表面活性剂提高碱水驱油过程中的动界面张力问题

本文回顾了动介面张力研究的历史及其发展过程,阐述了表面活性剂提高碱水驱油过程所产生的动界面张力问题。研究采用了 David Lloydmin-ster 原油、钠、碳酸钠、苛性钠、氯化钠及表面活性剂 Neodol25—3S 通过5个 Barea 砂岩岩心驱替实验,表明动界面张力随表面活性剂浓度变化而变化。David 原油与含有Neodol25—3S、Na_2CO_3水溶液接触时.在高含盐度条件下也能产生低的 IF 值的动态特性.原油采收率与初始 IFT 有着密切的关系,而平衡状态下的影响力与之无关。     

甜菜碱类低界面张力泡沫驱油体系性能研究

针对大港油藏条件,研究得到兼具良好发泡性能和界面张力性能的低界面张力泡沫驱油体系。合成了系列烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱,通过油水界面张力和泡沫性能测试,筛选出十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱作为低界面张力泡沫驱油体系的主剂,通过与十二烷基硫酸钠(SDS)复配得到低界面张力泡沫驱油体系。对于大港原油和地层水,油水界面张力值可达到10–2 mN/m水平,发泡量可达到溶液体积的5倍,能满足低界面张力泡沫驱油体系对界面张力和发泡量的要求。以大港原油配制模拟油,驱油实验结果表明,低界面张力泡沫驱油体系的驱油效率可达到12.6%,明显好于单纯的低界面张力驱油体系以及单纯的泡沫驱油体系的驱油效率。     

低界面张力泡沫驱油体系研究

采用Waring—Blender法对13种表面活性剂进行了泡沫性能评价,并测定了油水界面张力。结果表明,起泡性能好的DK,AS—14,Es表面活性剂油水界面张力未达10～mN／m。分别用阴离子表面活性剂WPS和非离子表面活性剂PM对Es,As-14,DK表面活性剂进行复配,As-14,DK与PM复配增效作用强,界面活性高。仅DK／PM复配表面活性剂的起泡和稳泡性能好。对DK／PM复配表面活性剂进行配方优化,当DK／PM复配表面活性剂总浓度为3000mg／L,DK与PM质量比为5：1时,泡沫综合指数达最大值,为4050．0,平衡时油水界面张力达5．96×10～mN／m．     

油水界面张力对三元复合驱驱油效果影响的实验研究

用组分、结构相近的同系列表面活性剂配制三元复合体系,进行不同平衡界面张力和瞬间界面张力条件下的岩心驱油实验和微观驱油实验,通过岩心驱油实验结果分析油水间平衡、瞬间界面张力对驱油效果的影响规律;通过微观驱油实验结果分析低界面张力体系能够提高驱油效率的机理。结果表明,较低的平衡和瞬间界面张力有利于三元复合体系提高采收率。其机理是：三元复合体系的低界面张力有利于水驱后剩余油的启动和运移。     

驱油用石油磺酸盐界面张力与驱油效果研究

通过对BA表面活性剂复配驱油体系的界面张力和驱油效果的研究表明,单独使用BA体系降低界面张力的能力较低,且达到超低界面张力所需的Na2CO3质量浓度范围较窄;BA/异丙醇/NP表面活性剂复配体系(BF-2)降低原油界面张力的能力最优,对Na2CO3浓度适应范围较宽.模拟驱油实验表明,复配体系(BF-2)可增加原油采收率18%.在此基础上,对复配表面活性剂超低界面张力的作用机理进行了探讨.     

界面张力对普通稠油驱油效率的影响研究

测量不同矿化度下的单纯阴离子-非离子表面活性剂9AS-3-0与桩106-15-×18井普通稠油原油之间的界面张力,发现单纯表面活性剂的动态界面张力平衡值与动态平衡界面张力最低值基本相同;通过驱油实验发现,在实验条件下,选取了两种不同界面张力的表面活性剂体系,当界面张力较大(0.25 mN/m)时,水驱后不能提高采收率,而在界面张力较小(0.02 mN/m)的情况下,能够提高水驱后采收率4.31%,进一步验证了低界面张力是表面活性剂驱提高采收率的最基本的机理,界面张力的降低有利于洗油效率的增大,同时被洗下来的油滴堵塞流动通道,也增加了波及面积。     

OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力研究

测定了OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力.在大庆油田评价浓度范围内,考察了碱的类型与浓度、OCS浓度以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对动态界面张力的影响.结果表明,强碱(NaOH)体系比弱碱(Na2CO3)体系更容易形成超低界面张力(10-3mN/m),即体系达到超低界面张力的时问较短;高浓度碱体系比低浓度碱体系更容易形成超低界面张力;弱碱条件下,OCS表面活性剂浓度变化对动态界面张力有一定的影响;而强碱条件下则没有明显的影响;聚合物HPAM的引入使得不同体系达到超低界面张力的时间延长.     

复合驱界面张力与驱油效率的关系研究

针对大庆油田油层的具体情况,实验采用3种不同类型的表面活性剂配制了三元复合驱油体系,并在3组不同渗透率人造均质岩心上进行了微观驱油实验,研究了不同体系的界面张力与驱油效率的关系。实验结果表明：在渗透率相同的条件下,驱油体系与原油之间的界面张力越低,驱油效率越高;在驱油体系相同的条件下,具有中等渗透率岩心的驱油效率更高一些。超低界面张力并不是绝对必要的。     

超低界面张力下泡沫驱油试验首次获得成功

通过注碱／表面活性剂／聚合物（ASP）降低原油与驱替液之间的界面张力（IFT），可提高采收率和驱替液的粘度，增加体积扫油效率，将天然气添加到碱／表面活性剂／聚合物液体中会形成一种碱／表面活性剂／聚合物泡沫（ASPF）型驱替液，本文介绍了碱／表面活性剂／聚合物泡沫在实验室和现场试验的结果，目前的采收率为原始原油地质储量的65．5％。     

界面张力特征对三元复合驱油效率影响的实验研究

分别采用了油水平衡界面张力和瞬时动态界面张力为1mN/m、0.1mN/m、0.01mN/m和0.001mN/m的4种体系进行了岩心驱油试验.结果表明,在大庆油田三元复合驱中,油水动态界面张力最低值是影响驱油效果的重要因素,而不是平衡界面张力.动态界面张力最低值达到0.01mN/m时,体系的驱油效果与界面张力平衡值达到0.001mN/m时基本相同.因此,可以大幅度降低三元复合体系中碱的用量,甚至可以不用碱.此外,还可以降低对表面活性剂的苛刻要求,扩大表面活性剂的种类和范围.     

磺基甜菜碱SB系列复配表面活性剂界面特性研究

针对单一磺基甜菜碱SB表面活性剂界面特性差的缺点,通过仪器检测和理论分析的方法,研究了2种磺基甜菜碱SB系列复配后表面活性剂体系的界面特性及其与聚合物的配伍性,并研究了在SB4-SB1复配体系中加入少量牺牲剂磷酸钠对体系界面张力的影响规律.结果表明,SB4与SB1复配效果较好的3种复配比分别为96∶ 4,95∶ 5和94∶ 6,按照这3种复配比分别在质量分数为0.05%,0.1%和0.3%的条件下配制复配体系,这些复配体系与大庆油田原油间的界面张力均能达到10-3mN/m超低界面张力;随着放置时间的延长,复配体系与原油间的界面张力呈现先减小后增大的趋势;加入磷酸钠后复配体系与原油间的界面张力值明显低于未加磷酸钠的复配体系,且加入磷酸钠的最佳质量分数为0.2%;与SB4-SB1复配体系相比,在SB4-SB11复配体系中加入聚合物后,复配体系与原油间的界面张力更低,驱油效果更好.     

陈庄原油超低界面张力驱油体系研究

开展了单一表面活性剂体系、表面活性剂复配体系及碱+表面活性剂体系与陈庄原油间动态界面张力的测定实验。实验结果表明:CBET-13在较宽的质量分数范围内(0.05%～0.15%)可以使油水界面张力达到超低;质量比为4∶1的SLPS与KAS复配体系,当总质量分数在0.075%～0.15%的范围内可以使油水界面张力平衡值降至10-4 mN/m数量级;总有效质量分数为0.1%、质量比在(9∶1)～(6∶4)范围内的CBET-13与CBET-17复配体系使油水界面张力降到超低;0.2%NaOH+((0.05%～0.2%)SLPS、(0.025%～0.05%)AS-0-4、(0.01%～0.075%)AS-3-0、(0.03%～0.09%)HSBET-12)体系可以使油水界面张力降至10-3 mN/m以下。以上体系,可以作为陈庄油田超低界面张力驱油配方的选择。     

超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验研究

超低界面张力泡沫体系驱是一种全新的三次采油方法,驱油效果优于三元复合驱,可比水驱提高采收率25％左右。通过室内综合研究,确定了超低界面张力泡沫体系驱试验方案,并在大庆油田进行了先导性矿场试验。试验结果,油层中有大量泡沫生成,扩大了波及体积,提高了洗油效率,注入井注入压力上升,注采压差大幅度增加,吸液指数和产液指数大幅度下降,增油降水效果显著,气窜现象得到抑制。超低界面张力泡沫体系驱应该采用双管分注工艺,否则易产生水化物;由于注气压力较高,应采用更高性能的压缩机设备,以保证达到设计的气液比要求。图3表3参10     

阴离子双子表面活性剂的油水界面张力

测定了阴离子双子表面活性剂8-4-8和12-4-12与不同油相间的界面张力,考察了不同油相和矿化度变化对油水界面张力的影响。结果表明,阴离子双子表面活性剂与不同油相的油水界面张力达到平衡的时间都比较短,界面张力稳定性较好;8-4-8在煤油的油水界面活性最好,而12-4-12在稀油的油水界面活性比混合油的好。矿化度增加(0~180 g/L)能有效降低阴离子双子表面活性剂的油水界面张力,说明阴离子双子表面活性剂8-4-8和12-4-12具有较好的耐盐性。     

The effects of interfacial tension,injection rate,and permeability on oil recovery in dilute surfactant flooding

Surfactant flooding as a potential enhanced oil recovery technology in depleted reservoirs after water flooding has been documented for several decades and has attracted extensive attention. This research explored the effect of interfacial tension among crude oil and surfactant, injection rate, and permeability on oil recovery in dilute surfactant flooding. The results indicated that the additional oil recovery increased with the reduction of the interfacial tension and the increase of the permeability. The additional oil recovery increased and later decreased with the increase of injection rate. The research is instructive for surfactant flooding application for enhanced oil recovery.     

阴离子双子表面活性剂的油水界面张力研究

为探究GA系列新型阴离子双子表面活性剂的油水界面活性及提高油层原油采收率的可行性,以模拟地层水和东河塘稀油,在45℃条件下,利用旋转液滴法测试了不同分子结构阴离子双子表面活性剂与稀油间的界面张力,并以GA12-4-12为对象,测试了其在不同浓度时的动态界面张力,考察了其与非离子表面活性剂ANT的复配性能。结果表明:连接基长度及碳链长度越长,油水界面张力越低;随GA12-4-12浓度增加,界面张力先降后升,0.3%时油水界面张力仅0.00885mN/m,但时间稳定性变差;GA12-4-12与ANT复配协同效果明显,复配比为4∶1时0.1%(GA12-4-12+ANT)加量可使油水界面张力达超低(0.00884mN/m),明显降低了GA12-4-12用量。可见GA12-4-12与ANT复配体系具有低剂量下提高原油采收率的性能,建议用该配方进行提高原油水驱采收率试验研究工作。     

表活剂类型对旋转滴界面张力测定的影响研究

使用旋转滴界面张力测定仪对长2原油、甲苯、正己烷、环己烷与不同浓度的两种类型的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SLS)和十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)体系的界面张力进行了测定。讨论了仪器的平衡时间、转速、工作温度等因素对界面张力测量值的影响。同时分析了不同油相对界面张力的影响。结果表明:各体系平衡时间选择在20~30min之间时界面张力测定值准确度较高;在满足L/D≥4的测定要求后继续增大转速会使测量值偏大;仪器工作温度的提高则导致界面张力测定值逐渐减小。     

非均质油藏复合驱合理界面张力实验研究

针对油田三元复合驱油实际需求,通过调整活性剂、聚合物和碱的类型和配方组成,在两种具有大庆油田油藏典型地质特征的物理模型上对低活性剂浓度三元复合体系的适应性进行了实验评价。结果表明,非均质油藏三元复合驱应当兼顾扩大波及体积和提高洗油效率。将复合体系中表面活性剂和碱的浓度分别降低到0.1%和0.8%,驱替相与被驱替相间界面张力保持为0.01mN/m,并适当增大聚合物相对分子质量或增加聚合物浓度,低活性剂浓度三元复合体系驱原油的采收率可以增加20%以上。     

聚合物驱后用甜菜碱型表面活性剂提高驱油效率机理研究

利用新研制的甜菜碱两性表面活性剂及微观模型驱油实验,研究了两性表面活性剂驱油体系对水驱后盲端类残余油、柱状类残余油和油膜类残余油的作用机理,分析了这类残余油被驱替和运移过程及启动和运移机理,论述了该驱油体系对聚合物驱后残余油的作用和提高驱油效率的可能性,进一步完善了表面活性剂体系的微观驱油机理。研究结果表明,用表面活性剂提高采收率主要是通过超低界面张力作用和润湿反转作用。