多羟基双季铵盐分子沉积膜驱油实验研究*

分子沉积膜驱油剂(MD膜驱剂)作为一种新兴纳米材料驱油体系,可有效提高驱油效率。本文选用三羟甲基氨基甲烷、环氧氯丙烷和三乙胺为原料,合成出分子沉积膜驱油用的单分子双季铵盐体系,测定了MD膜驱剂的黏度、阳离子度、表面张力及其接触角等,并通过动态驱油试验对驱油效果进行了评价。结果表明,合成的MD膜驱剂性能稳定,体系黏度均在1.11 mPa·s左右;当浓度为800 mg/L时阳离子度达到71.73%,此时在砂岩表面的吸附性能最好;MD膜驱剂可使润湿性发生转变,将亲油表面载玻片(98.70°)转变为弱亲油(85.31°),使水湿表面载玻片(58.1°)亲水性增强(45.58°)。MD膜驱剂能驱替出水驱未能采出的原油,水驱转为分子沉积膜驱后,驱油效率由42.55%上升到48.29%,而直接进行分子沉积膜驱后,驱油效率高达54.81%,相较于水驱后分子膜接替驱油,直接进行分子膜驱油能够获得更高的采收率。图3表4参15     

MD膜驱剂驱油机理探讨

MD膜驱油已成为提高采收率的一种新方法。为了深入认识其驱油机理,实验测定了从兴隆台油田驱油现场取得的两个MD膜驱剂样品MD A100和MD A200的表面张力和界面张力、表面润湿性、表面电性并进行了讨论。MD A100为单分子双季铵盐MD 1的250g/L水溶液,MD A200为MD 1同系物的180g/L水溶液。结果表明:MD膜驱剂没有表面活性和界面活性,不是表面活性剂;MD膜驱剂能改变表面润湿性,可将强水湿表面(相对接触角为4.2°)转变为中性润湿(1800mg/LMD A100和MD A200溶液的相对接触角为89.9°和88.4°),可将油湿表面(114.1°)转变为中性润温(分别为90.2°和91.5°)。MD膜驱剂溶液能改变表面电性,当MD膜驱剂的质量浓度由600mg/L增加到900mg/L(亲油砂)或由900mg/L增加到1200mg/L(亲水砂)时负电表面转变为正电表面,即存在一个zeta电位为零的浓度。这说明MD膜驱剂驱油时润湿反转机理和表面电性反转机理起主要作用,也即MD膜驱剂的强烈吸附作用改变了砂岩表面的性质,引起原油存在状态的变化,从而有利于原油的采出。表3参7。     

大庆油田分子膜驱油室内实验研究

选取大庆油田主力油层的砂岩岩心,测定分子膜驱的相对渗透率曲线和岩心的润湿性变化,在水驱、聚合物驱和三元复合驱后进行了不同浓度、不同注入量的分子膜驱油实验.结果表明:分子膜驱相对于水驱可降低残余油饱和度,提高驱油效率;可使岩心表面的润湿性由亲油向亲水方向转化;在水驱、聚合物驱和三元复合驱的基础上,分子膜驱可进一步提高采收率.     

MD-1膜驱剂溶液的性质

分子沉积(MD)膜驱油技术是依靠MD膜驱剂在油藏体系的各种界面上单分子层静电吸附释放热量，从而提高原油采收率的新型技术。考察了MD-1膜驱剂溶液的电导率、粘度和其在原油中的分配。结果表明，MD-1膜驱剂属表面非活性物质，其水溶液不存在“胶束”状态；MD-1膜驱剂的加入不增加驱替流体的粘度，不改变油-水流度比，膜驱油机理与聚合物驱不同。随着MD-1膜驱剂质量浓度的增加，其相应油-水分配系数明显降低，MD-1膜驱剂质量浓度小于200mg／1时．其相应油-水分配系数随着质量浓度的增加明显降低，而浓度大于200mg／1时，油-水分配系数一般小于0．1；相同条件下，原油中的胶质和沥青质含量越多，MD-1膜驱剂在油、水两相间的分配系数越高。MD-1膜驱剂的油-水分配系数远小于1，说明其在油相中的溶解量很小。     

分子膜驱油提高驱油效率的实验室研究

由于剩余油主要分布在小孔、微孔中,现有的化学驱油剂对低渗透油藏的驱油效果并不理想。研究利用岩石的静电吸附在固液界面形成分子膜,从而改变界面的润湿性,驱替出小孔中的残余油,提高驱油效率。超低渗透岩心实验结果显示,分子膜驱油在原来水驱基础上提高驱油效率10％,效果比较显著。     

分子沉积膜驱油效率实验及影响因素分析

研究了分子沉积膜驱油剂的驱油效率。通过岩心驱替实验,考察了岩心渗透率、段塞尺寸（宏观和微观条件下）、膜剂浓度和阳离子度、吸附时间、温度等因素对膜剂驱油效率的影响。实验结果表明,膜剂驱油能有效提高原油采收率,岩心渗透率和温度对膜剂驱油效率影响较小,段塞尺寸、吸附时间和膜剂阳离子度对驱油效率有一定的影响,较高的膜剂浓度有利于提高采收率。当膜剂质量浓度为1 500 mg/L、膜剂阳离子度大于24%、膜剂注入体积约为1 PV、吸附时间12 h以上时,可获得较高的原油采收率。     

在不同润湿性条件下通过提高压差降低水驱残余油饱和度的系统研究

黏滞力和毛管力的比(一般表示为毛管数Nc)在确定残余油饱和度方面是至关重要的.在从接近中间润湿转变到强水湿的润湿性条件下,确定了通过系统增大Nc对均质白垩岩残余油饱和度的影响.在裂缝性白垩岩油藏中水驱残余油饱和度在很大程度上取决于润湿性.通过测量Nc不同时的可动油量,有助于确定三次采油的潜在目标.进行了一系列的注水驱油试验,以确定在不同润湿性条件下水驱中残余油量和增大毛管数之间的关系.通过Amott试验,用21个岩心柱样品建立并且量化了各种均匀分布混合润湿性条件.在水的Amott指数为0.3的润湿性条件下,Nc稳定时残余油最少.残余油饱和度随着毛管数增大而降低,在中等水湿到接近中间润湿条件下,水自吸后捕集的大量油开始流动.当增大毛管数时,在白垩岩油藏中得到的结果与在文献中报道的砂岩水驱残余油饱和度(随着润湿性和注入水PV变化)的结果相似.在采收率随着毛管数增加同时提高的情况下,采收率的穹隆形曲线(随着润湿性变化)反映了与较早水驱采收结果的相似性.     

分子膜驱油注入参数的实验室研究

分子膜驱油是一种有别于传统化学驱的新型的驱油方法,其是依靠静电相互作用在呈负电性的岩石表面形成分子膜,从而改变界面的润湿性,驱替出孔隙中的残余油,提高驱油效率。实验表明:选用浓度为0.5%的分子膜注入,综合效果最好;分子膜注入后使其与地层岩石作用24h,甚至48h以上效果较好;分子膜注入后采用水驱是比较合适的。     

润湿性对计算纯地层含水饱和度的影响

为考察润湿性对估算纯地层含水饱和度的影响,基于Archie公式及其估算储层含水饱和度的不确定度来源分析,结合目前实验研究和油藏评价对润湿性与储层电性(饱和度指数n)关系的认识,使用数值计算方法评价了中性和水湿、油湿润湿条件下润湿性对估算含水饱和度的影响,发现在强烈水湿和油湿条件下润湿性会对含水饱和度估算产生较大的影响(可能远大于5个含水饱和度单位),并有随孔隙度减小,该影响进一步加剧的趋势.建议重视对油藏润湿性及其与电性关系的实验和理论考察.     

南海珠江口盆地海相砂岩油藏高倍数水驱驱替特征

中国南海珠江口盆地海相砂岩油藏边底水能量强,采油速度高,驱替强度大,现有的常规实验规范无法准确描述此类油藏的驱替特征。为此,基于西江24-3油田密闭取心资料,完善高倍数水驱油实验流程,将水驱倍数由常规的30 PV增至2 000 PV,模拟此类油藏高倍数水驱的实际生产情况,从矿物成分、孔喉结构、润湿性、相对渗透率曲线、残余油饱和度和驱油效率6个方面,系统剖析高倍数水驱后油藏物性和剩余油的变化特征,形成了此类油藏极限驱油效率的表征方法和数值模拟方法。结果表明,高倍数水驱后岩心微观孔喉结构和矿物成分均发生变化,进而影响岩心的润湿性和相对渗透率曲线特征,并最终对残余油饱和度和驱油效率造成影响,其具体过程是:高倍数水驱使油藏物性朝着有利于驱油的方向转变,油藏的残余油饱和度显著下降,驱油效率显著提高。     

油藏岩石润湿性对采收率的影响

本文综述了油藏岩石润湿性对水驱油采收率影响的两种不同观点：一种认为弱水湿油藏水驱油采收率最高，另一种认为，弱水湿油藏水驱油采收率最高。本文所做理论分析表明，弱水湿油藏水驱油采收率最高较有依据。     

分子沉积膜剂与聚合物配伍性研究及驱油效果评价

分子沉积膜剂是一种新型纳米驱油剂,它与水的粘度相当,不具有流度控制能力,无法改善油层非均质性,聚合物的主要作用是提高水溶液粘度,以达到提高波及体积的目的.通过分子沉积膜剂与聚合物复配的实验研究,指出了与聚合物配伍的分子沉积膜剂在化学驱中的主要应用范围.在85℃条件下开展了热稳定性实验,筛选出合适的聚合物并考查了分子膜的耐温性,用筛选出的聚合物与分子沉积膜剂进行配伍性实验,对复配体系的增粘性及热稳定性进行评价,优化了聚合物和分子沉积膜剂的质量浓度.驱油实验结果表明,当分子沉积膜剂和聚合物的质量浓度分别为1 000和1 700mg/L时,复配体系最稳定,物理模拟实验驱油效率最高,达到22.6%,高于相同质量浓度的单一分子沉积膜剂驱、单一聚合物驱及其他质量浓度复配体系的驱油效率.     

润湿性对水驱油藏剩余油饱和度分布的影响

润湿性是控制油藏中流体分布和流体流动的一个主要因素,它强烈影响同藏毛管压力、流体相对渗透率、水驱动态以及水驱效率。文章数值模拟方法着重研究了强亲水与强亲油情况下水驱油藏剖面上剩余油饱和度的分布,并引入无因次变量对其模拟结果进行了分析。     

河南油田分子膜驱油技术室内评价

分子膜驱油技术是目前石油行业提高采收率研究的一个重要方向。结合河南油田中低渗储油层的实际情况,通过对分子膜剂性能的评价,筛选出了适合河南油田中低渗储层的分子膜剂类型和浓度;室内实验结果显示,分子膜驱油在原来水驱基础上可以提高驱油效率10%左右,效果明显。     

分子沉积(MD)膜驱剂多羟基三季铵盐的合成、吸附与润湿性能

国内分子沉积（MD）膜驱油中使用的膜驱剂为单分子双季铵盐。以二甲胺、环氧氯丙烷、2-二甲氨基乙醇为原料，合成了一种可用作MD膜驱剂多羟基的单分子三季铵盐。在25℃、中性条件下，该多羟基三季铵盐在内蒙古图牧吉油砂上吸附5h达到平衡，饱和吸附量为16mg／g，温度升高时饱和吸附量降低。吸附等温线符合Langrnuir定律，表明为单分子层吸附，且吸附为放热过程。接触角测定结果表明，该多羟基三季铵盐能够使亲油的砂岩表面（98．985°）转变为弱亲油（83．592°），亲水的砂岩表面（50．665°）更加亲水（35．408°），使带有负电的亲油砂岩表面（107．672°）由亲油性向亲水性的转变更加明显（72．000°）。NaCl的加入有利于砂岩表面的润湿性转变。图2表2参13。     

表活剂对低渗裂缝性砂岩油藏渗吸驱油效果影响分析

由于低渗裂缝性油藏储集空间物理性质的复杂性和特殊性,渗吸效果控制着低渗透裂缝性油藏水驱开发动态与开发效果,而现场所采用的表面活性剂对渗吸驱油效果的影响将决定着措施成败。在分析油藏渗吸驱油机理基础上,通过对比实验研究,综合分析了不同种类和浓度表活剂对渗吸驱油效果的影响。总体上岩心渗吸驱油效率随表活剂浓度增加而降低,但一定浓度的,能较好的改善岩石表面润湿性的表活剂溶液将有助于渗吸驱油。这一研究为制定低渗裂缝性油藏合理的渗吸注水开发方式提供了理论依据。     

基于扩展毛管数理论的化学驱相渗曲线研究

为了体现润湿性和孔隙结构对表活剂驱渗流特征的影响,在传统毛管数理论的基础上,通过物理模拟与数学处理相结合,提出了低渗透油藏包含润湿性和孔隙结构特征的扩展毛管数理论模型,并通过试验获得了不同低渗岩心对应的扩展毛管数与残余油饱和度,绘制了两者之间的关系图版,据此建立了基于扩展毛管数的相渗曲线非线性处理方法,并进行了油藏工程应用。研究表明,扩展毛管数理论能够体现出低渗透油藏中润湿性和孔隙结构的影响,而低渗透油藏化学驱油需要降低界面张力和改变储层润湿性的共同作用。扩展毛管数与残余油饱和度具有非线性递减函数关系,并只有当其超过临界值时,残余油饱和度才会随其增加而大幅度地下降。基于扩展毛管数的残余油饱和度非线性表征方法,与实验计算结果吻合很好。低渗透油藏化学驱相渗曲线处理新方法能够体现润湿性的影响和表活剂体系的驱替特征,为低渗透油藏化学驱油藏工程和数值模拟研究提供了依据。     

分子沉积膜驱油技术研究现状

综合分析了水溶性分子沉积膜的表面及界面特性、吸附特性、表面zeta电位、破乳作用和驱油机理。在此基础上，结合国内外资料认为应用分子沉积膜驱油荆不降低水溶液的表面张力，能够降低油水界面张力但降低幅度不大，能够降低油水界面粘度，有自组织破乳作用，能自发吸附在呈负电性的岩石表面上并放热，能通过改变岩石表面润湿性来剥离残余油提高采收率。指出了分子沉积膜驱油荆在三次采油中的主要应用领域，提出了分子沉积膜驱油技术在聚合物驱油后进一步提高采收率的方向。     

河南油田MD膜剂与聚合物复配技术提高采收率实验研究

介绍了聚合物和MD（分子沉积）膜剂筛选方法和主要指标,考察了MD膜剂与聚合物复配液对体系粘度、稳定性及驱油率的影响。结果表明,聚合物HPAM1与MD-3膜剂常温复配后粘度基本保持不变;聚合物HPAM1浓度1700mg／L与MD-3膜剂浓度1000mg／L复配液经85℃老化90d后,复配液体系粘度仍达58．1mPa·s,说明体系热稳定性好;MD-3膜剂浓度1000mg／L与聚合物HPAM1浓度1700mg／L复配液室内岩芯驱油实验结果表明,驱油率达到22．6％,高于相同浓度单纯MD-3膜剂驱、单纯聚合物HPAM1驱及其他复配浓度的驱油效率。     

油层润湿性对测井计算的含水饱和度的影响

根据对塔里木盆地某储层岩心样品洗油后及老化后的岩电实验及润湿性测量结果研究表明，老化前后储层岩样的润湿性有明显改变，且反映其电学性质的饱和度指数差别很大。根据Ｌ油田某油基泥浆取心井测井计算的含水饱和度和岩心分析的含水饱和度对比，表明油藏润湿性的变化对测井计算的含水饱和度有较大影响，所以，利用测井资料研究油藏饱和度一定要考虑油层润湿性的影响。