化学剂浓度对复合驱油体系流变性影响实验研究

讨论了三元复合驱中化学剂浓度与驱油体系流变性的关系,通过实验研究了化学剂浓度对驱油体系表观粘度和静态吸附的影响。结果表明:随着碱浓度的增加,三元复合体系的表观粘度逐渐降低,零剪切粘度减低,剪切性能变差,缔合聚合物三元复合体系的粘度降低幅度最小;随着表面活性剂浓度的增大,体系表观粘度有一定的增加;碱和表面活性剂在岩芯砂上的吸附量随着它们平衡浓度的增加而不断增大,符合Langmuir吸附规律;缔合聚合物在岩芯砂上也存在吸附量峰值,但不符合Langmuir吸附规律。     

高30油藏二元复合体系化学剂的静态吸附

在高30高温油藏条件下,测定了固液界面吸附量和二元复合体系等温吸附曲线。结果表明,缔合聚合物HNT201-3和表面活性剂CDS-1在二元复合体系中的吸附规律和特征,都符合朗格缪尔等温吸附曲线。得出了聚合物的吸附平衡浓度为1000mg/L,表面活性剂吸附平衡浓度为0.05%,对驱油体系中各化学剂浓度的确定起到了指导作用。     

磺酸盐阴离子双子表面活性剂与疏水缔合聚合物的相互作用

为了提高疏水缔合聚合物对高温高矿化度油藏的适用性,合成了磺酸盐阴离子双子表面活性剂,并与疏水缔合聚合物.AP-P4进行了复配.实验结果表明,疏水缔合聚合物能够减少磺酸盐阴离子双子表面活性剂在界面上的吸附;质量浓度为50mg/L的磺酸盐阴离子双子表面活性剂在地层水中能大幅度地增加复配溶液的粘度;复配体系在粘度最高点时形成了粒径为54.7mm的均一聚集体;疏水缔合聚合物的加入能够诱导磺酸盐阴离子双子表面活性剂在溶液中形成棒状胶束和囊泡.由此可见,磺酸盐阴离子双子表面活性剂与疏水缔合聚合物AP-P4有良好的协同性.这种二元驱油体系有望克服三元复合驱中碱对复配体系粘度的损害,为化学驱开辟新的方向.     

80℃高温油藏聚驱后复合驱油体系性能评价

针对聚合物驱后双河油田80℃高温油藏,从10种表面活性剂中筛选了石油磺酸盐表面活性剂1#,研究了表面活性剂浓度、聚合物浓度、矿化度、新鲜污水等因素对二元体系界面张力的影响,并对二元体系的长期热稳定性、表面活性剂的静态吸附量、注入性、段塞选择和岩心驱油实验进行评价。研究结果表明:1#表面活性剂具有很好界面活性,质量分数在0.1%～0.5%范围内均可达到10^-3 mN/m数量级的超低界面张力,聚合物浓度对二元体系界面张力影响不大。二元体系具有很好的抗盐性和长期热稳定性,老化90 d后的界面张力仍能保持10^-2mN/m数量级。二元体系中表面活性剂在双河油砂上的吸附量要小于单一表面活性剂的吸附量。该二元体系具有良好的注入性。岩心驱油实验表明:低界面张力的二元体系提高采收率的幅度大,聚合物浓度1800mg/L、表面活性剂浓度3000 mg/L的二元体系在聚驱后可提高采收率10.26%。     

双河油田V_(1-10)层系聚驱后二元复合驱配方筛选与评价

针对聚驱后双河油田V1-10层系,优选出表面活性剂S-1、S-2,研究了表面活性剂和聚合物质量分数对二元体系界面张力的影响,并对二元体系的长期热稳定性、对原油的乳化性能、抗吸附性能、微观驱油、宏观岩心驱油实验进行评价。研究结果表明:两种表面活性剂都具有较好界面活性,二元体系在0.10%～0.35%质量分数范围内均可达到10-3mN/m数量级的超低界面张力;聚合物质量分数对二元体系界面张力影响不大;两种二元体系具有较好的长期热稳定性,老化90d后,界面张力能保持10-2mN/m数量级;S-2表面活性剂抗多次吸附的能力强于S-1;S-2表面活性剂微观和岩心驱油效率高于S-1。综合两种表面活性剂性能,选择S-2表面活性剂作为双河油田V1-10层系的二元复合驱的驱剂。     

针对A油田的抗温、抗盐聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系研究

常规聚合物/表面活性剂二元复合驱的地层适应性差、耐温抗盐能力有限,难以满足低渗、高温、高盐油藏进一步提高采收率的需求。针对这一难题,优选梳形聚合物和非离子-阴离子型表面活性剂构建了一种适用于低渗、高温、高盐油藏的二元复合驱油体系,并通过室内实验,系统考察了二元复合驱油体系的黏度、油水界面张力、老化稳定性、吸附量、色谱分离程度以及提高采收率能力等性能。结果表明:二元复合驱油体系可降低油水界面张力至10~(-3m) N/m数量级,同时具有稳定的增黏能力和良好的老化稳定性;二元复合驱油体系的协同作用使聚合物和表面活性剂在油田净砂表面的饱和静态吸附量均低于单一体系,能将表面活性剂在地层中的超低界面张力有效作用距离由19%延伸到27%,此外,还存在较强的色谱分离效应。针对A油田提出的二元复合驱油体系0.4 PV(1000 mg/L HF62208+0.3%NPAC)对水测渗透率为18.6~62.5 mD的天然岩心的采收率提高幅度达到11%以上,驱油效果优良。     

低渗透油藏表面活性剂驱油体系的室内研究

通过对降低界面张力能力、乳化能力、改变岩石润湿性能力、吸附量以及驱油效率的评价,研究了SHSA-03-JS表面活性剂用于江苏油田沙七断块油藏表面活性剂驱的性能,并对低渗透油藏表面活性剂驱油机理进行了探究。结果表明,SHSA-03-JS表面活性剂溶液用于江苏油田沙七断块油藏原油时,在0.05%～0.6%浓度范围内油水界面张力均可达到10-2 mN/m的数量级,在0.1%～0.3%浓度范围内可达到10-3 mN/m的超低数量级;同时,该表面活性剂能使油湿石英片向水湿方向转变;在初始浓度0.3%时,表面活性剂在油砂的吸附量为4.78mg/g,能够满足江苏油田沙七断块表面活性剂驱的要求。室内岩心模拟驱油实验结果表明,当SHSA-03-JS表面活性剂浓度为0.3%时,表面活性剂驱可比水驱提高采收率11.47%。SHSA-03-JS表面活性剂能够满足江苏油田沙七断块进行表面活性剂驱的要求。     

三元复合驱表面活性剂梯度降浓注入方式优化*

为了缓解大庆油田复合驱开发区块储层物性变差,表面活性剂损耗量增大、三元体系抗吸附性能减弱的问题,开展表面活性剂浓度优化研究,指导改善复合驱技术经济效果。采用换砂不换液、换液不换砂两种静态吸附实验方法分析段塞不同位置的化学剂损耗,结合动态吸附和物理模拟驱油实验,确定合理的表面活性剂浓度变化方式。研究结果表明,三元段塞驱替前缘吸附严重,应提高表面活性剂浓度;前缘流经后的油砂吸附能力减弱,可降低后续段塞的浓度;被吸附后的表面活性剂存在脱附现象,对后续段塞浓度进行补偿。根据化学剂损耗规律,提出表面活性剂梯度降浓方式,在保持化学剂用量不变的情况下,扩大超低界面张力作用距离,可相对常规恒定浓度方式进一步提高采收率0.91百分点。图3表4参7     

利用磷硅酸盐-表面活性剂-聚合物复合体系提高原油采收率

"表面活性剂-碱-聚合物"三元复合体系是提高采收率的实用技术之一,但其中强碱NaOH会引起采油设备腐蚀和地层结垢问题,这影响了该技术的大规模推广应用。SJT-B助剂是一种磷硅酸盐化学助剂,用助剂代替碱进行了三元复合体系驱油实验。对表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系的缓蚀防垢作用、界面张力、吸附、色谱分离、流动特性和驱油效果进行的研究结果表明,表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系具有缓蚀防垢、降低界面张力的效果,且其动静吸附量低。以大庆杏树岗油田的地质特征为基础建立的物理模型上进行了驱油实验,结果证实,表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系的调驱效果好于现有表面活性剂-碱-聚合物三元复合体系。     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系渗流特性研究

为改善大港油田孔南地区油藏疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系的液流转向能力,获得良好的增油效果,研究了聚合物和表面活性剂浓度、岩心渗透率和注入水除垢对疏水缔合聚合物溶液和疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系黏度和渗流特性的影响。结果表明,聚合物溶液和二元复合体系的黏度随聚合物浓度的增 加而增加,疏水缔合聚合物临界缔合浓度为1～2 g/L;在疏水缔合聚合物溶液中加入少量表面活性剂可以增强体系中疏水缔合聚合物疏水基团间的缔合作用,使黏度和渗流阻力增加;岩心渗透率越高,二元体系的阻力系数和残余阻力系数越低;用除垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的黏度最大,且聚合物浓度越小,软化水对其增黏效果越明显;用含垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的阻力系数和残余阻力系数最大、注入压力最高,液流转向效果最好。图4 表5 参16     

One Factor Influencing the Oil-displacement Ability of Polymer Flooding: Apparent Viscosity or Effective Viscosity in Porous Media?

Abstract

Polymer flooding has been an important process to enhance oil recovery (EOR) worldwide. In practice, partially hydrolyzed polyacrylamides (HPAMs) have many defects including shear degradation and sensitivity to salt. For these reasons, hydrophobically associating polyacrylamides (HAPAMs) have been developed for harsh oil reservoirs. In this work, the properties of two classes of polymers (HPAMs and HAPAMs), including apparent viscosities, effective viscosities in porous media, and oil-displacement efficiencies, are studied. As expected, HAPAM exhibits apparent viscosity enhancement properties due to intermolecular hydrophobic association while HPAM cannot. However, the effective viscosity of HAPAM is always lower than HPAM possibly because of adsorption loss and the reduction in strength of the hydrophobic association through porous media. The tertiary oil recovery increases with the increment of the effective viscosity of polymer. Oil-displacement efficiency of HAPAM is also lower than HPAM at the same concentration of 2,000 mg/L.     

疏水缔合聚合物的阻力系数和残余阻力系数及驱油效率研究

在模拟大庆油田条件(45℃)下,进行疏水缔合聚合物和工业产品甘油(丙三醇)的阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRF)的测定以及人造岩心驱油实验,并将实验结果进行对比。实验结果表明,在相同条件下,疏水缔合聚合物阻力系数和残余阻力系数分别大于14和8,均高于甘油的阻力系数和残余阻力系数;在人造岩心(渗透率Kg在0.9~1.3μm2)上的驱油实验结果显示,在水驱采收率的基础上,污水配制的疏水缔合聚合物溶液可以提高采收率16%~18%,比甘油驱采收率高6%~8%。     

疏水缔合聚合物驱体系中原油乳状液性质及破乳规律

采用瓶试法考察了原油组成及疏水缔合聚合物（Hydrophobically associating polymer, HAP）质量浓度对原油乳状液稳定性的影响,用油 水界面张力、界面电性、界面扩张流变、界面剪切黏度等多个参数表征了HAP驱采出液油 水界面性质的变化规律,用一系列酚胺树脂聚醚破乳剂对模拟采出液进行破乳。结果表明,原油中胶质和沥青质是影响原油乳状液稳定的重要因素;实验浓度范围内,随着HAP浓度升高,原油乳状液稳定性增强。HAP具有界面活性,吸附在油 水界面可降低界面能,利于乳化;HAP在界面上形成交联网状结构,提升了界面膜的扩张模量和剪切模量,同时增强了界面膜的负电性,利于稳定乳状液。环氧乙烷与环氧丙烷各占一半的酚胺树脂聚醚破乳剂与1%甲苯二异氰酸酯（TDI）交联后,5 min即可完全将原油乳状液破乳。     

聚合物驱波及系数和驱油效率实验研究

通过室内三维物理模拟驱油实验,研究了非均质砂岩油田聚合物驱油过程中波及系数与驱油效率的变化特征,探讨了采用聚合物驱工艺的储层类型对提高采收率的贡献程度.结果表明,在有隔层的条件下,中渗透层贡献程度达到了48.35%;其次是低渗透层,贡献率为30.86%;而高渗透层仅为20.79%.聚合物驱的主要作用在于提高中、低渗透层的波及系数.与注水工艺相比,聚合物所具有的粘弹性能提高驱油效率,但其对提高采收率的贡献是有限的.     

渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究及应用

在我国海上油田实施聚合物驱提高采收率是一项具有战略意义的举措,对于海洋石油的发展具有重要意义。在海上油田实施聚合物驱技术面临三大挑战:缺乏淡水资源,常规聚合物不能满足要求;海上平台空间有限,对注聚设备有特殊要求;井网、井距和层系调整困难。文中介绍了针对渤海绥中36-1油田开展的聚合物驱室内研究和矿场试验的情况和效果。聚合物驱技术在绥中36-1油田的成功实施实现了三个重要突破:①首次在国内海上油田开展了聚合物驱矿场试验;②率先以疏水缔合聚合物作为驱油剂进行矿场使用;③取得了单井聚合物驱试验显著的增油效果。实践表明该项技术在海上油田目前生产条件下实施是可行的,对于海上油田聚合物驱技术的应用和推广具有重要的指导意义。     

疏水缔合聚丙烯酰胺的结构表征及其缔合作用

研究了驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)的分子结构,并采用黏度、电导率、表面张力、荧光芘探针法测量了HAP溶液的临界缔合浓度(CAC),利用动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)验证结果的可靠性,并分析HAP分子的缔合作用。结果表明,HAP为含有苯环且部分酰胺被取代的磺酸根阴离子疏水缔合型聚丙烯酰胺,不同方法测得的CAC为150~200 mg/L。HAP溶液质量浓度为100 mg/L时,粒径呈单峰状分布,无空间网络结构,表观黏度仅为21.67 mPa·s;200 mg/L时出现了分子间缔合,形成骨架较细的空间网络结构,粒径呈双峰状分布,聚合物黏度明显增大;500 mg/L时分子间缔合增强,粒径分布双峰右移,形成骨架较粗的空间网络结构,聚合物黏度显著提高为105.5 mPa·s。     

渤海绥中油田J3井疏水缔合聚合物驱数值模拟研究

为了进一步提高渤海油田J3井区缔合聚合物驱的技术经济效果,在渤海油田室内配方和先导性矿场试验研究基础上,利用化学驱油藏数值模拟软件FAPMS,分析和研究了高浓度缔合聚合物前置段塞、主段塞的大小和浓度以及段塞组合方式对驱油效果的影响,优化设计了渤海绥中油田J3井区块矿场试验的最佳注入程序及段塞大小。结果表明,通过对不同浓度的疏水缔合聚合物注入的前置段塞及主段塞和梯度式后续段塞的优化后,原油采收率比未优化时提高了约10个百分点。研究表明,渤海油田应该高度重视聚合物驱的注入方式和段塞优化设计,进一步提高聚合物的技术经济效果。     

聚驱用疏水缔合聚合物AP-P4油水固三相与水固两相差异性实验研究

目前,对海上油田聚驱用疏水缔合聚合物吸附、分配行为所开展实验仅限于在水固两相体系之间,而实际油藏中有大量油相存在,尚无实验方法对聚合物在多相间的分配规律进行测试。基于静态吸附原理,建立了一套测定疏水缔合聚合物AP-P4在油、水、固三相体系间分配规律的实验方法,可以准确测定不同溶液浓度、矿化度条件下,疏水缔合聚合物在三相间的分配规律。选择精确的测试手段分别测定了水相与油相中聚合物的浓度,并与水固两相体系静态吸附结果进行了对比。实验结果表明,尽管聚合物在油相中不溶解,但油相的引入造成了疏水缔合聚合物在油水界面间出现了明显的富集现象。该方法比传统的两相静态吸附方法更全面、准确地揭示了各相间的相互作用、相互影响,有助于深化对疏水缔合聚合物溶液性质的认识,为预测实际油藏化学驱过程中的吸附滞留行为、评估采出液处理过程中乳化相含聚量提供了理论支持。     

双子表面活性剂／疏水缔合水溶性聚合物二元体系的研究及在三次采油中的应用潜力

综述了国内外对双子表面活性剂与疏水缔合水溶性聚合物相互作用的研究进展,包括研究方法、研究内容及取得的一些新认识。以应用于提高原油采收率为技术目标,对目前所研究的不同双子表面活性剂／疏水缔合水溶性聚合物二元体系的界面性能和流变特性及相应双子表面活性剂与缔合聚合物的优势与不足进行了分析,提出了开发适合复合驱的双子表面活性剂／疏水缔合水溶性聚合物二元体系的进一步研究方向。     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。