复合驱油过程中原渍乳化聚并机理的探讨

使用显微、图象处理装置考察了复合驱油中原油乳化后的液滴聚并过程。结果表明：随着时间的变化，乳状中小液滴的数量逐渐减少，在布郎运动过程中大小液滴相互靠扰、附 聚并。油滴聚并方式与水滴相同只是聚并速度较快通过对实验结果的归纳和总结，提出了复合驱 油中原油乳化后的液滴聚并机理。     

聚合物对二元复合体系乳化能力的影响

利用Turbiscan LAB Expert型稳定性分析仪和光学显微镜,研究了聚合物对二元复合驱油体系乳化原油形成乳状液的稳定性和乳化效果的影响。结果表明:二元复合驱油体系与原油形成的乳状液在失稳的过程中,乳状液体系下部主要表现为液滴的上浮,伴有聚集和聚并;体系中部主要表现为液滴的聚集和聚并;二元复合体系与原油形成的乳状液,随着聚合物相对分子质量和质量浓度的增加,乳状液稳定性逐渐增加,当聚合物质量浓度达到2 000 mg/L时,继续增加聚合物质量浓度,乳状液体系稳定性基本不变。研究成果对二元复合体系矿场试验和实际生产中采出液的处理有重要指导意义。     

用乳状液稳定性实验考察化学驱中油滴聚并

用乳状液稳定性实验考察了碱－表面活性剂－聚合物三元复合化学驱中油滴聚并规律。结果表明,乳状液中油滴上浮、絮集、聚并过程受水相组成变化的影响较大。原油中石油酸与碱的反应和碱的强弱、浓度有关。高浓度强碱体系油水混合后易形成Ｗ／Ｏ型乳状液,低浓度弱碱体系油水混合后易形成Ｏ／Ｗ型乳状液。     

不同类型清水剂对不同原油组分界面稳定性的影响研究

清水剂是处理油田聚驱后产生的含有残余聚合物的含油污水（含聚污水）的重要添加剂,不同类型清水剂实现含聚污水油、水分离的作用过程不尽相同。以3种不同类型清水剂（阳离子型、两性离子型和非离子型）为研究对象,利用液滴聚并法研究了在不同温度和清水剂添加量下模拟残余聚合物水溶液中清水剂对不同原油组分界面稳定性的影响,并结合界面张力结果分析了原因。结果表明：阳离子清水剂主要与沥青质作用促进水中油滴聚并,两性离子清水剂主要与胶质和沥青质作用促进水中油滴聚并,非离子清水剂与原油中4种组分均可作用促进油滴聚并。     

自发乳化微观驱油机理研究

利用可视化的微观光刻模型,通过显微观察和录像手段,直接观测了自发乳化驱油方法驱替水驱后的柱状残余油、岛状残余油、膜状残余油和盲端残余油时发生的现象,详细研究了自发乳化驱油方法提高原油采收率的微观机理,即：减小毛管力、界面扰动“拉油”、弹性变形“挤油”、降低界面张力和乳化液滴通过堵塞孔喉提高波及系数等,进一步完善了自发乳化驱油方法理论体系。     

聚表驱后“在线调剖+聚表剂”提高采收率技术

为研究聚/表复合驱后接替技术,室内探索了"在线调剖+聚表剂"组合技术提高原油采收率可行性。结果表明,在线调剖可以充分利用聚/表复合驱后储层中存留的聚合物进行络合交联,针对聚合物浓度较高的高渗层可起到调剖封堵作用,扩大后续注入液波及体积。聚表剂增黏性能好,乳化能力强,对复合驱后局部富集剩余油、残余油形成有效驱洗。物模驱油实验动态监测证实,聚/表复合驱后利用"在线调剖+聚表剂"组合方式,阻力系数与残余阻力系数增加,采出液乳化现象明显,采收率提高9%,效果显著。     

三元复合驱中乳化作用对提高采收率的影响

评价了不同机械搅拌力、不同含水率条件下,碱、表面活性剂、聚合物溶液与原油间的乳化能力,研究了这种三元复合驱过程中形成的乳化液类型及其稳定性,给出了油水比、化学剂类型、浓度、外力及其综合作用对产生乳化的影响程度。分析了大庆油田三元复合驱矿场试验中采出液产生乳化的原因。室内物理模拟实验表明,三元复合驱过程中产生的原油乳化作用是提高驱油效率、扩大波及体积的关键因素。     

聚合物驱原油富集聚并理论

为了深入认识聚合物驱油机理,优化聚合物驱油参数,利用分流理论建立了聚合物驱油过程中含油饱和度随时间变化的动力学数学模型.基于原油和聚合物溶液作用机理、运移规律的认识,从理论上揭示了油藏中有聚合物驱替液的前缘原油富集聚并过程的存在,随着原油不断的富集聚并,油藏中会形成油墙.根据聚合物溶液在多孔介质中的渗流特性,利用建立的模型研究聚合物驱过程原油富集聚并的影响因素:聚合物溶液前缘的质量浓度梯度、聚合物黏度—质量浓度关系、聚合物溶液弹性和聚合物引起的水相相对渗透率下降.结果表明,高相对分子质量、高质量浓度聚合物驱具有大幅度提高采收率的潜力,为聚合物驱油过程相对分子质量和注入质量浓度的选取提供了科学的理论依据.     

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理。又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率。三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主。驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75％。图6表1参1     

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联，分别计量3支岩心产出油水，模拟二维纵向非均质正韵律油层，进行三元复合体系驱油实验，根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理。又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验，将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中，利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析，综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率。三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾，大幅度提高原油采收率，且中渗透率层提高采收率幅度最大；二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中，高渗透率层以提高驱油效率为主，中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积，低渗透翠层以扩大波及体积为主。驱油效率占提高采收率的比例平均为55．75％。图6表1参1     

用乳状液稳定性实验考察化学驱中油滴聚并规律

根据乳状液分层，破乳过程的测定及显微镜观察，考察了乳状液中的油滴上浮、絮集、聚并过程受水相组成的影响情况，得到了静态条件下石油磺酸盐碱、聚合物、盐影响原油乳化及油滴聚并速率的规律。这些结果对于用滴－滴聚并方法研究化学驱体系中油滴聚并是很好的佐证和补充，为了解化学驱油体系配方与驱出液油水分相情况的关系提供了参考。     

倾斜转滴技术对化学驱油体系中油滴聚并规律的研究

利用改进的倾斜转滴技术研究了化学驱油体系中碱、表面活性剂、聚合物和盐对孤立的滴聚并的影响，并利用聚并实验数据对界面粘度进行了推算。发现表面活性剂的存在不利于油滴的聚并，盐和聚合物的存在可提高油滴聚并速率，碱对聚并的影响具有表面活性剂和盐的双重作用。     

高含水油井新型防蜡降粘剂HW—01

本文介绍了根据高含水油井采出液特点研制的高含水油井新型防蜡降粘剂ＨＷ０１，给出了ＨＷ０１的乳化降粘性能、对水包油型原油乳状液油珠聚结温度的降低作用、防蜡效果以及以ＨＷ０１为乳化剂配制的水包油型原油乳状液的热沉降脱水性能，并与ＡＥ１９１０进行了比较。本文还探讨了高含水油井防蜡降粘剂的作用机理，提出了高含水油井防蜡降粘剂研制开发的新思路。     

油滴铺展与聚并的数学模型

对复合驱采出液破乳过程中的某些微观现象进行了观测和研究。在复合驱采出液的破乳过程中,随着油滴在水相中上浮,会发生油滴变形铺展成油膜,油膜之间又很快发生聚并的现象。其原因是当油滴浮出水相,作用在油滴上的表面张力发生变化,使油滴以固定的比例铺展成油膜,理论推导和实验数据都证明其比例系数是只与乳液体系的自身性质有关的常数;聚并前后的油膜半径变化规律与球状油滴聚并变化规律一样,这是对油滴按比例铺展成油膜的自然推论。在破乳速度较快、破乳程度较彻底的体系中,这种现象普遍存在。对此现象提出了数学模型,并进行了实验验证。     

An investigation into the deformation, movement and coalescence characteristics of water-in-oil droplets in an AC electric field

Drop-drop coalescence is important in electric dehydrators used for oil-water separation in the oil industry.The deformation degree,angle between the electric field and the center line of two drops,effects of intensities and frequencies of the electric field have been studied by analyzing droplet images.However,seldom have people investigated the movement and the relative velocity in the process of dropdrop coalescence.In this paper forces acting on a single droplet and horizontal water droplets in an AC electric field were analyzed,and experiments were carried out to investigate the deformation,movement and coalescence characteristics of droplets with white oil and water.With a micro high-speed camera system and image processing technology,the droplet images were collected and analyzed.The results indicate that the deformation is mainly affected by the electric field intensity,frequency,droplet diameter and the oil viscosity.High field strength and large diameter facilitate deformation of drops in the electric field.The effect of frequency and oil viscosity is not obvious.Higher frequency and higher oil viscosity will lead to smaller oscillation amplitude.The effect of electric field intensity and droplet diameter on oscillation amplitude is not obvious.When the center-to-center distance between droplets is large,the forces acting on droplets in the horizontal direction are mainly dipole-dipole attraction and drag forces.There is also the film-thinning force when droplets get closer.The forces are simplified and derived.Based on force analysis and Newton’s second law,the relative movement is analyzed in different parts,and the relationship of center-to-center distance and time is in accordance with an explinear function at different stages.According to experimental data,the movement of 145 μm double droplets before coalescence can be fitted well with an explinear function at two stages.In addition,the whole movement process is investigated and can be estimated with a fourth order polynomial curve,from which the relative velocity of droplet movement can also be obtained.With an increases in electric field intensity and droplet diameter and a decrease in oil viscosity,the relative velocity increases.Only when the oil-water interfacial tension is obviously high,can it influence the relative movement significantly.The coalescence is mainly dipole coalescence and chain coalescence under influence of the AC electric field.     

高含硫天然气过滤单元性能优化

为了避免高含硫天然气湿气输送过程中所夹带的固体颗粒和液体杂质对天然气净化装置和效果的不良影响,在脱硫工艺前端设置了由预过滤器和聚结过滤器所组成的两级过滤单元。针对某高含硫天然气净化厂原料气过滤单元存在的聚结过滤器滤芯压降不上升、无法通过压降来判断滤芯更换时间等问题,利用两级过滤性能评价系统对比了不同过滤性能预过滤器滤芯和聚结过滤器滤芯组合的过滤性能,发现其原因在于聚结过滤器滤芯对亚微米级液滴的聚结性能不理想、预过滤器滤芯和聚结过滤器滤芯的性能不匹配。为此,提出了改进措施:①改进聚结过滤器滤芯的聚结层;②设置疏油型排液层,改变预过滤器滤芯的结构参数,使之与改进后的聚结过滤器滤芯的性能相匹配。实验结果表明:改进后聚结过滤器滤芯的稳态压降较在用滤芯降低75%,对于粒径为0.3μm及以上的液滴过滤效率达到99.99%,同时实现了预过滤器滤芯和聚结过滤器滤芯压降的同步变化。现场试验结果表明:改进后的原料气过滤单元对液体杂质的过滤能力提高了1倍,能更有效地保证后续工艺的安全运行。该研究成果为高含硫天然气过滤元件设计和过滤系统优化运行提供了参考。     

Study on Stability and Treatment of Surfactant/Polymer Flooding Waste Water

Surfactant is mainly responsible for the stability of oil droplets in surfactant/polymer flooding waste water compared with polymer, decreasing oil-water interfacial tension, and zeta potential on the surface of the oil droplets. Flocculation and demulsification were conducted to remove the stable oil droplets. Demulsifier reverse phase demulsifer-E (RPDE) together with flocculant cationic polyacrylamide is effective in accelerating the coalescence of small oil droplets in surfactant/polymer flooding waste water due to synergistic effect of demulsification and flocculation.     

基于Pickering乳液的油基钻井液

Pickering乳液通过颗粒在油水界面吸附,形成稳定界面膜防止水滴聚并,能够提高油基钻井液的稳定性。然而,关于Pickering乳液油基钻井液的研究,忽略了油相中水滴和无机亲水颗粒间相互作用,均未考虑配浆时加入的氢氧化钙、加重剂以及地层中进入的劣质固相等无机颗粒对乳液中水滴存在形式的影响。因此,向W/O型Pickering乳液中加入氢氧化钙、重晶石和不同水化程度高岭土颗粒,通过宏观沉降实验和显微镜图像证明水滴与颗粒结合,以结合水形式存在,导致颗粒聚集;通过激光共聚焦显微镜和低温差示扫描量热对结合水进行表征。通过添加分散剂可以促进结合水颗粒的分散,提高钻井液体系的稳定性。基于W/O型Pickering乳液的油基钻井液不是油包水乳液,而是结合水颗粒在油相中适度分散的体系。此外,配制低密度油基钻井液模型体系,并调控体系的流变性能,实现低温恒流变。     

MD膜驱剂对水包油乳状液的破乳作用

MD膜驱油现场试验中发现采出的含油污水有逐渐变清的趋势。实验考察了MD-1膜驱剂(一种单分子双季铵盐)对油田采出水的zeta电位、脱油率和水包油乳状液的脱水率的影响。结果表明。MD-1在水中电离生成的阳离子压缩双电层。zeta电位随着MD-1浓度的增加而增加，压缩双电层是渐进过程；MD-1对油田采出水的破乳作用随MD-1浓度增加而增加并且与采出水的含油量有关，含油量低时破乳脱油效果不佳；由阴离子表面活性剂ORS41和非离子表面活性剂OP-10为乳化剂形成的水包油乳状液(油相为含1％胶质和沥青质的煤油)。其脱水率均随MD-1浓度的增加而增加，但在乳化刺为OP-10时脱水率较低；MD-1膜驱剂与油相中的胶质及沥青质作用，破坏油水界面致使油滴聚并、破乳。图7表2参11。     

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在油气藏中,油气流体和储层多孔介质是一个相互作用的系统,油气体系相平衡计算应考虑多孔介质中的界面现象的影响。文章从热力学基本理论出发,建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型。为了论证毛细管压力对油气体系相平衡的影响程度,针对我国两个凝析气藏,分别对油气体系的毛细管压力,露点压力,反凝析液量和p-T相图形态进行了相诚模拟计算。并利用热力学亚稳态和新相生成理论中的开尔文（Kelvin)方程对其相态模拟计算结果作出了满意的解释。