利用物理模拟实验效果表征三元复合驱驱油机理研究

在贝雷岩心上开展不同化学驱体系的驱油实验,确定了不同驱油体系的驱油效果。结果表明：强碱三元体系效果好于弱碱三元体系,三元体系效果好于二元体系,二元体系效果好于高浓度聚合物驱,高浓聚合物驱好于普通聚合物驱。对影响三元复合驱效果的因素进了分析,三元体系碱和表活剂浓度越高,段塞越大,体系黏度越高,提高采收率幅度越大。     

电渗析处理后油田污水在聚合物驱和复合驱中的应用

利用电渗析法处理油田污水，研究了处理前后3种水所配制的聚合物溶液的流变性；淡水所配制的聚合物溶液黏度最高；指出矿化度和阳离子是造成3种水聚合物溶液流变性不同的根本原因，淡水可以作为聚合物驱的配注水。通过3种水在不同质量分数碱(0．4％、0．6％、0．8％、1．0％、1．2％)的三元复合体系的界面张力曲线，得出浓水三元复合体系达到超低界面张力时碱的质量分数范围最宽(0．4％～1．1％)。根据现场三元复合体系配方(聚合物质量浓度为1350mg／L，ORS-41的质量分数为0．3％，碱的质量分数为1％)选择了浓水三元复合体系碱的质量分数为0．6％时，两个三元复合体系黏度相近。对两个三元复合体系配方在光刻模型上进行了微观驱油实验，结果表明：浓水低碱三元复合体系也能驱替各种残余油，具有良好的驱油效果。     

聚合物相对分子质量对剪切吸附的影响研究

基于二类B油层存在较强非均质性，不同层段动用差异较大，开发效果较差，设计恒压并联驱替实验和两层非均质并联聚合物驱剪切吸附实验，研究在并联驱替条件下聚合物相对分子质量对吸液比例的影响，并分析不同层段聚合物溶液黏度和相对分子质量的保留率变化规律。实验结果表明：当聚合物相对分子质量为1 900万时，低渗岩心聚驱提高采收率幅度最大，且整体聚驱效果最好；从吸附剪切实验结果可以看出，相对分子质量为2 500万的聚合物溶液与低渗层配伍性较差，造成低渗层的黏度保留率要高于高渗层。采用相对分子质量为1 900万的聚合物溶液剪切3次后，低渗岩心比高渗岩心相对分子质量损失率高5.30%。     

三元复合驱油体系静态吸附规律研究

为了三元复合驱油体系静态吸附规律研究,通过物理模拟实验,分别使用单一组分的聚合物和单一组分的碱,碱和聚合物、表活剂和聚合物二元复合体系以及三元复合体系进行对比实验。研究结果表明:随着聚合物相对分子质量增大,其吸附能力增强,对表活剂的吸附影响也随之加大,表面活性剂的吸附量呈现先迅速增加,达到峰值后缓慢下降并趋于稳定的规律。碱和聚合物二元复合体系主要表现为聚合物的吸附和与大量碱发生水解反应。而在三元复合体系中,表活剂对聚合物的吸附量影响较小,聚合物与大量碱发生水解作用仍然起主导作用。     

弱碱三元体系性能特征及其影响因素研究

针对大庆油田弱碱三元驱工业化推广应用中存在问题和实际需求,进行了弱碱三元体系影响因素研究及其性能特征评价。结果表明,与强碱三元体系相比较,弱碱三元体系与原油间界面张力下降速度较慢,第45～60 d后界面张力才能下降到10~(-3)mN/m数量级。碱、聚合物间与表面活性剂色谱分离较大,碱与聚合物之间相对较小。在三元体系黏度相同条件下,随碱和表面活性剂浓度增加即界面张力降低,三元体系与原油间乳化作用增强,附加渗流阻力增大,传输运移能力变差。随三元体系黏度增加,中低渗透层分流率增加,液流转向能力增强。随三元体系界面张力降低,高渗透层洗油效率提高,剩余油饱和度降低,水相渗透率增加,渗流阻力减小,分流率增加,液流转向效果变差。在岩心非均质性和界面张力相同条件下,随三元体系黏度增加,三元驱采收率增大。在岩心非均质性和黏度相同条件下,随界面张力降低,三元驱洗油效率提高,采收率增幅增加。在黏度和界面张力相同条件下,随岩心非均质性加剧,水驱采收率降低,三元驱采收率增加。     

三元复合体系表面活性剂吸附规律的影响研究

为研究三元复合驱体系在地层渗流过程中界面张力的变化情况,首先对三元复合驱体系对表面活性剂的吸附规律进行研究。本文以河南油田为研究对象,以单分子吸附理论和静吸附理论为基础,利用数值模拟方法和物理模拟实验分别研究碱和聚合物浓度变化对表面活性剂吸附量的影响,研究表明:伴随碱浓度增加,表面活性剂的吸附量呈现逐渐降低后趋于平缓趋势,碱浓度越高,表面活性剂吸附量达到平衡时的浓度越低。随着聚合物浓度的升高,表面活性剂的吸附量呈现先降低而后略微的上升趋势。     

二元复合体系性能评价

目前油田上三次采油方法主要有聚合物驱、二元复合驱和三元复合驱。但聚驱注入液与原油之间的界面张力很高,对原油基本上没有增溶和乳化能力,因而该技术受到限制。三元复合驱由于注入大量碱剂带来了一定的负面影响。表面活性剂/聚合物二元复合驱油体系配方中去掉了碱,可以最大限度地发挥聚合物的黏弹性,减弱由于碱的存在引起的腐蚀结垢现象,保持超低界面张力的同时,驱油效果也能接近三元复合驱。但不同组分化学剂的混合物在油藏多孔介质中的吸附、扩散和运移等性能特征差异较大,导致在油藏孔隙中驱油时的"色谱效应"和不理想的"协同效应",因此对二元复合体系性能进行评价具有重要意义。     

三元复合体系驱油性能的动态变化分析及其对采收率的影响

随着三元复合体系的渗流,受聚合物的剪切降解作用与表面活性剂的存在的吸附、滞留等因素的影响,会造成三元复合体系的实际驱油性能出现动态变化的特点,这样会影响三元复合体系实际到达油藏深处后具有的驱油能力。为进一步了解驱油作业中三元复合体系实际驱油性能的动态变化情况以及动态变化对采收率的影响情况,分析了三元复合体系渗流速度与运移距离对其黏度的影响情况,探讨了三元复合体系的运移对其与原油界面张力的影响情况,并进一步研究了三元复合体系性能变化对油田采收率的影响,以期有助于人们进一步了解三元复合体系,进而更科学合理的应用三元复合系统。     

天然混合羧酸（盐）复合驱油体系静态吸附的研究

用静态吸附方法研究三元复合驱油体系中羧酸盐，复碱和聚合物在地层温度下和各种不同条件吸附损耗。从复合体系和单一体系来看，天然羧酸盐，复碱和聚合物吸附量都扔所减少，说明它们之间起着相互抑制吸附的作用。     

驱油剂对三元复合驱含油污水中油滴稳定性的影响

三元复合驱技术已在大庆油田成功进行工业化应用。三元复合驱含油污水中由于含有残余的化学药剂，导致其很难处理，从而限制了三元复合驱技术的推广。本文首先采用室内实验制备模拟三元复合驱含油污水，然后通过沉降实验研究驱油剂对油滴稳定性的影响，最后结合驱油剂对油水界面张力、油滴Zeta电位、油滴粒径大小的影响来阐释驱油剂对油滴稳定性的作用机制。结果表明：油滴的稳定性随着NaOH浓度的增大先增大后减小，当NaOH浓度由0增大到400mg/L时，NaOH与原油中的酸性物质反应生成表面活性剂增强油滴的稳定性；当NaOH浓度大于400mg/L时，NaOH本身作为电解质压缩双电层，使油滴的稳定性减小。油滴的稳定性随着表面活性剂浓度的增大而增大，这是因为表面活性剂可以吸附在油滴表面，使油水界面张力减小，同时增大油滴表面的Zeta电位，从而使油滴的稳定性增强。油滴的稳定性随着聚合物浓度的增大先减小后增大，当聚合物的浓度小于300mg/L时，聚合物的桥接、絮凝作用起主导作用，聚合物分子可以吸附到油滴表面，将油滴连接到一起，同时聚合物分子可以压缩液滴表面的双电层，从而有利于油滴的聚结；当聚合物的浓度大于300mg/L时，体系的黏度增大，油滴的运动速度减小，此时聚合物分子占满油滴表面，表现出空间位阻作用，从而使油滴的稳定性增强，不利于油滴的聚结。     

砾岩油藏三元复合驱中碳酸钠与无机矿物消耗影响因素研究

新疆油田三元复合驱现场使用的碱为碳酸钠,针对该区块的无机矿物组成、原油组成与地层水组成特点,开展了碳酸钠消耗量的研究。结果表明,砾岩油藏地层中的无机黏土矿物对碳酸钠有较强的吸附作用,其中吸附最强的是蒙脱石,其次是绿泥石、伊利石、长石,石英砂吸附性最小。静态吸附的结果证明碳酸钠在松散岩心上的吸附大于胶结岩心上的吸附,随着渗透率的降低,碳酸钠的动态吸附量逐渐减小,杂基对碳酸钠的消耗较大。该区块原油酸值较低,碳酸钠与原油发生化学反应的损失较少,该区块地层水中二价金属阳离子浓度较低,对碳酸钠的消耗也较少。     

二氧化氯氧化降解三元采出液技术研究

三元复合驱采出液由于聚合物、碱、表面活性剂的存在,使采出液的粘度增加,乳化严重,油水分离困难,传统的应用于水驱、聚驱采出液的处理技术不能满足三元复合驱采出液的处理要求。本文研究了ClO2氧化降解三元采出液的效果,并且找出了ClO2的最优反应条件,结果表明,反应温度为45℃,采出液中ClO2浓度40mg·L-1,加酸量为0.5%,反应2h以上,采出液粘度可由16.65mPa·s下降到2.9mPa·s,阴离子表面活性剂浓度可由0.16mg·L-1下降到0.10mg·L-1。处理后的三元采出液的腐蚀率在腐蚀三级标准的范围内。     

Static adsorption and dynamic retention of an anti‐salinity polymer in low permeability sandstone core

The technical viability of enhancing oil recovery (EOR) using polymer flooding has been verified. Through correcting the unfavorable mobility ratio, polymer flooding could significantly improve the macroscopic sweep efficiency of waterflooding, which makes it attractive in middle to high permeability reservoirs. However, as the depletion of these easy‐to‐produce resources, the interests of oil industry will be diverted to low permeability reservoirs and polymer flooding is believed to be one of the key methods for this type of reservoir. To meet this technological tendency, the current work investigated the applicability of an anti‐salinity polymer (KYPAM) in low permeability sandstone reservoirs. The interactions between polymer and sandstone surface including static adsorption and dynamic retention were addressed. Static adsorption data proved that the adsorptive behavior of this anti‐salinity polymer was closely related to molecular weight and concentration. The quantity of the detained KYPAM polymer in the sandstone core rapidly increased once the permeability dropped below 38 mD. High molecular weight KYPAM experienced noticeable retention compared with low molecular weight polymers resulting from the large hydrodynamic size. Due to polymer retention, the permeability of the sandstone core was significantly influenced particularly for the low permeability cores. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 44487.     

三元复合驱污水的无机絮凝剂处理效果研究

采用模拟三元复合驱采出污水,选用硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁4种无机絮凝剂,研究其对三元复合驱采出污水的处理效果。经4种絮凝剂处理后,污水的透光率均随加剂量的增加而先上升后下降;温度升高有利于提高絮凝效果;硫酸铝处理效果较聚合无机盐差,聚合氯化铝的絮凝效果最好,在温度为50℃时,最佳投加量为2750mg/L,最高透光率为84.1%。聚合氯化铝对聚合物驱污水、三元复合驱污水及仅含表面活性剂的污水处理试验表明,3种模拟污水处理难度由大到小依次为:三元复合驱污水、表面活性剂污水、聚合物驱污水。     

弱碱型三元复合驱采出水的流变性变化规律

通过旋转黏度计测试黏弹性和视黏度,研究了三元(碱、表面活性剂、聚合物)复合驱采出水的流变性。结果表明,三元复合驱采出水的黏弹性可用Maxwell线性黏弹性模型描述。其视黏度和黏弹性主要取决于所含聚合物的相对分子质量和含量,并且随聚合物含量的增加而增大。低聚合物含量三元复合驱采出水的视黏度和黏弹性模量之间存在着G=1．6736μ1.8155的关系式。     

ASP复合驱碱对聚合物黏度影响的研究

研究碱对聚合物溶液黏度的影响。使用不同类型的碱(NaOH,Na_2Si O_3和Na_2CO_3)和聚合物(聚丙烯酰胺),通过采用在不同浓度下的聚合物溶液中加入不等量的碱来研究溶液黏度的变化。实验发现,配比不同浓度溶液,碱的类型、碱量、反应时间等因素均影响了聚合物溶液黏度。对实验数据进行分析,总结了ASP复合驱碱对聚合物黏度的影响。     

碱、聚合物对表面活性剂吸附影响分析

油藏对表面活性剂的吸附作用,是砂岩表面化学物质与表面活性剂间相互作用的结果。ASP复配体系溶液中,碱对表活剂的吸附影响较大,在表活剂溶液中加入碱后,砂岩对表活剂的吸附量下降,且吸附量下降幅度与碱浓度成正比。实验结果表明,碱可以使粘土矿物对阴离子表面活性剂吸附量降低70%~80%,而油藏砂岩对表活剂吸附量可降低10%~40%。聚合物对表活剂的吸附影响较小,数值模拟结果表明吸附量降低15%~30%。这是由于聚合物在表活剂溶液中水解后,部分分子团带有负电荷,这就抑制了砂岩对表活剂的吸附作用;另外,加入聚合物后,复配体系溶液变稠,使得溶液扩散速率降低,减小波及体积,进而削弱表活剂吸附效果。     

聚驱后强弱碱三元体系极限驱油效果实验研究

随着大庆油田主力油层开发进入高含水阶段,急需聚合物驱后提高采收率接续技术方法。本文针对聚合物驱进入高含水阶段后进行三元驱的可行性展开了研究,利用达到超低界面张力条件的三元体系,模拟聚合物驱达到极限驱油效率后,开展三元体系极限驱油效果对比研究。结果表明:在聚合物驱达到极限采收率后,开展三元体系驱油能够进一步提高驱油效率,当弱碱三元体系中碱浓度较低时,聚驱后三元驱的采收率增加值较高,阶段极限采收率可达32.97%;当强碱三元体系中强碱浓度较高时极限采收率可达30.29%。在体系其他组成相同的条件下,基于强碱三元体系对注入系统和油层伤害较严重的问题,建议采用弱碱三元体系开展驱油生产。     

三元复合驱采出水处理研究进展

随着三元复合驱采油技术在油田的广泛应用，三元复合驱采出水产量不断增加。三元复合驱采出水水质复杂，具有矿化度高、黏度大、含油乳化程度高、小油滴含量高、油水分离困难等特点，对油田生产和环境的影响日益严重。因此，开展三元复合驱采出水高效处理方法的研究成为一项重要的任务。本文分析了影响三元复合驱采出水油水分离特性的各种因素，介绍了目前国内应用于三元采出水处理的先进技术，如膜分离法、气浮选分离法、高级氧化法、微生物法等，阐述了这些处理技术的优势及存在的问题，重点介绍了气浮选分离法和微生物法在三元采出水处理中的应用情况，并对大庆油田三元复合驱采出水现场处理工艺进行了介绍，最后对今后的研究工作提出了一些展望。