复合体系与原油多次乳化过程中油水界面张力变化规律

为进一步了解三元复合驱驱油机理,深入研究复合驱油过程中原油与复合体系两相流体在地层中多次接触乳化过程中界面张力变化规律,在地层温度45℃条件下,开展了一系列不同含水率下强碱三元复合体系与大庆原油多次乳化实验。结果表明,复合体系与原油多次接触乳化后,具有较强地保持超低界面张力的能力;水相分别与上相油和原油间界面张力能够达到超低的乳化次数随含水增加而增加;乳化次数相同时,水相与原油间界面张力低于其与上相油间界面张力;随着乳化次数增加,三元体系与原油间最低界面张力值有先下降后升高的趋势;无论是与原油间界面张力还是与上相油间界面张力达到超低时的乳化次数二元体系都多于三元体系,说明复合驱注入段塞优化时可适当考虑二元体系。     

复合体系与原油多次乳化过程中油水界面张力变化规律

为进一步了解三元复合驱驱油机理,深入研究复合驱油过程中原油与复合体系两相流体在地层中多次接触乳化过程中界面张力变化规律,在地层温度45℃条件下,开展了一系列不同含水率下强碱三元复合体系与大庆原油多次乳化实验。结果表明,复合体系与原油多次接触乳化后,具有较强地保持超低界面张力的能力;水相分别与上相油和原油间界面张力能够达到超低的乳化次数随含水增加而增加;乳化次数相同时,水相与原油间界面张力低于其与上相油间界面张力;随着乳化次数增加,三元体系与原油间最低界面张力值有先下降后升高的趋势;无论是与原油间界面张力还是与上相油间界面张力达到超低时的乳化次数二元体系都多于三元体系,说明复合驱注入段塞优化时可适当考虑二元体系。     

温度对高含水原油含水率传感器检测精度影响的试验分析

介绍基于微波相移法的高含水原油含水率传感器的工作原理及其特点。通过试验分析了温度对油水混合物介电常数的影响规律。结果表明:随着温度的升高,呈乳化状态的油水混合物介电常数减小,导致出现含水率测量值低于实际值的现象,严重影响传感器的检测精度。     

高剪切流场和含水率对驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液油水分离特性的影响(二)

以大庆油田北一区二排区块现场三元复合驱采出液为介质,研究了采出液含水率和离心泵中的高剪切流场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分离特性的影响及其影响机制.驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液的最主要特征为含水率和驱油剂含量高,油水界面张力低,油水乳化程度高,在离心泵等高剪切湍流场内易发生二次乳化而油水分离难度显著增大.水包油(O/W)型三元复合驱采出液的油水分离难度随其含水率增大而增大.含水率大于等于93.7％的高表面活性剂含量石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液单位体积内的油滴数量少,油滴间发生相互碰撞和接触的机会少,加上油滴在Marangoni效应作用下聚并缓慢,其在上浮进入三相分离器和游离水脱除器油水界面下方的油珠聚集体之前难以充分聚并,粒径过小,使得油珠聚并后被圈闭在油连续相中的水滴粒径过小,所形成的油包水(W/O)型原油乳状液中含有大量直径小于4μm的细小水滴,这些细小的水滴受Brown运动影响严重,沉降和聚并困难,造成驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液脱水达标困难.离心泵对含水率小于60％的三元复合驱采出液总体上有显著的二次乳化作用,使其油水分离特性变差,而对含水率为77.3％的三元复合驱采出液的油水分离特性则没有显著的不利影响.离心泵对三元复合驱采出液的乳化机理为离心泵内存在高强度的湍流场,其中尺寸与分散相液滴相近的漩涡与液滴发生碰撞而使后者发生破裂,粒径变小,其影响程度随油水界面张力和分散相体积分数下降而增大.转油放水站外输液为含水率为60％～80％的O/W型乳状液时其后续脱水难度较低.     

油水两相流相含率的软测量方法

对垂直上升管中油水两相流流动测得的电导波动信号,从时频域内提取了11个反映油水两相流流动特性的特征量.频域内特征量提取采用了语音信号处理中的线性预测方法,时域内特征量提取采用了时间序列统计分析方法.将这些特征量作为人工神经网络的输入量,在总流量10～60 m³•d^-1及含水率51%～91%范围内,采用基于Levenbery-Marquardt算法的BP人工神经网络作为相含率预估模型,较好地实现了油水两相流含水率预测,为两相流相含率测量提供了一种新的软测量途径.     

配制条件对原油乳状液平衡表观粘度的影响研究

原油乳状液广泛存在于油田集输系统中,本文主要通过室内实验研究了配制条件下对W/O型含蜡原油乳状液平衡表观粘度的影响规律。研究表明:本文实验条件下,搅拌时间大于10 min后,其对W/O型含蜡原油乳状液流变特性影响不大;在较低含水率时,随着搅拌速率的增大,W/O型含蜡原油乳状液体系的稠度系数缓慢增加,流变行为指数缓慢减小,非牛顿性缓慢增强;较高含水率时,W/O型含蜡原油乳状液的非牛顿性增强幅度较大。     

高剪切流场和含水率对驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液油水分离特性的影响(一)

以大庆油田北一区二排区块现场三元复合驱采出液为介质,研究了采出液含水率和离心泵中的高剪切流场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分离特性的影响及其影响机制.驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液的最主要特征为含水率和驱油剂含量高,油水界面张力低,油水乳化程度高,在离心泵等高剪切湍流场内易发生二次乳化而油水分离难...     

锡14块特超稠油流变性实验研究

稠油流变性特征对稠油开采、数值模拟、集输工艺等均是有重要的参考作用,用旋转粘度法研究了中原油田锡14块原油的粘-温特性和流变特性。结果表明：温度越低,该区块稠油粘度对温度变化越敏感,原油的粘-温拐点为70℃,油藏温度下屈服值达到61.3 Pa,原油的牛顿流体转化温度在85～90℃以上;含乳化水30%左右时,在50～90℃温度范围内乳化水对原油粘度有较大影响。     

含水率对含蜡原油乳状液流变性影响研究

在原油开采、输送过程中,极易形成油水乳状液。乳状液的内部结构、流变特性复杂,与不含水原油存在显著的差异。研究乳状液的流变特性是管路设计、运行参数优化的依据。本文针对渤海某高蜡油田,使用流变仪,研究原油乳状液含水率、粘度、屈服值、反常点的关系。通过数据分析、拟合,获得乳状液粘度、屈服值、流变曲线随含水率的变化规律。     

输油管道水相内部沉积特性研究

输油管线油水两相流输送水相沉积区是腐蚀重灾区,掌握水相沉积规律对管线的腐蚀防护具有重要的指导作用。为研究不同状况下输油管线水相积液对管道腐蚀的影响规律,模拟了不同含水率、倾角、流速等因素下的流型分布状况,探讨了不同流速、倾角、含水量下两相流流型分布规律,明确了流速在0.3～1.3m/s、1%～10%时水相沉积状态,发现倾角在30°时,水相沉积比较严重;汇总了管道内部出现的油水两相均匀流区、油水分层区和逆流沉积区三种状态,建立了不同含水率下流速-倾角-沉积状况表。通过现场管道泄漏点分布验证,危险管段分布特征与模拟结果基本吻合。     

油水乳化液流变性研究进展

综述了油水乳化液流变性研究进展，介绍了目前国内外乳化液流变性的研究情况、乳化液的流变模式及乳化液流变性的评价方法。乳化液的剪切应力-剪切速率关系明显受油滴尺寸的影响，在含油量一定时，表观黏度随油滴尺寸的减小而增加。绝大多数乳化液在低剪切速度下(低于50s^-1)，呈现剪切变稀行为；在剪切速率超过1000s^-1时呈现牛顿行为。高含水原油的视黏度是温度、含水率以及剪切速率的函数。介绍了乳化液的3种流变模式，并给出了流变性评价方法实例。提出了油水乳化液流变性研究的发展方向。     

水平管内油水两相流流型转换特性

以高黏度的油和水为工质,在内径为25.7 mm,长52 m的水平不锈钢油水两相流实验环道内对油水两相流流型及其转换特性进行了实验研究.根据实验结果定义了不同流动条件下出现的流型,绘制了流型图.对影响油水两相管流流型转换的各种因素进行了综合分析,利用量纲分析的方法得出了流型转换的准则关系式,并提出了一个较为准确的有关油水两相管流中反相临界含水率的计算相关式.     

普通稠油的自乳化特性及对水驱效率的影响研究

以渤海油田某区块普通稠油为研究对象综合采用微观-介观-宏观实验结合物理模拟明确普通稠油自乳化内在主控因素及其对水驱效率的影响。开展原油自乳化的相态、相行为、界面性质研究,分离表征原油四组分,揭示油水自乳化的内在机制;借助低场核磁共振成像技术,量化普通稠油自乳化特性对水驱效率的影响。结果表明原油自乳化液粘度不可控,不能有效动用较低渗区孔隙原油,水驱效率整体偏低。     

油水两相间界面张力系数对胶凝原油单颗粒运动状态影响的数值模拟研究

利用相场法对胶凝原油单个颗粒的运动状态进行数值模拟,分析了不同油水两相间的界面张力系数对胶凝原油原油颗粒运动的影响。结果表明,油水两相间界面张力影响胶凝原油颗粒在运动中的形变,界面张力越大胶凝原油颗粒变形越不明显。胶凝原油颗粒的形变影响颗粒上各点的速度,形变越剧烈胶凝原油颗粒上点的速度变化幅度越大。模拟结果为进一步开展胶凝原油颗粒流动特性的研究奠定了理论基础。     

欢喜岭含水稠油流变特性实验研究

因稠油乳状液在生产和运输过程中带来的各种经济损失,所以其被称为石油行业内最为棘手的问题之一。采用RV2旋转流变仪对不同含水率下欢喜岭稠油表观粘度和流变特性进行测定。研究发现,影响稠油乳状液流变特性的因素为:温度、剪切速率和含水率;50℃为稠油乳状液的牛顿流体转化温度点;含水40%时乳状液发生转相,由油包水型乳状液转变为水包油型乳状液。稠油流变性的研究和牛顿流体转化温度点、转相点的测定对稠油管道输送、设计和改造有着重要意义。     

纳米SiO_2粒子填充聚苯乙烯悬浮体系的动态流变行为

采用经典的溶胶-凝胶(Sol-gel)法合成直径50 nm的二氧化硅(SiO2)粒子,通过"两相"模型对不同粒子体积分数(φ)的二氧化硅/聚苯乙烯(SiO2/PS)悬浮体系动态粘弹行为进行拟合,讨论温度与φ对频率依赖性动态流变的影响。研究发现,应变放大因子Af和"粒子相"特征模量Rf″(φ)均随φ增加而增大;Af几乎无温度依赖性,Rf″(φ)随温度升高而降低。该现象归因于温度升高加速了由扩散控制的SiO2团聚过程,导致纳米粒子比表面积减小,抑制了粒子网络的形成。研究表明,两相模型可很好地应用于SiO2/PS悬浮体系的动态流变行为。     

垂直上升管中油水两相流流型表征

在含水率 5 1%～ 91%、油水两相流总流量 10～ 6 0m³·d^-1范围内 ,对垂直上升油水两相流流动工况的电导波动信号进行了分形及混沌时间序列分析 .当含水率为 6 0 .5 %～ 91%时 ,所提取的分形维数及吸引子相关维分别在 1.0 0 6～ 1.6 31及 4.30～ 6 .77之间 ;当含水率为 5 1%或 5 1.5 %时 ,所提取的分形维数及吸引子相关维分别在 1.17～ 1.75 8及 5 .46～ 7.0 5之间 ,且分形维数及混沌吸引子相关维数随总流量呈不规则突变 ,并与复杂功率谱特征及流型图上的过渡流型相对应 ,表明了分形维数及混沌吸引子相关维数对油水两相流流型变化具有敏感的“指示器”特性     

溶CO2原油乳状液稳定性及界面特性研究

以原油W/O型乳状液为研究对象,利用高压乳状液分水率测定装置、高压流变仪、界面流变仪、显微镜,测试体系分水率随压力(0.5MPa～2.5MPa)的变化、溶气原油乳状液的粘温特性关系、油水界面张力及弹性模量变化、乳状液体系微观形貌,实验结果表明,影响原油乳状液体系破乳效率的主要因素在于油水界面膜强度,体系在溶气状态下较为稳定,不易在热沉降过程中脱出游离水相,其脱出的高含水乳状液相随压力的升高而减少,在较高含水率(40%)时溶CO_2原油乳状液不存在牛顿流体温度区,体相粘度随着温度、压力的上升而降低,初始时界面张力随着压力的升高而增大,稳定后不同压力下的界面张力值相同,界面弹性模量有随压力的升高而增大的趋势。     

三元复合驱乳化作用对提高采收率影响研究

通过系统的室内实验 ,研究了不同机械搅拌力、不同含水率条件下 ,表面活性剂、碱、聚合物组成的一元、三元溶液与原油的乳化能力、形成乳化液的类型、稳定性和相关性质 ,揭示了影响三元复合驱乳化的主要因素是油水比、化学剂类型及浓度、外力 ,且上述各种因素是综合起作用的。同时揭示了大庆油田三元复合驱矿场试验中井口采出液乳化产生的原因。乳化携带及乳化调剖等乳化作用是三元复合驱提高洗油效率、扩大波及体积的机理之一。通过室内物理模拟实验 ,得出三元复合驱原油乳化调整了层间、层内矛盾及三元复合驱原油乳化 ,在一定条件下有利于提高采收率的结论     

含水率与原油乳状液稳定性关系研究

从目前国内原油集输情况来看,由于我国各采油区块生产出的原油采出液大多为易凝高粘含蜡原油乳状液,因此油气水混输的集输方式已成为油田集输的主要输送方式。油水混合物在井口、机泵和节流阀等处受到高速剪切易形成乳状液。乳状液流变性非常依赖其形成的条件,并且由于分散相液滴的存在以及其与蜡晶的相互作用的两大因素影响,其流变特征比原油更加复杂。文章着重探讨含水率与原油乳状液稳定性关系。