新型双磷酸盐型表面活性剂驱油可行性研究

目前在高含水油藏开发中,常用驱油措施存在驱油效率低、采出液油水分离困难、污水处理成本高等问题。为此,对新型双磷酸盐型HWSX-1表面活性剂作为驱油剂的可行性进行研究,对其界面活性、稳定性、乳化性能和驱油性能进行实验分析。结果表明:HWSX-1表面活性剂质量分数在0.1%~0.5%范围内时界面张力在10~(-2)mN/m量级,界面张力最小为0.010 9 mN/m,有利于通过降低界面张力提高驱油效率;该表面活性剂稳定性良好,长期放置界面张力不发生明显变化,可满足作为驱油剂在油藏中长时间运移的要求;其质量分数和水油比均对乳化性能有显著影响,乳化能力随其质量分数增加而增大;乳化能力强的同时,乳化液析水较快,破乳后析出水较为清澈且界面清晰,有利于表面活性剂驱油后的油水分离。驱油实验结果显示,0.2%表面活性剂溶液可提高驱油效率12.7%。     

ROS驱油表面活性剂在高温高盐油藏中的应用

研究了 ROS 驱油表面活性剂用于华北油田晋45断块的有关性能,包括溶解性、界面张力性能、耐高温性能、吸附性能以及岩心驱替实验。结果表明,ROS 驱油表面活性剂在晋45断块地层水中具有良好的溶解性和耐高温性能;当 ROS 质量分数大于0.2%时,油水界面张力可以达到10~(-3)mN/m 的超低值;在设计注入质量分数0.3%附近,吸附量小于1.0 mg/g,能够满足华北油田晋45断块对表面活性剂驱油的要求;质量分数为0.2%的 ROS 驱油表面活性剂驱可比水驱提高采收率13.3%。     

表面活性剂的乳化性能和界面活性对低渗油藏采收率的影响

为明确表面活性剂的乳化性能和界面活性对水驱后残余油或剩余油影响的主次关系,结合冀东油田渗透率低、窜流严重、化学驱条件适宜等油藏特点,筛选出乳化性能强、界面活性较差和乳化性能较差、界面活性较强的表面活性剂体系,在渗透率相近的岩心中开展了水驱后驱油实验。结果表明:适和冀东油田高63-10断块两种表面活性剂复配体系为:乳化水率较好、界面张力达10~(-2)mN/m的体系0.2%非离子表面活性剂6501+0.1%阴离子表面活性剂XPS和乳化水率较差、界面张力达到10~(-3)mN/m的体系0.1%XPS+0.5%NaCl;水驱后注0.1%XPS+0.5%NaCl体系的采收率增幅为2.73%,注0.2%6501+0.1%XPS体系的采收率增幅为5.78%,乳化携带和聚并对残余油滴和局部剩余油驱替效果远好于界面活性的作用;综合发挥界面张力(10~(-2)mN/m)和乳化的作用能降低对界面活性的要求,这为表面活性剂筛选提供了实验依据和技术思路。     

表面活性剂驱乳化作用对提高采收率的影响

表面活性剂驱是高温高盐油藏提高原油采收率的重要技术措施,但其乳化作用对提高采收率的影响并未受到足够重视。为了分析濮城油田高温高盐油藏表面活性剂驱乳化作用对提高采收率的影响,通过对表面活性剂降低油水界面张力的性能评价,优选出2种表面活性剂YD-G1和SHY-1,用高矿化度的濮城油田现场注入水配制质量分数为0.3%的溶液,将其放入120℃恒温箱30 d后,油水界面张力仍能达到10-3mN/m的超低数量级,表明2种表面活性剂均具有良好的耐温抗盐性能。将2种表面活性剂与濮城油田脱水脱气原油配制成乳状液,在同等质量分数下YD-G1乳状液的析水率低于SHY-1,且液滴的平均粒径也更小,表明YD-G1溶液比SHY-1溶液的乳化能力强。驱油实验结果表明,YD-G1溶液比SHY-1溶液的驱油效果更佳,表明乳化作用是提高采收率的关键因素之一。通过室内实验优化设计,确定YD-G1溶液的最佳注入量为0.5倍孔隙体积,最佳注入质量分数为0.3%。     

超低界面张力表面活性剂的驱油性能研究

针对室内合成的一种超低界面张力表面活性剂(VESBET-4),结合表面活性剂驱的驱油机理讨论了表面活性剂浓度、矿化度、温度及碱(Na2CO3)浓度对油水界面张力的影响,结果表明:当表面活性剂质量分数在0.06%~0.15%时,界面张力可达到10-3 mN/m;矿化度为10 000mg/L时,界面张力可达到10-2 mN/m,且当Na2CO3质量分数在0.2%~1.2%时,该表面活性剂具有良好的降低界面张力的能力;测试了不同表面活性剂浓度、不同矿化度条件下表面活性剂溶液对原油的乳化效果,结果表明:当表面活性剂质量分数为0.09%、矿化度为6 000mg/L时,乳状液可稳定存在24h以上;静态吸附实验测得该表面活性剂的吸附损失量为0.45mg/g,小于标准规定的1mg/g;室内驱油试验显示该表面活性剂能使采收率提高12%以上。     

双河油田V_(1-10)层系聚驱后二元复合驱配方筛选与评价

针对聚驱后双河油田V1-10层系,优选出表面活性剂S-1、S-2,研究了表面活性剂和聚合物质量分数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、对原油的乳化性能、抗吸附性能、微观驱油、宏观岩心驱油实验进行评价。研究结果表明:两种表面活性剂都具有较好界面活性,二元体系在0.10%～0.35%质量分数范围内均可达到10-3mN/m数量级的超低界面张力;聚合物质量分数对二元体系界面张力影响不大;两种二元体系具有较好的长期热稳定性,老化90d后,界面张力能保持10-2mN/m数量级;S-2表面活性剂抗多次吸附的能力强于S-1;S-2表面活性剂微观和岩心驱油效率高于S-1。综合两种表面活性剂性能,选择S-2表面活性剂作为双河油田V1-10层系的二元复合驱的驱剂。     

OCS驱油剂用作不同断块油田表面活性剂驱的可行性研究

通过研究OCS驱油体系的油水界面张力和乳化性能及驱油效果,考察其在不同断块油田表面活性剂驱的可行性。结果表明,当OCS表面活性剂含量为0.05%-0.4%时,驱油体系与不同断块油田原油间的界面张力可降到10-2-10-3mN/m数量级,说明OCS驱油体系具有较好的界面活性和适中的乳化性能。物理模型驱油试验结果表明,在水驱基础上,注入0.3PV的OCS表面活性剂水溶液,原油采收率可提高18.08%。     

ASP三元复合体系在非超低界面张力下的乳化性能及其对提高采收率的影响

为明确碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合体系在非超低界面张力下的乳化作用及其对提高采收率的影响,以综合乳化性能指数Ie为指标,评价了5种表面活性剂的乳化性能,筛选出了一种界面张力非超低但乳化性能优良的体系,并通过平面径向流模型驱油实验研究了该体系的驱油效果。研究结果表明:所考察表面活性剂的综合乳化性能Ie由强到弱依次为OP-10、HABS(重烷基苯磺酸盐)、BS-12(十二烷基二甲基胺乙内酯)、AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)和OP-4;碱质量分数为0.3%时,ASP三元复合体系综合乳化性能最优。优选的乳化性能优良的非超低界面张力ASP三元复合体系配方为:Na OH质量分数0.3%、表面活性剂(60%OP-10+40%HABS)的质量分数0.3%、聚合物(部分水解聚丙烯酰胺,相对分子量2000×104)质量浓度1500 mg/L,该体系的黏度为42.9 m Pa·s(45℃、转速6 r/min),与模拟油间的界面张力为0.0415 m N/m,综合乳化性能Ie为0.688,在驱油过程中能够扩大波及体积且可提高波及范围内的驱油效率,提高采收率效果不亚于常规超低界面张力体系。     

低界面张力表面活性剂DQ-2的制备及性能研究

界面张力表面活性剂具有较强的洗油效果。用十二烷基硫酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和十二烷基二甲基甜菜碱复配制备出了低界面张力表面活性剂DQ-2。通过界面张力测定,对DQ-2表面活性剂的耐温耐盐、洗油效果、吸附等性能进行室内评价。结果表明,在矿化度5 426 mg/L的条件下,加入质量分数为0.3%低界面张力表面活性剂DQ-2,油水界面张力为4.96×10~(-3) mN/m;动态驱替实验表明低界面张力表面活性剂DQ-2加入可提升采收率11.38%,复配体系具有良好的耐温耐盐性、稳定性和乳化性。     

低渗透油藏表面活性剂驱油体系的室内研究

通过对降低界面张力能力、乳化能力、改变岩石润湿性能力、吸附量以及驱油效率的评价,研究了SHSA-03-JS表面活性剂用于江苏油田沙七断块油藏表面活性剂驱的性能,并对低渗透油藏表面活性剂驱油机理进行了探究。结果表明,SHSA-03-JS表面活性剂溶液用于江苏油田沙七断块油藏原油时,在0.05%～0.6%浓度范围内油水界面张力均可达到10-2 mN/m的数量级,在0.1%～0.3%浓度范围内可达到10-3 mN/m的超低数量级;同时,该表面活性剂能使油湿石英片向水湿方向转变;在初始浓度0.3%时,表面活性剂在油砂的吸附量为4.78mg/g,能够满足江苏油田沙七断块表面活性剂驱的要求。室内岩心模拟驱油实验结果表明,当SHSA-03-JS表面活性剂浓度为0.3%时,表面活性剂驱可比水驱提高采收率11.47%。SHSA-03-JS表面活性剂能够满足江苏油田沙七断块进行表面活性剂驱的要求。     

孪联型表面活性剂提高稠油采收率研究

新型孪联型表面活性剂在高温、高矿化度、很宽的pH范围内均能保持良好的发泡性、泡沫稳定性和超低的界面张力,具有优良的乳化降粘和洗油性能。在辽河油区选择海外河油田海31块作为研究对象,在室内分别考察了该表面活性剂单独使用及与助剂复合体系使用时对原油间油水界面张力的影响及驱油效率。结果表明,单独使用效果不理想,油水界面张力只降低到10^-1mN／m数量级,驱油效率提高6％-8%;而使用与助剂复合体系可降低油水界面张力达10^-3mN／m数量级,驱油效率提高9％-15％。矿场2井次的先导试验结果表明,驱油效果较好,累计增油217t。     

复合驱中界面张力数量级与提高采收率的关系研究

文章分析了表面活性剂/聚合物二元复合驱和碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱驱油指标(超低界面张力必须达到10-3mN/m)理论的缺陷;在大量岩心试验的基础上,比较了不同界面张力下的采收率值,认为平衡界面张力为10-3mN/m不是表面活性剂驱油及复合驱的必要条件,平衡界面张力为10-2mN/m时也能达到与前者同样的驱油效果;并且只要瞬时界面张力达到10-3mN/m,也能达到较好的驱油效果,从而为表面活性剂复合驱的广泛应用提供了实验基础。     

基于低质量浓度表面活性剂的复合驱效果评价

以往为了达到超低界面张力,复合驱大多使用较高质量浓度的表面活性剂,通常为1 000~3 000 mg/L,不仅增加了成本且未必能取得好的驱油效果。为了探究低质量浓度表面活性剂的驱油效果,设计了低质量浓度表面活性剂的复合驱物理模拟实验。静态实验结果表明,在低质量浓度表面活性剂条件下,油水界面张力可达到10-2mN/m数量级及以下,加碱后,界面张力更低;碱和表面活性剂都会对聚合物的粘度和粘弹性产生影响,碱在较高温度下会大幅度降低复合体系的粘度和粘弹性。驱油实验结果表明,与水驱相比,在所选择的低质量浓度表面活性剂驱油体系中,表面活性剂—聚合物二元复合驱和碱—表面活性剂—聚合物三元复合驱均可提高采收率19.5%以上,三元复合驱的驱油效果最好,提高采收率21.8%以上。这表明低质量浓度表面活性剂驱油体系驱油效果很好。     

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。     

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。     

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。     

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。     

复合驱油菌株提高安塞低渗透油田采收率实验

从安塞油藏环境中分离到两种高产生物表面活性剂的优良驱油菌株,经鉴定为铜绿假单胞菌DN001和枯草芽孢杆菌DN002. 通过室内和现场试验评价了驱油微生物及其复合菌株降低表面张力和界面张力的能力、对原油的乳化性能以及对当地油藏的环境适应性。结果表明,复合菌株发酵液可将水的表面张力从72 mN/m降低到25.1 mN/m,并且发酵液的油水界面活性较高,平衡界面张力为0.954 3 mN/m.筛选的微生物菌体在安塞油田油藏环境中可大量繁殖。室内驱油模拟实验表明,经复合微生物驱替作用后,采收率可提高17.38%,说明筛选的菌株驱油性能较强,微生物驱油室内评价结果为其在安塞油藏现场应用提供了可靠的试验依据。