碱—表面活性剂—聚合物驱油技术提高原油采收率

碱、表面活性剂和聚合物都是高效的驱油剂，复配的优势在于既发挥单一驱油剂的长处，又可使其产生协同效应，获得更好的驱油效果。现场试验证明：碱－表面活性剂－聚合物（ＡＳＰ）驱油技术能采出部分剩余油，并大幅度提高采油采收率。文章讨论ＡＳＰ驱油技术的工作原理，先导试验和现场应用情况及其经济效益分析。     

低浓度表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系的分子模拟与配方设计

 采用耗散颗粒动力学（DPD）方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油-水界面的排布行为,考察了分子结构、油相等因素对界面密度和界面效率的影响,探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的机理。实验研究了表面活性剂类型、油相、表面活性剂复配等对油-水界面张力的影响。结果表明,“阴-非”表面活性剂复配可使油-水界面张力降低1个数量级。根据分子模拟和实验研究结果,结合孤东七区试验区原油特点,提出了“0.3%”石油磺酸盐 + 0.1%表面活性剂1^#+0.15%聚合物"的二元复合驱配方,可使油-水界面张力降低至2.95×10^-3 mN/m,物理模拟实验提高采收率高达18.1%。     

海上油田聚合物/表面活性剂二元复合驱流度优化设计

锦州Z油田是国内首个实施聚合物/表面活性剂二元复合驱的海上油田。随着油田开发的深入,各井组间生产特征出现较大差异,原方案单一的注剂质量浓度已经不能满足油田均衡驱替的要求。为使注剂质量浓度能够更好地匹配井组生产特征,基于流动优化设计理论,在界面张力降低条件下,根据不同界面张力和含水率阶段的相对渗透率曲线变化情况,并结合驱替相段塞黏度与质量浓度关系和渗透率下降程度,建立了二元复合驱流度控制方程和流度优化设计图版。该方法应用于锦州Z油田矿场试验后发现,相比于原方案,预测提高采收率1.6百分点,节约表面活性剂和聚合物干粉用量共计536 t,实现了降本增效的目的。     

聚合物表面活性剂溶液微观驱油特征

为从微观研究聚合物表面活性剂(简称聚表剂)的驱油机理和驱油效果,采用微观刻蚀仿真模型进行微观可视化驱油实验,并与岩心驱替实验驱油效果对比。结果表明,在微观驱油实验中,水驱后微观模型中产生6种类型残余油,而聚表剂驱后对盲端残余油的驱替效果不明显;聚表剂的驱油机理主要是通过其增黏作用、黏弹性作用和乳化作用来扩大波及体积,降低渗流阻力",拉""、拽"残余油,将大油滴乳化分散成小油滴,从而将残余油有效驱出;不同浓度的聚表剂在微观模型和岩心驱替实验中的驱油效果基本相符,聚表剂浓度越大,残余油启动能力越高,驱油效果越好。聚表剂质量浓度为2000 mg/L时的驱油效果最好,采收率增幅为19.69%。图27表1参15     

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。     

聚合物/表面活性剂复合体系在稠油油藏孔隙中的微观驱油过程

为了定性研究聚合物/表面活性剂复合体系对稠油的驱替效果,用显微镜观察复配体系在均质微观玻璃模型中的驱油过程,通过图像处理技术分析图像中的残余油分布情况、计算采收率,分析了复合体系的微观驱油机理,并与表面活性剂、聚合物和水驱驱油进行了对比。结果表明,水驱采收率最终可达56.94%,残余油主要存在形式为柱状、油滴状、膜状、盲端油、簇状等;表面活性剂驱残余油主要以盲端残余油、簇状残余油的形式存在于孔隙中,1%阴离子型表面活性剂(BCJ-11)驱后采收率增幅为29.46%;聚合物驱残余油主要以油丝、油膜的形式存在,注入100 PV 1500 mg/L部分水解聚丙烯酰胺(C6725)后的采收率增幅为22.12%;复合驱残余油的存在形式为油膜,1500 mg/L C6725和0.8%BCJ-11组成的复配体系驱替后的采收率增幅为34.59%。对束缚在孔隙中的几类残余油,聚合物/表面活性剂驱油体系具有的黏弹性和低界面张力可以使油相界面形成细丝状不断运移。复合驱油体系驱替残余油波及范围大,波及区域的洗油效率高。     

Tween80表面活性剂复合驱油体系研究

针对胜利孤东油田的实际情况，通过相态试验、动态界面张力测定、吸附与模型驱油试验，研究了Ｔｗｅｅｎ８０／碱／部分水解聚丙烯酰胺复合驱油体系的性能，提出了复合驱油体系配方：０．３％Ｔｗｅｅｎ８０＋１％碱（Ｎａ２ＣＯ３∶ＮａＨＣＯ３＝１∶１）＋０．１％ＰＨＰＡＭ（３５３０Ｓ）。研究结果表明，本文提出的复合驱油体系能与胜利孤东油田原油形成中相乳状液，动态界面张力为１０－４ｍＮ／ｍ数量级，是一种较好的驱油体系。     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

表面活性剂／聚合物驱油的基本原理

自从1950年以来，对表面活性剂／聚合物驱油提高采收率工艺进行了大量研究工作，至六十年代中期才对此首次加以披露。根据特定应用的细微区别，该工艺从广义上来讲系指微乳状液、胶束、低张力或表面活性溶液驱油。最近的研究和矿场试验清楚地表明，聚合物溶液应作为流度缓冲液加注到表面活性溶液段塞之后，所说的表面活性溶液／聚合物驱油工艺是该技术的一种比较通用的描述性名称。本文论述相态特性、表面活性溶液段塞稳定性、前置液、表面吸附、界面张力、流度设计和控制等概念。     

聚合物／表面活性剂二元复合体系室内研究

针对海上旅大10-1油田,筛选出适合海上油田的易溶解、耐温性能和增黏效果较好的大庆高分子聚合物HPAM,以及在较低质量浓度范围内能使油水界面张力达到超低的表面活性剂SSOCT。在目标油藏温度下,二者组成的二元复合体系（1500mg／L大庆HPAM＋1000mg／LSSOCT）的黏度和界面张力可达18．7mPa·s和1．2μN／m。试验结果表明：此二元复合体系具有较好的配伍性和一定的老化稳定性。室内水驱含水率95％后注入0.3PV二元复合体系,可提高采收率20．54％,相同经济成本下比聚合物驱提高采收率6．39％。     

聚/表二元复合驱提高普通稠油水驱后残余油采收率的研究

采用椰油脂肪酸二乙醇酰胺型烷醇酰胺(6501)与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)组成二元复合驱体系,利用旋转滴法测定了该二元复合驱体系的耐温、抗盐、抗二价离子等性能,通过人造岩心物模实验和微观驱油实验分别评价了该体系的驱油效果。实验结果表明,0.1%(w)HPAM+0.3%(w)6501二元复合驱体系在40~80℃、矿化度1 000~13 000 mg/L、Ca~(2+)含量50~350 mg/L范围内的油水界面张力在10~(-3)~10~(-2) m N/m间保持稳定;人造岩心物模实验和微观驱油实验结果均显示,水驱后注入聚合物驱或二元复合驱时,二元复合驱体系较单独的聚合物驱可进一步提高采收率。     

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。     

超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验研究

超低界面张力泡沫体系驱是一种全新的三次采油方法,驱油效果优于三元复合驱,可比水驱提高采收率25％左右。通过室内综合研究,确定了超低界面张力泡沫体系驱试验方案,并在大庆油田进行了先导性矿场试验。试验结果,油层中有大量泡沫生成,扩大了波及体积,提高了洗油效率,注入井注入压力上升,注采压差大幅度增加,吸液指数和产液指数大幅度下降,增油降水效果显著,气窜现象得到抑制。超低界面张力泡沫体系驱应该采用双管分注工艺,否则易产生水化物;由于注气压力较高,应采用更高性能的压缩机设备,以保证达到设计的气液比要求。图3表3参10     

The influence of oil property on interfacial tension

Abstract

This paper researches the oil property from three different districts in Daqing Oilfield. And then the sulfur contents in crude oil and emulsified oil is tested to explore the dissolution of surfactant into oil phase. Furthermore, the influence of oil property on the interfacial tension and oil displacement effect are studied. Results indicates that, according to the theory that similarities can be solvable easily in each other, the surfactant is likely to enter the crude oil with more heavy components. And thus few of them adsorb at the oil-water interface and the activity reduces. As a result, the interfacial tension increases, which causes the oil displacement effect to become worse.     

基于低质量浓度表面活性剂的复合驱效果评价

以往为了达到超低界面张力,复合驱大多使用较高质量浓度的表面活性剂,通常为1 000~3 000 mg/L,不仅增加了成本且未必能取得好的驱油效果。为了探究低质量浓度表面活性剂的驱油效果,设计了低质量浓度表面活性剂的复合驱物理模拟实验。静态实验结果表明,在低质量浓度表面活性剂条件下,油水界面张力可达到10-2mN/m数量级及以下,加碱后,界面张力更低;碱和表面活性剂都会对聚合物的粘度和粘弹性产生影响,碱在较高温度下会大幅度降低复合体系的粘度和粘弹性。驱油实验结果表明,与水驱相比,在所选择的低质量浓度表面活性剂驱油体系中,表面活性剂—聚合物二元复合驱和碱—表面活性剂—聚合物三元复合驱均可提高采收率19.5%以上,三元复合驱的驱油效果最好,提高采收率21.8%以上。这表明低质量浓度表面活性剂驱油体系驱油效果很好。     

非均质油藏复合驱合理界面张力实验研究

针对油田三元复合驱油实际需求,通过调整活性剂、聚合物和碱的类型和配方组成,在两种具有大庆油田油藏典型地质特征的物理模型上对低活性剂浓度三元复合体系的适应性进行了实验评价。结果表明,非均质油藏三元复合驱应当兼顾扩大波及体积和提高洗油效率。将复合体系中表面活性剂和碱的浓度分别降低到0.1%和0.8%,驱替相与被驱替相间界面张力保持为0.01mN/m,并适当增大聚合物相对分子质量或增加聚合物浓度,低活性剂浓度三元复合体系驱原油的采收率可以增加20%以上。     

渤海某油田驱油用超低界面张力表面活性剂研究北大核心CSCD

目的为改善渤海X油田注水开发效果,对该油田进行了驱油用超低界面张力表面活性剂研究。方法在分析油田原油饱和分和芳香分碳原子数分布基础上,结合“相似相溶”原理和疏水端空间位置互补效应,对表面活性剂进行优选和复配。结果从5种表面活性剂中优选出了十六烷基二甲基甜菜碱和烷基糖苷APG1214两种表面活性剂,二者按最佳质量比1∶2复配后可获得超低界面张力表面活性剂。该表面活性剂在岩心中滞留损失率小,仅为11.2%;在质量分数为0.1%~0.3%时,原油的乳化和破乳率均高于90%;当质量分数为0.20%时,可在水驱基础上提高原油采收率9.4%。结论复配表面活性剂降水增油效果明显,可用于实现油田水驱后“挖潜提采”的目的。