聚合物驱后进一步提高采收率方法及其作用机理研究

聚合物驱后仍然有约50%原油残留于地下,聚合物驱后进一步提高采收率技术研究受到石油科技工作者的高度重视.该文利用物理模拟方法,对聚合物驱后进一步扩大波及体积和提高洗油效率技术方法的增油效果进行了评价.结果表明,聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液、碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系、碱/表面活性剂/交联聚合物三元复合体系和沸石/聚合物溶液驱都可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在5.4%～7.6%之间.对于非均质油藏,扩大波及体积对采收率的贡献率大于提高洗油效率的贡献率.从技术和经济效果两方面考虑,沸石/聚合物溶液驱油体系更具应用价值.     

驱油体系乳化综合指数对提高采收率的影响

为了明确化学驱驱油体系乳化性能对提高原油采收率的作用,揭示驱油体系乳化综合指数与提高采收率的关系,研究了乳化强度不同的聚合物/表面活性剂/碱三元复合驱油体系的驱油效果。结果表明,乳化综合指数70%的强乳化体系对提高采收率是不利的;通过降低驱油体系碱加量及降低表面活性剂乳化作用的方法将驱油体系的乳化综合指数降至约60%,可使采收率增幅由9.92%增至21%~30%,三元复合驱油体系适宜的乳化综合指数应控制在60%左右。降低表面活性剂的乳化作用对提高采收率的影响大于降低碱加量的影响。     

无碱二元驱提高原油采收率技术在辽河油田的应用

针对辽河油田区块的油藏条件,在室内进行了无碱表面活性剂/聚合物复合二元驱提高原油采收率的研究。对聚合物(P)进行了基本参数的检测,确保聚合物达到驱油聚合物的行业标准;对3种表面活性剂YD,J16,BH进行了筛选,优选出对该地层原油具有最佳降低界面张力效果的表面活性剂YD;将筛选出的表面活性剂与聚合物复配组成二元体系,并得出最佳配方:0.16%P+0.15%YD。筛选出的二元体系可以使油水界面张力降至<10-3mN/m,并具有长期稳定性,采用无碱二元驱可以大幅提高原油采收率,增幅>10%。     

聚合物驱后三元复合驱油效果评价

本文针对大庆油田仍残留有大量原油的聚合物驱后油藏,采用室内岩心驱油方法,对进一步提高采收率的３种方法进行了实验评价。实验数据表明,聚合物驱后采用碱／表面活性剂／聚合物三元复合体系,碱／表面活性剂／交联聚合物三元复合体系（交联三元复合体体系）及交联聚合物体系（胶态分散凝胶,ＣＤＧ）段塞加三元复合体系段塞组合,都可以在一定程度上进一步提高原油采收率,其中交联三元复合体系驱油效果最好。已有经济上可行的交     

不同碱/表面活性剂二元复合驱体系的性能对比

分别研究了含有有机碱、无机碱的碱表面活性剂AS二元复合驱体系的降低油水界面张力、耐温抗盐性能、乳化性能、表面活性剂在油砂表面的吸附量、地层水结垢趋势、提高原油采收率及驱油特性的性能。研究结果表明:与单一碱的二元复合驱油体系相比,复合碱的驱油体系可以提高抗盐性能、原油乳化性能及原油采收率幅度;碱的种类影响驱油体系的耐温抗盐性能及乳化性能,含有有机碱的驱油体系的抗盐性能好,抗盐可达50000mg/L,含有无机碱的驱油体系抗温性能及对原油乳化能力好,抗温达90℃,原油脱水率最低(8.5%);碱的加入可降低石油磺酸盐在油砂表面的最大吸附量,降低量为25%数30%;复合有机碱及复合无机碱的二元复合驱油体系均可以较大幅度提高原油采收率,提高采收率幅度超过18%,但与复合无机碱的驱油体系相比,复合有机碱的驱油体系可以有效减弱地层水的结垢趋势;复合有机碱与复合无机碱/表面活性剂二元复合驱油体系的微观驱油特性不同。     

羊三木油田馆Ⅱ上油组碱／聚合物驱室内实验研究

应用碱／聚合物复合体系驱油是一种三次采油方法，对提高原油采收率有较大的意义。本文介绍了在大港羊三木油田馆Ⅱ上油组油藏地质条件下进行的碱／聚合物复合体系驱油的室内实验研究成果，优选出适合该油藏的碱／聚合物复合体系的最佳配方和注入方式，提出了矿场试验方案设计参数。     

碱／聚合物复合体系驱油机理

介绍了在大港羊三木油田地质－油藏条件下注碱／聚合物复合体系驱油机理的室内研究结果。室内实验模拟实际油藏情况，通过与单一碱，聚合物体系的分别对比，对碱／聚合物复合体系的油水界面性质，碱耗和聚合物滞留量，稳定性以及碱，聚合物，碱／聚合物的驱油效果以及不同注入方式进行了实验研究，揭示了碱／聚合物复合体系提高原油采收率的机理。     

稠油油藏污水活性碱/聚二元复合驱室内试验研究

羊三木油田碱/ 聚驱先导试验存在现场污水配制碱/ 聚二元复合驱体系时出现结垢堵塞地面管线、聚合物严重降解等问题，为此开展了污水配制新型碱/ 聚合物二元复合驱体系研究。采用抗钙镁结垢能力强、降低界面张力幅度大的活性碱与污水聚合物匹配，分析在污水配制条件下，不同碱型与聚合物匹配的驱油能力，以及在原油黏度高达530 mPa·s 时能否继续开展二元复合驱的问题。研究结果表明 :原油黏度为530 mPa·s，污水配制活性碱/ 聚合物二元复合体系溶液黏度为45 mPa·s 时，油水界面张力达到10－3 数量级，活性碱/ 聚合物二元复合驱比纯水驱提高采收率17% 以上；在原油黏度确定及油水界面张力已降至超低值时，超过碱/ 聚二元体系溶液浓度技术临界点后，即使继续增加溶液黏度，采收率也不会大幅度增加。该研究为普通稠油油藏注水开发后期化学驱提高采收率提供了新型有效的技术手段。     

驱油体系／原油间的瞬时界面张力

考察了活性剂浓度、碱浓度和聚合物种类及浓度对复合驱油体系与原油间瞬时界面张力(γt)的影响.结果表明,在一定碱和盐浓度条件下,0.3%的石油磺酸盐存在即可使γt降至超低.室内模拟驱油试验结果表明,化学驱提高采收率27.5%.本研究对于三次采油具有一定指导意义.     

无碱驱油体系研究

在无碱条件下，研究一种新型石油磺酸盐表面活性剂和聚合物组成的二元复合体系．进行了物理模拟驱油试验，分析其粘度及对大庆第三采油厂脱水原油界面张力的影响。试验结果表明：二元无碱配方体系的粘度明显高于三元含碱的配方体系；以大庆油田馏分油为原料的石油磺酸盐和聚合物组成的二元无碱体系．第三采油厂脱水原油的界面张力小于10^-3mN／m的无碱配方体系的物理模拟驱油试验，比水驱提高采收率20％以上。初步证明了二元无碱复合驱油体系的可行性。     

聚合物驱后进一步提高采收率方法及其技术经济效果评价

依据矿场实际需求,本文通过物理模拟驱油实验对聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液(平均相对分子量M(下同)=2500×104,聚合物浓度CP=2.5g/L)、"碱/表面活性剂/聚合物"ASP(CP=2g/L,表面活性剂HAPS浓度CS=3g/L,碱浓度(CA=12g/L)、"表面活性剂/聚合物"SP(M=2500×104,CP=2g/L,非离子表面活性剂浓度CS=3g/L)、聚表剂溶液(CSp=2g/L)驱油效果进行了对比与评价。结果表明,在化学剂用量相同条件下,4种驱油体系均可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在10.1%～22.9%之间。在化学剂费用相同条件下,采用单一高浓度聚合物段塞增油降水效果最好,最终采收率均高于4种驱油剂多段塞组合方式。多段塞组合方式中,"低黏度驱油体系+高黏度驱油体系"方式的增油效果好于"高黏度驱油体系+低黏度驱油体系"的增油效果。综合技术条件和经济效果两方面考虑,推荐聚合物驱后采用单一高浓度聚合物驱,采收率增幅预计为15%～18%。     

黑液体系驱油研究

黑液是碱法造纸时所产生的废液,具有潜在碱的性质,可作为三元复合驱的一种组分,配成黑液-表面活性剂-聚合物体系(简称黑液体系),用于驱油。本文用准三组分相图,针对新疆试验区条件,研究了这一体系的采收率增值等值图,得到优化配方。通过黑液体系各种性质等值图的研究,结合驱油产出液的分析结果和微观驱油的直接观察,证实了黑液体系主要通过低界面张力、乳化-携带、乳化-捕集、自发乳化、表面亲水性减小、刚性膜软化等机理提高原油的采收率。     

二元复合驱体系性能及微观驱油机理研究

无碱表面活性剂加聚合物的二元复合驱油体系能与原油形成超低界面张力,相对于三元复合驱来说,配方中去掉了碱,可以最大限度发挥聚合物的粘弹性,减弱腐蚀、结垢现象。研究了无碱表面活性剂理化性能,在试验区油水条件下,对其进行了配伍性、稳定性、抗剪切性、乳化性、流变性、粘弹性等方面的评价,同时从微观进行了提高采收率驱油机理研究,为二元复合驱体系大规模矿场试验提供依据。二元复合驱室内驱油实验提高采收率13个百分点。     

聚合物驱与多元驱替微观实验对比与机理研究

利用非均质微观刻蚀可视化玻璃模型,模拟油层不同驱替剂(聚合物P体系、表面活性剂-聚合物SP体系,以及碱-表面活性剂-聚合物ASP体系)的驱油效果,观察不同注入体系引起的油层油滴的变化及运移、再分布动态,研究不同注入体系对剩余油分布的影响,进一步根据剩余油分布及微观模型基本参数得到地层油采出程度和采收率,P驱、SP二元驱及ASP三元驱微观驱替的采收率分别为43%、59%和92%。聚合物的调剖作用、表面活性剂的乳化降黏作用、碱引起的超低界面张力、润湿反转及形成油膜等现象均在实验过程中得到验证并详细解释和分析。综合对比分析实验结果认为,碱/表面活性剂/聚合物ASP三元驱替仍将是化学驱提高采收率的重要措施。     

聚合物与碱和活性剂交替注入驱油效果研究

化学剂段塞优化组合是提高化学驱油效果的有效途径。针对这一实际需求,开展了“聚合物与碱活性剂二元复合体系”交替注入驱油效果物理模拟研究。结果表明,当采用聚合物与二元复合体系交替注入进行驱油实验时,相对于水驱采收率增幅高达30%。研究结果还表明,适当提高二元复合体系注液速度(不超过前一聚合物段塞注入压力值为宜)有利于扩大波及系数,提高采收率,但也不宜过分追求注液速度,以免二元复合体系突破高渗层内的前置聚合物段塞,降低对中、低渗透层的驱油效果。     

碱驱对原油采收率的影响

在填砂模型上研究了三种类型的碱对沙特河拉伯萨法尼亚原油采收率的影响。使用的三种碱为NaOH、KOH和Na3PO4·12H2O。还研究了碱在各糖溶液中的影响。聚合物浓度为1000ppm。测定了碱溶液的三个物理性质，即：pH值、粘度和界面张力。结果表明使用NaOH溶液可取得最高的原油采收率，这是由于pH值高和油、水相之间界面张力低的原因。在将碱溶液的驱替效果与聚合物溶液中加碱的驱替效果进行比较后发现，通过聚合物溶液中加碱进行驱油，可获得萨法尼亚原油的最高采收率。     

二元石油磺酸盐无碱体系的研究与应用

表面活性剂(S)-聚合物(P)二元复合驱(简称SP)是1种新型的3次采油的技术,它具备了无碱、不结垢、高粘弹性等特点,及良好的增加采收率效果,已在辽河、新疆、胜利等油田开展矿场试验,增油效果明显^[1]。石油磺酸盐是1种驱油用表面活性剂,其优点是价格低与原油配伍性好,已成为大庆油田提高原油采收率的主要驱油用剂,由碱(A)-表面活性剂(S)-聚合物(P)组成的三元复合驱(简称ASP)在油田广泛使用,而SP体系尚未普遍应用。文中主要研究评价了大庆炼化石油磺酸盐产品在吉林油田和大庆油田二元无碱体系的应用,并通过室内实验筛选石油磺酸盐与不同表面活剂的复配研究,以达到满足大庆油田的二元无碱驱油体系中表面活性剂的性能需求。     

聚合物驱后利用OCS表面活性剂/聚合物二元体系提高采收率的研究

为进一步提高河南双河油田聚合物驱后原油采收率,进行了聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系驱油性能的研究。结果表明,OCS表面活性剂／聚合物二元体系是一种高效驱油剂,聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系可以进一步提高原油采收率。利用交联聚合物与OCS表面活性剂／聚合物二元体系相结合进行驱油的实验结果表明,聚合物驱后先用交联聚合物进行调剖,再注入OCS表面活性剂／聚合物二元高效驱油剂,提高采收率的效果更好。     

自发乳化驱油方法Ⅱ:自发乳化驱油试验研究

研究了模拟油在岩心中的自发乳化驱油效果及提高采收率机理。不同渗透率岩心中,自发乳化驱油效果好于表面活性剂驱及聚合物驱。碱聚合物自发乳化驱替后采收率在水驱基础上还可提高23.7%,远远高于单独碱自发乳化驱、聚合物驱和表面活性剂驱,说明这一自发乳化驱油体系具有良好的驱替能力,能够大幅度提高采收率。模拟油在岩心中的自发乳化驱采收率和总采收率分别为24.5%和71.8%,与超低界面张力聚合物表面活性剂驱相近。高于三元复合驱、高浓聚合物驱。微观驱油试验证实光刻模型中发生了自发乳化现象。残余油自发乳化成小油滴,很容易穿过孔喉,以水包油型乳化状态开采出来。     

微生物—三元复合驱提高采收率技术的探讨

碱和合成的表面活性剂二元复合驱（AS）是一项带有方向性的廉价的提高采收率技术。在碱和表面活性剂的水相混合体系中再加入聚合物形成碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱（ASP）可以进一步提高石油采收率。原油中的酸性物质与三元体系中的碱中和,在油水界面形成活性物质,降低油水界面张力（IFT）。本文所描述的三元复合驱和微生物技术的结合方法对单独三元复合驱不能起作用的原油应用该项技术是一项经济有效的创新技术。这项技术是基于微生物可以改变原油;产生酸性物质如羧酸,并在油水界面上被碱混合物中和。应用氧化烃类微生物;比如节杆菌（arthrobacter.sp）,在实验室摇瓶论验中发现原油样品中酸含量增加。测量微生物处理过的原油和碱／表面活性剂混合物之间的悬滴界面张力低于没有利用微生物处理原油的值。对于用节杆菌处理过的原油;界面张力从0.327mN／m（未处理）降到0.07333mN／m。为了优化该项技术,筛选了多种微生物。并开展了岩心驱替实验,定量确定原油采收率。应用微生物驱和三元复合驱技术进行的实验室岩心驱油实验表明,微生物驱和三元复合驱结合技术的原油采收率比单独微生物驱和单独三元复合驱的都高。经微生物预处理的采油方法,原油采收率的提高值与微生物处理的原理酸含量的增加