表面活性剂在油气田开发中的作用机制与应用

表面活性剂凭借其具有亲油基和亲水基的特殊结构,能够吸附在油气水三相界面,达到改变润湿和降低界面张力的作用,这一性质被广泛应用在油气田开发的各个领域。本文综述了钻井完井表面活性剂、注水开发表面活性剂以及复配表面活性剂在不同场景下的相关机制及其应用的研究进展、目前存在的问题与发展趋势,并总结表面活性剂相关机制的应用实例,为扩展表面活性剂在未来油田开发领域中的应用提供一定的参考。     

表面活性剂在油田污水处理中的应用及研究进展

表面活性剂种类较多,并且在油田应用十分广泛,比如钻井过程中的起泡剂、乳化剂,采油用的驱油剂、降粘剂,油气集输用破乳剂、消泡剂等。此外在油田污水处理方面表面活性剂也发挥了重要作用。随着国内油田的开采,油田采出水经深度处理后才能排放或回注。因此,大力发展水处理剂对环境保护和节约水资源有着重要作用。分别总结了阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂在缓蚀、絮凝、阻垢、杀菌以及超滤作用等油田水处理方面的应用及最新进展,同时还指出了开发"一剂多效"、性能优异、绿色无污染、价格低廉的表面活性剂仍是今后表面活性剂在水处理方面的发展方向。     

表面活性剂在油田中的应用及展望

表面活性剂对于油田开发有着举足轻重的地位,其种类繁多,在油田各个方面应用十分广泛。基于石油生产,本文系统介绍了表面活性剂在钻井、采油及集输三个方面的主要应用,及相应的作用原理,并对未来表面活性剂的研究发展进行归纳展望,为我国对于表面活性剂的创新研究提供理论基础及新的思路。     

我国油田泡沫流体应用综述

本文论述了我国油田泡沫流体应用技术的发展及其在油田开发中的应用,总结阐述了泡沫流体在钻井、完井和采油方面的作用及效益,指明了有关的工艺方法和油田泡沫流体应用技术的发展方向。     

油田用于CO2起泡的表面活性剂的研究现状

介绍了油田用CO_2泡沫的发展过程,以及对用作起泡剂的表面活性剂的要求。重点介绍了国内外CO_2泡沫用表面活性剂的发展现状,现场用于CO_2泡沫的水溶性表面活性剂的种类,用于CO_2泡沫的溶于CO_2的表面活性剂的研究现状,并总结了CO_2泡沫在现场的应用情况。     

表面活性剂在泡沫浮选分离中的应用

泡沫浮选分离技术是近几十年发展较快的分离技术之一。基于表面活性剂的泡沫浮选分离技术具有分离和浓缩功能，并以界面吸附为基础。本文通过对分离机理及影响因素的分析，探讨了表面活性剂在泡沫浮选分离中的重要作用，简述了表面活性剂在泡沫浮选分离中的应用前景。     

泡沫稳定性

随着泡沫在油田开发中的广泛应用,泡沫稳定性问题受到了越来越大的关注。本文通过对图内外文献的综述,系统地归纳了泡沫稳定的机理,对表面活性剂的结构与泡沫稳定性的关系作了理论探讨,提出了几个研究方向。     

生物表面活性剂提高采收率的研究进展

生物表面活性剂在开发低渗透油田、稠油油田方面相比于其他合成表面活性剂具有较大的优势。本文从生物表面活性剂的分类介绍出发,阐述了生物表面活性剂驱油机理,介绍了生物表面活性剂在油田的现场应用方法——地面法和地下法,并比较了两种方法的优势及不足;通过分析生物表面活性剂在稠油油田和低渗透油田的现场应用实例,提出生物表面活性剂在改善开发状况较差油田的驱油效果方面具有较大的优越性;并总结了利用生物表面活性剂提高采收率的优势和缺陷,提出一些相应的建议。     

油田智能流体

泡沫为气体在液相中的一种分散状态,依靠表面活性剂保持其稳定性。这种复杂的流体在油藏的勘探开发过程中起着非常重要的作用。本文从泡沫固相载容能力、降低流体密度和流度等物理性质入手,深入分析目前钻井、酸化压裂、提高采收率等方面的泡沫应用情况,并提出目前对泡沫认识的不足。目前对泡沫的形成机理、在多孔介质中的吸附量等尚不清楚。为取得进一步认识,研究了泡沫在多孔介质中的聚集与分散、可视模型中的流动行为、酸化和堵水过程中的流动特征等内容,从实验的角度分析了泡沫的形成过程,并提出了泡沫稳定性的影响因素。基于以上研究作者提出泡沫是一种智能流体,在油田开发过程中具有广阔的应用前景。     

C02泡沫调剖实验研究

CO2驱油在很多油田得到了应用,但其气窜、波及系数低、采出程度不高是亟待解决的问题。泡沫调剖应用的关键是选择性能优良的起泡剂,文章基于草舍油田特点及表面活性剂对比试验,选择表面活性剂YFP-2作为起泡剂。封堵实验结果表明,阻力因子大于2.4,产生的泡沫足够稳定,能有效地起到封堵作用;残余阻力因子大于1.64,表明经过泡沫流甚至经过后续水驱的岩心中仍然保持一定的流动阻力,具有使流动介质转向的能力。因此YFP-2可用于草舍油田CO2泡沫调剖。     

稠油热采氮气泡沫调剖研究与应用

氮气泡沫热力驱是一种新的提高稠油油田采收率的方法。利用油田现场提供的起泡剂和原油等资料,从室内实验和现场应用两个方面,研究了氮气泡沫调剖在稠油热采中提高采收率的机理,并通过实验对泡沫剂进行优选和评价。驱替实验表明,最终驱油效率可达81．44％,比水驱提高了34．3％,残余油饱和度达到11．14％。同时,进行了氮气泡沫调剖的矿场设计和应用效果分析,现场应用表明,氮气泡沫调剖能较大幅度降低油田含水,提高采收率。     

渤海油田氮气泡沫段塞调驱研究与应用

结合渤海油田开采现状及海上作业条件要求,提出了氮气泡沫段塞调驱措施实现对老油田的挖潜控水。氮气泡沫段塞驱油实验结果表明,在总注入量相同条件下,段塞式注入泡沫好于连续注入方式,且3个泡沫段塞好于2个泡沫段塞的调驱效果,其中"连续注入泡沫"方案相比水驱提高采收率为19.7%,"2个泡沫段塞"方案提高23.5%,"3个泡沫段塞"方案提高31.7%;矿场应用表明,泡沫段塞式注入可以取得很好的降水增油效率,实验井组共计13口油井,其中12口逐步见效,见效率高达92.3%,平均日增油50 m3左右,累增油14 703 m3,展现了氮气泡沫段塞调驱的技术应用潜力。     

自生气耐温冻胶泡沫调驱体系研制与性能评价

针对强非均质油藏和大孔道稠油油藏提高采收率的需要,开展了自生气耐温冻胶泡沫调驱技术研究.冻胶泡沫是由起泡剂、聚合物和交联剂的溶液在气体作用下发泡形成的.它是以冻胶为外相的泡沫,比以水为外相的普通泡沫稳定性好.通过Ross发泡仪测定冻胶泡沫体系各组分对起泡和稳泡性能的影响,进行耐温性能评价,确.定了自生气耐温冻胶泡沫复合交联体系配方,即0.2%起泡剂AOS+0.1%复合交联体系+3 500 mg/L聚丙烯酰胺+3.45%亚硝酸钠+2.7%氯化铵+0.1%催化剂+0.1%热稳定剂.封堵实验结果表明,该体系在150 ℃下具有很好的选择性封堵能力和耐冲刷能力;并联岩心调驱实验结果表明,该体系具有明显的提高采收率效果,提高采收率为4.68%～47.73%.     

CO2泡沫提高原油采收率研究

CO2地下埋存起到减排作用,还能提高原油采收率。综述了CO2驱技术和泡沫驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了CO2驱油机理和CO2泡沫驱油机理CO2泡沫驱集中了CO2驱和泡沫驱的双重优点,在提高原油采收率和CO2地下埋存方面有着巨大的应用前景：     

水平井泡沫流体冲砂洗井技术研究

针对漏失井使用水基冲砂洗井液不返液或漏失量大的问题，不用添加任何化学堵漏剂，使用低密度泡沫流体冲砂洗井，可有效地减轻低压井中冲砂液的漏失。为此，以流体力学为基础，建立了水平井泡沫流体冲砂洗井的数学模型，给出了边界条件和限制条件，并编制了相应的参数设计程序。通过对水平井泡沫流体冲砂洗井过程的模拟，得到了泡沫流体密度、泡沫质量、压力、泡沫流速在井筒内的分布，以及环空回压与注入压力、井底压力、泡沫流量等参数的关系。现场应用表明，泡沫流体冲砂洗井有效地防止了冲砂液漏失，并且作业后能够迅速恢复生产，延长了平均检泵周期，是清除低压油气井井底出砂的一项有效的技术措施。     

塔河高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术

针对塔河高温高盐油藏强非均质性储层提高采收率的需求,开展了高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术研究。采用Ross-Miles 法和GSC 强度代码法,优选了耐温抗盐起泡剂和冻胶稳泡体系,进而确定了强度可调的冻胶泡沫调驱体系,配方为0.4%~0.5%HTSP 聚合物+0.09%~0.16%RELMNE 交联剂+0.2%~0.3%HTS-1 起泡剂,泡沫综合值是普通泡沫的2 倍以上。通过物理模拟实验评价了冻胶泡沫体系的地层适应性和提高采收率性能。实验结果表明,冻胶泡沫对地层有较好的选择适应性, 在0.6~3.3 μm2 范围内,随着渗透率的增加,残余阻力系数增大,剖面改善效果明显。相比于普通泡沫、单纯气驱和水驱,冻胶泡沫技术能有效启动低渗油层,提高采收率幅度达到26.93%,是普通泡沫的2.3 倍,是注气调驱的6.2 倍,且比普通水驱最终采收率提高14.17%,具有广阔的应用前景,为塔河高温高盐油藏进一步提高采收提供了新方法。     

氮气泡沫液洗井工艺在SZ36—1油田修井中的应用及评价

对氮气泡沫液洗井工艺在渤海SZ36-1油田修井中的应用实践进行了总结。与地层水洗井方式相比,用氮气泡沫液洗井可显著减少地层漏失、缩短洗井时间。氮气泡沫液洗井工艺在油层保护方面具有明显的优越性和良好的应用前景。氮气泡沫液洗井会增大海管压力,这是氮气泡沫液洗井工艺推广应用中需要探索、解决的问题,应开展通过增加泡沫液稳定性缓解或降低泡沫液对海管的影响方面的研究。氮气泡沫液洗井工艺在SZ36-1油田修井中的应用只是一次初步的实践,在此基础上,还应加强氮气泡沫液对管壁的清洗效果及对油气层的伤害、氮气泡沫液的携砂能力、氮气泡沫液的防漏失性能和在海上油田应用工艺流程优化等方面的研究。     

多元泡沫复合驱宏观渗流机理的三维物理模拟研究

利用"高温高压复杂驱动体系三维物理模拟系统"进行了多元泡沫复合驱提高原油采收率宏观渗流机理的三维物理模拟研究.利用模型上布置的差压传感器和饱和度测量探针,测量了泡沫复合驱的开采效果、压力场和饱和度场,研究了泡沫复合驱提高波及效率与驱油效率的宏观渗流机理.泡沫驱提高采收率的机理是通过贾敏效应改善驱替液的波及体积和洗油效率,泡沫驱能够提高地层的整体压力,在井附近出现显著的压力降漏斗.主对角线两侧的剩余油在注泡沫以后,获得明显的动用,在油藏内形成一个从主流线向两侧扩展的油墙.采收率增值对应着泡沫液突破点,且在泡沫液突破之后有相对较长的低含水生产阶段.     

河南稠油水驱油藏氮气泡沫调驱体系的研究及应用

河南油田稠油水驱油藏具有"浅、薄、稠"的特点,油层连通性较好,非均质性强,经过20多年的注水开发,含水上升快,为提高采收率开展了氮气泡沫调驱技术研究。通过配方实验和物模实验,研制了适合河南油田稠油水驱油藏地层条件的强化泡沫驱油体系,通过合注分采情况下对10倍和20倍级差岩心驱油实验,采出程度提高了30.2%和24.7%,证实复合泡沫调驱体系具有较好的调剖、驱油效果。研制的氮气泡沫调驱体系在古城和王集油田进行了3口井的矿场试验,见到了明显的增油降水效果。     

我国油田用泡沫流体综述

介绍了几种常用起泡剂的评选方法及有效的泡沫配方。对近几年来我国油田在钻井、完井和采油方面应用泡沫流体的情况作了综述。推荐了几种经实践证实有效的工艺方法,并认为泡沫流体在低压、漏失及水敏性地层的保护油层和油气井增产措施中有着广泛的应用前景。