强碱三元复合体系与大庆原油乳化作用

通过收集喇嘛甸、萨尔图和杏树岗等油田水驱目的层原油进行组分分析,开展了强碱三元复合体系与原油乳状液稳定性、药剂在油相中损耗量以及碱、表面活性剂和聚合物对乳状液稳定性影响研究。结果表明:喇嘛甸油田原油黏度、含蜡量和含胶量较高且酸性活性组分种类和数量较多,碱在油相中损耗量较多,乳状液稳定性较强;当原油中重质组分含量较高且碳链分布范围较广时,重烷基苯磺酸盐类表面活性剂在原油中损耗较大,乳状液稳定性较强;单一碱液与原油作用生成W/O型乳状液,"碱/表面活性剂"二元和"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系与原油作用生成O/W型乳状液。     

原油性质对三元复合体系形成超低界面张力的影响

着重研究了在三元复合驱过程中 ,原油性质对于三元体系形成超低界面张力的影响 ,得到了一些有意义的认识 ,为今后研究三元复合驱油机理提供了新的思路。     

强碱三元复合驱对储层的伤害及结垢研究

为研究强碱三元复合驱对储层的伤害,了解强碱体系是否造成储层内部结垢,对位于大庆油田杏二区中部强碱三元复合驱工业性试验区注三元复合体系前后分别钻取的2口密闭取心检查井的同层位岩心进行了对比检测研究.2口检查井岩心的X-射线衍射谱图形一致,特征衍射峰的形状、位置对应较好;能谱结果显示三元体系驱替后的岩心中钙镁元素没有发生聚集.表明三元复合驱体系对储层的伤害很小,三元复合体系驱替后储层孔道内没有生成堵塞性钙镁结垢.     

ASP体系与大庆原油的乳化作用及影响因素

ASP三元复合体系与原油之间的乳化作用与该体系提高采收率以及采出液分离的效果直接相关.通过建立的ASP三元复合体系与原油乳化能力的评价方法,给出了ASP三元组分对乳化作用的影响;并系统评价了作用力和作用方式、油水比、ASP三元组分的类型及质量分数等因素对乳状液的类型和稳定性的影响.碱在乳化过程中起到非常重要的作用,高质量分数的碱有利于乳化形成,碱的强度直接影响形成乳状液的类型和稳定性,而水溶性聚合物可通过提高水相粘度和油膜或水膜的强度而增强乳状液的稳定性.     

强碱三元复合驱化学防垢技术研究

三元复合驱技术是油田高含水后期进一步提高采收率的重要手段,但三元油井结垢严重,影响了油井正常生产,化学防垢是抑制和减缓结垢的主要技术.强碱三元复合驱化学防垢技术研究及现场试验证明,根据三元复合驱垢成分的特点优选研制的三元防垢剂适用于三元驱机采井,为三元复合驱化学防垢提供了依据.     

三元复合体系表面活性剂在油水中的分配

表面活性剂在油水中的分配是驱油体系的重要参数,影响油水界面张力、色谱分离程度等。研究了三元复合体系中表面活性剂在油水中的分配规律,考察了碱浓度、类型和乳化等因素对其的影响。结果表明：无碱或碱浓度一定时,表面活性剂的分配系数随着浓度的增加逐渐减小;碱浓度增加,表面活性剂的分配系数略有增加;碱浓度一定、表面活性剂的质量分数小于0.1%时,弱碱复合体系中表面活性剂的分配系数略大于强碱复合体系中表面活性剂的分配系数,表面活性剂质量分数大于0.15%时,弱碱复合体系中表面活性剂的分配系数小于强碱复合体系中表面活性剂的分配系数;乳化后,无碱体系和弱碱/强碱复合体系中表面活性剂的分配系数均大于未乳化时的分配系数,弱碱复合体系中表面活性剂的分配系数小于强碱复合体系中表面活性剂的分配系数。     

三元复合体系界面张力与乳化性能相关性研究

通过用不同界面张力体系和原油进行乳化实验,制备出一系列不同数量级的界面张力值和不同乳化效果的样品,并且考察了样品界面张力性能和乳化性能的对应关系,研究了界面张力性能和乳化程度的关系:复合体系界面张力性能与乳化程度具有一致性,复合体系界面张力的降低使体系乳化易于自发。     

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     

大庆油田三元复合驱表面活性剂研究及发展方向

综述了大庆油田三元复合驱表面活性剂研究与发展的状况,介绍了石油磺酸盐、石油羧酸盐、木质素磺酸盐、烷基苯磺酸盐及生物表面活性剂在大庆三元复合驱技术中的研究与应用。指出了大庆油田三元复合驱表面活性剂的研究和发展方向。     

大庆油田强碱三元复合驱表面活性剂配方优化

烷基苯磺酸盐表面活性剂的性能直接影响强碱三元复合驱的开发效果。通过研究原油组成、油砂吸附等对烷基苯磺酸盐表面活性剂浓度及强碱三元复合体系界面张力的影响,建立了原油分子量与表面活性剂当量之间的定量匹配关系。结果表明,依据该定量匹配关系选择合适当量的表面活性剂可使三元复合体系与大庆地区 不同原油间达到超低界面张力,提高了强碱三元复合体系的适应性;原油组成影响表面活性剂在油水相中的分配比例,原油中的沥青质含量越高,水相中的表面活性剂浓度越低,原油组成对表面活性剂当量的影响较小;油砂吸附改变了表面活性剂的当量及组成分布,导致三元体系中表面活性剂的浓度降低、三元体系界面张力升高,可采取增加高碳组分、调整表面活性剂当量的方法,扩大复合体系在地下运移过程中的超低界面张力作用距离。图11表3 参16     

泡沫复合驱研究

讨论了泡沫三元复合驱的基本原理。介绍了室内实验研究结果。根据二元(AS)和三元(ASP)复合体系/天然气泡沫综合指数(Fq)等值图,选择石油磺酸盐ORS 41(及国产品AOS)为发泡剂;ORS 41浓度为1～4g/L、NaOH浓度为6～12g/L的二元体系产生超低界面张力,与天然气形成的泡沫按Fq具有中等强度,加入≤1 2g/L聚合物可使泡沫稳定,性能改善。在3个岩心上泡沫三元复合体系在水驱基础上提高采收率28 7%～39 4%。气液比越大,泡沫体系提高采收率幅度越大,但注入粘度越大。取气液比为1∶1。气液同时注入比交替注入的采收率高。在6个岩心上气液交替注入时,气液段塞越小,交替频率越大,采收率提高越多,在水驱基础上可提高30%以上。先导试验方案规定前置AP段塞0 02PV,气液比1∶1交替注入主段塞0 55PV和副段塞0 3PV,后续P段塞0 2PV,注入流量0 4PV/a。先导试验区6注10采,在大庆油田北二区东部,1984～1994年曾进行天然气驱,提高采收率12 9%,试验开始时采出程度43 8%,综合含水97 2%。试验于1997 02 20开始,2002 04先期结束,注天然气仅0 19PV,气液比0 34∶1,中心井含水91 5%,全区采收率增加21 85%,2口中心井采收率增加22 58%。试验动态和数值模拟表明采收率增加应>25%。图3表2参3。     

大庆油田无碱二元复合体系对聚合物驱后残余油作用效果研究

利用可视化驱油实验研究了聚合物/两性表面活性剂无碱二元体系的界面特性对聚合物驱后残余油的作用效果,进行了超低界面张力的无碱二元体系在人造岩心中驱替聚合物驱后残余油实验。设定水驱和化学复合驱剂量均为20 PV,保证出口含水100%及岩心中的剩余油全部为残余油。界面张力分别为10-1、10-2、10-3mN/m数量级的二元体系使聚合物驱后残余油饱和度分别下降了12.65%、14.79%、21.55%。在人造岩心驱油实验中,超低界面张力的二元体系使聚合物驱后残余油饱和度下降值达5%以上。     

有机碱三元复合驱体系与正构烷烃间的界面张力

为明确有机碱、表面活性剂、聚合物三者之间的协同效应,采用旋转滴法研究了有机碱三元复合驱体系与正构烷烃间的界面张力。研究结果表明,非离子表面活性剂烷醇酰胺6501能够有效降低正癸烷油水间的界面张力,浓度为2.0 g/L时6501溶液与正癸烷间的界面张力稳态值为10-1m N/m;有机碱乙醇胺或二乙醇胺的加入可以进一步将体系与正癸烷间的界面张力降至10-2m N/m,这主要是由于有机碱能够影响烷醇酰胺的溶解性及其在界面上的分子排列,乙醇胺降低界面张力的能力大于二乙醇胺;聚合物类型对有机碱三元复合体系与正癸烷间的界面张力有较大影响,加入水溶性聚合物后的有机碱三元体系与正癸烷间的界面张力可降至10-3m N/m,而加入疏水缔合聚合物后的有机碱三元体系与正癸烷间界面张力瞬时值升高,稳态值变化不大,保持在10-1m N/m数量级。     

OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力研究

测定了OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力.在大庆油田评价浓度范围内,考察了碱的类型与浓度、OCS浓度以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对动态界面张力的影响.结果表明,强碱(NaOH)体系比弱碱(Na2CO3)体系更容易形成超低界面张力(10-3mN/m),即体系达到超低界面张力的时问较短;高浓度碱体系比低浓度碱体系更容易形成超低界面张力;弱碱条件下,OCS表面活性剂浓度变化对动态界面张力有一定的影响;而强碱条件下则没有明显的影响;聚合物HPAM的引入使得不同体系达到超低界面张力的时间延长.     

大庆油田三元复合驱水岩反应实验研究

为了探寻大庆三元复合驱油田结垢的原因，实验测定了储层所含各种矿物和储层岩心与6．0g／L表面活性剂(S)ORS-41溶液、1．5g／L聚合物(P)HPAM溶液、12、50、100g／L碱(NaOH，A)溶液及ASP三元复合驱油溶液(A、S、P浓度分别为12、6．0、1．5mg／L)在45℃、0．1MPa压力下密闭振荡反应168h后，各溶液中K、Al、Fe、Si、Ca、Mg、Na离子浓度的变化。实验结果详列表中。粘土矿物伊利石、高岭石、绿泥石、蒙脱石，骨架矿物石英、钾长石、钠长石及储层岩样基本上不与S、P溶液发生作用，与A溶液作用较强烈，溶出的矿物离子量随A溶液浓度增大而增大。ASP溶液与岩样作用后溶出大量Si、Al离子，其中Si离子量较空白溶液中的量(3．0mg／L)增大40～70倍；在压力不变、温度由45℃升至80℃时，ASP溶液溶出的Si、Al离子量分别由172．2和6．0mg／L增至826．5和27．9mg／L，但不受压力增大的影响，随温度升高Ca离子溶出量增大，Mg离子溶出量不变；在45℃下压力由0．1MPa升至1．4MPa时，溶出的Ca、Mg离子量分别由0．4和0．6mg／L增至11．9和7．9mg/L。表2。     

大庆油田二类油层驱油用聚合物的研制

针对大庆油田二类油层的地层条件,以丙烯酰胺、少量疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺（AMC12）为原料,采用胶束水溶液共聚合方法合成了抗盐聚合物KP,研究了甲酸钠对KP分子量的影响以及表面活性剂TritonX-103对其水溶性的影响,进一步评价了KP的抗盐性能,并进行了驱油实验。结果表明：控制聚合物KP的分子量为1503×10^4左右,以大庆油田模拟矿化水（4030mg／L）配制聚合物浓度为1030mg,／L,聚合物KP的溶液黏度远高于HPAM（1503×10^4）的溶液黏度,与HPAM（3030×10^4）的相当,并具有很好的长期稳定性。岩心驱油实验结果表明,可比水驱提高采收率12％以上。因此,中等分子量抗盐聚合物KP在大庆油田二类油层具有很好的应用前景。     

SP二元复合驱采出液破乳研究

针对聚合物/表面活性剂(SP)二元复合驱采出液油水分离困难的问题,开展破乳脱水研究。评选了9种聚醚、阳离子和有机硅破乳剂的破乳效果,发现以丙烯酸改性酚醛树脂聚醚ECY-05和阳离子破乳剂ECH-02按4∶1复配的破乳剂HR效果最好。破乳温度50℃,沉降时间120 min,聚合物浓度在100～600 mg/L、表面活性剂浓度在200～1200mg/L范围内,当破乳剂HR用量为40 mg/L时,脱水率达到70%～95%。热-化学沉降后原油进一步采用电场处理,在电场强度1500 V/cm、温度50℃、电脱水时间20 min时,原油中含水小于1.0%。     

大庆油田原油储运系统问题及对策

面临着产量逐年递减的严峻形势,油田的原油储运系统出现了一些新问题。介绍大庆油田原油储运系统存在的问题,并针对存在问题提出了相应对策。指出解决存在问题的关键是原油储运技术的突破和应用。     

喇嘛甸北东块三元复合驱储层驱替特征研究

针对强碱三元复合驱油生产过程中油井结垢严重的问题,通过室内模拟油层温度和压力的物模实验,研究了三元复合驱体系在喇嘛甸北东块萨Ⅲ4-10运移过程中提高采收率程度、离子变化趋势、溶蚀及沉积特征。实验结果表明,室内模拟油藏条件下,三元复合驱在水驱基础上（39.90%）可提高采收率22.7%;实验过程中出现溶蚀-沉积及颗粒运移,造成岩心的注入压力及渗透率的相关性波动,解释了三元复合驱矿场试验过程中离子变化特征及结垢情况。