二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究

针对大庆油田的典型非均质区块,利用三层正韵律非均质人造岩心,进行了岩心驱替实验,开展了二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究,对体系的注入参数进行了优化,并探讨了低界面张力表面活性剂/聚合物(SP)二元体系与泡沫体系交替注入来提高采收率的可行性。结果表明,在水驱采收率接近的情况下,保持驱油体系总注入量一定,低界面张力二元体系与泡沫体系的交替方式不同,提高采收率的幅度不同。单周期注入0.05 PV泡沫基液+0.05 PV N₂+0.10 PV低界面张力二元体系,周期注入量为0.20 PV,交替轮次为3次的注入方式为最优注入方式,该注入方式下交替驱油体系的阶段采收率最高,在水驱的基础上提高了21.82%。     

普通稠油SP二元复合驱波及系数与驱油效率的关系

改变甜菜碱表面活性剂的质量分数建立具有相同黏度不同界面张力的二元复合驱油体系,通过填砂管驱替实验评价驱油体系提高胜利普通稠油采收率的能力。结果表明,二元体系提高采收率的幅度随着表面活性剂质量分数的增大而减小;添加少量(质量分数0.01%)的表面活性剂,能够降低界面张力,但是高于超低界面张力值(10-3 mN/m),二元复合体系的采收率获得较大的提高,聚合物与表面活性剂产生良好的协同效应。微观驱替实验表明,扩大波及系数能更为有效地提高普通稠油化学驱采收率。降低界面张力至超低值能够提高洗油效率,但会降低复合体系扩大波及系数的能力,从而影响采收率的提高。     

Gemini型表面活性剂三元复合体系性能和驱油效果

以胱氨酸钠和油酰氯为原料,通过一步反应合成了一种新型阴离子Gemini表面活性剂二油酰胺基胱氨酸钠(Sodium dioleoylamino cystine,SDOLC),利用Texas-500C型界面张力仪和MCR301流变仪研究了Gemini型表面活性剂/HPAM/碱三元复合体系降低油水界面张力性能和黏弹性能,在均质和非均质岩心中评价了体系的驱油效果。结果表明,HPAM的加入不影响Gemini表面活性剂和碱复合溶液与原油界面张力最低值,但可以有效增加体系的黏度。综合考虑界面张力和黏弹性能,选择黏度44mPa·s且与大庆原油界面张力最低值2.4×10-2 mN/m的含质量分数为0.18%HPAM、0.1%SDOLC、0.15%NaOH和0.06%HEDP·Na4体系作为Gemini型表面活性剂三元复合驱油体系。注入0.6PV该体系在均质岩心中水驱基础上可提高采收率26.11%,在非均质岩心中水驱基础上可提高采收率22.25%。     

喇嘛甸油田强碱三元复合驱采出液性能分析

为了给强碱三元复合驱技术决策提供依据,以喇嘛甸油田取样井的采出液为研究对象,分析了强碱三元复合驱采出液药剂加量与黏度和界面张力间的关系,探索了强碱三元复合体系段塞黏度对采出液药剂加量和色谱分离程度的影响。结果表明,随取样井储层渗透率增加,采出液中碱、表面活性剂质量分数和聚合物质量浓度呈现“先升后降”变化趋势。随采出液聚合物质量浓度增加,黏度增加,界面张力升高。随采出液碱和表面活性剂质量分数增加,黏度减小,界面张力降低。分析表明,强碱三元复合驱过程中存在比较严重色谱分离现象。通过提高三元复合体系黏度可以减弱色谱分离现象,进而改善三元复合驱增油效果。     

高凝高黏高盐均质油藏聚/表二元复合驱合理黏度比——以大港孔南地区储层条件为例

针对大港油田孔南地区高凝高黏高盐油藏的特点,采用岩心流动实验装置和岩心驱油实验装置,开展了聚合物/表面活性剂二元复合体系驱油效率及其影响因素的研究,分析了聚/表二元复合驱采收率增幅与岩心渗透率之间关系机理。结果表明,对于非均质性较弱储层,随岩心渗透率增加,聚/表二元体系阻力系数和残余阻力系数减小。随聚/表二元体系与原油黏度比(μsp/μo)和岩心渗透率增大,采收率增幅增加,但增幅增加速度减小。随储层平均渗透率增加,岩石吼道尺寸增大,不可及体积减小。因此,储层平均渗透率大小会影响聚/表二元复合体系储层适应性,进而影响聚/表二元复合驱增油效果。从技术和经济角度考虑,目标油藏均质储层聚/表二元复合驱合理黏度比(μsp/μo)范围在0.5~1.0。     

岩心多孔介质中三元/二元复合驱比较

通过均质长岩心流动实验和非均质岩心驱替实验,得到了化学复合驱中一类ASP三元复合体系（碱/表面活性剂/聚合物）和一类SP二元复合体系（表面活性剂/聚合物）在多孔介质中的阻力系数、粘度、界面张力和驱油效果。结果表明,在地面条件下界面张力和粘度相近的ASP三元体系和SP二元体系,随着在岩心中运移距离的增加,两种体系的界面张力均大幅上升,由10^-3mN/m升高至10^-1～10^2mN/m,并稳定在1mN/m左右。ASP三元体系的界面活性受碱浓度和表面活性剂浓度的双重影响,其界面张力值变化幅度较大。碱对减少聚合物在岩心中的粘度损失影响较大,ASP三元体系与SP二元体系相比,在岩心深部具有较高的粘度保留率和阻力系数值。本实验条件下,利用ASP三元体系改善非均质岩心的驱油效果比SP二元体系更有优势,在含水率为70%时,注入ASP三元体系段塞0.4～0.6PV,其化学驱采收率平均高于SP二元体系5%～7%。     

交替式注入泡沫复合驱实验研究

针对孤岛油田中二中Ng3-4聚合物驱后油藏条件,通过物模手段研究了交替式注入泡沫复合驱的特征及驱油能力.长细管实验表明,交替式注入泡沫复合驱,低气液比时模型两端的封堵压差上升缓慢,交替周期越大封堵效果越差.非均质模型驱油实验表明,泡沫复合驱主要是通过扩大波及体积来提高采收率,在与聚合物驱相同注入量条件下,其封堵能力是聚合物驱的2倍.     

适合海水二元复合驱配方研究——以埕岛油田为例

为加快海上油田开发速度,针对海水矿化度高、Ca2+、Mg2+浓度高的特点,从活性剂抗钙镁能力、界面张力、聚合物速溶等方面对二元复合驱体系的性能进行了研究。结果表明:S-1、S-2两种表面活性剂浓度为0.3%时可使原油界面张力达到10-4m N/m,两种表面活性剂具有较宽的浓度窗口,油藏适应性好。当Ca2+、Mg2+浓度达到2 500 mg/L时界面张力仍能达到10-3m N/m,具有良好的抗钙镁能力。新2#和新5#聚合物在海水条件下溶解性能和增粘性能较好。聚合物对活性剂降低界面张力能力影响较小。室内物模试验表明二元复合驱室内可提高采收率26.1%。海上油田实施二元复合驱,有利于为加快开发速度,最大限度提高采收率。     

TAD S - 1 0复合体系驱油效果

为了研究复合体系各组分在驱油过程中的贡献程度, 利用磺酸盐双子表面活性剂TAD S - 1 0与相对分 子质量为15 0 0万的聚合物以及 N a 2CO3 配制的复合体系在光刻玻璃模型上进行原油驱替实验, 根据复合体系的驱 油效果, 分析界面张力、 聚合物、 碱以及正丁醇对驱油效果的影响。结果表明, TAD S - 1 0与石油磺酸盐复配产生的超 低界面张力使得化学驱采收率提高2. 6%; 加入聚合物后的二元体系与一元体系相比, 化学驱采收率提高1 0%左右, 总采收率提高1 2. 1 3%; 加入弱碱的三元体系化学驱采收率较二元体系提高2. 7 3%; 而三元体系加入质量分数为 0. 0 2%醇后化学驱采收率提高1. 2 3%, 总采收率提高1. 3 1%。     

弱碱三元复配体系筛选研究

将SS、SHSA-HN6两种表面活性剂和KYPAM、ZL-Ⅱ型两种聚合物以及弱碱Na2CO3进行复配,对复配体系进行黏弹性研究、界面张力的评价以及在纵向非均质人造岩心上进行物理模拟驱油实验,从各种复配体系中选出最佳的弱碱三元复配体系应用于现场试验。结果表明,每种复配体系的黏度都随剪切速率的增大而下降,不同类型的活性剂基本不影响KYPAM三元复合体系的黏度,而对ZL-Ⅱ型三元复合体系的黏度却有所影响。不同复配体系的弹性都随着剪切速率的增加而增加,几种复配体系的弹性基本相同。4种复配体系均在15min内达到超低界面张力,且稳态界面张力都保持在超低范围内,两种表面活性剂都有较好的降低界面张力的能力。在驱油效果评价上,SS所形成的三元体系驱油效果均好于SHSA-HN6所形成的三元体系,KYPAM和ZL-Ⅱ型两种聚合物的三元复合体系的驱油效果KYPAM的占优。     

“SJT-B表面活性剂/聚合物”二元复合体系流动性和调驱效果

为评价"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的性能,利用现代物理模拟方法,将"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系和聚合物溶液分别从流动性质、传输运移能力和驱油效果等3个方面,与之进行对比.结果表明,在相同聚合物质量浓度条件下,与三元复合体系和聚合物溶液相比较,"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的阻力因数和残余阻力因数较大,在多孔介质内传输运移能力较差,调整吸液剖面能力较强,并且调驱采收率增幅更大.     

NNMB/NAPS二元体系与原油界面张力研究

室内在模拟中原油田油藏温度条件下研究了双子表面活性剂NNMB与疏水缔合聚合物NAPS二元复合体系与原油的界面张力.考察了NNMB、NAPS、NaCl对二元体系/原油界面张力的影响.结果表明:NAPS对NNMB溶液界面张力值没有明显的影响;NNMB/NAPS二元体系中加入一定量的氯化钠,可以增加表面活性剂降低界面张力的效率;该体系与原油间的最低瞬态界面张力均低至10-3mN/m.这种新型二元体系对于高矿化度油藏提高原油采收率具有很大的应用前景.     

烷醇酰胺型表面活性剂的合成EOR中的应用

为了提高石油采收率,用具有一定碳数２的脂肪酸,采用改进的一步法,合成了非离子表面活性剂ＮＯＳ、合成该脂肪酸烷醇酰胺的工艺条件为：反应温度１６０℃,脂肪酸与二乙醇胺的质量比为１．０：１．０,反应时间３ｈ,该表面活性剂、 聚合物构成的三元复合驱体系与大庆原油可形成１０＾－３ｍＮ／ｍ数量级的超低界面张力,ＮＯＲ三元复合驱体系的化学驱采收率可达２１．５％。     

新型缔合聚合物与表面活性剂的相互作用

通过对新型疏水缔合聚合物和表面活性剂二元体系的流变性及其聚表体系与模拟油之间的界面张力的研究 ,发现新型疏水缔合聚合物NAPs与表面活性剂SDBS之间存在明显的相互作用 ,并在一定条件下出现协同效应 ,聚表体系的体相粘度在某一表面活性剂浓度下出现最大值。聚表相互作用使它与模拟油之间出现最低界面张力的表面活性剂浓度增加 ,且界面张力要高于单独表面活性剂溶液与模拟油之间的界面张力     

锂皂石对聚表复合驱模拟采出水稳定性的影响

文章研究了锂皂石对聚合物/表面活性剂复合驱采出水乳化稳定性的影响,并通过油水界面张力和zeta电位分析了体系稳定的原因。结果表明:在驱油剂的浓度固定时,随着锂皂石质量浓度的增大,zeta电位和界面张力逐渐降低,采出水稳定性逐渐增强;当浓度达到150~200 mg/L时,体系最稳定,继续增大锂皂石的浓度,zeta电位基本无变化,而界面张力增加,此时采出水稳定性减弱。在锂皂石浓度一定时,随表面活性剂浓度增加,zeta电位和界面张力均减小,采出水稳定性增强;随聚合物浓度增大,采出水稳定性先增强后减弱。     

接枝丙烯酰胺共聚物-表面活性剂的溶液行为

将大单体4-乙烯苄基辛烷基酚聚氧乙烯(18)醚、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚合成接枝丙烯酰胺共聚物(branched acrylamide-based copolymer,PAE),然后将具有表面活性的PAE分别与4种表面活性剂复合,获得二元复合驱油体系.研究各表面活性剂对这些二元复合驱油体系的表观黏度和表面张力的影响,与油田常用的部分水解聚丙烯酰胺-表面活性剂二元复合驱油体系相比,这些体系可提高驱油剂的增黏性和表面活性,改善驱油过程中的色谱分离效应.在阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)、阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)和非离子表面活性剂(聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯)中,微量SDBS对聚合物体系溶液黏度提高幅度最大,且能明显降低体系的表面张力,当SDBS浓度为0.6 mmol/L时,PAE二元复合驱油体系(含5.0 g/L Na Cl,1.2 g/L PAE)的表观黏度可从243 m Pa·s上升到732 m Pa·s.     

复合体系启动水驱残余油微观实验研究

采用微观模拟技术,对三元/二元体系启动水驱后残余油进行研究.结果表明,复合体系的高黏弹性及低界面张力特性能够以将油珠拉成油丝、剥离油膜、乳化并携带油滴等方式,大幅度降低水驱后的盲端、簇状、柱状残余油,增加乳化油滴数量,提高驱油效率;当模型水驱采收率为50％时,碱-活性剂-聚合物(ASP)体系最终采收率可达81.2％,SP体系可达85.1％,采收率增幅分别为31.2％和35.1％;等黏度的无碱体系比三元体系驱油效率更高,无碱复合驱具有良好的应用前景.     

Gemini表面活性剂的驱油体系研究

研究了Gemini表面活性剂用于油田驱油体系的一系列应用性能:通过对热稳定性的考察,发现其初始分解温度均远高于地下油藏的温度75～90,℃;通过对界面张力的考察,发现Gemini H单剂在加入量为0.1%时,就可以使油水界面张力降到超低的10-3mN/m的数量级;而且Gemini H加入到聚丙烯酰胺溶液中不会使其黏度下降,在加入一定浓度的范围内,还会使溶液黏度略有提高,Gemini H完全可以作为驱油助剂的活性剂组分,用以提高原油的采收率.     

SiO_2纳米颗粒与SDS对CO_2泡沫的协同稳定作用

CO2驱油时,由表面活性剂溶液产生的CO2泡沫稳定性较差,加入纳米颗粒后可与表面活性剂产生协同作用,从而提高CO2泡沫的稳定性.通过泡沫评价实验、界面张力实验和扩张黏弹性模量实验,研究改性SiO2纳米颗粒与表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对CO2泡沫的协同稳定作用.结果表明:SiO2纳米颗粒与水的接触角大于79.83°时,能与SDS产生有效协同稳定作用,且协同稳定作用仅在SDS/SiO2混合溶液一定质量浓度比区间范围内存在,当质量浓度比为0.10~0.40时,协同稳定作用随质量浓度比增大,呈现先增强后减弱的规律;当质量浓度比为0.17左右时协同稳定作用最强;当质量浓度比大于0.40时,二者无有效协同稳定作用.SDS与SiO2纳米颗粒对CO2泡沫的协同稳定机理主要包括改善颗粒在界面的吸附位置、减弱歧化作用、改善界面性质及增大体相黏度.研究结果对提高三次采油中CO2驱的采收率具有指导意义.     

胜坨油田二区自发乳化驱油体系性能

针对胜坨油田高温高盐、水驱采收率低问题,开展适合胜坨油田二区油藏条件自发乳化驱油配方研究.采用乳化能力测试和油/水界面张力测量,对自发乳化驱油体系中的碱、表面活性剂的种类及质量浓度进行优化,并结合物模实验对优选出的配方进行驱油效果评价.结果表明:复合碱和表面活性剂的协同作用使油/水界面张力达到超低,并导致油滴在轻微界面扰动作用下自发乳化;表面活性剂静态吸附量较小,且油砂上的吸附量小于净砂上的吸附量;均质模型中,自发乳化体系与残余油在多孔介质剪切作用下形成乳状液,依靠乳状液液滴堵塞大孔喉产生的贾敏效应和分流作用,提高波及系数,同时伴随油带的形成,自发乳化驱的采收率在水驱基础上提高25%;非均质模型中,形成的乳状液不足以有效封堵高渗通道,而是被驱替液携带流出地层,驱油效果变差.