复合驱驱油过程中存在两种不同驱动状况

油藏数值模拟研究发现,驱油过程中,随着毛管数增大,驱油效果改善,但当毛管数超过一定范围,出现驱油效果相对变差变化.通过对不同毛管数条件下驱油过程的细致分析研究发现,在毛管数超过一极限后,出现水相流速相对加大变化,即发生驱动状况变化.这一研究结果已经得到了驱油实验的验证,而且在现场试验中也找到了证据.详细介绍了证实复合驱油过程中存在两种不同驱动状况的驱油实验研究过程和结果以及现场驱油试验存在两种不同驱动状况的证据.     

渗透率对三元复合体系色谱分离及驱油效果影响的实验研究

论述了国内外化学驱油剂色谱分离的研究现状,提出了三元复合体系色谱分离的研究方法。在天然油砂充填的填砂管模型中进行了三元复合体系的流动实验,研究了渗透率对三元复合体系色谱分离的影响。三元复合体系在同砂充填的多孔介质中流支经学剂间发生色谱分离现象,渗透率越低,色谱分离程度越明显。     

复配表面活性剂体系构筑三元复合驱体系性能评价

碱(A)/表面活性剂(S)/聚合物(P)三元复合驱(ASP)技术是油田开发中后期的有效手段之一,而随着三次采油技术的发展,对复合驱体系环保的需求也越来越高,除技术指标外,还需要药剂对环境污染小或者无污染.针对D油田原油、注入水的性质以及油藏温度复配绿色表面活性剂体系,再与聚合物、碱复配构筑三元复合驱体系,考察该复合体系的相关性能.结果表明,多种复配比例均可使三元体系界面张力达到10-3 mN/m级别,而碱的加入能够提升界面活性,使界面张力达到10-4 mN/m级别.该三元体系经过5次吸附后,界面张力仍可达到10-3 mN/m级别,说明该体系抗吸附性能较好.另外,通过实验也认定该三元体系的乳化能力和热稳定性能较好.驱油实验结果表明,3种不同配比的三元复合驱体系采收率提高幅度分别为16.64％、18.11％和19.27％,提高采收率效果较好.     

大庆油田三元复合驱技术进展

三元复合驱在大庆油田经过多年的室内研究、先导型矿场试验、工业性矿场试验,现已进入工业化推广阶段.随着油田开发对象由一类油层向二、三类油层的转变,这给三元复合驱技术在二、三类油层中的推广应用带来严峻挑战.通过对复合驱用表面活性剂研制、三元复合驱机理及体系配方评价优化的总结分析,提出了复合驱用表面活性剂、复合驱机理、配方优化的研究方向;结合三元复合驱矿场试验的研究现状,总结了三元复合驱的开采规律,进一步分析了色谱分离、乳化等机理.在此基础上,提出了通过开发高效能的表面活性剂、优化注入方式,以降低化学剂用量的途径,并指出了复合驱技术必须弱碱化、无碱化的发展方向.     

不同驱油体系下毛管数对驱油效率的影响

室内实验研究了一元、二元及三元驱油体系下毛管数对原油驱油效率的影响、效果比较及粘弹性对残余油饱和度的影响，国外在三元复合驱油方面做了大量的工作，美国进行了先导实验、室内研究，国内也进行了大量研究并开展了大规模的矿场实验。但在不同条件下体系毛管数对原油驱油效率影响的实验研究方面，国内尚未发现成型理论及系统的研究成果。通过室内物理模拟实验，进行了聚合物粘弹性及体系毛管数对驱油效果影响的实验研究．对油田指导现场试验具有重要的意义。     

三元复合驱油体系粘弹性及界面活性对驱油效率的影响

实验研究了大庆油田所用ASP三元复合驱替液的驱油效率与碱浓度之间的关系。在45℃(大庆油藏温度)下,随碱浓度增大(0～1.5×104mg/L),NaOH/ORS 41/HPAM蒸馏水溶液在全部实验剪切速率范围内的粘度及在全部实验剪切振荡频率范围内的损耗模量、储能模量、松弛时间均不断下降,表明溶液粘弹性不断减小;溶液与原油间的动态界面张力(60min稳定值)基本上不受聚合物浓度的影响,而随碱浓度的增大而下降,在碱浓度≥8.0×103mg/L时达到超低值(10-3mN/m)。用注入水(矿化度3.7×103mg/L)配制的相同ORS 41和HPAM浓度、不同碱浓度(0、3.0×103、6.0×103、1.2×104mg/L)的ASP溶液在不同岩心上的驱油效率变化规律有很大不同,水驱后提高采收率的幅度,在人造非均质岩心上在碱浓度3.0×103和6.0×103mg/L时达到高峰值,在标准长度和加长至两倍长度的两组天然均质岩心上随碱浓度增大而逐步提高,在碱浓度增大至1.2×104mg/L时略有降低。高碱浓度ASP溶液尽管具有超低界面张力,但由于粘度低、粘弹性低,驱油效率也低;油水界面张力在10-1～10-2mN/m、粘弹性(和粘度)较高的ASP溶液在岩心上驱油效率最高;超低界面张力不是绝对必要的。图4表2参11。     

三元复合驱体系各组分静态吸附规律

当三元复合驱体系各组分流经地下多孔性油藏时,与岩石基质长时间作用会引起各组分吸附损失,甚至使各组分脱离最佳配比,影响驱油效率。为了尽量减少吸附损失,提高驱油效率,研究了一元、二元、三元体系中各组分在苏丹油田油砂上的吸附量,比较了同一化学剂在不同体系中吸附量的差别,并分析了各组分间相互作用对吸附量的影响。结果表明:对于一元体系,石油磺酸盐和碳酸钠在砂粒表面的最大吸附量分别为4.82和1.50 mg/g;而在石油磺酸盐质量分数为0.1%的表面活性剂—聚合物二元体系中,石油磺酸盐在砂粒表面的吸附量降至3.55 mg/g;在三元体系中,碳酸钠在砂粒表面的吸附量增至1.70 mg/g,且当碱的质量分数超过1.0%后,表面活性剂和聚合物的吸附量均持续上升。在各组分之间的综合作用中,当碱的质量分数小于1.0%时,聚合物降低扩散速率居于主导地位,而大于1.0%后,聚合物的水解作用占主导地位。     

降低三元复合驱化学剂用量研究

在保证三元复合体系综合性质不变的前提下 ,采用复配技术来降低碱及主表面活性剂的用量。通过碱的复配 ,可使强碱的用量降低一倍。利用烷基芳基磺酸盐 (TD)与生物表面活性剂 (RH)的复配 ,可使主表面活性剂的用量减少 2 5 %～ 75 %。在降低聚合物用量研究中 ,主要研究了不同分子量聚合物与体系粘度的关系 ,同时筛选出了具有较强抗碱、抗盐能力的新型缔合聚合物NAPS ,在同样粘度下 ,可比普通聚合物 (大庆助剂厂产分子量为 14 0 0× 10 4聚丙烯酰胺 )用量降低 5 0 %以上。室内物理模拟实验及成本估算研究表明 ,所筛选的新配方可比目前实施的矿场注入配方中化学剂投资成本降低 2 6 %     

三元复合驱油各组分在大庆油砂上的吸附研究

实验测定了ASP驱油液各组分在大庆油田矿场试验区油砂上的静态吸附量和油藏岩心内的动态滞留量,考察了3种有机牺牲剂减少吸附量的效能,实验温度45℃,油砂由岩心制得,其岩石和粘土矿物组成已测,当溶液含12g/L碱（NaOH或Na2CO3),1200mg/L HPAM时,表面活性剂ORS41（Witco)和B（Stepan)在油砂上的吸附等温线均经过最大值,出现最大值时的平衡浓度分别为3．1和2．1mmol/L,预吸附牺牲剂生物表面活性剂RH（1．5g/L),石油羧酸钠（5g/L),木质素磺酸钠（10g/L)不改变吸附等温线的形状,但使表面活性剂吸附最大值降低60％－30％,ASP驱油液中,两种碱和HPAM在油砂上的吸附等温线均为Langmuir型,碱耗达到平衡需要20－30小时,NaOH的碱耗约为Na2CO3的2倍,HPAM的最大吸附量为0．4mg/g油砂,在不使用牺牲剂时,表面活性剂,碱（NaOH),HPAM在岩心内的滞留量分别为0．081,0．210,0．057mg/g岩心（注入0．6PV ASP驱油液,再水驱到4PV）,流出液中初见HPAM,NaOH和表面活性剂时的注入量分别为0．2,0．23,0．3PV,相对浓度达到最大时的注入量分别为0．9,0．9,1．0PV,各组分在岩心内的相对滞留量大小依次为表面活性剂,碱,聚合物。3种牺牲剂降低组分滞留的效果,在作为前置段塞时较混入主段塞中注入时略好。     

无碱二元复合体系驱油试验研究

针对大规模三元复合驱工业化应用中出现的一些问题,特别是注入的碱能引起地层黏土分散和运移,导致地层渗透率下降,碱也与油层流体及岩石矿物反应,形成碱垢,对地层造成伤害并影响油井正常生产;碱还会大幅度降低聚合物的黏弹性,从而降低波及体积等,研究合成了NEP无碱二元体系,对体系进行了评价,并进行了驱油试验研究与数值模拟,证明优化后的体系既克服了三元复合驱的缺点,又达到了其效果。在无碱二元体系中,表面活性剂的选择是关键技术,按界面张力达到10-2 mN/m数量级标准,最终选定了配制的活性剂NEP。系列驱油试验结果表明,所选体系也可以提高采收率约20个百分点。     

胜利油区复合驱油体系研究及表面活性剂的作用

为建立胜利油区复合驱油体系进行了室内实验。介绍了复合驱油的机理及表面活性剂的作用。重点针对孤岛西区进行了复合驱油配方的设计与矿场应用效果评价     

适用于纯梁原油的天然混合羧酸盐ASP体系

胜利纯梁采油厂原油含蜡量高 ,凝固点高 ,地层渗透率低 ,粘土含量多 ,而且对碱敏感性高。以天然混合羧酸盐为主 ,通过正交实验设计和界面张力最低值测定获得针对纯梁采油厂的最佳三元复合驱配方 ,界面张力最低值为 5 .2× 10 -4 mN/m ,对此配方进行了室内模拟驱油实验研究 ,采收率提高达 14.6 %— 16 .7%OOIP。     

表面活性剂驱油体系中各种化学剂测定方法的研究

建立了一套比较完整的测定强化采油中表面活性剂驱油用油田化学剂的技术.用单柱离子色谱法,测定油田水中的碱金属离子Na⁺、K⁺和碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺,可分别在20min和10min之内完成;动态吸附试验中石油磺酸盐含量的测定,可用短柱快速离子交换色谱法,进样量为1μl,每小时可完成40次分析;用多维高效液相色谱法测定采出液中的微量石油磺酸时,可在20min内将原油与单磺酸基和双磺酸基石油磺酸盐很好地分离,并可对后者分别进行定性定量分析;用流动注射分析法测定聚丙烯酰胺的浓度时,以新洁尔灭作为反应试剂,最小检出浓度为25mg/L,每小时可分析60个样品;驱油体系中的聚丙烯酰胺,也可用凝胶渗透色谱法进行测定,5min内完成一次分析,最小可检出浓度为1mg/L;采用毛细管气相色谱法测定助剂醇的浓度时,最小检出浓度为10mg/L.     

三元复合驱填砂管实验中表面活性剂性能

针对天然岩心长度短、人造岩心难以模拟油层条件问题,采用具有4个取样点的天然岩心填充长管模型,在室内开展了三元复合体系中表面活性剂在多孔介质运移过程中质量分数、组成和超低界面张力作用距离等性能变化规律研究.结果表明:与聚合物和碱损耗相比,表面活性剂在多孔介质中损耗最大,表面活性剂组成中相对分子质量较小成分优先吸附,在超低界面张力作用距离不足模型长度60％的条件下,对表面活性剂性能改善和三元复合驱配方优化具有重要的指导作用.     

聚/表二元体系组成优化及驱替特征实验

针对大港油田港西三区油藏特点、开发现状和存在问题,在深入调研聚/表二元复合驱驱油机理和理论基础上,以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以化学分析、仪器检测和物理模拟为技术手段,以港西三区储层条件为对象开展了聚/表二元复合驱特征实验.结果表明:随表面活性剂质量浓度增加,二元复合驱采收率增加,但增幅较小,合理表面活性剂质量浓度为2.0 g/L;随聚合物质量浓度升高,聚合物驱和二元复合驱采收率增加,但增幅较小,合理聚合物质量浓度约为1.5 g/L;随聚合物质量浓度增加,二元复合体系流度控制能力对采收率贡献率增加,但增幅逐渐趋于稳定;在影响采收率2个基本要素中,驱油剂流度控制能力对采收率的贡献率要远大于洗油效率的贡献率.     

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.     

适用于大庆油田的天然混合羧酸盐ASP驱油体系

针对酸值为０．１ ｍｇ ＫＯＨ／ｇ 的大庆原油,通过相态研究和界面张力测定进行配方初选,通过稳定性测定进行配方调整,得到了以天然混合羧酸盐ＳＤＣ为表面活性剂的ＡＳＰ三元复合驱油体系：１ ．２％ 复碱（ 质量比１∶１ 的Ｎａ２ＣＯ３ ＋ ＮａＨＣＯ３）＋ ０．６％ ＳＤＣ５＋ ０ ．５％ 植物胶（ 苎麻胶） ＋ ０ ．１６％ ＨＰＡＭ（ ＢＰ７） 。此体系与大庆原油间的最低瞬时界面张力为５ ．９３ ×１０－ ４ ｍＮ／ｍ 。在室内用两种填砂管模型进行驱油实验,得到的采收率为１８ ．８ ％ 和１９．１ ％ （ ＯＯＩＰ）,注入１ ｇ ＳＣＤ５ 驱出原油１３８．３ ｍＬ。     

低渗油藏表面活性剂驱油体系吸附损失研究

报道了2种驱油用表面活性剂复配体系重烷基苯磺酸盐/椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(HAS/CHSB)与重烷基苯磺酸盐/石油磺酸盐(HAS/CPS)的吸附性能,为体系筛选出合适的牺牲剂.测定了静置与乳化后表面活性剂在油水间的分布情况.实验结果表明:体系HAS/CPS的最佳牺牲剂为四硼酸钠,降低吸附约36.7％;体系HAS/C...     

复合驱相渗透率曲线再研究

在"毛管数与残余油饱和度关系实验曲线QL"研究基础上,对复合驱的相渗透率曲线进行了研究.毛管数曲线QL是在数值模拟研究发现两种不同驱动状况的基础上深入研究得出的,数值模拟研究结果能够被驱油实验证实,表明模拟计算软件对于复合驱相渗透率的描述是相对正确的.以毛管数与残余油关系实验曲线QL为基础,借鉴软件UTCHEM相渗透率曲线的数学描述,以驱油实验相配合,研究提出了以毛管数值为变量复合驱相渗透率曲线的描述式,并由驱油实验测出相关参数,且成功地用于软件IMCFS中.毛管数曲线QL相对更为准确地描述了复合驱驱油过程中驱替液和被驱替的油相对流动关系,软件IMCFS的成功研制为复合驱油技术研究应用提供了机理描述更完善的应用软件.     

微球/表面活性剂复配调驱体系的优选与评价

为改善西达里亚油藏水驱后开发效果,进行了新型调驱研究。将不同质量浓度微球Z10与表面活性剂SA及A37进行复配优选,对优选出的复配调驱体系进行封堵和分流特性评价,并进行了不同体系间的提高采收率效果对比。实验结果表明:适宜的复配情况为0.3%Z10+0.25%SA,此复配调驱体系具备良好的深部封堵性能,阻力系数呈波动式上升,最高可达到8,并且能不断地调和高、低渗透层,发挥选择性封堵及液流转向的作用,适用于非均质性油藏。此外,复配调驱体系能同时发挥微球"调"和表面活性剂"洗"的作用,增油降水效果明显,阶段采收率达18.27%,其驱油效率高于单独微球及表面活性剂驱。