聚表剂驱油技术研究现状与发展趋势

在系统总结分析传统化学驱油技术存在主要优缺点的基础上,深入调研了新型聚合物表面活性剂(聚表剂)驱油技术,对聚表剂的特性、性能评价研究以及驱油机理做出阐述,并结合国内油田的矿场试验现状,对聚表剂驱油技术的发展前景提出认识和展望,为聚表剂驱油技术的进一步研究与推广使用提供参考。     

稳定性对功能型聚合物的影响

聚表剂是一种新型功能型聚合物,能在聚合物驱后迚一步提高采收率,目前尚处于矿场试验阶段。矿场分析聚表剂时,多是在注入井和采出井提取样品;而室内实验所用溶液都是现配现用,其分析结果仅处于注入前的性能和注入后的效果层面。然而聚表剂从注入井运移到采出井要经历数百天时间,且在注采井间渗流的过程中受地层孔隙结构的影响黏度稳定性会发生变化。聚表剂的黏度稳定性发生变化后如何影响其驱油机理和渗流觃律,目前尚无研究。针对以上问题,以静置30 d的华鼎I聚表剂溶液模拟位于注采井间储层的聚表剂溶液。通过室内实验研究聚表剂溶液在静置前后的性能差异;通过光刻玻璃实验比较聚表剂刜始溶液和静置后溶液的微观驱油机理,描述两种情况下的微观驱替特征。基于以上研究得出:光刻玻璃实验中,在聚表剂驱阶段,静置后华鼎I聚表剂溶液较静置前提高相对波及面积4.3%,静置后的聚表剂溶液黏弹性和乳化性能都有提升。     

聚表剂乳化性能评价

聚表剂本身的特殊结构决定其具有与普通聚合物和三元体系不同的一些性质:自组装、抗菌、粘度高、乳化能力强等特点,其中乳化能力强是聚表剂的一个比较重要的特点。通过室内和现场评价,都证实聚表剂具有强于普通聚合物和三元体系的乳化能力,并且通过现场试验发现,驱洗型聚表剂乳化能力大于调堵型聚表剂,在受效后期含水上升阶段注入以驱洗为主的聚表剂能够取得增油降水的效果。     

驱油用聚表剂特征官能团研究

聚表剂作为一种新型化学驱油剂,在大庆油田开展了多项矿场试验,部分试验区已取得显著的增油降水效果,但现场存在聚表剂的官能团结构及驱油机理尚不清晰等问题.本文采用元素分析、红外光谱、质谱等多种分析技术对Ⅰ型、Ⅲ型和BⅢ型3种聚表剂的化学结构进行分析,确定了聚表剂含有碳、氢、氧等7种化学元素,聚表剂分子中含有苯基和烷基苯基等10种官能团,聚表剂化学结构的确定对于进一步指导聚表剂在矿场中的实际应用具有重要指导意义.     

聚表剂as90的评价及聚驱后驱油实验

利用室内实验方法研究了聚表剂as90抗温性能、抗盐性能,抗老化性能,评价聚表剂as90的相关驱油性质。进行聚驱后聚表剂as90驱油,研究聚表剂as90在聚驱后的驱油潜力。研究结果表明:聚表剂分子既能分子内缔合又能分子间缔合,形成了空间网状结构,分子子飞线团尺寸远大于普通聚合物,使其具有更好的液流转向能力;提采效果好表明,聚驱后聚表剂as90有很大驱油潜力。因此,聚表剂as90进行聚驱后剩余油的开发。     

聚表剂理化性能及驱油效果研究

聚表剂是近年来研究探索的一种新驱油剂,其应用效果有待评价。通过室内理化性能评价和物理模拟实验对聚表剂的性能和驱油效果进行研究。结果表明,聚表剂具有较好的增粘、抗盐和乳化增溶等特性。水驱后聚表剂驱可提高采收率15.9%,可以作为一种驱油剂应用于油田实际生产。     

聚表剂乳化增黏特性研究

为优化N试验区聚表剂驱合理注入参数,开展了聚表剂乳化增黏特性研究。聚表剂浓度大于1200mg/L时,黏度增幅可达到50%;尽管聚表剂从配制到井口沿程黏损达到60%以上,注入黏度仅为2.0mPa.s,但聚表剂与原油乳化后形成的乳状液黏度增大2倍以上,见效井采出液乳化明显,增油降水效果显著。通过统计分析室内和现场试验的动、静态数据,绘制了聚表剂乳化强度与药剂浓度及含水的关系图版,为现场试验聚表剂注入浓度设计提供了参考依据。     

聚表剂驱油层堵塞原因分析及调整方法研究

针对聚表剂驱过程中油层堵塞严重,采出井产液量大幅下降的问题,从聚表剂自身特性入手,结合现场试验驱替特征,分析造成油层堵塞的主要原因,并提出了合理的跟踪调整方法,用以指导现场试验,为将来聚表剂驱工业化推广提供技术支持。     

恒速法与恒压法在聚表剂驱油实验中的应用

室内分别采用恒速法和恒压法开展聚表剂驱油实验。通过对比分析实验结果,发现恒压法实验在稳定、可控压力下进行,注入速度、注入浓度依据现场动态情况及时调整,提高采收率与现场差异较小,适合用来评价聚表剂驱油效果。     

聚表剂的溶液特性与室内驱油效果评价

聚表剂是近些年来出现的一种新型一元驱油化学剂,同时具备表面活性剂和聚合物的双重性质。聚表剂驱油技术是一种集调剖及驱替为一体的新型三次采油技术。研究表明,相同条件下聚表剂的增黏效果、黏度稳定性以及乳化性能均优于聚合物溶液。室内驱油实验表明,聚驱后聚表剂驱起到了明显的降水增油的效果,并可以提高采收率11.2%。     

聚表剂采出液现场破乳试验效果分析

聚表剂驱采出液具有乳化程度高,破乳困难的特点,根据聚表剂驱采出液乳化性质,本文主要研究了聚表剂驱采出液乳化破乳机理,药剂筛选及药剂现场应用情况。     

驱油用聚表剂乳化性能评价方法

目前,对于聚表剂多采用瓶试法来表征其乳化性能,本研究讨论了聚表剂水溶液原油乳液的制备方法,在瓶试法研究的基础上,通过油砂吸附前后粘度及析水率评价,乳液稳定性评价,乳液微观结构观测等方法评价了驱油用聚表剂的乳化性能,丰富了聚表剂乳化性能表征手段。     

聚表剂提高采收率机理及发展前景

聚表剂是近几年发展起来的新型功能性聚合物,在各大油田和科研机构进行试验应用,聚表剂能够有效地开发水驱和聚驱过后的残余油,比一般其他化学驱效果更好,能够实现地层水油流度比控制和原油快速增溶等作用,通过提高驱替液的粘度,从而扩大波及效率。由于聚表剂具有耐高温和耐盐等特性,能够在低渗透和高温高矿化度地层中使用。本文系统地阐述了聚表剂优点特性,分析聚表剂的驱油机理,总结了聚表剂的现状与发展趋势,为以后油田开发提供建议。     

聚表剂纳米催化剂驱油体系效果评估

聚表剂驱油技术是一种集调剖及驱替为一体的新型驱油技术,主要是通过增粘性,粘弹性和乳化性这三种性能来提高采收率。纳米催化剂材料在石油化工工业中具有改善产品构造,提高产品质量、产率和附加值的作用。在研究聚表剂和纳米催化剂在稠油热采中的主要作用以及他们提高采收率效果的同时,探究聚表剂和纳米催化剂混合后,同时注入地层是否能同时发挥二者优势,并寻求最优化的聚表剂-催化剂驱油体系,从而极大的提高原油采收率。纳米催化剂的注入性好,聚表剂的流度控制作用强,先注聚表剂扩大波及体积,后注入纳米催化剂改善原油物性,最后蒸汽吞吐能够提高单井吞吐效果。     

SN-1聚表剂的性能评价

为更好的评价SN-1聚表剂、SN-2聚表剂的性能,采用室内实验法研究了其增粘性能、稳定性能以及流动性能,研究表明:与SN-2聚表剂溶液相比,SN-1聚表剂溶液具有更好的稳定性,粘损率较低,且在小岩心柱水测渗透率接近的条件下,相同浓度的SN-1聚表剂比SN-2聚表剂阻力系数、残余阻力系数要小,不易发生堵塞现象。     

过渡带地区聚表剂驱阶段性认识及见效差异性研究

为了探索过渡带油层大幅度提高采收率的有效方法,某过渡带区块开展了聚表剂现场试验。本文分析总结了注聚表剂后试验区注入、采出能力、油层动用状况以及采出井含水变化特征,并与同类区块聚驱效果进行对比。目前试验区见效井比例达到80%,对采出井的见效程度差异性进行了分析,为进一步促进试验区增油降水提供理论依据。     

井网对深部调驱效果影响的物理模拟实验研究

为认识深部调驱作用机理、进一步掌握动态变化规律、优化试验方案,亟需开展深部调驱三维物理模拟实验,建立配套评价技术,明确效果影响因素,确保深部调驱矿场试验效果。通过物理模拟室内试验研究,对不同井网物模动态和深部调驱效果进行监测研究,评价实验效果,得出结论,优化油藏设计方案。为了进一步更加形象地研究深部调驱体系动态特征,进行了含油饱和度场的监测,绘制含油饱和度场变化图,得出了深部调驱体系有效的封堵高渗透层,扩大了波及体积,大幅度提高了采收率的结论,表明了井网不同对于深部调驱体系有很大的影响。     

二元复合驱化学分析及提高石油采收率技术研究

为提高二元复合驱的驱油效率,采用了一种新型的聚合物和表面活性剂组成的复合驱油剂,对其进行了化学分析及其对现场稠油的驱替效果评价。通过界面张力测量及动态界面张力分析,优选了表面活性剂PS-2作为最优选择,并确立其最优质量分数范围为0.2%～0.4%。通过黏浓特性和黏温特性实验,优选出聚合物KYPAM,并确定其最佳质量浓度为1 000 mg·L^-1。随后通过研究聚表二元复合体系的界面张力和流变性,发现该体系能够有效降低油水界面张力,并具有良好的流变性。采用单岩心驱替实验方法,对比分析了聚合物-表面活性剂二元复合驱、单一聚合物驱替及单一表面活性剂驱替对于现场高黏度原油提高采收率的效能。结果表明,聚表二元复合驱的采收率最高,达到32.1%,比水驱提高了16.2%。     

聚表剂在天然岩心中流动时的性能变化研究

研究了3种聚表剂溶液在流经天然岩心前后粘度、粘弹性和界面活性的变化。实验结果表明:由于岩心内孔喉对聚表剂大分子的剪切作用,3种聚表剂溶液的粘度和粘弹性有明显降低,低渗透岩心的剪切作用更强,而界面活性降低不明显。一维天然岩心驱油实验表明:抗剪切能力最强的聚表剂AP-3的驱油效率最高。     

高台子油层聚表剂驱的驱油剂室内筛选评价

高台子油层经过20多年的持续开采,残余油饱和度大幅下降,含水持续上升,油层水洗的程度也存在较大差异,需要针对这类油层探索有效的三次采油新技术。本文针对高台子油层特点,对聚表剂驱使用的驱油剂进行了室内筛选评价,为高台子油层聚表剂驱油方案设计提供了技术数据,也为其应用提供了理论依据。