CO2泡沫驱体系筛选与评价

吉林油田CO₂驱油藏物性差,渗透率差异较大,裂缝相对发育,注入CO₂过程中出现气窜,严重影响气驱效果。为此开展CO₂泡沫体系研究,扩大气驱波及体积,提高气驱开发效果。室内建立泡沫体系的性能评价手段,优选一种由阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配而成的CYL泡沫体系,确定现场CYL泡沫体系的最佳加量为0.3%、气液比1:1。物模试验结果表明：裂缝性低渗透岩心中CO₂泡沫驱采收率最高53.67%,CO₂气驱采收率次之（35.74%）,水驱采收率最低（23.42%）。CO₂泡沫驱的效果明显好于水驱、CO₂驱,现场开展CO₂泡沫驱试验,注气压力由措施前的6.0 MPa上升到措施后的8.1 MPa,井组日产油由措施前的7.7 m³增至措施后的10.8 m³,措施效果明显,有效提高气驱开发效果。     

长庆油田低渗透高矿化度油藏驱油用起泡剂评价

对于长庆油田低渗高矿化度油藏,空气泡沫复合驱提高采收率是可行、有效的方法。本文评价了高矿化度地层水、原油等地层介质对8种起泡剂发泡性能、稳泡性能的影响;起泡剂对原油和高矿化度地层水的表面张力和黏度的影响。这8种起泡剂分别为高级醇聚氧乙烯醚硫酸钠,椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯,十二烷基苯磺酸钠,辛基酚聚氧乙烯醚（TX-10）,烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）,椰子油烷醇酰胺6501,醇醚羧酸盐,FLH非离子渗析剂,依次按1~8编号。长庆油田注入水水型Na₂SO₄,矿化度1.1 g/L,pH值6.5;地层水水型CaCl₂,矿化度82.2 g/L,pH值5.95;原油密度0.85 g/cm³,黏度6 mPa·s。结果表明,6~8号起泡剂与长庆油田地层水不配伍。1~5号起泡剂使注入水和地层水的表面张力降低一半,对原油表面张力和黏度无影响。将配液用水由注入水改为体积比1:1的注入水、地层水混合水后,1~5号起泡剂的泡沫体积变化较小,3~5号起泡剂的泡沫半衰期没有变化,1号起泡剂泡沫半衰期由70增至260 min,2号由60降至25 min。在5% 1号起泡剂溶液中加入1%原油,泡沫体积由398降至388 mL、泡沫半衰期由70降至7 min,洗油能力较好。1号起泡剂高级醇聚氧乙烯醚硫酸脂钠符合长庆油田空气泡沫驱的要求。     

气/液介质对泡沫液膜渗透性的影响规律

为了构建适用于泡沫驱的高稳定泡沫,从液膜渗透率角度阐明气/液介质对泡沫稳定性的影响机制。以氮 气和二氧化碳为气体介质,利用气泡缩减法,测定了7 种起泡体系的泡沫液膜渗透率以及起泡性能、析液半衰期 和泡沫半衰期。研究结果表明,对于同一种气体介质,表面活性剂分子疏水碳链数目越多,液膜上表面活性剂分 子之间相互作用越强,泡沫液膜渗透率越小;CO₂泡沫的液膜渗透率是N₂泡沫的1～3 倍,CO₂泡沫稳定性比N2泡 沫的低;泡沫液膜渗透率与泡沫半衰期呈现出良好的相关性,随着液膜渗透率升高,CO₂泡沫半衰期快速递减。     

两性离子表面活性剂和纳米颗粒为起泡剂的高稳定性超临界二氧化碳泡沫封窜体系

胜利油田低渗透油藏具有埋藏深（＞3000m）、温度高（＞120℃）、非均质性强等特点,针对低渗透油藏CO₂ 驱波及效率低、常规泡沫高温调驱性能变差等问题,构建了由两性离子表面活性剂（HSD）和改性SiO₂ 纳米颗粒 为起泡剂的高稳定性超临界CO₂ 泡沫体系。研究了该体系在高温下的起泡性能和耐温性能;分别评价了纳米 SiO₂ 对超临界CO₂ 泡沫体系流变特性、封堵特性以及调驱性能的影响;最后探讨了纳米颗粒强化超临界CO₂ 泡沫 的稳定机理。结果表明,高稳定性超临界CO₂ 泡沫体系表现出良好的起泡性能和耐高温特性,随着体系中纳米颗粒浓度的增加,泡沫半衰期先增加后降低。在110℃下,0.5%的纳米颗粒可使泡沫析液半衰期由17min提高到40min,稳定性提高了近1.5倍。在相同的剪切速率下,体系的表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增加,稠度系数由0.073增至1.220。在岩心封堵实验中,泡沫在多孔介质中的稳态表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增 加,封堵强度逐渐增强;超临界CO₂ 泡沫呈“颗粒状”堆叠排放,泡沫直径为10～20μm。超临界CO₂ 泡沫具有较 好的调驱性能,能封堵高渗透通道,迫使后续注入的CO₂ 进入低渗透基质中,从而提高采收率。表面活性剂分子吸附在纳米SiO₂ 表面使其具有了界面活性,进而纳米SiO₂ 吸附到气液界面上,提高了泡沫稳定性。     

高温高矿化度CO2泡沫性能实验研究

在高温、高矿化度条件下,通过测试起泡剂浓度、温度、矿化度和压力对CO₂泡沫性能的影响,筛选出了耐温、耐盐性能良好的表面活性剂作为起泡剂,并通过动态驱替实验,考察了起泡剂在高温、高矿化度条件下的CO₂泡沫的流度控制和封堵能力。实验结果表明,HLB值在14¹6之间的两性和非离子表面活性剂复配的起泡剂泡沫稳定性较好;高压下（15MPa）所产生CO₂泡沫更为稳定,在100℃下驱替实验所测得最大阻力因子达130,表现出良好的封堵和流度控制性能。泡沫仪测试和驱替实验结果对比表明,泡沫半衰期对阻力因子的影响更为敏感,是衡量泡沫稳定性和封堵能力的主要因素。表4图5参11     

耐温耐盐抗剪切黄原胶强化泡沫体系性能

针对轮南2TI油组高温高盐油藏条件,利用轮南2TI油组地层水、甜菜碱表面活性剂、黄原胶配制黄原胶强化泡沫体系,通过高温高压可视化泡沫发生仪分析起泡剂浓度、稳泡剂浓度、温度、矿化度、原油体积分数及剪切次数对泡沫性能的影响,利用显微镜对黄原胶强化泡沫微观形态进行表征。结果表明,在起泡剂质量浓度2 000mg/L、黄原胶质量浓度2 000mg/L、温度120℃、矿化度200 572mg/L、压力10MPa条件下,黄原胶强化泡沫的起泡体积和析液半衰期分别为365mL和58min。随着黄原胶浓度增大,泡沫的起泡体积减小、半衰期增大,形成的泡沫更加均匀、气泡直径变小、液膜增厚,气泡直径及气泡个数变化速率减慢,黄原胶最佳使用质量浓度为2 000mg/L。高温、高盐及原油均会对黄原胶强化泡沫的泡沫性能产生不利影响,但其可应用于温度110~130℃、矿化度180 000~240 000mg/L、原油体积分数低于10%的苛刻油藏。随着剪切次数增加,泡沫体系的起泡体积增加,半衰期缩短,4次高速剪切后,黄原胶浓度为2 000mg/L的强化泡沫体系的起泡体积增加率为13.6%,半衰期的保留率为77.6%,具有较强的再起泡能力和抗剪切性能。     

稠油油藏化学复合蒸汽驱技术室内研究

针对胜利普通稠油油藏,研究了地层水硬度、矿化度、原油对泡沫剂DHF-1泡沫性能的影响,考察了DHF-1与驱油剂烷基苯磺酸盐表面活性剂WT的配伍性,通过驱替实验比较了不同驱替方式的驱油效果。结果表明,随地层水硬度和矿化度的增加,DHF-1的起泡体积与半衰期逐渐降低。地层水硬度为120 mg/L(CaCl₂)时,DHF-1的起泡体积与半衰期分别为155 mL与65 s,泡沫体系界面开始浑浊;地层水矿化度为20 g/L时,DHF-1的起泡体积与半衰期分别为168 mL与43 s,泡沫体系有不溶物产生。随原油加量增加,DHF-1半衰期迅速降低;原油与DHF-1质量比小于0.3时,DHF-1起泡体积变化较小,之后迅速降低。WT对DHF-1的起泡性能无不利影响。随DHF-1加量增加,驱油体系油水界面张力降低,DHF-1与WT质量比为20时的界面张力为0.05013 mN/m。蒸汽-泡沫-驱油剂复合驱最终采收率为72.1%,比蒸汽驱提高14.6%,复合增效效果显著。     

联结基对磺酸盐型双子表面活性剂的界面张力和起泡性能的影响

 合成了一系列具有支状疏水链的新型磺酸盐型双子表面活性剂D₂C_n（D为疏水基仲辛基,C为联结基中亚甲基,n=2,4,6,8）,考察了联结基对其表面活性的影响。结果表明,D₂C_n系列双子表面活性剂溶液的临界表面张力γ_CMC与临界胶束浓度CMC值均随联结基长度的增加而增大;辽河原油加入D₂C_n系列双子表面活性剂溶液后的油-水界面张力随着联结基团长度的增加先增加后降低。D₂C_n系列双子表面活性剂具有良好的泡沫性能,随着联结基长度的增加,初始起泡体积降低,泡沫半衰期先增加后降低;随着温度的增加,泡沫半衰期显著下降,初始起泡体积先增加后降低。     

抗油起泡剂的筛选与性能评价

从烷基醇酰胺类表面活性剂、磺基甜菜碱类表面活性剂、EO磺酸盐类表面活性剂、氟碳类表面活性剂和十二烷基硫酸纳（SDS）起泡剂中优选出泡膜数小于1的氟碳类表面活性剂和起泡性能优异的SDS复配体系。用Waring Blender法评价起泡剂的泡沫性能。结果表明,JSC-6氟碳表面活性剂的耐油性较好,在含油10%时的泡沫体积为320 mL、析液半衰期2.5 h、综合指数2285.7。SDS与助剂ZC-1复配后,在含油10%时的泡沫体积为330 mL、析液半衰期15 min、综合指数235.7,具有一定的耐油起泡性,但稳定时间短。稳定剂部分水解聚丙烯酰胺使JSC-6体系和SDS体系的稳定性提高,半衰期由36和10 min分别增至126和68 min。在含油饱和度较低时（低于25%）,SDS体系起泡能力优异,综合指数高,具有一定优势;而当含油饱和度高于25%时,氟碳表面活性剂则表现出更好的起泡能力和更长的稳定时间。     

缓慢释放型起泡剂的研究与应用

针对普通起泡剂在井筒中溶解迅速、发泡时间短、泡沫排水采气效果差的难题,开展了缓慢释放型起泡剂的研究,考察了温度、矿化度、甲醇、凝析油对起泡剂的影响。结果表明,温度从60℃ 升至100℃ ,起泡剂起泡高度和携液率分别从120 mm和77% 降至105 mm和56% ;矿化度由0 增至250 g/L,起泡高度和携液率分别从130 mm和71% 降至90mm和48% ;甲醇体积分数由0 增至40% ,起泡高度和携液率分别从140 mm和85% 降至70mm和78% ;凝析油体积分数由0 增至40% ,起泡高度和携液率分别从140 mm和85% 降至120 mm和76.3% 。该起泡剂耐温90℃ 、抗矿化度150 g/L、抗甲醇30% 、抗凝析油30% ,完全满足苏里格气田低压低产气井的排水采气需求。2012率2013年开展了5 口井现场试验,平均油套压差降低1.3 MPa,平均产气量增加0.07×10⁴m³/d 。