界面张力。一是减少原油与岩石表面的粘附力，增强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。二是消除和抑制水锁水敏等油藏伤害。三是将大团稠油降粘分散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。科宝活性分子溶于水中，能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过诱导和自发渗析作用，进入微观孔道，启动剩余原油，使残存在岩石孔隙中的“死”油变成“活”油，加速原油开采速度，在保护油藏的前提下，补充地层能量，置换原油，释放油井产能。（2）应用工艺用清水或回注水配制0.1-0.2%SAPOO-活性分子膜溶液从套管注入油藏，关井48h以上。 【注：若矿化度高，可以加入0.005%生物阻垢剂；若无机垢堵塞严重，还可以配合10%-15%盐酸（建议20%，使用31%工业盐酸）+0.5% SAPOO -活性分子膜+1%-2%缓蚀剂前置酸洗再进行吞吐。】（3）典型井例：M1为砂岩、灰岩油藏，两个层段分别是1209-1236m，1526-1573m。平均泥质含量为29.8%，平均孔隙度23%，平均渗透率13210-3m2，原油粘度2980mPa.s，含胶质和沥青质32%。平均日液1.89m3，日油为1t。经分析地层有能量，原油粘度大，流动性差，渗流能力低，注水跟不上，致使稠油无法开采出来。注入250方0.2 % SAPOO-活性分子膜处理后，日液为12m3，日油为6.3t，有效期192天，共增油1017t。3蒸汽热力采油主要针对稠油和低渗透油藏，可在蒸汽吞吐、蒸汽驱不同阶段使用科宝活性分子膜。利用其剥离原油，降低原油粘度，保护油藏，提升热力采油效力，达到多增油的目标。（1）蒸汽吞吐作为前置液，有效降低蒸汽注入压力，一般使用2%-5%SAPOO-活性分子膜溶液，后续点滴添加0.1-0.2% SAPOO-活性分子膜溶液（浓缩液）。对于蒸汽吞吐效率低回采水率低的井，提高吞吐效率，提高回采水率，增产原油。使用0.2%-0.5% SAPOO-活性分子膜溶液，回注水配制。若无机垢严重，可使用15-20%盐酸（31%工业盐酸）+1%-2%缓蚀剂+1%-2%SAPOO-进行前置酸洗。（2）蒸汽驱，伴随蒸汽注入0.1%-0.5%SAPOO-活性分子膜溶液，建议使用0.2%。【注：330-350下，药剂的残余成份在70%以上，不影响作用效果】（3）典型井例：某油区14-9-40井为细砂岩油藏，井深1080m，地层矿化度为6080mg/L，平均孔隙度23%，平均渗透率54610-3m2，原油粘度（50）12890mPa.s，含胶质和沥青质32.2%。首次注入蒸汽3000m3，开井生产156天，累计产油1260t。再次注蒸汽2300 m3，开井生产60天后，日产液30 m3降至2 m3，日产油18.5t降至1t。用SAPOO-活性分子膜0.2%浓度200方处理后，日产液升高到30 m3，日产油提高到18t。5个月后停产时，多产油1330t，产水1680 m3。4稠油降粘该工艺解决稠油井井下稠油到地面的提抽难问题。（1）作用机理：科宝活性分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低油水间的界面张力，乳化降低原油粘度，好流动，诱发多产。科宝活性分子膜吸附在管壁设备上，有很好的防腐、阻垢功效，保护设备，防止油水垢沉积。（2）使用工艺：根据产液量使用0.02-0.5%SAPOO-活性分子膜溶液，在井口日常点滴添加。（3）典型井例某油区A16井，井深为863m，地层温度40，地层矿化度为5212mg/L，原油粘度为9325 mPa.s，沥青胶质含量为20%，提抽困难。平均日液为4.6m3，日油0.6m3，含水86%。提抽作业时，抽油泵上行电流65A，下行电流60A。取现场稠油，进行室内降粘实验，实验结果如下：表6 SAPOO-活性分子膜溶液降粘效果浓度00.02%0.05%0.1%0.15%0.2%0.3%0.4%0.5%粘度，mPa.s2400477.36423.61389.28347.52223.5149.0468.1635降粘率，%090.1193.0495.7896.5597.3297.7998.3699.25【注：实验温度50，油水比1：1，使用0.05%的浓缩液，降粘率即大于95%】图3 不同浓度的科宝活性分子膜的降粘率现场施工如下：使用0.05%SAPOO-活性分子膜溶液在井口从套管点滴添加。施工后，产液量6.2m3，产油2.8t，含水54.8%，抽油泵上行电流53A，下行电流48A，摩阻减小，泵效提高。5作业洗井科宝活性分子膜能快速有效的清洗油垢，清洗效率高，油井投产快。溶液漏失到油藏，不但不伤害油藏，还可形成保护油藏的超薄膜，解决油藏的水敏、水锁问题。吸附在管柱上的分子膜还有一定的防腐防垢作用。室内作用效果如下：表7 作用效果编号项目指标1洗油率，%98%2防膨率，%70%3缩膨率，%30%【注：原油粘度为2890mPa.s，胶质沥青质含量为19.6%。编号3：使用:2.5% SAPOO-活性分子膜溶液+0.5%-1%氯化钾用自来水配制，离心法测定。】用回注水配制1%-5%SAPOO-活性分子膜溶液，推荐使用2%。添加1%KCl，效果更佳，循环清洗井筒。6区块提高采收率工艺主要针对整体区块实施增产。可广泛应用于各种油藏，特别针对敏感砂岩、矿化度高易结垢、水井注水难、油井产量低、稠油、低渗透、采收率低的油田。由于科宝活性分子膜驱油具有保护油藏好，使用浓度低，投资少，施工简单，易操作，矿场应用可以使用现有的注水井网和注水设施，培训人员上手快，增油效果明显等特点，因此有望成为具有发展前景的“改进水驱”提高原油采收率新技术。预计可以延长修井期30%，提高采收率6.8%以上，经济效益可达1:10。（1）适用油藏范围：科宝活性分子膜驱应用范围广，使用温度最高可达280，油藏类型有碳酸盐岩油藏、砂岩油藏、火成岩油藏等油藏，稀油或稠油油田皆可应用，油藏润湿性可以是水润湿、油润湿和混合润湿，储层渗透率可以是高渗、中渗、低渗、特低渗或超低渗，地层水可以是各种类型、高矿化度、各种pH值的地层水。表8 SAPOO驱与化学驱适用油藏参数对比驱油类型参数聚合物驱表面活性剂驱胶束溶液驱SAPOO驱地下原油粘度（mPas）510251550000含油饱和度（%）50502520（尽量选择）地层温度（）707070280油层渗透率（m2）0.1不受限制0.10.001油层厚度（m）不受限制不受限制25不受限制岩性砂岩砂岩和碳酸盐砂岩不受限制地层水含盐量（mg/L）20205不受限制水的硬度（钾盐和镁盐）不适宜不受限制不适宜不受限制井网密度（km2/井）0.24不受限制0.16不受限制（2）作用机理：溶于水的活性膜分子在苛刻的地层中，能有效成膜，形成良好的屏蔽保护，防止岩心伤害，保持油藏稳定。沉积在岩心上的分子膜中所含的活性分子和阻垢因子，能有效消除和预防油水井近井地带及油藏结垢（有机垢和无机垢），保持油井产量和注水效率的长期稳定。科宝活性分子溶液有较高的表面活性， 图4 科宝活性分子膜驱示意图低浓度下可有效降低水的表面张力，以及油、水、岩石之间的界面张力。一是减少原油与岩石表面的粘附力，增强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。二是消除和抑制水锁水敏等油藏伤害。三是将大团稠油降粘分散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。科宝活性分子溶于水中，能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过诱导和自发渗析作用，进入微观孔道，启动剩余原油，使残存在岩石孔隙中的“死”油变成“活”油，在保护油藏的前提下，提高渗流能力，提高注水驱油效力，加速原油开采速度，释放油井产能。随着活性分子膜制剂向前推进，波及到的岩石表面原油不断被剥离下来，原油乳化增溶汇聚形成稀软油墙，提高波及效率，提高采收率。（3）应用工艺：在配水间或水井前用小型离心泵点滴注入，如：首先注入0.2PV：0.2% SAPOO-活性分子膜+0.005-0.01% 生物阻垢剂，后注入0.1PV：0.1% SAPOO-活性分子膜+0.005-0.01%生物阻垢剂。建议：对渗透极差大，具有底水或边水的油藏要慎重使用，可调剖后再进行驱油。（4）作用效率表9 SAPOO-活性分子膜驱油效率岩心编号水驱油效率（%）活性分子膜驱油效率增幅（%）最终驱油效率（%）备注SO-119.1637.6056.76变流速SO-239.8623.6063.46恒速SO-367.2816.1583.43恒速SO-433.1021.854.9恒速SO-666.6011.6078.2恒速【注：岩心为100-30010-3m2人造岩心，实验温度60，原油粘度为23mPa.s,含蜡6.2%，采用模拟地层水，矿化度为6000mg/L】表10 SAPOO-活性分子膜在低渗透油藏驱油效率岩样孔隙度(%)渗透率10-3m2水驱驱油效率%SAPOO驱效率%SO-7202520.0142.1SO-8202526.0238.96SO-9122513.221.6【注：实验温度40，原油粘度为54mPa.s，含蜡量为7.2%，采用模拟地层水，矿化度为5832mg/L】（5）项目模拟：某油田14-16区块，含油面积1.8km2，地质储量127.0104t，砂岩低渗油藏，平均渗透率为1110-3m2，含泥岩26%，注水含油3mg/L，水矿化度为6520mg/L。注水压力上升过快。注水井4口，对应油井正常开启12口。项目规划，先注入0.2PV 0.2% SAPOO-活性分子膜+0.005% 生物阻垢剂，注4个月，间歇一个月，再注入0.1PV 0.1% SAPOO-活性分子膜+0.005%生物阻垢剂，注5个月。注水压力上升缓慢，平均洗井周期延长为8个月（一般洗井后一个月压力即上升）。80天后，油井压力平均提升0.6MPa，平均产量增加2.8t，其中两口无产量井也开始启动，有效期15个月，经济效益预计达1:8。7堵水调剖、调驱（1）优势SAPOO-和科宝B剂均为安全环保的液体制剂，无毒性。好配制，易操作，用小型离心泵点滴交替注入即可，可以实现对一个井组同时作业。不停注水井作业。使用条件范围宽，可在160以下的各类油藏使用，封堵物不受矿化度影响。误堵可解。 （2）作用机理：科宝活性分子膜与科宝B剂相互絮沉，形成有效屏蔽封堵膜，将大孔道封闭形成一个有效封堵空间，迫使后续注入水进入中、低渗透层，达到有效调整剖面，提高波及系数，提高原油采收率。若后续打一个SAPOO-活性分子膜段塞，可形成“2+3”调驱工艺。 图4 调剖作用前后 （3）应用工艺：根据地层实际情况，用小型离心泵点滴注入0.25-0.5%SAPOO-活性分子膜，随注入水携带入地层，然后段塞注水，再随注水点滴注入0.25-1%的科宝B剂段塞，最后注水即好。聚驱后加入0.05-0.1%SAPOO-活性分子膜，与地层残余的聚合物实施聚驱后聚合物再利用，可进一步提高聚合物驱后水驱采收率。 （4）典型井例： V2-25水井属于砂岩油藏，地层平均渗透率为32510-3m2，平均孔隙度为20%，含泥岩 12%，水矿化度为6320mg/L。施工前，注水压力低， 图5 科宝分子膜在线堵水调剖图注水110 m3，弱吸水层吸水率低，水沿无效大孔道流走，无法起到驱油作用。施工时，先注入0