清洁压裂返排液复配驱油体系的构建及性能评价

针对现场压裂返排液中部分单一体系再利用效果不明显的问题,通过考虑阴、阳离子表面活性剂复配具有协同效应的特点,构建了一种基于清洁压裂液返排液的表面活性剂复配驱油体系,通过分析体系降低界面张力性能、乳化性能,优选了最佳的复配体系配方0.2%RSH-2+0.012%AOS,并评价了该复配驱油体系提高采收率效果。结果表明,纯返排液体系在质量分数0.02%~0.5%范围内仅可将油水界面张力降低至10-1m N/m数量级,而0.2%RSH-2+0.012%AOS复配体系可降低油水界面张力至10-3m N/m超低数量级;同时,该复配体系乳化性能优良,油水比1∶1的乳状液在静置10 h后的析水率仅30%。该复配体系在渗透率0.0025μm~2的岩心中吸附性能优良,注入124.5 PV时吸附达到动态饱和,动态吸附量为7.52 mg/g,水驱后表面活性剂的滞留量只相当于动态饱和吸附量的1/4~1/3。该复配驱油体系具有较强的提高采收率能力,在水驱基础上可提高采收率11.8%,能满足低渗透油藏压裂后进一步提高采收率的要求。     

清洁压裂液返排液驱油体系性能评价及矿场应用

为实现清洁压裂液返排液体系的重复利用,针对一类新型纳米复合清洁压裂液体系展开室内研究,评价了返排液作为驱油体系的界面活性、润湿性、乳化性能以及吸附性能。在此基础上,对驱油体系提高低渗透油藏岩心水驱后的采收率进行了研究。结果表明:在驱油体系质量分数为0.08%,温度为60℃的条件下,与脱气原油之间的界面张力即可达到10-3m N/m数量级,可以使稠油黏度降低率达到95%以上,并具有良好的乳化性能;驱油体系能够使亲水岩石表面转变为中性润湿;驱油体系中的表面活性剂在岩心中的最终滞留量为2.8 mg/g,而纳米颗粒的滞留量为8.8mg/g。岩心模拟驱油实验结果说明,驱油体系可以使饱和脱气原油低渗岩心水驱后的采收率平均提高17.26%,取得了良好的驱油效果。矿场试验结果表明,增油效果显著。     

2清洁压裂液返排液驱油体系性能评价及矿场应用

为实现清洁压裂液返排液体系的重复利用,针对一类新型纳米复合清洁压裂液体系展开室内研究,评价了返排液作为驱油体系的界面活性、润湿性、乳化性能以及吸附性能.在此基础上,对驱油体系提高低渗透油藏岩心水驱后的采收率进行了研究.结果表明:在驱油体系质量分数为0.08％,温度为60℃的条件下,与脱气原油之间的界面张力即可达到10-3mN/m数量级,可以使稠油黏度降低率达到95％以上,并具有良好的乳化性能;驱油体系能够使亲水岩石表面转变为中性润湿;驱油体系中的表面活性剂在岩心中的最终滞留量为2.8 mg/g,而纳米颗粒的滞留量为8.8mg/g.岩心模拟驱油实验结果说明,驱油体系可以使饱和脱气原油低渗岩心水驱后的采收率平均提高17.26％,取得了良好的驱油效果.矿场试验结果表明,增油效果显著.     

清洁压裂液破胶液驱油体系实验研究

文中针对清洁压裂液返排液难处理的问题,对清洁压裂液返排液重复利用技术进行了研究。在评价破胶液基本性质的基础上,对清洁压裂液破胶液体系降低界面张力、乳化能力、改变岩石润湿及提高采收率等性能进行了评价。结果表明:在某低渗油藏条件下,该体系能有效降低界面张力至10~(-3)~10~(-2)m N/m数量级;该体系乳化能力较好,润湿性能优良,其动态饱和吸附量为8.09 mg/g,且水驱后动态滞留量仅相当于动态饱和吸附量的1/4~1/3。室内岩心模拟驱油实验表明,该体系在最优注入方案条件下实现采收率增值10.04%,说明该体系能够满足低渗油藏压裂后进一步提高采收率的要求。     

致密砂岩储层清洁压裂液返排液驱油实验研究及应用

清洁压裂液广泛应用于致密砂岩储层水力压裂施工中,而压裂施工后产生的大量清洁压裂液返排液具有处理难度大、回收利用率低以及环保压力大等问题,为实现清洁压裂液返排液的合理重复利用,以现场清洁压裂液返排液作为驱油剂,室内评价了其界面性能、润湿性能、乳化性能以及降压增注性能,并开展了驱油实验研究。结果表明:当清洁压裂液返排液质量分数为0.10%～0.15%时,可以使油水界面张力值降低至10-3m N/m数量级,具有良好的界面活性;能使储层天然岩心表面的润湿性转变为亲水性,具有良好的润湿反转性能;可以使油水乳状液的析水率控制在30%以下,具有良好的乳化性能;能使天然岩心注入压力降低率达到50%以上,具有良好的降压增注效果。岩心模拟驱油实验结果表明,注入0.5 PV质量分数为0.10%～0.15%的清洁压裂液返排液后,能使天然岩心水驱后的采收率提高12%以上,具有良好的驱油效果。矿场试验结果表明,实施现场清洁压裂液返排液驱油措施后,目标区块生产井的产油量明显提升,含水率下降,取得了显著的增油效果。     

稠化水清洁压裂液返排液驱油技术

为解决稠化水清洁压裂液返排液清洁化处理难题, 借鉴表面活性剂驱的技术特点, 研究了返排液与原油间的界面张力、 乳化性能、 润湿反转性能、 吸附性能及提高采收率性能, 评价了稠化水清洁压裂液返排液作为驱油剂的可行性。在长庆油田长 8储层条件下, 质量分数 0.001%～ 0.03%的稠化水清洁压裂液破胶液与原油间的界面张力可达 10^-3～ 10^-2 mN/m, 在 60～ 90℃下质量分数 0.006%的破胶液与原油间的界面张力均可达到 10^-3 mN/m超低数量级。该破胶液的乳化性能优良, 质量分数 0.004%～ 0.008%的破胶液与原油形成的乳状液的析水率＜60%; 该破胶液具有润湿反转能力, 可将亲油及亲水的石英表面转变为弱亲水表面。注入 0.3 PV的质量分数0.006%的破胶液, 原油采收率在水驱基础上可提高10.04%。稠化水清洁压裂液返排液驱油技术实现了稠化水压裂返排液变废为宝、 绿色环保的目标, 同时为低渗油藏进一步提高采收率提供了技术支持。图10表1参15     

压裂-驱油一体化工作液研究进展

随着石油工业对降低成本、绿色环保问题的日益关注,对于兼具压裂、驱油双重功效的工作液的研究越来越受到重视。为了更好地研究压裂-驱油一体化工作液体系,综述了返排液驱油体系和驱油压裂液体系的组成、驱油性能研究现状及现场应用情况,并对其发展进行展望。返排液驱油体系的构建均基于清洁压裂液尤其是以阳离子表面活性剂为主要成分的清洁压裂液;驱油压裂液体系包括清洁驱油压裂液体系、聚合物驱油压裂液体系、滑溜水驱油压裂液体系及其他类型驱油压裂液体系,其中驱油增效性清洁压裂液是最具潜力的。降低成本、增强耐高温性能、加强微观结构和静、动态流变性能机理研究是压裂-驱油一体化工作液未来研究的关键。对现场应用与室内实验研究结果进行对比,进一步完善压裂液返排液驱油体系也是未来的重要工作方向。     

清洁压裂液返排液对致密油藏自发渗吸驱油效果的影响

针对清洁压裂液返排液回收利用率低、处理困难的问题,并结合致密油藏渗吸采油机理,以处理后的现场清洁压裂液返排液作为渗吸液,开展清洁压裂液返排液对致密油藏自发渗吸驱油效果的影响研究。结果表明:选择渗吸液浓度时,不仅要考虑降低黏附功、提高洗油效率,还要兼顾界面张力和润湿性对毛细管力的影响,当渗吸液质量分数为50%时,渗吸采收率最大可达27. 5%,此时毛细管力作为渗吸驱油的动力占据主导地位,渗吸强度较大;随着岩心渗透率增加和实验温度升高,渗吸采收率逐渐升高。天然岩心渗吸—核磁联测实验结果显示,2块天然岩心的渗吸采收率均可达到26%左右,渗吸初始阶段,油水置换速度较快,渗吸采收率迅速上升,20 h后渗吸速度下降直至渗吸结束。清洁压裂液返排液能够提高致密油藏自发渗吸采收率,为该类压裂液返排液重复利用提供了一种新思路。     

ROS驱油表面活性剂在高温高盐油藏中的应用

研究了 ROS 驱油表面活性剂用于华北油田晋45断块的有关性能,包括溶解性、界面张力性能、耐高温性能、吸附性能以及岩心驱替实验。结果表明,ROS 驱油表面活性剂在晋45断块地层水中具有良好的溶解性和耐高温性能;当 ROS 质量分数大于0.2%时,油水界面张力可以达到10~(-3)mN/m 的超低值;在设计注入质量分数0.3%附近,吸附量小于1.0 mg/g,能够满足华北油田晋45断块对表面活性剂驱油的要求;质量分数为0.2%的 ROS 驱油表面活性剂驱可比水驱提高采收率13.3%。     

阳离子表面活性剂在不同砂岩表面的吸附与吸附焓变研究

驱油过程中,阳离子表面活性剂不仅能够降低油水界面张力,而且能够改变岩石表面的润湿性。为了加深对阳离子表面活性剂与砂岩表面作用机理的认识,用紫外分光光度法测定了阳离子表面活性剂在不同润湿性砂岩表面的吸附量,并利用相应的数学公式计算了吸附焓变。吸附量的测定说明阳离子表面活性剂在砂岩表面的吸附符合Langmuir吸附规律,不同润湿性砂岩表面的饱和吸附量不同,油砂表面的饱和吸附量最大,亲油表面的饱和吸附量中等,亲水表面的饱和吸附量最小。吸附焓变与吸附量相对应,油砂表面吸附焓变最大,亲油表面的吸附焓变中等,亲水表面的吸附焓变最小。这说明阳离子表面活性剂与油砂表面的作用最强,有利于改变储层岩石表面的性质,提高洗油效率。     

驱油型可回收清洁压裂液的研制与应用

针对在压裂施工中大量使用的胍胶液体系存在回收利用工艺复杂、成本高、效率低等问题,制备了以近肽链结构的黏弹性表面活性剂为主要成分的高效驱油清洁压裂液体系,研究了压裂液的耐温耐剪切性、抗盐、破胶及驱油性能,并在陇东油田进行了现场应用。结果表明,该压裂液耐温90℃,抗盐可达100 g/L,在压裂液中加入有机酸调节剂可降低配液水矿化度对压裂液黏度的影响。压裂液的携砂性能良好,破胶彻底,破胶液残渣含量为2 mg/L,破胶液与煤油的界面张力可达10-2数10-3m N/m。该压裂液在油田现场成功应用25井次,单井产量是相临井产量的6倍。压裂液返排液经分离沉降等简单处理后即可再次配制压裂液,末端返排液处理后用于驱油,可在水驱基础上平均提高采收率10.67%,大幅降低压裂液对环境的污染。     

耐温抗盐型复合表面活性剂驱油体系的合成及应用

为解决高温、高矿化度油藏注水开发效果差的问题,通过室内实验,合成了一种新型阴-非离子表面活性剂AN-2,复配以磺酸盐型Gemini表面活性剂GS-1,研制出一种耐温抗盐型高效复合表面活性剂驱油体系。对体系性能进行了室内评价,结果表明:体系具有良好的耐温抗盐性能,在温度140℃、矿化度30×104mg/L时,界面张力仍可以达到10-3 m N/m数量级,在125℃下老化30 d后仍能保持超低界面张力水平;体系的动态吸附量较小,在地层中的吸附损失较少;当注入0.3 PV的驱油体系时,能够使岩心水驱后的采收率增加15%以上。现场应用结果表明,施工后区块内生产井产液量、产油量明显上升,含水率下降,取得明显增油效果。     

润湿性改变对压裂液返排的影响

压裂破胶液长期滞留会对储层造成二次伤害。受储层物性和地层水影响,单纯通过添加表面活性剂的手段,难以保证持久的低界面张力,达不到高效、快速返排的目的。介绍了一种“双疏表面”润湿处理剂FCS,采用测量固液界面接触角的方法,评价“双疏表面”的润湿性;通过对致密砂岩驱替,计算渗透率损害率,评价“双疏表面”的形成对压裂液返排效率的影响。实验结果表明,经过FCS 处理的致密砂岩表面,形成了一层致密的分子膜,使岩石表面变成“双疏”表面,油、水固液接触角均大于90°。对比岩心驱替结果,经“双疏”处理后的岩心破胶液伤害率为18.3%,低于单纯添加助排剂的液相伤害率。固液界面接触角和岩心驱替结果证明,改变岩石表面的润湿性,使之成为“双疏表面”,不仅是一种促进压裂破胶液高效返排的行之有效的途径,也有助于后续驱替洗油,提高“三次采油”的采收率。      

低渗透油藏表面活性剂驱油体系的室内研究

通过对降低界面张力能力、乳化能力、改变岩石润湿性能力、吸附量以及驱油效率的评价,研究了SHSA-03-JS表面活性剂用于江苏油田沙七断块油藏表面活性剂驱的性能,并对低渗透油藏表面活性剂驱油机理进行了探究。结果表明,SHSA-03-JS表面活性剂溶液用于江苏油田沙七断块油藏原油时,在0.05%～0.6%浓度范围内油水界面张力均可达到10-2 mN/m的数量级,在0.1%～0.3%浓度范围内可达到10-3 mN/m的超低数量级;同时,该表面活性剂能使油湿石英片向水湿方向转变;在初始浓度0.3%时,表面活性剂在油砂的吸附量为4.78mg/g,能够满足江苏油田沙七断块表面活性剂驱的要求。室内岩心模拟驱油实验结果表明,当SHSA-03-JS表面活性剂浓度为0.3%时,表面活性剂驱可比水驱提高采收率11.47%。SHSA-03-JS表面活性剂能够满足江苏油田沙七断块进行表面活性剂驱的要求。     

针对A油田的抗温、抗盐聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系研究

常规聚合物/表面活性剂二元复合驱的地层适应性差、耐温抗盐能力有限,难以满足低渗、高温、高盐油藏进一步提高采收率的需求。针对这一难题,优选梳形聚合物和非离子-阴离子型表面活性剂构建了一种适用于低渗、高温、高盐油藏的二元复合驱油体系,并通过室内实验,系统考察了二元复合驱油体系的黏度、油水界面张力、老化稳定性、吸附量、色谱分离程度以及提高采收率能力等性能。结果表明:二元复合驱油体系可降低油水界面张力至10~(-3m) N/m数量级,同时具有稳定的增黏能力和良好的老化稳定性;二元复合驱油体系的协同作用使聚合物和表面活性剂在油田净砂表面的饱和静态吸附量均低于单一体系,能将表面活性剂在地层中的超低界面张力有效作用距离由19%延伸到27%,此外,还存在较强的色谱分离效应。针对A油田提出的二元复合驱油体系0.4 PV(1000 mg/L HF62208+0.3%NPAC)对水测渗透率为18.6~62.5 mD的天然岩心的采收率提高幅度达到11%以上,驱油效果优良。     

克拉玛依油田B21井区油藏表面活性剂性能评价

为了评价克拉玛依油田B21井区二类砾岩油藏驱油用HW表面活性剂的可行性,评价了表面活性剂界面活性、稳定性、乳化性能和模拟驱油性能。结果表明：HW表面活性剂质量分数为0.1%~0.5%时,界面张力在10-2 mN/m量级,最小界面张力为0.006 0 mN/m,该表面活性剂具有良好的稳定性,长期放置界面张力不发生明显变化,有利于通过降低界面张力提高原油采收率;表面活性剂的质量分数和水油比均对其乳化性能有显著影响,乳化能力随质量分数增加而增大,破乳后析出水较为清澈且界面清晰,有利于表面活性剂驱油后的油水分离。驱油实验结果显示,质量分数为0.3%的HW表面活性剂溶液可提高采收率10.5%     

适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压裂液体系

针对鄂尔多斯盆地某致密砂岩油田储层物性差、压裂液返排率低、存在水锁及水敏伤害等问题,以复合黏弹性表面活性剂CNT-3和多功能表面活性剂CZPJ-1为主要处理剂,并添加相关助剂,研制出了一套适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压裂液体系,室内对压裂液体系的综合性能进行了评价。结果表明:该压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能,在90℃、170 s~(-1)条件下剪切100 min后,黏度仍能保持在50 mPa·s左右;体系还具有良好的携砂性能和破胶性能;破胶液对储层天然岩心的渗透率伤害率为7%左右,具有低伤害特性;另外,破胶液还能通过降低油水界面张力和改变岩石表面润湿性等作用来提高致密砂岩储层的渗吸驱油效果,进一步提高压裂施工改造的效果。A-1井的矿场试验结果表明,其压后的产油量是使用常规胍胶压裂液的邻井A-2井的4倍左右,取得了明显的压裂增产效果。     

孤岛中二区非离子/阴离子复配降黏剂体系吸附损耗研究

针对表面活性剂在地层的吸附损耗影响降黏剂的驱油效果,本文建立了非离子/阴离子降黏剂体系浓度测定方法并用于测定降黏剂体系的吸附损耗。结果表明：对筛选适用于孤岛中二区的阴离子表面活性剂XJ-1+非离子表面活性剂OP-10复配降黏剂体系,分别采用两相滴定法和硫氰酸钴盐比色法测定XJ-1和OP-10的浓度;复合降黏剂油砂饱和吸附量为16.28 mg/g;在油砂吸附前后,质量分数0.15% XJ-1+0.15% OP-10~ 0.3% XJ-1+0.3% OP-10的降黏剂体系与原油间的界面张力变化不明显,0.3%XJ-1+0.2%OP-10降黏剂体系驱油比单一水驱油提高采收率15.6%。     

微乳助排剂的研制及性能评价

采用两性表面活性剂、双子表面活性剂和非离子表面活性剂作为主剂、添加助剂及油相,复配得到了具有低表面张力和低界面张力的微乳液,并对其粒径、热稳定性、改善水润湿性能力、与压裂液配伍性及返排提高率进行评价,得到了具有优异助排效果的微乳液体系。结果表明:该体系粒径分布约80nm,其表面张力平衡值约26.0mN/m,与煤油间界面张力最低可降至0.1mN/m,可改善云母表面润湿性,与其接触角最高改善约70°,返排提高率最高达到了29.72%;微乳液具有一定的耐温性,且与压裂液、添加剂和破胶液配伍性良好。     

低渗油藏表面活性剂驱油性能研究

针对SN井区低孔低渗,研究出适合该油藏条件的表面活性剂体系OS-10。在油藏条件下,对OS-10的降低界面张力能力、乳化性能以及润湿改善等进行了系统评价。实验结果显示,2 500mg/L的OS-10表面活性剂溶液在73℃老化160d后,油水界面张力仍可保持10~(-4) mN/m超低数量级。OS-10在岩石表面吸附可使强亲水岩心向弱亲水转变。通过岩心驱油实验研究不同渗透率(油藏渗透率范围内)对驱油效率的影响,实验表明,岩心渗透率越大,提高采收率越高,岩心渗透率为(10~100)×10~(-3)μm~2时,表面活性剂提高采收率为16.80%~22.59%。在不同注入时机注表面活性剂段塞,水驱至经济极限时总采收率最高。