强乳化复合表面活性剂驱油体系研究与应用

表面活性剂的乳化能力强弱对提高低渗透油藏水驱开发后的驱油效果影响较大,为了增强表面活性剂驱 油体系的乳化性能、提高驱油效率,将具有良好界面活性的阴-非双子表面活性剂GEY-2 和具有较强乳化能力的 非离子表面活性剂6501 复配,研制出了一种适合低渗透油藏的强乳化复合表面活性剂驱油体系,并对其综合性 能进行了评价。结果表明：强乳化复合表面活性剂驱油体系具有良好的耐温性能和耐盐性能,在高温高矿化度 条件下,配方为2000 mg/L GEY-2+3000 mg/L 6501 的驱油体系仍能保持10^-3mN/m超低数量级的油水界面张力, 该驱油体系与储层原油按照7∶3 所形成乳状液在75 ℃下放置10 min 和100 min 后的乳化水率仍能达到90.2%和 61.2%,具有较高的乳化性能。该驱油体系具有良好的抗吸附性能,可以减少驱油剂的浪费,有效保证驱油效 果。该驱油体系对低渗透岩心的驱油效果较好,当岩心渗透率为11.38×10^-3 μm²时,水驱结束后注入0.5 PV强乳 化复合表面活性剂驱油体系可使采收率继续提高20%以上。现场应用结果表明,H油田低渗区块实施强乳化复 合表面活性剂驱油措施后,注入井压力有所升高,对应油井日产油量从措施前的2.20 t 升至5.41 t,平均含水率从 措施前的89.2%降低至71.5%,达到了较好的增油效果。     

石油磺酸盐-乙二胺复合驱油体系研究

针对无机碱表面活性剂驱替会引发结垢、对地层造成伤害等问题,采用有机碱代替无机碱与表面活性剂复配。以乙二胺(EDA)作碱剂,与石油磺酸盐(SLPS)复配,优选出表面活性剂-有机胺驱油体系的组成为:质量分数为0.20%SLPS+0.15%EDA。评价了表面活性剂-有机胺驱油体系抗盐性能、乳化性能、驱油性能;其中,盐对体系驱替能力的影响:当氯化钠浓度低于30 000 mg/L,氯化钙浓度低于400 mg/L时,体系能使油水最低界面张力降到10-3m N/m以下。体系的乳化特性随着水油体积比的减小,乳状液中值粒径逐渐变大。驱油实验表明,水驱后,该复合体系原油采收率可提高10.83%。     

适合渤海绥中361油田二元复合驱体系性能研究

本文在渤海绥中361海上油藏条件下,测定了由磺酸盐型双子表面活性剂为主的表面活性剂(辛基酚基聚氧乙烯醚TX100与磺酸盐型双子表面活性剂按质量比1∶4)与疏水缔合聚合物组成的SP二元复合驱体系的黏度及其与渤海绥中361脱气原油间的界面张力,并考察该体系的抗温性、耐盐性、吸附性及老化稳定性等,测定了该驱油体系在不同渗透率岩心中的阻力系数和残余阻力系数,在三层非均质岩心上进行了表面活性剂浓度不同的6个室内驱油实验。研究结果表明,配方为3000 mg/L表面活性剂+1750 mg/L聚合物的SP二元复合驱油体系具有良好的抗温、抗盐、抗剪切性及老化稳定性;该二元复合驱油体系黏度达40 mPa.s以上,可使油水界面张力降至10-3mN/m数量级,同时该体系在不同渗透率岩心中均能建立较高的阻力系数与残余阻力系数;室内驱油实验表明,在三层非均质岩心中,聚合物浓度为1750 mg/L,二元体系与原油界面张力由100mN/m(表面活性剂0 mg/L)降至10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)数量级时提高采收幅度很大;当界面张力由10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)降至10-3mN/m(表面活性剂1000 3000 mg/L),复合驱采收率增加幅度很小;总体上,该SP二元复合驱油体系具有良好的提高采收率能力,可提高采收率35%以上。图3表4参9     

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。     

一种阴／非离子复合型表面活性剂的性能研究

开发了一种低成本的阴/非离子复配型表面活性剂GBSG-1,并评价了该表面活性剂体系的性能。结果表明:在80℃、矿化度50000 mg/L、二价离子(Ca2+、Mg2+)含量2000 mg/L的情况下,油水间的界面张力可达10-3mN/m数量级。同时该表面活性剂体系具有较好的乳化能力,按体积比6:4将浓度为3 g/L的CBSG-1溶液与王瑶原油混合均匀后在80℃恒温静置12 h后的油水体积比为8:2。该体系具较强的抗吸附性,浓度为3 g/LCBSG-1溶液在岩心上的吸附量最大,为0.35 mg/g砂,吸附7 d后,油水界面张力仍可以保持在10-3mN/m超低数量级。驱替模拟实验说明:该表面活性剂驱油体系可在水驱基础上使渗透率95.2×10-3μm2的低渗透率岩心提高采收率12.7%。该体系可满足长庆油田部分高温、高矿化度及低渗透油藏对驱油用表面活性剂的要求。     

内酯型槐糖脂生物表面活性剂性能评价

为寻找可应用于三次采油的新型生物表面活性剂,以内酯型槐糖脂生物表面活性剂为驱油剂,系统评价了其临界胶束浓度、表面活性、界面活性、乳化性能及耐温耐盐能力,并通过室内物理模拟驱油实验研究了其驱油效率.结果表明:内酯型槐糖脂生物表面活性剂的临界胶束浓度为100 mg/L,具有良好的表面和界面活性及乳化性能,其乳化性能比石油磺酸盐稳定;具有较强的耐温耐盐能力,适用于高温高盐的油藏环境;内酯型槐糖脂表面活性剂的有效驱油质量浓度为10 mg/L,随着其质量浓度的增加,驱油效率成倍增加,当其质量浓度达到10 000 mg/L时,可提高采收率7.15％,具有良好的驱油性能.通过实验还发现石英砂对内酯型槐糖脂表面活性剂的吸附量较少,说明其是比较经济的生物表面活性剂.     

超低界面张力表面活性剂的驱油性能研究

针对室内合成的一种超低界面张力表面活性剂(VESBET-4),结合表面活性剂驱的驱油机理讨论了表面活性剂浓度、矿化度、温度及碱(Na2CO3)浓度对油水界面张力的影响,结果表明:当表面活性剂质量分数在0.06%~0.15%时,界面张力可达到10-3 mN/m;矿化度为10 000mg/L时,界面张力可达到10-2 mN/m,且当Na2CO3质量分数在0.2%~1.2%时,该表面活性剂具有良好的降低界面张力的能力;测试了不同表面活性剂浓度、不同矿化度条件下表面活性剂溶液对原油的乳化效果,结果表明:当表面活性剂质量分数为0.09%、矿化度为6 000mg/L时,乳状液可稳定存在24h以上;静态吸附实验测得该表面活性剂的吸附损失量为0.45mg/g,小于标准规定的1mg/g;室内驱油试验显示该表面活性剂能使采收率提高12%以上。     

高温高盐油藏聚/表二元驱技术研究与应用

大港孔南区块属高温高盐油藏,经多年注水开发,综合含水超过90%,如何提高此类油藏采收率成为油田稳产控产的主要工作,为此,开展了适合此类油藏条件的聚合物及表面活性剂筛选评价,开发出具有"抗温(78℃)、抗盐(30 000 mg/L)、抗钙镁(500 mg/L)"特性的功能型聚/表二元驱体系。应用小分子缔合聚合物、高效石油磺酸盐表面活性剂及其它助剂(合成了聚/表二元驱体系),体系黏度达到90 m Pa·s,界面张力达到10-3 m N/m数量级,乳化性强。利用该体系进行岩心驱油实验,提高采收率明显,现场试验提高采收率成效显著。     

无碱二元复合驱油体系室内实验研究

根据实验筛选了适合无碱二元复合驱油体系的最佳表面活性剂和聚合物,并在70℃下对该体系的性能进行了评价。结果表明,聚合物浓度为1 200mg/L、表面活性剂浓度为1 500mg/L形成的二元复合驱油体系,油水界面张力可达到0.002 17mN/m,粘度可达到16.8mPa.s;该体系具有一定的耐温性和耐盐性,适合在70℃、矿化度5 000~15 000mg/L的油藏使用;物模驱油实验结果表明,水驱后注无碱二元复合驱油体系可提高采收率32.17%。     

适合低渗高盐油藏的表面活性剂复配体系及性能研究

为获得适合长庆油田低渗高盐油藏使用的驱油体系,通过将石油磺酸盐阴离子表面活性剂CQPS和脂肪醇系列非离子表面活性剂ZFC-2复配,并加入醇类助剂ZJ-5,得到表面活性剂复配驱油体系YFFP-2,对其界面特性、乳化性能、吸附性能和提高采收率性能进行了研究。结果表明,YFFP-2复配体系的最佳配方为0.15%CQPS+0.05%ZFC-2+0.005%ZJ-5。在80℃、矿化度50 g/L的条件下,YFFP-2与脱水原油的界面张力为3.35×10-3m N/m;YFFP-2乳状液静置15 h后的析水率约15%;在天然低渗(20×10-3μm2)岩心上的动态吸附量为0.63 mg/g,远小于其在油砂、净砂上的静态吸附量(13.9、12.8 mg/g);YFFP-2驱油的最终采收率为68.4%,采收率增幅为26.4%,提高采收率的作用优于CQPS。     

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%     

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。     

不同浓度组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系乳化规律

三元驱油体系在地层运移过程中化学药剂浓度发生变化,使得三元驱油体系与原油乳化特性也发生改变。针对组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系在地层运移过程中与原油的乳化特性开展实验研究。结果表明：使用均化仪对体系及原油进行乳化后,组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系中聚合物浓度越低,乳化后体系黏度增幅倍数越大;乳化后三元体系界面张力变化不大,Zeta电位小幅下降,乳状液类型以油/水型为主;三元体系乳化析水率、乳化特性变化明显,其原因是表面活性剂的分子结构影响较大,与界面张力及Zeta电位关系不大。正交实验方法分析了组分可控烷基苯磺酸盐表面活性剂、碳酸钠及中等相对分子质量聚合物这3种不同类型化学药剂对组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系乳化特性的影响规律。方差分析结果表明：影响乳状液黏度因素由大到小的顺序为：聚合物、弱碱、表面活性剂,当聚合物质量浓度为600 mg/L时,乳状液黏度增幅倍数最大;影响乳化析水率的因素由大到小的顺序为：弱碱、表面活性剂、聚合物,当Na₂CO₃质量分数为0.3%、表面活性剂质量分数为0.3%、聚合物质量浓度为1000 mg/L时,乳化体系在24 h时的乳化析水率最低,乳化特性最明显。     

新型耐温耐盐表面活性剂驱油体系的研究

合成了一种聚氧乙烯醚磺酸盐型表面活性剂，并将其与廉价的渣油磺酸盐表面活性剂复配，得到一种耐温、耐盐的复配表面活性剂驱油体系。将该表面活性剂驱油体系用于大港油田原油，在85℃下、模拟水的矿化度为35337mg／L、高价离子(Ca^2 、Mg^2 )含量为1000mg／L时，油水界面张力仍可达到超低(约10^-3mN／m)，能满足大港油田部分高温、高矿化度油藏对驱油用表面活性剂的要求。     

低界面张力下乳化程度对二元驱采收率的影响

为研究砾岩油藏乳化程度与二元复合驱采收率的关系,通过乳化（调节表面活性剂的加量）调控驱油体系 乳化强度以及乳化体系在长岩心中的运移规律,研究了不同乳化强度的部分水解聚丙烯酰胺/环烷基石油磺酸 盐表面活性剂（KPS）二元体系的驱油效果,明确了乳化程度对提高采收率的作用。结果表明,油水界面张力为 5×10-2mN/m的中等乳化二元体系的驱油效率比5×10-3mN/m无乳化体系的高8%。当二元体系达到临界黏度 后,油水界面张力为5×10-2 mN/m数量级、乳化综合指数适宜的乳状液对驱油体系黏度具有补偿作用,能够长距 离保持驱油体系黏度的稳定性,有利于进一步提高采收率。砾岩油藏二元复合驱多因素耦合提高采收率决策 中,在渗透率极差较大时通过调节驱油体系黏度比和乳化综合指数可实现提高采收率;渗透率级差≤6 时,通过 界面张力和乳化综合指数调控实现大幅度提高采收率。当剩余油饱和度小于50%时,乳化综合指数控制在50% ~70%;剩余油饱和度大于50%时,乳化综合指数控制在30%~50%。在新疆某区块实施“低界面张力和可控 乳化”二元复合驱技术,采收率提高28%,含水率降幅大于40%,实现了驱油体系“梯次降黏、逐级动用”的个性化 设计。图11表3 参17     

表面活性剂的乳化性能和界面活性对低渗油藏采收率的影响

为明确表面活性剂的乳化性能和界面活性对水驱后残余油或剩余油影响的主次关系,结合冀东油田渗透率低、窜流严重、化学驱条件适宜等油藏特点,筛选出乳化性能强、界面活性较差和乳化性能较差、界面活性较强的表面活性剂体系,在渗透率相近的岩心中开展了水驱后驱油实验。结果表明:适和冀东油田高63-10断块两种表面活性剂复配体系为:乳化水率较好、界面张力达10~(-2)mN/m的体系0.2%非离子表面活性剂6501+0.1%阴离子表面活性剂XPS和乳化水率较差、界面张力达到10~(-3)mN/m的体系0.1%XPS+0.5%NaCl;水驱后注0.1%XPS+0.5%NaCl体系的采收率增幅为2.73%,注0.2%6501+0.1%XPS体系的采收率增幅为5.78%,乳化携带和聚并对残余油滴和局部剩余油驱替效果远好于界面活性的作用;综合发挥界面张力(10~(-2)mN/m)和乳化的作用能降低对界面活性的要求,这为表面活性剂筛选提供了实验依据和技术思路。     

ASP三元复合体系在非超低界面张力下的乳化性能及其对提高采收率的影响

为明确碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合体系在非超低界面张力下的乳化作用及其对提高采收率的影响,以综合乳化性能指数Ie为指标,评价了5种表面活性剂的乳化性能,筛选出了一种界面张力非超低但乳化性能优良的体系,并通过平面径向流模型驱油实验研究了该体系的驱油效果。研究结果表明:所考察表面活性剂的综合乳化性能Ie由强到弱依次为OP-10、HABS(重烷基苯磺酸盐)、BS-12(十二烷基二甲基胺乙内酯)、AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)和OP-4;碱质量分数为0.3%时,ASP三元复合体系综合乳化性能最优。优选的乳化性能优良的非超低界面张力ASP三元复合体系配方为:Na OH质量分数0.3%、表面活性剂(60%OP-10+40%HABS)的质量分数0.3%、聚合物(部分水解聚丙烯酰胺,相对分子量2000×104)质量浓度1500 mg/L,该体系的黏度为42.9 m Pa·s(45℃、转速6 r/min),与模拟油间的界面张力为0.0415 m N/m,综合乳化性能Ie为0.688,在驱油过程中能够扩大波及体积且可提高波及范围内的驱油效率,提高采收率效果不亚于常规超低界面张力体系。     

OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块表面活性剂驱的室内研究

通过界面张力、增溶率、吸附量以及驱油效率的测定,研究了OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块油藏表面活性剂驱的性能。结果表明,OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块油藏原油时,油水界面张力均可以达到1×10-2mN/m的数量级,最低可以达到1×10-3mN/m。在注入浓度0.5%时,OCS表面活性剂在大港油田枣1219断块岩心上的吸附量小于2mg/g油砂。室内岩心驱油试验结果表明,当OCS表面活性剂的浓度为0.5%时,OCS表面活性剂驱可比水驱提高采收率12.2%。可以满足大港油田枣1219断块油藏进行表面活性剂驱的要求。     

乳化剂HC-5 的性能及驱油效果

针对国内老油田的开发现状,对设计的乳化剂配方体系进行了基本性能评价和乳化驱油效果研究,探讨了乳化驱油的可行性和驱油机理。研究结果表明,优选的乳化剂配方体系HC-5(氨基磺酸型两性活性剂20%,OP系列非离子表面活性剂8%,稳定剂0.8%,助溶剂2.5%,其余为水)具有良好的耐盐抗盐性能,在室温数85℃范围内、盐度超过120 g/L的混合盐水中的溶解性良好;HC-5能在高、中和低盐度的盐水中有效乳化原油,并具有良好的乳化稳定性;HC-5乳化体系的乳状液类型与盐度和含水率有关,盐度增加时,发生W/O型乳状液向O/W型转变的临界含水率增大,矿化度为15350 mg/L、40650 mg/L和120670 mg/L的体系的临界含水率分别为48%、57%和68%。室内模拟乳化驱油试验表明,乳化驱对于低渗透驱替介质有明显增压和调剖作用,波及系数增大,原油采收率提高;而对于较高渗透率的驱替介质,乳液的调剖机理和表面活性剂驱油机理共同作用实现了原油采收率的提高。     

生物基两性离子型表面活性剂在不同驱油体系中的乳化稳定动力学

为探索生物基两性离子型表面活性剂(CNBS)在矿化度高于5 g/L体系中的驱油性能,研究该表面活性剂在不同驱油体系中的界面活性和乳化稳定动力学。结果表明,当该表面活性剂质量浓度为1.29 g/L、矿化度为32 g/L、NaOH质量分数为2.5%时,形成稳定W/O型乳状液,油/水界面张力降低至9.60×10^-4mN/m。当体系中总含水体积分数在40%～80%范围时,表面活性剂的加入有利于形成W/O型乳状液,且表面活性剂浓度是影响模拟乳状液稳定动力学的关键因素;随其浓度增大,模拟乳状液的破裂速率常数降低、半衰期和油相含水率增大,模拟乳状液的稳定性增强;当表面活性剂质量浓度为1.50 g/L,模拟乳状液稳定性最好。该表面活性剂与NaOH和黏均相对分子质量为2.5×10⁷的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有良好的协同效应,当表面活性剂浓度较低时,三元体系形成稳定W/O型乳状液。分子动力学模拟结果表明,油/水中加入该表面活性剂可使油/水界面膜厚度增大、界面能降低,形成稳定的乳状液;体系中加入NaCl和NaOH,油/水界面膜厚度和界面能均降低,乳状液的稳...