表征化学驱采出液稳定性不同指标的关联性

研究了聚合物、石油磺酸盐及二元复合驱作为驱油剂对孤岛油田采出的原油乳状液稳定性的影响,考察用不同指标表征乳状液稳定性的关联性。结果表明,在60℃、破乳剂TA1031质量浓度为100mg/L时,随各种驱油剂质量浓度的增大,原油乳状液破乳脱水率降低,120min时脱水率由高到低的原油乳状液体系的顺序为石油磺酸盐体系、聚合物体系、二元复合驱体系,对应的稳定性评分SV值逐渐增大,体系的静态稳定性逐渐增强;对应的破乳后水相Zeta电位绝对值、电导率由大到小的顺序为二元复合驱体系、聚合物体系、石油磺酸盐体系;水相中的油滴中值粒径由大到小的顺序为石油磺酸盐体系、聚合物体系、二元复合驱体系。水相的Zeta电位值越负、电导率越高、水中油滴中值粒径越小,原油乳状液的稳定性越强,脱水率也越低,表明表征化学驱采出液稳定性的各指标具有很好的关联性。     

驱油剂对三元复合驱采出液破乳脱水的影响

研究了驱油剂对三元复合驱模拟采出液破乳脱水效果的影响规律,单一的碱、表面活性剂和聚合物对脱水率和水色有较大的影响;3种驱油剂之间存在明显的协同作用,对脱水率和脱出水色的影响很大.显微照片验证了含驱油剂的乳液存在多重乳状液.根据破乳机理和三元复合驱采出液的特点,提出了合成新型破乳剂的研究思路.     

二元驱采原油破乳技术的研究

通过对二元驱表面活性剂和聚合物进行考察,发现由于表面活性剂和聚合物的进入,使原油采出液的的乳化现象加重,导致原油的破乳过程复杂.文中分析了二元驱采对原油的性质、类型及稳定性的影响;对破乳剂进行了实验室筛选和复配;研究出适合二元驱采原油脱水的破乳剂及其配方,可以有效提高二元驱采的经济效益.     

The Demulsification of Crude Emulsion of ASP Flooding by an Organic Silicone Demulsifier

Abstract

In order to enhance crude oil recovery, the dosages of alkali, surfactant, and polymer in the tertiary flooding are becoming increasingly higher, which makes the emulsion more difficult to demulsify. In this article the application of new organic silicone demulsifiers for the demulsification of produced crude emulsion of alkali-surfactant-polymer (ASP) flooding with higher concentrations of alkali, surfactant, and polymer was investigated. The result indicated that organic silicone demulsifiers whose hydrophile–lipophile balance (HLB) number ranged from 10 to 15 had a satisfactory effect on demulsification. The dewatering efficiency can be improved evidently by adding a demulsifier mixed with DC2 and JG31 whose volume ratio was 4:1. The dewatering efficiency for produced crude emulsion from ASP flooding could exceed 80% at 60°C in which the concentrations of alkali, polymer, and surfactant ranged from 1,200 to 9,000 mg/L, 400 to 1,000 mg/L, and 200 to 800 mg/L, respectively. The simulative industrialized experiment of the ASP flooding produced emulsion was made, the dewatering efficiency was 99.6%, and the oil content of the produced water was less than 100 mg/L.     

自发乳化驱油方法Ⅱ:自发乳化驱油试验研究

研究了模拟油在岩心中的自发乳化驱油效果及提高采收率机理。不同渗透率岩心中,自发乳化驱油效果好于表面活性剂驱及聚合物驱。碱聚合物自发乳化驱替后采收率在水驱基础上还可提高23.7%,远远高于单独碱自发乳化驱、聚合物驱和表面活性剂驱,说明这一自发乳化驱油体系具有良好的驱替能力,能够大幅度提高采收率。模拟油在岩心中的自发乳化驱采收率和总采收率分别为24.5%和71.8%,与超低界面张力聚合物表面活性剂驱相近。高于三元复合驱、高浓聚合物驱。微观驱油试验证实光刻模型中发生了自发乳化现象。残余油自发乳化成小油滴,很容易穿过孔喉,以水包油型乳化状态开采出来。     

三次采油化学剂加入对原油破乳脱水的影响

长庆CH油田是典型的"三低"(低压、低产、低渗透)油田,自1971年投入开发以来原油含水不断上升,油井产量不断下降。为了提高原油采收率CH油田采取了压裂酸化等措施,部分区块开始实施注聚合物驱油。三次采油化学剂碱、表面活性剂及聚合物(ASP)在采油过程中使用后能够进人采油系统,对原油破乳脱水产生一定的影响。三次采油中ASP体系的加入对原油破乳脱水影响的前瞻性研究对破乳剂及破乳剂投加位置的选择,对破乳工艺条件的确定,有很重要的现实意义。     

聚合物微球调驱对原油破乳脱水影响研究

安塞油田已进入中高含水开发阶段,水驱控制程度逐渐变低,剩余油高度分散,大大降低了水驱效率。近年来,安塞油田大规模实施聚合物微球调驱措施,有效缓解了水驱矛盾,取得了良好的增油降水效果。为了研究聚合物微球调驱是否对原油破乳脱水产生影响,特选取了工作量大、覆盖范围广的侯市、杏河北部区块的原油样品,不同浓度的新鲜WQ100聚合物微球及水化后WQ100聚合物微球,采用热沉降化学法,在室内开展原油破乳脱水实验,结果显示,不同浓度的新鲜/水化后WQ100聚合物微球对原油破乳脱水不产生影响,且有一定的正向作用。     

聚合物驱后油藏提高采收率技术研究

根据室内实验和现场试验效果分析了聚合物驱后油藏进一步提高原油采收率的技术潜力。室内驱油实验表明,聚合物＋表面活性剂二元复合驱提高采收率为17．6％～20．1％,提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱（3％左右）和单一聚合物驱（11％～15％）,高于表面活性剂驱和聚合物驱二者之和,优于同等经济条件下聚合物驱的效果。孤岛中一区Ng3～6和孤东六区聚合物注入完成后接着实施二元复合驱,综合含水进一步下降,日产油量明显增加。聚合物溶液中加入粘弹性颗粒PPG（PreformedParticleGel）后,体系从偏粘性转变为偏弹性,具有较强的剖面调整能力。2009年2月在聚合物驱转后续水驱多年的孤岛中一区Ng3单元实施聚合物＋PPG驱,注入压力上升了1．4MPa,油层纵向非均质性明显改善,纵向各层吸水趋于均匀。     

模拟二元复合驱采出液稳定性影响因素研究

二元复合驱是中高渗透油藏提高采收率的主要技术之一。为了研究聚表二元驱对乳状液稳定性的影响,选取含聚表水与模拟油组成油水界面体系,测试了油水界面张力、界面剪切黏度等参数,并结合乳状液静置脱水效果,分析聚表二元驱对油水采出液稳定性的作用机理。采用含聚合物和表面活性剂的水相与模拟油配制成模拟油采出液,用于测试不同聚合物及表面活性剂浓度对界面张力的影响。界面张力结果表明:聚表二元驱成分能够显著增大油水乳状液的稳定性,但聚合物与表面活性剂在界面活性上存在明显差异;界面剪切黏度的影响因素主要为聚合物;静置脱水实验表明,影响油水乳状液稳定性的主要因素为表面活性剂。这与过去的观点存在矛盾,即认为界面剪切黏度是影响乳状液稳定性的关键。因此本研究认为存在其他因素影响乳状液稳定性。     

MD膜驱剂对水包油乳状液的破乳作用

MD膜驱油现场试验中发现采出的含油污水有逐渐变清的趋势。实验考察了MD-1膜驱剂(一种单分子双季铵盐)对油田采出水的zeta电位、脱油率和水包油乳状液的脱水率的影响。结果表明。MD-1在水中电离生成的阳离子压缩双电层。zeta电位随着MD-1浓度的增加而增加，压缩双电层是渐进过程；MD-1对油田采出水的破乳作用随MD-1浓度增加而增加并且与采出水的含油量有关，含油量低时破乳脱油效果不佳；由阴离子表面活性剂ORS41和非离子表面活性剂OP-10为乳化剂形成的水包油乳状液(油相为含1％胶质和沥青质的煤油)。其脱水率均随MD-1浓度的增加而增加，但在乳化刺为OP-10时脱水率较低；MD-1膜驱剂与油相中的胶质及沥青质作用，破坏油水界面致使油滴聚并、破乳。图7表2参11。     

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。     

海南3断块二元驱技术研究与应用

根据辽河油田海南3断块油藏的具体特点,研究了聚合物微球/表面活性剂二元驱技术。通过室内物理模拟实验,研究了聚合物微球浓度、表面活性剂浓度和段塞大小对二元驱效果的影响,对二元驱的基本参数进行了优化。研究结果表明,海南3断块二元驱中表面活性剂复配体系的最佳质量分数为0.007 5%甜菜碱17+0.01%表面活性剂6501;聚合物微球的最佳质量分数为0.30%;段塞大小对二元驱效果有较大影响,随着段塞体积的增大,采收率增值增大到26.12%后增幅逐渐变小,最佳注入段塞为0.35 PV。该技术自2015年在海南3断块应用后,阶段累计增油超过1万t,表明聚合物微球/表面活性剂二元驱技术在中低渗油藏水驱后期具有广泛的应用前景。     

二元复合体系微观驱油机理可视化实验

针对胜利油区油藏条件,运用新型表面活性剂—聚合物二元复合体系,对其开展了微观模型(岩心薄片)驱油和常规柱状岩心可视化驱油实验.以水驱效果为基础,对比了表面活性剂、聚合物、二元复合体系的驱油效果,重点研究了微观孔隙中表面活性剂、聚合物以及二元复合体系的洗油和携油性能及其在驱油过程中的微观渗流特征,深入分析了二元复合体系的微观驱油机理.结果表明:与聚合物和表面活性剂相比,二元复合体系的驱油效果更好.在岩心薄片可视化驱油实验中,由于3种不同的驱替溶剂波及效率不同,最终导致驱替结束后岩心薄片中剩余油的面积有所不同,采用二元复合体系驱替后,剩余油的面积最小,表明其驱油效率最高,比聚合物和表面活性剂的驱油效率分别提高了2.59％和11.80％;对于常规柱状岩心,二元复合体系比聚合物和表面活性剂的驱油效率分别提高了1.43％和20.70％.     

油滴铺展与聚并的数学模型

对复合驱采出液破乳过程中的某些微观现象进行了观测和研究。在复合驱采出液的破乳过程中,随着油滴在水相中上浮,会发生油滴变形铺展成油膜,油膜之间又很快发生聚并的现象。其原因是当油滴浮出水相,作用在油滴上的表面张力发生变化,使油滴以固定的比例铺展成油膜,理论推导和实验数据都证明其比例系数是只与乳液体系的自身性质有关的常数;聚并前后的油膜半径变化规律与球状油滴聚并变化规律一样,这是对油滴按比例铺展成油膜的自然推论。在破乳速度较快、破乳程度较彻底的体系中,这种现象普遍存在。对此现象提出了数学模型,并进行了实验验证。     

Study of the stability of the emulsion produced by alkaline surfactant polymer (ASP) flooding

The effect of oil displacement agents (alkali, surfactant, and polymer) on the stability of the emulsion produced by alkaline surfactant polymer (ASP) flooding can be rapidly and accurately determined using a FORMULACTION (France) stability analyzer. The analyzer detects backscattered light and change in transmittance. We observed that when displacement agents are used, the stability of a water-in-oil emulsion gradually increases with displacement agent concentration and consequently the emulsion dehydration rate gradually decreases, while the stability of an oil-in-water emulsion increases. This is evidence that the oil content in the waste water increases. But the reverse is observed when the alkali content in the water phase is no more than 700 mg/L.     

采出液配制二元复合体系可行性实验研究

辽河油区锦16块实施二元复合驱时,产生大量采出液,同时要向油层注入大量水以保持油层压力。通过室内驱替实验模拟该区块实施复合驱后二元体系的采出液,测定采出液配制二元复合体系的界面张力、黏度稳定性及流变性,研究采出液配制二元复合体系的可行性。结果表明:不同注入阶段采出液配制的二元复合体系所需的聚合物用量均比深部处理污水配制相同黏度的聚合物干粉用量少;采出液配制的二元复合体系界面张力可达10-3mN/m;采出液配制的二元复合体系的黏度具有较好的稳定性;采出液配制的二元复合体系具有较好的黏弹性。因此,采出液配制二元复合体系是可行的。     

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。     

无碱二元体系的黏弹性和界面张力对水驱残余油的作用

三元复合驱含碱驱油体系会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,引起地层粘土分散和运移、形成碱垢及导致地层渗透率下降。为此提出利用不加碱可形成超低界面张力的聚合物/甜菜碱表面活性剂二元复合体系驱油。通过流变性实验及微观模型驱油实验,分析了表面活性剂对聚合物表面活性剂二元复合体系黏弹性的影响和聚合物表面活性剂二元复合体系的黏弹性及界面张力对采收率的影响。对聚合物表面活性剂二元复合体系提高水驱后残余油采收率机理的研究表明:在驱替水驱后残余油过程中,聚合物表面活性剂二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂的超低张力界面特性,水驱后残余油以油丝和乳状液形式被携带和运移,随着二元驱油体系的黏弹性的增加和界面张力的降低,水驱后二元驱后的采收率增加,降低界面张力的驱油效果(指达到超低)比提高体系的黏弹性的效果更明显。     

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。     

采出液回注方式对驱油效果的影响研究—— 以辽河油田 J 区块为例

辽河油田 J 区块多数油井高含水,储层非均质性强、层间矛盾突出,为了提高 J 区块的原油采收率,实施了二元复合驱。 二元复合驱会产生大量采出液,而采出液中含有化学剂,排放会对环境造成污染,且处理成本较高。 利用室内驱替实验来模拟二元复合驱的采出液,优化采出液的回注方式,研究二元复合驱采出液回注的可行性。 结果表明：聚合物含量较高的采出液可直接作为二元复合驱油体系的前置段塞;采出液原样可直接作为后续保护段塞并后续水驱;采出液的不同回注方式均可提高化学驱采出程度（化学驱采出程度均大于 20% ）,采出液的回注不仅可以节约聚合物的用量,同时可以解决采出液的污水处理问题。