Cr3+、碱和表面活性剂对聚合物分子构型及渗流特性影响

用动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和岩心驱替等实验方法,研究了Cr³⁺、碱和表面活性剂对聚合物(HPAM)分子线团直径、结构形态和渗流特性的影响.结果表明,Cr³⁺、碱和表面活性剂可以改变聚合物分子线团直径,进而影响聚合物分子结构形态和渗流特性.通过改变Cr³⁺浓度和电解质浓度等实验条件,可以使聚合物分子形成具有不同分子构型的Cr³⁺聚合物凝胶.在高电解质浓度和低Cr³⁺浓度条件下,聚合物分子与Cr³⁺的交联反应主要发生在同一分子内不同支链间,具有"分子内"交联特征.在低电解质浓度和高Cr³⁺浓度条件下,聚合物分子与Cr³⁺的交联反应主要发生在不同分子链间,具有"分子间"交联特征.与相同浓度聚合物溶液相比较,"分子内"聚合物凝胶的表观黏度几乎保持不变,但阻力系数和残余阻力系数却要大得多,且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性.与"分子间"聚合物凝胶相比较,"分子内"聚合物凝胶的分子线团直径较小,但它仍略高于相同浓度聚合物分子线团直径.碱使聚合物分子扩散层厚度减小,分子链卷曲收缩和变粗,分子线团尺寸减小,形成以支状为主、网状为辅的结构形态.表面活性剂使聚合物分子线团稍有减小,结构形态无明显变化.     

改善疏水缔合聚合物油藏适应性方法及其效果

为适应高矿化度溶剂水配制聚合物溶液实际需求,以油藏工程理论为指导,以仪器检测和物理模拟为技术手段,开展了疏水缔合型聚合物溶液视黏度及其影响因素研究.评价了表面活性剂抑制和促进聚合物分子链间缔合作用效果,进行了表面活性剂与缔合聚合物组合和注入方式对聚合物溶液渗流压力影响物理模拟研究.结果表明:非离子型表面活性剂(DWS)可以抑制聚合物分子链间的缔合作用,重烷基苯石油磺酸盐(HABS)表面活性剂可以促进聚合物分子链间缔合作用;采取“聚合物/DWS表面活性剂混合液+HABS表面活性剂溶液”段塞组合和交替注入方式,可以抑制聚合物溶液注入油藏过程中聚合物分子链间的缔合作用,这不仅改善了缔合聚合物溶液的注入能力,而且增强了其深部液流转向效果.     

驱油剂与储层岩石作用及其对渗流特性影响

利用化学分析方法、现代油藏工程理论、仪器检测分析和物理模拟方法,开展了碱液浸泡对天然岩心孔隙结构的影响以及碱与表面活性剂对渗流特性影响研究,并进行了机理分析和探讨。结果表明:强碱可与目标油藏岩石中矿物成分发生剧烈溶蚀作用,造成颗粒运移和渗流阻力增加;与强碱相比,弱碱与岩石矿物反应程度较低,油藏适应性较好;与聚合物溶液相比,"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系中聚合物分子线团尺寸较小,聚合物在多孔介质内滞留量减小,渗流阻力降低。非离子表面活性剂在聚合物分子链上吸附是造成聚合物分子线团尺寸增加、聚合物滞留量增大和渗流阻力增加的主要原因。     

无碱二元体系的黏弹性和界面张力对水驱残余油的作用

三元复合驱含碱驱油体系会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,引起地层粘土分散和运移、形成碱垢及导致地层渗透率下降。为此提出利用不加碱可形成超低界面张力的聚合物/甜菜碱表面活性剂二元复合体系驱油。通过流变性实验及微观模型驱油实验,分析了表面活性剂对聚合物表面活性剂二元复合体系黏弹性的影响和聚合物表面活性剂二元复合体系的黏弹性及界面张力对采收率的影响。对聚合物表面活性剂二元复合体系提高水驱后残余油采收率机理的研究表明:在驱替水驱后残余油过程中,聚合物表面活性剂二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂的超低张力界面特性,水驱后残余油以油丝和乳状液形式被携带和运移,随着二元驱油体系的黏弹性的增加和界面张力的降低,水驱后二元驱后的采收率增加,降低界面张力的驱油效果(指达到超低)比提高体系的黏弹性的效果更明显。     

表面活性剂对聚合物溶液流变性的影响

采用流变方法研究了胜利油田常用阴离子表面活性剂和非离子型表面活性剂对聚丙烯酰胺流变性的影响。结果表明,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸盐和非离子表面活性剂TW-80与聚合物混合溶液随着剪切速率的增加,溶液呈现假塑性流体;随着表面活性剂浓度的增大,溶液更接近牛顿流体。但非离子表面活性剂聚氧乙烯(9)月桂醇醚不同。通过研究盐度对聚合物溶液流变性的影响,发现单一聚合物体系的表观黏度随着盐度的增大而降低,混合溶液加入高浓度的盐后变为牛顿流体,剪切应力与速率基本呈线性关系。     

Cr3+ 、碱和表面活性剂对聚合物分子构型及渗流特性影响

用动态光散射（DLS）、扫描电镜（SEM）和岩心驱替等实验方法,研究了Cr³⁺、碱和表面活性剂对聚合物（HPAM）分子线团直径、结构形态和渗流特性的影响。结果表明,Cr³⁺、碱和表面活性剂可以改变聚合物分子线团直径,进而影响聚合物分子结构形态和渗流特性。通过改变Cr³⁺浓度和电解质浓度等实验条件,可以使聚合物分子形成具有不同分子构型的Cr³⁺聚合物凝胶。在高电解质浓度和低Cr³⁺浓度条件下,聚合物分子与Cr³⁺的交联反应主要发生在同一分子内不同支链间,具有“分子内”交联特征。在低电解质浓度和高Cr³⁺浓度条件下,聚合物分子与Cr³⁺的交联反应主要发生在不同分子链间,具有“分子间”交联特征。与相同浓度聚合物溶液相比较,“分子内”聚合物凝胶的表观黏度几乎保持不变,但阻力系数和残余阻力系数却要大得多,且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。与“分子间”聚合物凝胶相比较,“分子内”聚合物凝胶的分子线团直径较小,但它仍略高于相同浓度聚合物分子线团直径。碱使聚合物分子扩散层厚度减小,分子链卷曲收缩和变粗,分子线团尺寸减小,形成以支状为主、网状为辅的结构形态。表面活性剂使聚合物分子线团稍有减小,结构形态无明显变化。     

二元复合驱体系性能及微观驱油机理研究

无碱表面活性剂加聚合物的二元复合驱油体系能与原油形成超低界面张力,相对于三元复合驱来说,配方中去掉了碱,可以最大限度发挥聚合物的粘弹性,减弱腐蚀、结垢现象。研究了无碱表面活性剂理化性能,在试验区油水条件下,对其进行了配伍性、稳定性、抗剪切性、乳化性、流变性、粘弹性等方面的评价,同时从微观进行了提高采收率驱油机理研究,为二元复合驱体系大规模矿场试验提供依据。二元复合驱室内驱油实验提高采收率13个百分点。     

粘弹性表面活性剂酸液变粘分流机理及其应用

应用于油气藏酸化改造的粘弹性表面活性剂酸液是本世纪初才发展起来的油气层增产改造新技术．它是将粘弹性表面活性剂与盐酸混合形成的酸液体系。由于粘弹性表面活性剂是C16-22的低分子长链脂肪酸衍生物．比通常用于油气藏加砂压裂改造的稠化剂（高分子植物胶聚合物）的分子量小5000倍．不含任何聚合物残渣,对储层渗透率的伤害性小．属典型的低伤害酸液体系;     

一类驱油剂在油藏孔隙中的流变与流动特性

化学驱中的驱油剂、原油及其混合物是一类在组成结构和性质上均十分复杂的流体,这些流体在油藏中的流变性和流动特性是影响驱油效率的主要因素。介绍了化学驱中几种复杂流体力学问题及其研究成果。就其流变性而言,聚合物溶液和碱-表面活性剂-聚合物(ASP)复合体系均属粘弹性流体,但在中等剪切速率的简单剪切流动条件下,其流变性可用幂律模式描述。在驱油过程中,驱油剂的稠度系数沿渗流方向呈指数规律减小,而幂指数则以线型规律递增。粘弹性流体在结构复杂的油藏孔隙中流动时,产生的二次流利于驱替孔隙盲端和喉道中的残余油。还探讨了化学     

双子表面活性剂溶液流变性研究

探讨了双子表面活性剂溶液独特流变性在提高原油采收率方面的应用前景,分析了双子表面活性剂溶液流变性与其聚集体形态间的依赖关系;并从分子结构、溶液浓度、温度、剪切速率以及外加剂等影响因素出发,详细阐述了双子表面活性剂溶液的增粘机理。最后针对阳离子双子表面活性剂在实际应用中的不足,对进一步开展阴离子双子表面活性剂溶液流变性研究与应用提出了自己的看法。     

The Effect of Alkali and Surfactant on Polymer Molecular Structure

Abstract

With the technical development of enhanced oil recovery (EOR), the alkali/surfactant/polymer (ASP) compound flooding technique has been the necessary choice in Daqing oilfield. Compared to average polymer flooding, ASP compound solution decreases the interfacial tension (IFT) between water and crude oil; however, the viscosity and viscoelasticity of ASP solution were performed by surfactant and alkali, both of which could affect the polymer moleculal structure and the oil recovery of ASP flooding. Considering practical requirements in oilfield development, much effort has been focused on the effect of alkali and surfactants on polymer solution by laboratory experiment and theoretical analysis. The results indicate that alkali and surfactants cause the interfacial tension decrease; at the same time, the molecular structure of the polymer is changed and the viscosity and viscoelasticity of polymer solutions are decreased. In addition, alkali neutralizes with negative ion on polymer molecular and causes the polymer molecular chains to curl up, forming a “band” molecular structure. Those actions could make viscoelastic behavior and rheological property of ASP solution weak.     

三元复合驱的驱油特征研究

大量室内研究和矿场试验结果表明,在高效的表活剂条件下,三元复合驱是一种非常有效的三次采 油方法,具有良好的应用前景。文中应用数值模拟技术并结合室内研究,给出了三元复合体系不同界面张 力和粘度比条件下,在非均质油层中的驱油特征。分析结果表明,三元复合驱与聚合物驱相比,对油层非 均质性有更大的适用范围;对于非均质油层的三元复合驱,采用增加体系的粘度和降低体系的界面张力的 方式都能获得较好的提高采收率效果,但高粘度是获得好的提高采收率的关键;采取分层注入的方式,或 者在三元复合驱后对高渗透层进行封堵,能更有效地采出中、低渗透层的剩余油,进一步提高采收率。本 项研究对认识三元复合驱的驱油机理和编制调整矿场试验方案提供了重要依据。     

基于低质量浓度表面活性剂的复合驱效果评价

以往为了达到超低界面张力,复合驱大多使用较高质量浓度的表面活性剂,通常为1 000~3 000 mg/L,不仅增加了成本且未必能取得好的驱油效果。为了探究低质量浓度表面活性剂的驱油效果,设计了低质量浓度表面活性剂的复合驱物理模拟实验。静态实验结果表明,在低质量浓度表面活性剂条件下,油水界面张力可达到10-2mN/m数量级及以下,加碱后,界面张力更低;碱和表面活性剂都会对聚合物的粘度和粘弹性产生影响,碱在较高温度下会大幅度降低复合体系的粘度和粘弹性。驱油实验结果表明,与水驱相比,在所选择的低质量浓度表面活性剂驱油体系中,表面活性剂—聚合物二元复合驱和碱—表面活性剂—聚合物三元复合驱均可提高采收率19.5%以上,三元复合驱的驱油效果最好,提高采收率21.8%以上。这表明低质量浓度表面活性剂驱油体系驱油效果很好。     

化学驱中动态界面张力行为的研究进展

汇总了近年来强化采油动态界面张力研究进展的报道,阐述了驱油过程中的动态界面张力行为,总结了碱浓度、油相粘度、驱替液粘度对原油/碱体系及原油/碱/聚合物体系动态界面张力的影响和表面活性剂、离子强度对原油/碱/表面活性剂体系及原油/碱/表面活性剂/聚合物体系动态界面张力的影响,并对上述影响因素进行了归纳。     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

The Effects of Oil Displacement Efficiency and Conformance Efficiency on Viscosity of ASP Flooding in a Heterogeneous Reservoir

According to the formation conditions of alkali/surfactant/polymer (ASP) flooding in Daqing oilfield, the effects of the concentrations for polymer and alkali in ASP solution on oil recovery efficiency were studied by means of oil displacement experiments and numerical simulation. The effects on improving oil recovery by different ASP solution have been investigated from the aspects of interfacial characteristics and rheological behavior. Only the apparent viscosity of ASP solution reaches the critical viscosity, the ultralow interfacial tension can play an important role in enhanced oil recovery. Both displacement experiments and numerical simulation shows that ASP solution has a critical viscosity to certain heterogeneity.     

化学驱油体系中油滴聚并规律的研究

本文利用旋转滴技术研究了化学驱油体系中碱、表面活性剂、聚合物和盐对孤立油滴间聚并规律的影响，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。