低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。     

界面张力对提高原油采收率的影响

对于水驱油藏原油的采收率是水驱波及系数与洗油效率的乘积。用注表面活性剂的方法可降低界面张力．以此降低残余油饱和度来提高微观驱油效率．改善体积效率可采用打加密井、降低水油流度比或有选择性地堵塞高渗透通道降低油藏非均质性等方法．下文将主要介绍表面活性剂驱降低界面张力提高原油采收的作用机理以及表面活性剂驱存在的问题和解决的方法．     

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。     

双子表面活性剂与原油间动态界面张力研究

通过进行油水动态界面张力测试,系统地研究表面活性剂种类、表面活性剂浓度、水介质矿化度、聚合物及非离子表面活性剂对动态界面张力的影响。结果表明,与传统表面活性剂比12-4-12有较强界面活性,在低浓度下,能将界面张力降低到5×10-3 mN/m。提高表面活性剂浓度,可以缩短达到平衡的时间,但当浓度超过一定值时,继续增加12-4-12浓度,会降低其界面活性。12-4-12最佳浓度为500 mg/L。12-4-12在不同矿化度都表现出良好界面活性,尤其在高矿化度下(25×104 mg/L)最佳。在高矿化度水介质中与常规非离子表面活性剂ANT复配,界面张力可降低到4×10-3 mN/m并稳定在10-3数量级,而与HPAM的复配性能较差,这可能与水介质矿化度过高有关。     

碱水驱油过程中界面张力变化规律

通过一系列试验，深入研究了碱驱过程中界面张力的变化规律。在碱／原油萃取实验中发现，原油被碱萃取后仍存在界面活性，萃取对界面张力最低值影响不大，使界面张力平衡值升高；低酸值原油被萃取后所受影响要大于高酸值的原油；已萃取原油后的碱液与新原油之间的界面张力将大幅度降低，可以使其最低值和平衡值都达到超低。此研究工作对碱驱的动态驱油机理有了更进一步的认识，所获得的结果对化学驱配方的筛选及机理研究具有指导意义     

阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的实验研究

将叔胺和卤代烷烃通过"一步法"合成阳离子双子表面活性剂,通过岩心驱替实验,研究了不同阳离子双子表面活性剂在降低油水动态界面张力方面的能力及规律,以及动态界面张力特征与采收率之间的关系。不同阳离子双子表面活性剂驱油,油水动态界面张力特征不同,在提高采收率能力方面存在明显差异;探讨了形成这种规律的机理。     

驱油用石油磺酸盐的界面张力研究

表面活性剂驱主要是通过表面活性剂降低油水界面张力、提高毛管数而起到提高原油采收率的作用，而石油磺酸盐是一类重要的磺酸盐型表面活性剂。由于石油磺酸盐耐温，适当结构加上适当条件可产生超低界面张力，与非离子表面活性剂相比吸附量少，而且磺化工艺简单、成熟，原料来源广、便宜，使它成为一种重要的驱油用表面活性剂。本文重点对石油磺酸盐的表面张力对提高采收率方面作了阐述，并与其他类表面活性剂进行了比较。     

微生物—三元复合驱提高采收率技术的探讨

碱和合成的表面活性剂二元复合驱（AS）是一项带有方向性的廉价的提高采收率技术。在碱和表面活性剂的水相混合体系中再加入聚合物形成碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱（ASP）可以进一步提高石油采收率。原油中的酸性物质与三元体系中的碱中和,在油水界面形成活性物质,降低油水界面张力（IFT）。本文所描述的三元复合驱和微生物技术的结合方法对单独三元复合驱不能起作用的原油应用该项技术是一项经济有效的创新技术。这项技术是基于微生物可以改变原油;产生酸性物质如羧酸,并在油水界面上被碱混合物中和。应用氧化烃类微生物;比如节杆菌（arthrobacter.sp）,在实验室摇瓶论验中发现原油样品中酸含量增加。测量微生物处理过的原油和碱／表面活性剂混合物之间的悬滴界面张力低于没有利用微生物处理原油的值。对于用节杆菌处理过的原油;界面张力从0.327mN／m（未处理）降到0.07333mN／m。为了优化该项技术,筛选了多种微生物。并开展了岩心驱替实验,定量确定原油采收率。应用微生物驱和三元复合驱技术进行的实验室岩心驱油实验表明,微生物驱和三元复合驱结合技术的原油采收率比单独微生物驱和单独三元复合驱的都高。经微生物预处理的采油方法,原油采收率的提高值与微生物处理的原理酸含量的增加     

界面张力降低速度对驱油效果的影响

在二元复合驱油体系中,存在着两种界面张力,即平衡界面张力和瞬间界面张力.油/水动态界面张力稳态值的高低关系到复合驱提高采收率的能力,仅仅是油/水界面张力瞬间超低,而平衡界面张力达不到超低,将难以获得较高的采收率;界面张力降低的速度对最终采出程度影响不明显,但可以影响含水率下降的速度.因此,二元复合驱配方设计中,要求平衡界面张力稳态值达到超低才能大幅度地提高原油采收率.     

低界面张力聚合物驱油的物化原理

在联合注入低浓度表面活性剂和生物聚合物后，再注入用于流度控制的一段聚合物缓冲段塞。将会引起化学物质消耗的降低和高的原油采收率，这种方法称为低界面张力聚合物驱暂，即LTPF。本文给出了LTPF所隐含的物理化学现象的一个重要结论。在进行LTPF时，溶液中表面活性剂一聚合物的反应和在驱替过程中表面活性剂与聚合物的色层分离被认为是十分重要的因素。为了获得LTPF动态，讨论了与化学物质和多孔介质有关的准则。驱替机理基于水包油型（Ⅱ型）驱替性质和多相（Ⅲ型）驱替性质之上。在多相状态恒定的含盐量条件下进行LTPF时，建议应用聚合物梯度来减少表面活性剂的漏失。本文还提出了借助于胶体渗滤方法的用于研究表面活性剂—聚合物混合物形成的HPLC方法。     

以糠醛抽出油为原料制备三次采油用表面活性剂

以糠醛抽出油为原料,通过磺化制备了一种表面活性剂KOCS。界面张力测试结果表明,在强碱NaOH存在的条件下,当KOVS含量为0．2％,碱含量在0．6％～1．4％范围时,KOCS体系与大庆四厂原油可形成超低界面张力(-10^-3mN／m)。在无碱条件下,KOCS表面活性剂单独用于大港油田枣园1256断块原油时,油-水界面张力可达到10^-2mN／m。KOCS能够满足不同油田化学驱对表面活性剂的要求。     

The Synthesis and Performance of Sodium Methyl Ester Sulfonate for Enhanced Oil Recovery

Abstract

Due to the high cost of surfactant production caused by petrochemical feedstocks, much attention has been given to nonedible vegetable oils as an alternative source of feedstock. A new nonedible oil-derived surfactant based on the Jatropha plant is synthesized. A single-step route was used for synthesizing sodium methyl ester sulfonate (SMES) for enhanced oil recovery application. The performance of the resultant surfactant was studied by measuring the interfacial tension between the surfactant solution and crude oil and its thermal stability at reservoir temperature. The SMES showed a good surface activity, reducing the interfacial tension between the surfactant solution and crude oil from 18.4 to 3.92 mN/m. The thermal analysis of SMES indicates that 26.1% weight loss was observed from 70°C to 500°C. The advantage of the new SMES is the low cost of production, which makes it a promising surfactant for enhanced oil recovery application and other uses.     

Evaluation of Surfactants for the Cost Effective Enhanced Oil Recovery of Assam Crude Oil Fields

Based on a hierarchial methodology, the article presents the comparative efficacy of Vim commercial detergent for the purpose of surfactant enhanced oil recovery of Assam crude oil in Indian reservoirs. Suitable technical and economic indices were defined to explore the economic competence with other surfactants such as sodium dodecyl benzene sulfonate and sodium dodecyl sulfonate. It was evaluated that the detergent formulation provided the following performance characteristics: I_C = 13.43 mN/m.g/L surfactant solution, surfactant sustainability index = 3.88 × 10^?3 mN/m.$/L surfactant solution, cost ratio = 0.32 ? 0.52 $ surfactant/$ crude oil recovered and 14.7–15.1% tertiary recovery with respect to original oil in place. Further ultralow interfacial tension formulations were also achievable with the commercial detergent.     

聚合物驱后利用OCS表面活性剂/聚合物二元体系提高采收率的研究

为进一步提高河南双河油田聚合物驱后原油采收率,进行了聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系驱油性能的研究。结果表明,OCS表面活性剂／聚合物二元体系是一种高效驱油剂,聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系可以进一步提高原油采收率。利用交联聚合物与OCS表面活性剂／聚合物二元体系相结合进行驱油的实验结果表明,聚合物驱后先用交联聚合物进行调剖,再注入OCS表面活性剂／聚合物二元高效驱油剂,提高采收率的效果更好。     

PBS菌的趋化性与提高原油采收率机理

实验验证了PBS菌的趋化性,在物理模型上考察了PBS菌的驱油机理和效果.PBS菌为假单胞杆菌属,兼性厌氧,可利用原油为碳源生长,代谢产物主要为化学结构已确认的一种鼠李糖脂,以及少量脂肪酸、有机醇、气体等.菌液中PBS菌数105～106个/mL,培养温度51℃,实验原油51℃下粘度35.2 mPa·s,驱替水矿化度3.7 g/L.在显微镜载玻片上培养0.5天后,距油水界面10 μm以内的水相(菌液+营养液)中菌数达108个/mL,2天后更达109个/mL,而在10 μm以外的水相中仅为103个/mL.在玻璃盒内培养0.5天后,靠近油水界面处水相中菌数为109个/mL,pH值4.4,鼠李糖脂浓度2.87 g/dL,距油水界面10、20、30 mm处水相中,菌数分别为107、106、105～104个/mL,形成细菌浓度分布梯度.以上实验结果用细菌的趋化性解释.在仿真网络模型上,水驱油后注入1 PV菌液+营养液,51℃培养10天后再水驱,观察并记录了以下驱油机理①乳化-携带,启动剩余油;②剥离油膜或油团;③堵塞大孔道,液流转向.在渗透率1 μm2的板状填砂模型上水驱油采收率为48%,注入1 PV菌液+营养液,在51℃培养10天后再水驱,提高采收率13.6%.图12参6.     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Abstract

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

聚合物驱后油藏提高采收率技术研究

根据室内实验和现场试验效果分析了聚合物驱后油藏进一步提高原油采收率的技术潜力。室内驱油实验表明,聚合物＋表面活性剂二元复合驱提高采收率为17．6％～20．1％,提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱（3％左右）和单一聚合物驱（11％～15％）,高于表面活性剂驱和聚合物驱二者之和,优于同等经济条件下聚合物驱的效果。孤岛中一区Ng3～6和孤东六区聚合物注入完成后接着实施二元复合驱,综合含水进一步下降,日产油量明显增加。聚合物溶液中加入粘弹性颗粒PPG（PreformedParticleGel）后,体系从偏粘性转变为偏弹性,具有较强的剖面调整能力。2009年2月在聚合物驱转后续水驱多年的孤岛中一区Ng3单元实施聚合物＋PPG驱,注入压力上升了1．4MPa,油层纵向非均质性明显改善,纵向各层吸水趋于均匀。     

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.     

驱油用耐温抗盐表面活性剂的研究进展

综述了国内外表面活性剂复配体系、阴离子-非离子两性表面活性剂和双子型(Gemini)表面活性剂3类驱油用耐温抗盐表面活性剂的研究进展情况,指出阴离子-非离子两性表面活性剂和新型Gemini表面活性剂是具有良好应有前景的高温、高盐油藏用表面活性剂,而且通过与石油磺酸盐和羧酸盐等廉价的表面活性剂进行复配使用,可以降低驱油成本。