纳米二氧化硅在三次采油中的应用研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅,对其进行了有机改性。将纳米二氧化硅、改性纳米二氧化硅分别与油田驱油中广泛应用的石油磺酸盐组成复合体系,采用TX-500界面张力仪测定了该复合体系降低油水界面张力的能力。研究结果表明:表面活性剂总浓度为1%时,石油磺酸盐、纳米二氧化硅-石油磺酸盐复合体系能使油水界面张力降低至0.01mN/m左右,改性纳米二氧化硅-石油磺酸盐复合体系能使油水界面张力降低至3.37×10^-3mN/m左右。改性纳米二氧化硅加入石油磺酸盐显著地降低了油水界面张力,从而提高了原油的采收率。     

一种新型生物油酯磺酸盐驱油剂的制备及性能

用发烟浓硫酸对油酯进行磺化,水解、中和后制成了磺酸盐驱油剂。最佳的反应条件为:油酯与发烟浓硫酸的体积比为7:1;反应温度为40℃;反应时间为4h。对产物用红外光谱和核磁共振1H谱进行的结构分析结果显示,油酯的不饱和双键发生了磺化反应,生成了饱和的羟基磺酸盐。对产物的界面活性进行的测定结果表明,在不加碱及其他助剂的情况下,该驱油剂能大幅度降低胜利油田采油一区、采油二区的油水界面张力至超低值10^-3mN/m,最低值达到7×10^-4mN/m。该驱油剂具有较好的抗盐和抗Ca²⁺、Mg²⁺能力,在总盐度为(2~130)×10³mg/L范围内和Ca²⁺、Mg²⁺总浓度低于500mg/L时都具有较高的界面活性。     

无碱表面活性剂羧基甜菜碱表/界面性能研究

研究了自制的含双键羧基甜菜碱BC的表面性能和无碱条件下与大庆原油间的界面性能。45℃时,BC的临界胶束浓度(C_cmc)为1.02×10^-5mol/L,γ_cmc为29.603 mN/m。油水来源为大庆一厂时,在BC质量分数为0.05%⁰.20%时,BC一元体系、BC/0.09%部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）二元体系采出水溶液与原油和模拟原油间的界面张力均达到10^-3mN/m数量级,单一活性剂体系与模拟原油间界面张力降幅大于相应的原油结果,二元体系达到超低界面张力的时间比一元体系长。油水来源为大庆三厂时,BC一元体系采出水溶液与原油达到超低界面张力,且45℃老化160 d的界面张力仍保持在10^-3数量级,稳定性较好。图7表1参10     

酸渣用作驱油剂的室内实验研究

酸渣为生产驱油剂石油磺酸盐时产生的废料，通过一系列化学反应后，发现酸渣主要由未磺化油、硫酸以及磺酸组成。利用酸渣中大量的硫酸与十八烯烃进行马氏加成反应实验，结果表明：酸渣与十八烯最佳质量配比为1∶0.6；反应时间6 h后，可得到界面张力为8.8×10^-2mN/m的阴离子型表面活性剂；再与石油磺酸盐5∶5(质量比)复配后，界面张力可以达到10^-3mN/m。岩心驱替实验表明，水驱岩心至含水率为98%后，注入0.5 PV的石油磺酸盐与处理后酸渣复配体系可提高驱油效率18.53%，与石油磺酸盐的驱油效率(19.26%)相当。该实验为酸渣再利用提供了可行的思路。     

特高含水油藏复合驱技术提高采收率研究

针对双河油田IV5-11层系特高含水油藏条件,筛选出SP二元复合体系、ASP三元复合体系的优选配方,分别为2000 mg/表面活性剂SH6+1500 mg/L聚合物ZL-II和8000 mg/LNa₂CO₃+2000 mg/L表面活性剂SH6+1500mg/L聚合物ZL-II,并对比评价了两种体系的热稳定性能、多次吸附性能和岩心驱油效果。实验结果表明,在81℃、7.34 s^-1下优选出的SP二元体系、ASP三元体系的黏度分别为74.6mPa·s和46.5mPa·s,与原油间的界面张力分别为3.64×10^-3和3.89×10^-4mN/m,ASP三元体系与SP二元体系相比,界面张力有一个数量级的下降,黏度下降37%。81℃老化120 d后,APS三元体系的黏度保留率高于SP二元体系,界面张力始终维持在10^-4mN/m数量级,较SP二元体系低两个数量级,长期稳定性能优越于SP二元体系。ASP三元体系在与天然油砂重复接触5次以后,界面张力从3.63×10^-4mN/m增至4.67×10^-3mN/m,仍维持在超低数量级,且非均质岩心驱油效果整体比SP二元体系高3%⁵%。因此采用三元复合驱技术作为双河油田IV5-11层系在特高含水阶段水驱后大幅度提高采收率的接替技术。经过两年的的矿场试验,区块已经见到较好的增油降水效果。     

二元无碱驱油体系的室内研究与评价

随着三元复合驱技术研究的不断深入, 三元复合驱体系中碱对石油开采过程及地层造成的危害日益凸现。以自制石油磺酸盐NPS-2为表面活性剂, 通过考察不同质量分数的NaCl和石油磺酸盐对大庆采油四厂油水界面张力的影响, 确定了二元无碱驱油体系配方, 并对该体系的应用广泛性和驱油效果进行了评价。结果表明, 从自制石油磺酸盐为表面活性剂, 二元无碱驱油体系合适配方为C_NaCl=0.6%~1.2%, C_NPS-2=0.1%~0.3%, C_HPAM=0.12%. 该二元复合驱配方体系可使油水界面张力降至超低, 全部达到10^-3mN/m 数量级, 最低可达10^-4mN/m 数量级, 能够避免由碱引起的对地层和采油设备的损害, 具有很高的现场应用价值。     

三次采油用烷基苯磺酸盐类表面活性剂研究

介绍了以抚顺洗化厂的重烷基苯为原料经切割筛选,采用SO3降膜式磺化工艺合成出烷基苯磺酸,再经中和、复配,研制出了性能稳定的烷基苯磺酸盐,室内评价结果表明,该表面活性剂能与大庆原油形成10^-3mN/m数量级的超低界面张力,而且界面张力性能稳定,其三元复合体系驱油效率砒水驱提高20%以上,同时,实现了表面活性剂的国产化配方,大大降低了三元复合驱成本,为大庆油田以烷基苯磺酸盐为主表面活性剂大面积推广三元复合驱奠定了理论和实践基础。     

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。     

脂肪醇醚硫酸钠/烷基苯磺酸盐复配体系在高盐油藏中的室内实验研究

研究了脂肪醇醚硫酸钠AES/烷基苯磺酸盐SAS复配体系在高矿化度条件下与原油间的界面张力。结果表明:复配体系在高矿化度地层水中具有良好的溶解性,能在较宽的加量范围内(0.05%~0.70%)与原油形成超低界面张力;在优选的复配体系(总加量0.3%,m(AES)∶m(SAS)=1∶1.2)溶液中加入单一无机盐NaCl,界面张力先下降后升高,在60 000 mg/L NaCl溶液中界面张力可降低至10~(-4)mN/m;复配体系在Ca~(2+)浓度为200~800 mg/L时,界面张力可维持10~(-3)mN/m,适量增加AES比例能进一步改善复配体系抗盐能力;复配体系与石英砂混合吸附72 h后仍保持超低界面张力。表明该复配体系性能优良,满足高盐油藏开发需求。     

80℃高温油藏聚驱后复合驱油体系性能评价

针对聚合物驱后双河油田80℃高温油藏,从10种表面活性剂中筛选了石油磺酸盐表面活性剂1#,研究了表面活性剂浓度、聚合物浓度、矿化度、新鲜污水等因素对二元体系界面张力的影响,并对二元体系的长期热稳定性、表面活性剂的静态吸附量、注入性、段塞选择和岩心驱油实验进行评价。研究结果表明:1#表面活性剂具有很好界面活性,质量分数在0.1%～0.5%范围内均可达到10^-3 mN/m数量级的超低界面张力,聚合物浓度对二元体系界面张力影响不大。二元体系具有很好的抗盐性和长期热稳定性,老化90 d后的界面张力仍能保持10^-2mN/m数量级。二元体系中表面活性剂在双河油砂上的吸附量要小于单一表面活性剂的吸附量。该二元体系具有良好的注入性。岩心驱油实验表明:低界面张力的二元体系提高采收率的幅度大,聚合物浓度1800mg/L、表面活性剂浓度3000 mg/L的二元体系在聚驱后可提高采收率10.26%。     

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。     

阴/两性离子表面活性剂复配体系界面性能探究

采用阴离子表面活性剂石油磺酸盐(PS-30)与两性离子表面活性剂月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱(LHSB)复配得到复配表面活性剂L/P,利用界面张力仪和驱油装置对表面活性剂的性能进行了评价.同时通过分子动力学模拟,分析了L/P在油水界面聚集作用的微观机理.实验结果表明,L/P的界面性能、驱油效果优于PS-30和LHSB,LH...     

化学体系乳化性能和界面活性对渗流特征影响差异

为了厘清乳化性能和界面活性在化学体系驱油过程中的作用效果差异,分别采用乳化性能较弱、界面张力达10-3 mN/m的复合体系和乳化性能较强、界面张力达10-2 mN/m的复合体系进行相对渗透率曲线测定和微观驱替实验,分析了两种体系的渗流特征.研究表明:相对于乳化性能较强而界面活性较弱的复合体系,乳化性能较弱而界面活性较强...     

Dynamic Interfacial Tension Between Crude Oil and Novel Surfactant Flooding Systems Without Alkali

The surface tensions of tetradecylmethylnaphthalene sulfonate (TMNS) surfactant aqueous solution and the dynamic interfacial tension (DIT) between crude oil, from Shandong Shengli oil field of China, and the surfactant solution without alkaline, was measured. Results indicate that the TMNS surfactant had great capability and efficiency of lowering the solution surface tension. The critical micelle concentration (cmc) is 0.001 mass% and the surface tension at this concentration is 28.19 mN.m^-1. It was also found that the TMNS surfactant is greatly effective in reducing the interfacial tensions and can lower the tension of crude oil-water interface to ultra-low at very low concentration, 0.002 mass%, without alkali and other additives. Both chromatogram separation of flooding and breakage of stratum are avoided effectively. The lower salinity is favorable for the flooding systems, lowering the DIT. The synthesized TMNS surfactant flooding systems without alkali and sodium chloride, decreasing the cost of oil recovery and avoiding the stratum being destroyed, would have a great prospect for enhanced oil recovery (EOR).     

三季铵盐表面活性剂界面性能及驱油效果评价

在化学驱中,降低油水界面张力是表面活性剂驱油最基本的机理。三季铵盐表面活性剂因其特殊结构表现出更好的界面性能。针对已合成的三季铵盐,探讨了各因素对界面性能的影响,结果表明,纯三季铵盐溶液与长庆油区模拟油界面张力可达10-2mN/m,比常规活性剂低1～2个数量级,具有较好的耐盐、耐高温性;与阴离子活性剂α-烯烃磺酸盐复配后,界面张力可达10-4mN/m,表现出较好的协同效应。驱替实验结果表明,纯三季铵盐可降低低渗透岩心注入压力10.6%,提高采收率8.35%;与α-烯烃磺酸盐复配后,降压率为17.4%,岩心采收率提高了11.1%,降压和驱油效果更佳,这也表明界面张力越低,提高低渗透岩心采收率效果越好。     

SiO2纳米流体在低渗透油藏中的驱油性能和注入参数优化

为研究纳米流体在低渗油藏中的驱油性能,采用实验室自主研发的具有一定疏水性的SiO2纳米颗粒,研究了SiO2纳米流体的稳定性及其对界面张力的影响,并通过低渗岩心驱替实验评价了SiO2纳米流体的驱油性能,优化了该纳米流体的注入参数.研究结果表明,纳米SiO2颗粒的粒径中值约为50 nm;纳米SiO2颗粒加量为0.15％时,...     

不同浓度组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系乳化规律

三元驱油体系在地层运移过程中化学药剂浓度发生变化,使得三元驱油体系与原油乳化特性也发生改变。针对组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系在地层运移过程中与原油的乳化特性开展实验研究。结果表明：使用均化仪对体系及原油进行乳化后,组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系中聚合物浓度越低,乳化后体系黏度增幅倍数越大;乳化后三元体系界面张力变化不大,Zeta电位小幅下降,乳状液类型以油/水型为主;三元体系乳化析水率、乳化特性变化明显,其原因是表面活性剂的分子结构影响较大,与界面张力及Zeta电位关系不大。正交实验方法分析了组分可控烷基苯磺酸盐表面活性剂、碳酸钠及中等相对分子质量聚合物这3种不同类型化学药剂对组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系乳化特性的影响规律。方差分析结果表明：影响乳状液黏度因素由大到小的顺序为：聚合物、弱碱、表面活性剂,当聚合物质量浓度为600 mg/L时,乳状液黏度增幅倍数最大;影响乳化析水率的因素由大到小的顺序为：弱碱、表面活性剂、聚合物,当Na₂CO₃质量分数为0.3%、表面活性剂质量分数为0.3%、聚合物质量浓度为1000 mg/L时,乳化体系在24 h时的乳化析水率最低,乳化特性最明显。     

表面活性剂对特低渗油藏渗吸驱油的影响

为了促进延长油田化学渗吸驱油提高采收率的目的,以延长HZP区块长6油藏为研究对象,针对水驱波及范围小,水驱动用程度低的问题,运用室内实验测试及分析的方法,分析不同润湿性和界面张力渗吸体系的渗吸驱油效率和规律。结果表明,润湿性不同的岩心渗吸驱油速度和效率由强到弱依次为亲水性、中性、亲油性,注入水体系中,原油在亲水岩心中的粘附功最小,仅有2.464 5×10^-3 J/m²,在亲油岩心中的粘附功达到16.743 7×10^-3 J/m²,是亲水岩心的6.8倍,不同表面活性剂均可以使粘附功不同程度的降低。十六烷基磺酸钠溶液渗吸效率最高,亲水岩心中渗吸效率达到25.2%,中性润湿岩心中渗吸效率为20%,均高于注入水渗吸驱油效率。矿场应用后油井综合含水下降20个百分点。对低渗油藏化学渗吸提高采收率具有重要意义。     

壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐-Na2CO3-桩西原油体系的油-水动态界面张力

 合成了壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐(NPPS)表面活性剂。以NaCl质量分数0.5%的盐水为模拟地层水， 分别配制了NPPS、Na₂CO₃及Na₂CO₃-NPPS复配物与桩西原油的混合体系，测定了体系的油-水动态界面张力。结果表明，单独使用Na₂CO₃或NPPS都无法使盐水-桩西原油体系的油-水界面张力降到0.01mN/m以下。采用NPPS与Na₂CO₃复配，协同效应明显，当体系中Na₂CO₃的质量分数大于0.35 %时，仅需质量分数0.0025 %的NPPS，体系油-水界面张力即可以降至10 ^-4 mN/m以下。     

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力影响

 采用旋转液滴法测定了在不同碱浓度下自制的3种结构烷基芳基磺酸盐(C19-4S、C19-6S、C19-8S)与大庆六厂原油体系的油-水动态界面张力,分别考察了磺酸盐结构、强碱和弱碱浓度对油-水动态界面张力最小值(DIFTmin)和动态界面张力平衡值(DIFTequ)的影响。结果表明,在各自适宜碱浓度下,3种结构烷基芳基磺酸盐均可使大庆六厂原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力达到超低值 (10-3mN/m);随芳环在烷基芳基磺酸盐长烷链上的位置向烷链中心移动,达到DIFTmin、DIFTequ所需的强碱或弱碱的浓度降低,时间缩短。