二元复合驱油体系乳状液形成及运移规律研究

为了研究二元复合驱油体系乳化与提高采收率的关系,通过分析现场采出液流变特征,测试不同乳化强度的表面活性剂/聚合物二元复合驱油体系的驱油效率,明确驱替后乳状液运移规律以及乳化对提高采收率贡献。研究结果表明:低黏度乳状液在低剪切速率下主要表现为弹性,在较高剪切速率下主要表现为黏性;而高黏度乳状液在低剪切和高剪切速率下都表现出黏性。在乳化初期,由于化学剂浓度分布不均匀,乳化稳定性较差;乳化中期化学剂浓度较高,乳状液粒径变化规律性较好,乳化中期存在乳化对驱油体系黏度补偿作用,乳化末期化学剂浓度较低,乳化液滴较少,乳化程度较弱。岩心渗透率小于100×10~(-3)μm~2时,二元复合驱过程中随着乳化综合指数增加,提高采收率幅度先增加后降低,最佳乳化综合指数为55%;渗透率大于100×10~(-3)μm~2时,随着乳化综合指数增加,提高采收率幅度逐渐增加,最佳乳化综合指数为88%,乳化贡献提高采收率幅度8个百分点。图24表2参13     

海上典型油田聚表二元复合体系乳化性室内研究

聚表二元体系的乳化性能有助于扩大波及体积,提高驱油效率,从而增加采收率,因此开展室内实验对复合体系乳化性能进行研究。结果表明:不同聚合物浓度的二元体系形成的乳状液,聚合物浓度越高,形成的乳状液更加稳定,破乳时间更长;不同浓度表面活性剂体系中,随着表面活性剂浓度的增大,形成的乳状液越稳定,破乳时间越长;二元体系乳状液黏度随水油比例的减小而增大,2 500万相对分子质量聚合物配制的二元体系复配效果优于3 500万聚合物配制的二元体系。     

APS体系对京11 断块原油的乳化特性

为明确三元复合驱油体系(ASP)对京11断块原油的乳化特性,提高三元复合驱后采出液破乳脱水处理效果,室内模拟研究了油水乳状液形成时转速、单一驱油剂(聚合物、表面活性剂、弱碱)以及ASP体系对乳状液稳定性的影响。结果表明:转速对乳状液形成状态有较大的影响,转速越大,形成的乳状液液滴直径越小,乳状液越稳定。在转速4000 r/min、搅拌时间20 min的条件下,随聚合物浓度升高,乳状液稳定性增强,聚合物浓度大于300 mg/L后所形成的乳状液静置2 h后的脱水率(5%)基本不再变化;表面活性剂在浓度大于500 mg/L后对乳状液稳定有明显的增强作用;弱碱浓度以1000 mg/L为转折点,随着弱碱浓度升高,乳状液稳定性先增强后减弱;ASP体系中,聚合物浓度对乳状液稳定性影响最大,弱碱影响最小。     

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。     

新疆油田复合驱过程中的乳状液类型转变

为分析新疆油田部分采油井二元复合驱油中出现高黏度(3000 m Pa·s)油包水型乳状液现象的原因,室内模拟化学驱中表面活性剂/聚合物二元复合体系与原油的乳化过程,研究了矿化度、油水比、表面活性剂浓度和地层水稀释对乳状液类型的影响,建立了在岩心驱油过程中乳状液的转变模型。研究结果表明,当矿化度较低(100 mg/L Na Cl)时,乳状液主要为水包油型;随着矿化度的增大,水包油型乳状液的稳定性变差,当矿化度达到10 g/L时,乳状液开始向油包水型转变。油水比为1∶9和3∶7时,乳状液主要为水包油型;当油水比为5∶5、表面活性剂加量为500 mg/L时,乳状液为油包水型。随着地层水稀释比例的增加,乳状液由水包油型向油包水型转变。室内岩心驱油实验结果表明,随着二元体系的注入与推进,矿化度升高,表面活性剂浓度降低,油水比变大,导致乳状液产生了由水包油型向油包水型的转化。     

复合驱油过程中原油乳化聚并机理的探讨

使用显微、图象处理装置考察了复合驱油中原油乳化后的液滴聚并过程。结果表明：随着时间的变化,乳状液中小液滴的数量逐渐减少,在布朗运动过程中大小液滴相互靠拢、附着和聚并。油滴聚并方式与水滴相同,只是聚并速度较快。通过对实验结果的归纳和总结,提出了复合驱油中原油乳化后的液滴聚并机理。     

乳化程度对复合体系提高采收率的影响

针对化学驱过程中驱油剂在岩心内会与原油产生乳状液,并对采收率产生一定影响的现象,通过对一元、二元、三元体系进行界面张力测定、测量体系与模拟油配制的乳状液的粒径、分析乳状液稳定性及贝雷岩心驱油实验,考察了乳化程度对复合体系驱油效果的影响.实验结果表明,三元体系与模拟油形成的乳状液平均粒径最小、稳定性最好、化学驱采收率最高...     

聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在超长岩心中运移规律

为了获得聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在油层中真实的运移规律,采用J油田油砂建立15 m超长岩心物理驱油实验模型,利用现场在用聚合物3640(丙烯酰胺、丙烯酸共聚物,相对分子质量2000万,水解度20%,浓度1200 mg/L)和表面活性剂HDS(由α-烯烃磺酸盐与APG等表面活性剂按比例复配而成,浓度2000 mg/L)配制二元复合驱体系和聚合物体系,在油藏温度57℃条件下研究了二元复合体系和聚合物驱油体系的运移情况。研究结果表明:两种体系中聚合物浓度和黏度均随着运移距离的增大而降低,聚合物溶液的黏度损失程度比浓度更严重。二元复合驱与聚合物驱相比注入压力低,采收率提高4.94%,较低的界面张力(10~(-2)m N/m数量级)仅可维持约1/2井距的距离,最终界面张力值与聚合物溶液相近。二元复合体系与原油在岩心内可形成稳定的乳状液,随着运移距离增大,表面活性剂的吸附损失会导致乳状液发生破乳、聚并。     

两亲聚合物驱油剂对渤海油田采出液处理的影响

针对两亲聚合物驱油剂,研究了两亲聚合物对渤海油田原油乳状液和生产污水稳定性影响的规律性,探讨了两亲聚合物的结构和界面性能对采出液处理效果的影响。实验结果表明：①两亲聚合物对原油乳状液和污水体系的稳定性有明显影响;②随着聚合物浓度的升高,原油乳状液中的分散相水珠的直径明显变小,破乳难度增大,污水体系中的分散相油珠聚并的难度明显增加,且易形成水包油型乳状液;③两亲聚合物具有一定的界面活性,对采出液具有一定的乳化作用。     

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。     

ASP驱油体系各组分对原油乳状液稳定性的影响

研究ASP驱油体系各组分对原油乳状液的影响，有助于改善ASP驱油体系，进一步提高驱油效率。以NaOH为碱组奇，聚乙二．醇辛基苯基醚、石油磺酸盐为表面活性剂组分，部分水解聚丙烯酰胺为聚合物组分，考察了ASP驱油体系中的碱、表面活性剂和聚合物以及无机盐等对原油乳状液稳定性的影响。实验结果表明：对于实验原油，NaOH的质量分数为0.40％，石油磺酸盐的质量分数为0．02％，部分水解聚丙烯酰胺的质量分数为0．03％时，原油乳状液的稳定性较好。针对不同特性的原油，可按照ASP驱油体系各组分对原油乳状液稳定性的影响规律来调整各组分的比例，从而达到最佳的驱油效果。     

乳化作用对弱碱三元复合驱增油效果的影响

近年来,石油科技工作者加强了三元复合驱驱油机理和提高驱油效果措施研究,认为乳化作用是提高复合驱增油效果的主要机理之一.依据矿场技术需求,以大庆油田A区弱碱三元复合驱矿场试验油井采出液和开采曲线为研究对象,开展了乳化作用对弱碱三元复合驱增油效果影响研究.结果表明:弱碱三元复合体系中表面活性剂可与原油发生乳化作用,生成油水乳状液,乳状液在岩心多孔介质中运移所产生的"贾敏效应"导致渗流阻力增加,提高注入压力,扩大波及体积效果变好,乳化作用还会引起采出液剩余压力即流压减小;采出液含水率对乳化类型影响较大,W/O型乳状液向O/W型乳状液转型的临界含水率在60％左右;采出液油水相中都溶解了部分表面活性剂,原油中表面活性剂能够增强乳化作用和提高乳状液稳定性.对矿场生产数据分析表明,储层内油水乳化作用愈强,乳状液稳定性愈好,弱碱三元复合驱增油降水效果愈好.     

复合驱油体系乳化特征的影响因素研究

通过室内实验,研究了单一碱、单一表面活性剂及复合驱体系与原油间的乳化现象,及影响乳状液的类型、稳定性的因素。结果表明,0.2%BES+0.1%SLPS+Na₂CO₃复合驱体系中,Na₂CO₃加量为0.5%时,乳状液粘度较低,形成 O/W 型乳状液;并且,在此 O/W 型乳状液中加入聚合物 HPAM 后,乳状液稳定性大大增加。     

强碱三元驱油剂及结垢颗粒对乳状液稳定性的影响

针对强碱三元复合驱采出液乳化严重的问题,通过室内模拟方法对比研究了强碱三元驱油剂及结垢颗粒对乳状液稳定性的影响,并基于稳态浓相体积增比、油相含水率和水相含油量对数据进行了分析。结果表明:三元体系中NaOH质量分数从0.8%增加到1.2%,乳状液的稳定性降低,油滴的聚并速率常数增加、稳态浓相体积增比降低、油相含水率和水相含油量均降低;三元体系中表面活性剂质量分数从0.1%增加到0.4%,稳态浓相体积增比增加了2倍;增大三元体系溶液黏度,乳状液的稳定性提高;在三元体系中,SiO_2和FeS结垢颗粒质量浓度增加会促进乳状液的稳定性,而增加CaCO_3结垢颗粒的质量浓度会降低乳状液的稳定性。研究成果可以根据采出液中化学剂和结垢颗粒的质量浓度高低识别采出液乳状液稳定性,并采取有效的治理措施。     

用乳状液稳定性实验考察化学驱中油滴聚并

用乳状液稳定性实验考察了碱－表面活性剂－聚合物三元复合化学驱中油滴聚并规律。结果表明,乳状液中油滴上浮、絮集、聚并过程受水相组成变化的影响较大。原油中石油酸与碱的反应和碱的强弱、浓度有关。高浓度强碱体系油水混合后易形成Ｗ／Ｏ型乳状液,低浓度弱碱体系油水混合后易形成Ｏ／Ｗ型乳状液。     

含固体颗粒二元复合驱原油乳状液破乳研究

为了有效处理含固体颗粒的聚合物/表面活性剂二元复合驱原油乳状液油水分离困难的问题,采用界面张力仪和全功能稳定性分析仪考察了硅藻土、破乳剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和石油磺酸盐表面活性剂对胜利海上原油二元复合驱采出液稳定性和油水界面性质的影响。结果表明,非离子破乳剂ECY-05和有机硅破乳剂589按质量比4∶1组成的复配破乳剂FP的破乳效果良好,随着FP加量增大,乳状液稳定性降低,油水界面张力减小,脱水率增加,FP加量为200 mg/L时,含固原油乳状液60 min脱水率为88%;随着HPAM、表面活性剂和硅藻土含量的增加,乳状液稳定性增加,脱水率降低;油水界面张力随着硅藻土加量的增大而增大,随表面活性剂浓度的增大而减小,HPAM对油水界面张力影响较小,三者的协同作用使得脱水率降低。     

二元复合驱体系性能及微观驱油机理研究

无碱表面活性剂加聚合物的二元复合驱油体系能与原油形成超低界面张力,相对于三元复合驱来说,配方中去掉了碱,可以最大限度发挥聚合物的粘弹性,减弱腐蚀、结垢现象。研究了无碱表面活性剂理化性能,在试验区油水条件下,对其进行了配伍性、稳定性、抗剪切性、乳化性、流变性、粘弹性等方面的评价,同时从微观进行了提高采收率驱油机理研究,为二元复合驱体系大规模矿场试验提供依据。二元复合驱室内驱油实验提高采收率13个百分点。     

碱对复合驱油体系与原油乳化作用的影响

碱、表面活性剂和聚合物组成的ASP复合体系中,加入的碱一方面能够使ASP复合体系与低酸值原油之间的界面张力降至很低水平,同时对乳化也起到重要作用,而碱的类型和加量直接影响该体系和原油形成界面张力的数量级及油水的乳化程度,因此系统分析了碱对乳状液形成及其稳定性的影响规律,有助于探讨碱在三元复合体系乳化过程中的作用机理。采用自行建立的乳化程度评价指标,对比了不同碱加量下的乳化程度,并采用析水率曲线评价了乳状液的稳定性。结果表明,随着碱含量的增加乳化程度增强,说明低界面张力有利于乳状液的形成;同时NaOH的质量分数在0.1%～0.3%时,复合体系与大庆油田原油形成的乳状液最稳定。      

两种石油酸对二元驱油体系关键性能的影响*

为明确原油中石油酸对复合驱油体系界面张力和乳化性能的作用规律,以复合驱试验区原油为原料分离出两种石油酸和除酸油,分析了两种石油酸的结构和碳数分布,研究了其对二元驱油体系动态界面张力和乳状液稳定性的影响。结果表明,1#石油酸和2#石油酸的相对分子质量分别为242和312,其碳数分布分别为10～15和10～25。700 mg/L的2#石油酸可使油水平衡界面张力(IFT_(eq))降为0.021 mN/m,而同浓度的1#石油酸仅能使IFT_(eq)降为0.095 mN/m。混合酸对降低界面张力有正向协同作用,两种石油酸复配可使二元驱油体系的油水界面张力达到超低。含酸体系的乳液稳定性与油水动态界面张力相关联,含2#石油酸的油水乳状液体系的IFTeq较低,乳液的最终稳定性较高。通过对二元驱油体系性能与原料物性参数的分析,指出可以提高原料油石油酸含量来合成二元驱用磺酸盐,以增加二元驱油体系的乳化性能,获得较好的降低油水界面张力效果。图9表3参12     

复合驱油过程中原渍乳化聚并机理的探讨

使用显微、图象处理装置考察了复合驱油中原油乳化后的液滴聚并过程。结果表明：随着时间的变化，乳状中小液滴的数量逐渐减少，在布郎运动过程中大小液滴相互靠扰、附 聚并。油滴聚并方式与水滴相同只是聚并速度较快通过对实验结果的归纳和总结，提出了复合驱 油中原油乳化后的液滴聚并机理。