三元复合驱采出水中油珠的稳定性与破乳脱稳

三元复合驱采出水中含有化学剂,表面活性剂降低了界面张力和Zeta电位,增大了油珠的界面弹性,聚合物使采出水黏度增高,增大了负电荷密度和界面弹性,低浓度的碱能增大油珠负电荷密度和油水界面弹性,但高浓度的碱却有相反的作用.化学剂的协同作用使采出水中油珠的稳定性增强,三元复合驱采出水比水驱污水难于处理.研究表明,破乳是处理三元复合驱采出水的一种有效方法.     

聚合物表面活性剂在强碱复合驱体系中的应用

为探索聚合物表面活性剂(简称“聚表剂”)在强碱复合驱油体系中应用的可行性,系统考察了“聚表剂”与表面活性剂的配伍性、黏浓特点、乳化性能及驱油效果,并与“超高分”水解聚丙烯酰胺(简称“超高分”HPAM)三元体系进行了对比.实验结果表明:“聚表剂”三元体系的黏度及其与原油之间的界面张力,随“聚表剂”质量浓度的增加而增加;当“聚表剂”的质量浓度增至1 g/L时,“聚表剂”三元体系的黏度明显高于“超高分”HPAM三元体系,而“聚表剂”三元体系与原油之间的界面张力已无法达到10-3m N/m;相同黏度及界面张力量级条件下,“聚表剂”三元体系的乳化性能和驱油效果明显强于“超高分”HPAM三元体系.     

弱碱ASP在Ⅲ类油层中长距离运移的采收率效果评价

为了评价弱碱三元复合驱(ASP)在Ⅲ类油层长距离运移过程中提高采收率效果及影响因素,采用自主设计制造的30 m填砂长管物理模型进行弱碱三元复合体系驱油实验,对实验的驱油动态、黏度变化、界面张力变化、残余油分布规律进行研究。结果表明:在平均渗透率为105.94×10~(-3 )μm~2的Ⅲ类油层中的填砂物理模型中,弱碱三元复合驱能有效地注入到地层中,提高采收率幅度比水驱采收率高17.06%;黏度在近井地带提高采收率效果最好;弱碱三元复合体系的超低界面张力在地层中仅仅维持8.9 m;地层近井地带残余油较少,残余油在地层中深部区域大量聚集,这与弱碱三元复合体系在地层的黏度和界面张力变化有关。     

弱碱三元复合驱过程中黏度和界面张力变化规律实验研究

"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合驱油技术以其良好的增油效果而受到石油科技工作者的广泛重视,但驱油剂价格高和在油藏内损失量大一直制约着该项技术的大规模推广应用。为了解三元复合驱过程中驱油剂黏度和界面张力变化特征,以相似理论为指导,利用现代物理模拟技术和仪器检测方法,开展了三元复合驱过程中驱油剂黏度和界面张力变化及其影响因素研究。结果表明,随着注入量或PV数的增加,油藏内各处三元复合体系黏度增大、界面张力值降低。在注入PV数相同条件下,距注入井愈近,三元复合体系黏度愈大、界面张力愈低。因滞留和稀释作用的影响,三元复合体系在油藏内运移过程中黏度和界面张力分别呈现不断降低和升高趋势。     

复合驱体系化学剂静态损失评价方法研究

化学剂的损失程度直接影响化学段塞的使用效率。仅考察经油砂吸附后的化学剂损失,不能全面反映驱替过程中的化学剂静态损失程度。为此系统考察了三元复合驱体系经油砂和油相吸附后,表面活性剂质量分数和组成、NaOH质量分数及三元体系与原油间界面张力的变化。三元复合驱组成为:HPAM1.5g/L,表面活性剂上限质量分数0.3%,NaOH上限质量分数1.2%。实验结果表明,经油砂7次吸附后,表面活性剂质量分数从0.28%降至0.02%;NaOH质量分数从1.10%降至0.71%;三元体系经油砂5次吸附后,与原油间的界面张力已无法降至10^-3mN/m数量级。经油砂吸附后的三元体系与油相作用后,表面活性剂质量分数降低,最大降幅达50%,表面活性剂分子量明显升高;而NaOH质量分数降幅较小,最大降幅仅为15.22%;经油砂3次吸附后的三元体系与油相作用后,与原油间的界面张力已无法降至10^-3mN/m数量级。建议将油砂吸附与油相充分作用相结合,综合评价驱替液的化学剂静态损失程度。     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

克拉玛依油田石油磺酸盐型二元驱的性能评价

以稠油减二线馏分为原料油合成了石油磺酸盐(PS)产品;以PS为表面活性剂、聚丙烯酰胺(PAM)为增黏剂、污水为溶剂配制了二元驱-原油和三元驱-原油体系,并评价了体系的性能。实验结果表明,原油放置时间越长,二元驱-原油界面张力越易在短时间内达到超低值(10-2mN/m);二元驱-原油瞬间界面张力随PS含量的增加而降低;二元驱的特性黏度和二元驱-原油瞬间表面张力随PAM含量的增加而增大,但平衡界面张力基本一致;当PAM含量相同时,二元驱的特性黏度比三元驱高40%～50%,这有利于提高波及系数,但碱的存在使三元驱-原油比二元驱-原油界面张力低一个数量级;界面张力小于超低值时,二元驱所需的原料油相对分子质量范围更窄、所需酸值(KOH)为7.5～17.5 mg/g,三元驱所需的原油酸值(KOH)必须大于11.05 mg/g。     

三元复合体系驱油性能的动态变化及其对 采收率的影响

三元复合体系渗流过程中,聚合物的剪切降解和表面活性剂的吸附、滞留等导致体系驱油性能动态变化,影响其到达油藏深部的实际驱油能力。为了探讨驱油过程中复合体系性能的变化及其对复合驱采收率的影响,考察了渗流速度和运移距离对三元复合体系黏度的影响及体系油水界面张力在运移方向上的动态分布特征,研究了复合体系性能变化对采收率的影响。结果表明,渗流速度和运移距离对三元复合体系黏度和油水界面张力的影响较大。随渗流速度的增大复合体系黏度显著降低,渗流速度大于10 m/d时体系黏度变化较小;复合体系的剪切降解主要发生在注入端或近井地带,到达模型或油藏深部后运移距离的增大不会造成体系黏度的显著降低;复合体系界面张力随运移距离的增大显著升高,注入量较小时仅能在注入端或近井地带形成超低界面张力,注入量达到3.0 PV时可在填砂模型深部形成超低界面张力;渗流过程中复合体系界面张力对体系驱油能力的影响较黏度的影响更为显著,使复合体系达到油藏深部后仍保持超低界面张力是复合驱提高采收率的关键之一。     

大庆油田二元、三元复合驱油体系的研究

根据提高石油采收率的需要,筛选确定了适合于大庆油田的驱油用表面活性剂,通过考察表面活性剂浓度、牺牲剂浓度、聚合物浓度等对驱油体系界面活性及黏度的影响,得到了适合大庆油田的SP二元、ASP三元驱油体系,对该二元和三元体系的驱油性能进行了研究.实验结果表明:SP二元体系、ASP三元体系与原油间的界面张力均随表面活性剂浓度的增加先降低后缓慢上升,且都可达到10-3级超低界面张力;磷酸钠浓度在0g/L～6 g/L之间变化时,随着浓度的增加,体系黏度略有下降,油水问界面张力先下降后上升.且在浓度2 g/L时最低;随聚合物溶液浓度增加,体系黏度均增大,在相同聚合物浓度下,SP二元体系黏度明显高于ASP三元体系.驱油实验结果表明,所选择的十种驱油体系中二元体系的驱油效果好于三元体系,弱碱三元体系的驱油效果好于强碱三元体系;加入牺牲剂的驱油体系的驱油效果与不加牺牲剂相差不多,但可以降低活性剂用量30%～50%.现场试验结果表明应用二元体系驱油的采出井检泵周期明显高于三元采出井检泵周期,节约了作业成本.     

无碱三元乳化驱油体系

三元复合驱是进一步大幅度提高原油采收率的重要方法之一，目前已进入工业化推广阶段，但仍存在注采系统结垢及生产维护成本较高等问题。根据大庆油田三元复合驱的强碱、弱碱和无碱化战略部署，用氯化钠代替碳酸钠研发出无碱三元体系，但其乳化能力弱，采收率提高值比弱碱三元体系低2%～3%。为提高无碱三元体系的乳化性能，提升驱油效果，以无碱三元体系为基础，采用E表面活性剂与石油磺酸盐复配，研发出大庆油田无碱三元乳化驱油体系。体系不添加醇和助剂，且在表面活性剂质量分数较低(0.3%)时能够与大庆原油形成WinsorⅢ型中相微乳液。进一步研究表明，其增黏性、界面活性、黏度及界面张力稳定性、抗吸附性能与弱碱三元体系基本一致。驱油实验结果表明该体系具有注入能力强、色谱分离弱、乳化能力强的特点，可比水驱提高采收率41.12%,较弱碱三元体系增加提高采收率11.25%。根据室内研究结果，初步测算该体系吨油化学剂成本较弱碱三元体系下降42.90%。研发出的大庆油田无碱三元乳化驱油体系不仅实现了三元复合驱无碱化的目标，而且实现了从超低界面张力复合驱到低浓度中相微乳液驱的跨越，达到了大幅度提高采收率和降本增效的目的，具有广...     

大庆油田三元复合驱驱油效果影响因素实验研究

通过岩心物理模拟实验及微观驱油实验,分析了界面张力、三元体系粘度、乳化油滴产生及岩石润湿性对三元复合驱驱油效果的影响规律和影响机理。研究结果表明,油水间平衡、动态界面张力大幅度降低可有效提高三元复合驱驱油效率,进行三元复合驱时,油水界面张力须降到10^-3mN/m数量级;增加体系粘度能够扩大三元复合驱的波及体积,水油粘度比大于2是三元复合驱提高采收率幅度达到20%的必要条件;乳化的油滴产生是三元复合驱提高驱油效率的主要形式,油水界面张力越低、驱替体系粘度越大,乳化油滴的产生能力越强,驱油效果越好;三元复合驱能够驱替亲油岩石表面的油膜,促进岩心润湿性由亲油向亲水转化。     

三元复合驱的驱油特征研究

大量室内研究和矿场试验结果表明,在高效的表活剂条件下,三元复合驱是一种非常有效的三次采 油方法,具有良好的应用前景。文中应用数值模拟技术并结合室内研究,给出了三元复合体系不同界面张 力和粘度比条件下,在非均质油层中的驱油特征。分析结果表明,三元复合驱与聚合物驱相比,对油层非 均质性有更大的适用范围;对于非均质油层的三元复合驱,采用增加体系的粘度和降低体系的界面张力的 方式都能获得较好的提高采收率效果,但高粘度是获得好的提高采收率的关键;采取分层注入的方式,或 者在三元复合驱后对高渗透层进行封堵,能更有效地采出中、低渗透层的剩余油,进一步提高采收率。本 项研究对认识三元复合驱的驱油机理和编制调整矿场试验方案提供了重要依据。     

大庆油田三元复合驱中岩石润湿性的变化

通过室内模拟实验,研究了在三元复合驱中大庆油田岩石润湿性的变化规律,分析了润湿性的变化机理。结果表明,三元复合驱后,岩石润湿性发生变化,总的趋势是岩石润湿性向亲水方向转化,其转化幅度与三元复合体系中化学剂浓度有关。三元复合驱中岩石润 性的变化主要是因为化学剂与地层中二价阳离子、岩石矿物相互作用,改变岩石的表面性 及碱对吸附在岩石表面的刚性油膜的溶解,使各相之间的界面张力发生变化。     

界面特性表征驱油剂对采出液稳定性的影响

针对三元复合驱不同驱油剂对采出液稳定性的影响问题,通过室内破乳脱水实验及油水界面张力、zeta电位、黏度等参数,研究了不同驱油剂对三元复合驱采出乳状液稳定性的影响。结果表明:单一的碱和表面活性剂能够降低油水界面张力、增加zeta电位,从而减少脱水率、增强稳定性;聚合物则主要是增加zeta电位和体系黏度从而脱水率减少,稳定性增强;当多种驱油剂共同存在时乳状液成分复杂,乳化严重,乳状液更加稳定。因此可通过界面特性参数找出三元复合驱驱油剂对采出液稳定性的影响变化规律,为油田现场提供合理的驱油药剂。     

驱替体系的主要性质对驱油效率的影响

为了深入研究粘弹性、粘度和界面张力等性质对驱油效率的影响,采用系列驱替体系进行了大量的物理模拟实验。与前人研究方法不同,实验中将表面活性剂和碱的质量分数分别固定为0.3%和1.2%,通过调整烷基苯磺酸盐表面活性剂的组成配方,使三元复合体系具有不同的界面张力数量级,避免了化学剂质量分数变化引起的实验偏差。研究结果表明,在相同粘度下,三元复合体系的弹性小于聚合物溶液;与水驱相比,单独聚合物驱和表面活性剂—碱二元驱可分别提高采收率14.37%和7.05%;同时改变粘度和界面张力可提高采收率30.41%,证明两者的协同作用效果优于改变单因素时驱油效率的简单加和;粘度越高,降低界面张力对提高驱油效率的影响越大。因此,合理匹配粘度与界面张力之间的关系是提高驱油效率的有效途径。     

三元复合体系性能及其对驱油效率影响研究

研究了碱/表面活性剂/聚合物（ASP）三元复合体系黏度、界面张力、聚合物分子线团尺寸（D_h）、分子聚集态和驱油效率及其影响因素,并对提高采收率机理进行分析。结果表明,NaOH 质量分数由0 增至1.2% ,三元复合体系黏度由246.9 降至138.8 mPa·s、界面张力降低、D_h 由324.7 降至263.5 nm。表面活性剂质量分数由0 增至0.3% ,体系黏度由127.0 降至122.1 再增至138.8 mPa·s,界面张力降低,D_h 由139.7 增至263.5 nm。随固液质量比增加和吸附次数增多,三元复合体系界面张力升高。在碱/聚合物体系中,聚合物分子结构形态以“片状”为主,“网状”为辅;在重烷基苯石油磺酸盐/聚合物体系中,聚合物分子形态出现大面积的“珠状”结构,“ 网状”结构不明显;在ASP 体系中,聚合物分子呈现“网状- 片状”结构形态。驱油实验表明,与水驱相比,三元复合体系、聚合物溶液和碱/表面活性剂二元复合体系采收率增幅分别为14.8% 、12.2% 和4.8% 。随驱油剂黏度增加,化学驱采收率增大,但增幅逐渐减小。聚合物质量分数为0.12% 、0.18% 和0.25% 时,聚合物驱采收率增幅分别为12.2% 、15.8% 和18.7% ,三元复合体系驱采收率增幅分别为14.8% 、18.3% 和21.0% 。在聚合物加量相同的条件下,与聚合物溶液相比,三元复合体系采收率增幅高2.3% 数2.6% 。驱油剂扩大波及体积作用对采收率的贡献要大于提高洗油效率的贡献。     

驱油剂对弱碱三元采出液油水界面张力的影响

研究了碱、表面活性剂和聚合物对石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液油水界面张力的影响。实验结果表明,油水动态界面张力随表面活性剂和碱含量增大而降低;在表面活性剂和碱共同作用下,模拟三元复合驱采出液油水动态界面张力下降显著;加入聚合物会使油水动态界面张力升高,但与碱和表活剂相比,聚合物对油水动态界面张力的影响不大。     

新疆油田三元复合驱采出液乳化及破乳影响因素

为了明确新疆油田三元复合驱采出液的乳化和破乳机理,研究了采用驱油剂(弱碱Na_2CO_3、表面活性剂KPS和聚合物HPAM)和破乳剂室内配制的三元复合驱模拟乳液的乳化和破乳情况。结果表明,弱碱Na_2CO_3浓度对模拟乳液与原油间的界面张力影响最为明显,当Na_2CO_3、KPS和HPAM浓度均为400 mg/L时,油水界面张力从13.957 mN/m降至0.018 mN/m。表面活性剂KPS对模拟乳液的Zeta电位降低作用明显,当表面活性剂加量为600 mg/L时,乳液的Zeta电位从-31.5 mV降至-53.6 mV;聚合物HPAM对模拟乳液的黏度影响显著,而碱和表面活性剂对模拟乳液的黏度影响不明显。低的界面张力、强的负电性、高的乳化程度和大的水相黏度共同导致三元复合驱乳液稳定性增强。在三元复合驱乳液的破乳过程中,油水界面张力和Zeta电位均显著升高,且升高程度与破乳效果的好坏呈现正相关性。AR型破乳剂对新疆油田三元复合驱采出液的破乳效果最佳。     

弱碱三元复合驱采出液乳化特性研究

为确定弱碱三元驱采出液油水分离工艺及操作参数,进行了弱碱三元驱采出液乳化特性研究,利用电位仪、界面流变仪等仪器测定采出液乳化程度、双电层电位及界面张力。结果表明:弱碱三元采出液乳化状态复杂,呈现为多种乳状液共存状态;乳状液内相颗粒平均粒径为4.48-5.5μm,且界面膜厚度大;采出液带电离子的扩散双电层的Zeta电位均在-30~-50 m V之间;采出液界面张力一般在0.01~1 m N/m之间,弱碱三元复合驱采出液比强碱三元驱采出液处理难度小。     

砾岩油藏复合驱过程中化学剂的吸附滞留规律*

为研究砾岩油藏复合驱过程中化学剂在油藏运移过程中的吸附滞留规律,以不同液固比条件下研究复合驱油体系在砾岩油砂吸附后界面性能以及化学剂吸附损耗量。研究结果表明:不同固液比条件下,二元体系(0.2%KPS202+0.1%KYPAM2)/三元体系(0.3%KPS304+0.15%KYPAM1+1.2%碳酸钠)经过岩心砂4次吸附后界面张力未发生明显改变,平衡界面张力IFT_(120 min)均达到超低界面张力(10~(-3)mN/m)的指标要求;二元体系/三元体系经过岩心砂4次吸附后各化学剂含量均随着吸附次数增加而减少,随着岩心砂含量增加各化学剂浓度逐渐降低。化学剂浓度随吸附次数增加降低幅度大小排序为:ASP碱浓度ASP表面活性剂浓度SP表面活性剂浓度ASP聚合物浓度≈SP聚合物浓度。图4表2参11