改进的浊度法用于检测大庆油田三元体系中的聚合物浓度

采用浊度法检测大庆油田三元复合体系中的聚合物浓度时,碱和表面活性剂会影响聚合物浓度的检测结果。为了更准确地测定三元复合体系中的聚合物浓度,开展了浊度法的改进研究,通过盐析-萃取分析法消除三元体系中表面活性剂的影响,采用加大醋酸用量的方法消除碱的影响,考察了改进浊度法在测定现场油井采出 液中聚合物浓度的应用效果。结果表明,改进的浊度法消除了三元体系中表面活性剂和碱对聚合物浓度检测的干扰,提高了检测结果的准确度。用改进的浊度法测定室内三元体系中的聚合物浓度,可使相对误差由未改进前的2.00%～50.25%降至-4.40%～2.00%;现场用于测量喇嘛甸油田强碱三元复合试验区油井采出液中的聚合物浓度的相对误差为1.90%～5.20%。图1 表4 参12     

三元体系中化学剂浓度对驱油效果的影响

通过室内物理模拟实验，研究了三元体系中聚合物，表面活性剂浓度对驱油效果的影响，并进行了降低化学剂用量的实验研究，结果表明，三元体系与原油粘度比控制在2：1－5：1范围内，驱油效率才能达到20％以上，在适当的聚合物用量条件下，可以降低三元体系中的表面活性剂和碱的用量；三元体系配方中表面活性剂与聚合物用量有一定的依赖关系，在较高聚合物用量条件下，可以在一定范围内降低表面活性剂用量，反之，降低表面活性剂用量受到一定限制，应结合注入方式和经济效益做进一步优化研究。     

大庆原油与三元复合体系的相态实验研究

本研究了碱（ＮａＯＨ）／表面活性剂／聚合物三元复合体系与大庆原油相态特征以及碱和聚合物的加入对相行为影响，结果表明ＮａＯＨ／ＴＲＳ１８／Ｖ２２８三元复合体系与大庆原油能形成ＷｉｎｓｏｒⅢ型体系，原油与中相微乳液的相间界面张力达到了１０＾－３￣１０＾－４ｍＮ／ｍ数量级的超低值；碱和聚合物的加入，增加了能形成ＷｉｎｓｏｒⅢ型体系的表面活性剂浓度和体系矿化度范围以及油水比的范围，并降低了相间界面张力值     

碱与储层矿物反应液中硅、铝浓度测定及表面活性剂和聚合物的影响

介绍了用钼酸铵、铬天青分光光度法分别测定碱与储层矿物反应液中硅、铝元素浓度所用的试剂、操作程序及标准工作曲线。使用硅和铝标准溶液建立的测硅和测铝标准曲线的线性范围分别为0～4μg／mL和0～0．8μg/mL。实验用碱与储层矿物反应液为0．5％～5％NaOH溶液、0．5％～5％Na2CO3溶液分别与石英、斜长石、高岭石、伊利石、蒙脱石等反应后的混合液。显色后的测硅溶液可以稀释后测吸光度而显色后的测铝溶液则不能稀释。浓度为50μg／mL的HPAM对铝浓度测定无干扰；10μg／mL的聚合物HPAM对硅浓度测定，10μg／mL的表面活性剂OP-10对硅、铝浓度测定有轻微影响但可以忽略(使吸光度略增大)。图6表2参5。     

复配型表面活性剂与碱／聚合物三元驱油体系的筛选实验研究

针对辽河油田某特定区块油藏特征和油品性质,对阴离子型表面活性剂重烷基苯磺酸盐、非离子型表面活性剂聚氧乙烯壬基醚、碱Na2CO3及疏水型聚合物进行复配,对复配体系与原油间界面活性和溶液增粘能力进行实验研究,应用正交实验法进行实验方案设计,通过直接比较和计算分析等方法得出最佳配方：阴离子表面活性剂质量分数0．1％－0．125％,非离子表面活性剂0．15％,Na2CO31．6％-1．8％,疏水型聚合物0．12％。该驱油体系具有较高的界面活性,长期热稳定性较好,而且解决了阴离子表面活性剂的盐析现象和非离子表面活性剂吸附损失大、需要的碱含量高、溶解性能差等问题,同时拓宽了表面活性剂、碱剂在复合驱油体系中的使用含量范围,筛选出的复配型驱油体系适应性更好。     

三元复合驱采出水性质及稳定性机理研究

通过对大庆油田二厂南四-8(弱碱)和四厂三元-6(强碱)三元复合驱采出水水质、含油量-沉降时间关系和驱油剂-油滴粒径关系等进行测定分析,得到了三元水的基本性质及驱油剂对其稳定性的影响。碱对三元水稳定性影响具有双重性,随着碱量增大,小粒径油滴分布增多,少部分油滴粒径已达到胶体粒径范围,碱量增到一定值,采出水油滴会发生聚并而分离;表面活性剂降低油水界面张力,促进油滴分散,其长链分子间存在斥力,可阻碍油滴聚并;聚合物增加采出水黏弹性,增大油滴聚并阻力,减小上浮速度。碱和表面活性剂的协同作用可使原油中的活性物质发生皂化,同时碱在一定程度上促进了聚合物自身水解,增大界面活性,使得采出水稳定性增强。     

降低三元复合驱化学剂用量研究

在保证三元复合体系综合性质不变的前提下 ,采用复配技术来降低碱及主表面活性剂的用量。通过碱的复配 ,可使强碱的用量降低一倍。利用烷基芳基磺酸盐 (TD)与生物表面活性剂 (RH)的复配 ,可使主表面活性剂的用量减少 2 5 %～ 75 %。在降低聚合物用量研究中 ,主要研究了不同分子量聚合物与体系粘度的关系 ,同时筛选出了具有较强抗碱、抗盐能力的新型缔合聚合物NAPS ,在同样粘度下 ,可比普通聚合物 (大庆助剂厂产分子量为 14 0 0× 10 4聚丙烯酰胺 )用量降低 5 0 %以上。室内物理模拟实验及成本估算研究表明 ,所筛选的新配方可比目前实施的矿场注入配方中化学剂投资成本降低 2 6 %     

三元复合驱油体系粘弹性及界面活性对驱油效率的影响

实验研究了大庆油田所用ASP三元复合驱替液的驱油效率与碱浓度之间的关系。在45℃(大庆油藏温度)下,随碱浓度增大(0～1.5×104mg/L),NaOH/ORS 41/HPAM蒸馏水溶液在全部实验剪切速率范围内的粘度及在全部实验剪切振荡频率范围内的损耗模量、储能模量、松弛时间均不断下降,表明溶液粘弹性不断减小;溶液与原油间的动态界面张力(60min稳定值)基本上不受聚合物浓度的影响,而随碱浓度的增大而下降,在碱浓度≥8.0×103mg/L时达到超低值(10-3mN/m)。用注入水(矿化度3.7×103mg/L)配制的相同ORS 41和HPAM浓度、不同碱浓度(0、3.0×103、6.0×103、1.2×104mg/L)的ASP溶液在不同岩心上的驱油效率变化规律有很大不同,水驱后提高采收率的幅度,在人造非均质岩心上在碱浓度3.0×103和6.0×103mg/L时达到高峰值,在标准长度和加长至两倍长度的两组天然均质岩心上随碱浓度增大而逐步提高,在碱浓度增大至1.2×104mg/L时略有降低。高碱浓度ASP溶液尽管具有超低界面张力,但由于粘度低、粘弹性低,驱油效率也低;油水界面张力在10-1～10-2mN/m、粘弹性(和粘度)较高的ASP溶液在岩心上驱油效率最高;超低界面张力不是绝对必要的。图4表2参11。     

蓬勃开展的三元复合驱油现场试验

三元复合驱油体系由聚合物、表面活性剂和碱组成 ,该种体系既具有超低的界面张力 ,又有较高的粘度 ,既可扩大波及体积又能提高驱油效率 ,因此可大幅度提高采收率 ,是大庆油田实现可持续发展的又一新技术。杏北油田三元复合驱油技术通过先导性、扩大性矿场试验的实施 ,取得了明显的增油效果 ,采收率提高值达2 0 %以上 ,并形成了地面配制、注入、举升工艺、采出液处理等配套技术 ,该技术已达国际领先水平。为评价杏北油田主力油层三元复合驱工业化生产的经济效益 ,开展了目前世界上规模最大的三元复合驱油现场试验。试验区位于大庆长垣杏树岗…     

三元复合驱体系各组分静态吸附规律

当三元复合驱体系各组分流经地下多孔性油藏时,与岩石基质长时间作用会引起各组分吸附损失,甚至使各组分脱离最佳配比,影响驱油效率。为了尽量减少吸附损失,提高驱油效率,研究了一元、二元、三元体系中各组分在苏丹油田油砂上的吸附量,比较了同一化学剂在不同体系中吸附量的差别,并分析了各组分间相互作用对吸附量的影响。结果表明:对于一元体系,石油磺酸盐和碳酸钠在砂粒表面的最大吸附量分别为4.82和1.50 mg/g;而在石油磺酸盐质量分数为0.1%的表面活性剂—聚合物二元体系中,石油磺酸盐在砂粒表面的吸附量降至3.55 mg/g;在三元体系中,碳酸钠在砂粒表面的吸附量增至1.70 mg/g,且当碱的质量分数超过1.0%后,表面活性剂和聚合物的吸附量均持续上升。在各组分之间的综合作用中,当碱的质量分数小于1.0%时,聚合物降低扩散速率居于主导地位,而大于1.0%后,聚合物的水解作用占主导地位。     

三元复合驱采出液中防垢剂浓度的检测方法与应用

针对目前三元复合驱油井采出液防垢剂浓度的检测方法尚属空白,采用了电感耦合等离子体发射仪（ICP）测定法,分析了三元采出液中聚合物、表面活性剂、碱以及硅离子对防垢剂浓度测定的影响。研究结果表明,聚合物对防垢剂浓度检测影响最大,表面活性剂、碱和硅离子对防垢剂浓度检测影响较小,平均精度偏差最高仅为2.6%。为消除聚合物的影响,采用氧化降解预处理方式,使检测平均精度偏差由 38.9%降为0.2%。使用 ICP 法对大庆油田某三元复合驱试验区块30口油井进行了防垢剂浓度检测现场试验,药剂方案符合率由检测前的80%     

Na+质量浓度对三元复合体系的影响

 阳离子对三元复合体系(表面活性剂+聚合物+NaOH,alkaline/surfactant/polymer,简称ASP)的性能影响较大。在纯水配制的三元复合体系中,利用NaOH和NaCl的质量分数来调节其中Na⁺的质量浓度,考察三元复合体系中Na⁺质量浓度对体系黏度及其与原油之间油-水界面张力的影响。结果表明,三元复合体系中Na⁺质量浓度达到较高值时,三元复合体系黏度就不再变化。在三元复合体系中,无论是NaOH质量分数高而NaCl质量分数低,还是NaCl质量分数高而NaOH质量分数低,只要体系中Na⁺质量浓度在5200~7700 mg/L,就能与原油形成超低油 水界面张力,这是三元复合体系Na⁺质量浓度的变化导致表面活性剂分子在油-水界面上的吸附发生变化的结果。     

高浓度三元复合体系增油效果及其作用机理研究

本文分析了高浓度三元复合驱增油效果的影响因素和经济效益。结果表明,在驱油剂费用相同时,0.12%高分聚合物驱、0.3%非离子表面活性剂/0.25%超高分聚合物二元复合驱、1.2%碱/0.3%磺酸盐/0.25%超高分聚合物三元复合驱的采收率增幅分别为19.6%、15.9%、13.7%。在高浓度三元复合体系黏度相同的条件下,体系界面张力由8.10×10^-1降至5.73×10^-3 mN/m,采收率增幅由23.4%增至27.7%。当三元复合驱黏度由36.8增至134.4 mPa·s时,采收率增幅由18.5%增至32.9%;当段塞尺寸由0.095增至0.475 PV时,采收率增幅由15.6%增至30.7%,但采收率增幅差值逐渐减小。在药剂费用相同的条件下,“聚合物前置段塞+三元主段塞+三元副段塞+聚合物保护段塞”组合的采收率增幅较大（33.8%）。从技术和经济效益方面考虑,推荐三元复合体系聚合物浓度范围为0.2%～0.25%,段塞尺寸为0.380～0.475 PV。对于非均质比较严重的油藏,与驱油剂洗油作用相比,其扩大波及体积作用对采收率的贡献较大。     

微球调驱产出水中微球浓度检测方法研究

微球调驱是改善水驱效果的主要技术之一,通过检测采出液中微球浓度变化可以实时了解调驱工艺动态,指导工艺方案的调整以及对采出液进行处理。根据微球组成特点以及在调驱过程中可能发生的色谱分离,需要同时检测采出液中微球聚合物和微球表面活性剂。针对微球聚合物,对比了淀粉碘化镉法和定氮法检测的可行性和抗干扰性,发现淀粉碘化镉法的抗干扰(微球表面活性剂和乳化油的干扰)性相对较好,在浓度为0~150 mg/L微球表面活性剂和0~300 mg/L乳化油的影响下,检测的微球聚合物浓度(0~300 mg/L)的误差小于15%;针对微球表面活性剂,对比了硫酸氰钴铵法、高效液相法和修正紫外法检测的可行性和抗干扰性,发现修正紫外法的抗干扰(微球聚合物和乳化油的干扰)性相对较好,在浓度为0~300 mg/L微球聚合物和乳化油影响下,修正紫外法检测微球表面活性剂浓度(0~100 mg/L)的误差小于10%。     

低浓度弱碱三元复合体系与高温油藏的适应性

为了改善特高含水高温油藏Ⅳ5-11层系水驱开发效果,系统研究了Na_2CO_3弱碱三元复合体系与高温油藏的匹配关系。室内研究与现场应用结果表明,Ⅳ5-11层系油藏条件下,弱碱三元复合体系(Na_2CO_3/表面活性剂SH6/聚合物ZL-Ⅱ)高温稳定性好,在81℃下老化180 d后,油水界面张力维持在10~(-4)m N/m数量级,黏度保留率为147.6%;该体系对地层溶蚀作用较弱、碱耗小、地层伤害不明显,地面碱结垢现象不严重,Na_2CO_3具备从注入井到油井全程作用的能力。弱碱三元复合驱技术在Ⅳ5-11层系现场应用取得优异的增油降水效果,峰值含水由97.9%降至90.2%,日产油由23.0 t升至106.1 t,阶段提高采收率9.1个百分点,预计最终提高采收率14.2%。     

砾岩油藏聚合物驱产聚浓度变化规律

新疆克拉玛依油田QD1区克拉玛依组下亚组砾岩油藏经历长期注水开发,储集层非均质性变强,裂缝和优势通道发育,后续聚合物驱过程中出现采出井产聚浓度高等问题,影响了聚合物驱效果。为认识砾岩油藏聚合物驱产聚浓度变化规律,以该区油藏储集层特征和流体为研究对象,采用生产动态分析、理论公式计算等多种技术手段,针对聚合物驱生产阶段划分、产聚浓度上升规律、产聚浓度界限图版和聚窜井治理压力下限等开展了研究。结果表明,砾岩油藏聚合物驱生产阶段可以划分为注聚初期、见效高峰期、见效后期和后续水驱4个阶段。见效高峰期一般为2~3 a,高峰期内最大产聚浓度为737.2 mg/L,最大相对产聚浓度不超过0.550,相对产聚浓度上升率不超过2.3;140 m和120 m井距相对产聚浓度上升率合理范围为2.3~6.0,对应相对产聚浓度为0.276~0.720,产聚浓度为414.0~1080.0 mg/L;优势通道、压裂裂缝和缝道共存3种聚窜类型井治理的压力下限标准分别是8.0 MPa,10.0 MPa和9.5 MPa.此研究成果对该区及同类型油藏聚合物驱生产动态调整和聚窜井分类治理具有借鉴意义。     

采出液中聚合物浓度准确测定方法及应用

定氮法检测海上油田注入井聚合物浓度具有快速、准确及安全的特点,但在应用到采出液聚合物浓度检测过程中发现,采出液中乳化原油、泥砂等杂质难以分离,会导致吸光度偏大而干扰测定结果。为提高采出液中聚合物浓度测定的准确性,本文分析了采出液中乳化原油粒径分布、残余聚合物水动力学直径及相对分子量质量分布,结合微孔滤膜的筛分原理提出并规范了采出液聚合物浓度"微滤膜过滤-定氮"检测方法。研究表明,采出液乳化油珠粒径主要分布在5数20μm之间,粒径中值9数17μm,80%以上乳化油珠粒径大于5μm,而残余聚合物水动力学直径在0.4数1.2μm之间,二者范围可明显区分。选用孔径尺寸为1.2数5μm微滤膜对采出液进行预处理,可使定氮法测定采出液中聚合物浓度时的误差由16%缩小到5%以内。该检测方法经过在海上注聚油田的反复试验,取得了良好的应用效果。     

海上油田采出液含聚浓度检测新方法

应用胶体滴定法建立了渤海油田采出液中含聚浓度的检测分析方法,分析了胶体滴定法实验原理,建立了标准曲线,给出了适用条件,进行了胶体滴定法、淀粉—碘化镉法、定氮法等浓度检测实验方法对比研究,对注聚合物井返排样品和采出液含聚浓度进行了室内实验和平台现场检测。结果表明,胶体滴定法能够快速准确地检测采出液含聚浓度,且检测过程中试剂配制安全、无毒,仪器简单、操作方便,样品浓度检测范围广,适合于海上油田采出液含聚浓度快速检测的实际需求。