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。     

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。     

无碱二元驱提高原油采收率技术在辽河油田的应用

针对辽河油田区块的油藏条件,在室内进行了无碱表面活性剂/聚合物复合二元驱提高原油采收率的研究。对聚合物(P)进行了基本参数的检测,确保聚合物达到驱油聚合物的行业标准;对3种表面活性剂YD,J16,BH进行了筛选,优选出对该地层原油具有最佳降低界面张力效果的表面活性剂YD;将筛选出的表面活性剂与聚合物复配组成二元体系,并得出最佳配方:0.16%P+0.15%YD。筛选出的二元体系可以使油水界面张力降至<10-3mN/m,并具有长期稳定性,采用无碱二元驱可以大幅提高原油采收率,增幅>10%。     

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。     

大庆油田三元复合驱驱油效果影响因素实验研究

通过岩心物理模拟实验及微观驱油实验,分析了界面张力、三元体系粘度、乳化油滴产生及岩石润湿性对三元复合驱驱油效果的影响规律和影响机理。研究结果表明,油水间平衡、动态界面张力大幅度降低可有效提高三元复合驱驱油效率,进行三元复合驱时,油水界面张力须降到10^-3mN/m数量级;增加体系粘度能够扩大三元复合驱的波及体积,水油粘度比大于2是三元复合驱提高采收率幅度达到20%的必要条件;乳化的油滴产生是三元复合驱提高驱油效率的主要形式,油水界面张力越低、驱替体系粘度越大,乳化油滴的产生能力越强,驱油效果越好;三元复合驱能够驱替亲油岩石表面的油膜,促进岩心润湿性由亲油向亲水转化。     

疏水缔合聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱体系界面张力特征研究

研究了疏水缔合聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱体系与大庆原油形成低界面张力的特征.结果表明,在降低界面张力方面,碱与表面活性剂间存在显著的协同效应;疏水缔合聚合物具有一定的降低油水界面张力能力,其对三元复合驱体系的平衡界面张力影响不大,对体系的动态界面张力具有比较显著的影响.碱、表面活性剂质量分数对琉水缔合聚合物三元复合驱体系/大庆原油间界面张力有很大影响,碱和表面活性剂最佳质量分数分别为1.0%～1.2%和0.1%～0.3%.     

驱油剂对弱碱三元采出液油水界面张力的影响

研究了碱、表面活性剂和聚合物对石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液油水界面张力的影响。实验结果表明,油水动态界面张力随表面活性剂和碱含量增大而降低;在表面活性剂和碱共同作用下,模拟三元复合驱采出液油水动态界面张力下降显著;加入聚合物会使油水动态界面张力升高,但与碱和表活剂相比,聚合物对油水动态界面张力的影响不大。     

OCS表面活性剂工业品的界面活性及驱油效率

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大,经济效益差的缺点,利用廉价的大庆减压渣油为原料合成了驱油用表面活性剂OCS.测试结果表明,OCS表面活性剂工业品具有优异的降低原油-地层水界面张力的能力,能在较宽的碱浓度和表面活性剂浓度范围内使不同大庆采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN/m.在无碱条件下,对于大港油田枣园1256断块原油,当OCS活性剂质量分数达到0.2%时,油-水界面张力即可降至10^-3mN/m.大庆原油的平面模型驱油试验表明,OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系（ASP）的驱油效率比水驱提高20%以上.     

无碱二元复合驱油体系室内实验研究

根据实验筛选了适合无碱二元复合驱油体系的最佳表面活性剂和聚合物,并在70℃下对该体系的性能进行了评价。结果表明,聚合物浓度为1 200mg/L、表面活性剂浓度为1 500mg/L形成的二元复合驱油体系,油水界面张力可达到0.002 17mN/m,粘度可达到16.8mPa.s;该体系具有一定的耐温性和耐盐性,适合在70℃、矿化度5 000~15 000mg/L的油藏使用;物模驱油实验结果表明,水驱后注无碱二元复合驱油体系可提高采收率32.17%。     

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.     

化学驱中动态界面张力现象对驱油效率的影响

本文测定了两种原油在不同化学驱配方下的油／水动态界面张力变化。通过一系列驱油效率实验，研究了动态界面张力最低值，稳态值，油、水相粘度的变化对驱油效率的影响。实验结果表明：动态界面张力平衡值的大小控制岩心驱替过程化学驱段塞提高采收率的能力。如果仅仅动态界面张力最低值达到超低，将难以获得高的采收率。在含有聚合物的复合驱中，由于协同效应的存在，启动残余油所需的界面张力值不必要达到１０＾－３ｍＮ／ｍ。聚合     

有机碱三元复合驱体系与正构烷烃间的界面张力

为明确有机碱、表面活性剂、聚合物三者之间的协同效应,采用旋转滴法研究了有机碱三元复合驱体系与正构烷烃间的界面张力。研究结果表明,非离子表面活性剂烷醇酰胺6501能够有效降低正癸烷油水间的界面张力,浓度为2.0 g/L时6501溶液与正癸烷间的界面张力稳态值为10-1m N/m;有机碱乙醇胺或二乙醇胺的加入可以进一步将体系与正癸烷间的界面张力降至10-2m N/m,这主要是由于有机碱能够影响烷醇酰胺的溶解性及其在界面上的分子排列,乙醇胺降低界面张力的能力大于二乙醇胺;聚合物类型对有机碱三元复合体系与正癸烷间的界面张力有较大影响,加入水溶性聚合物后的有机碱三元体系与正癸烷间的界面张力可降至10-3m N/m,而加入疏水缔合聚合物后的有机碱三元体系与正癸烷间界面张力瞬时值升高,稳态值变化不大,保持在10-1m N/m数量级。     

利用微生物大幅度改善化学驱效果

针对大庆油田原油酸值低、应用三元复合驱难度大等特点,筛选了两株具有良好的产酸、产表面活性剂和改善原油物性的菌种,经鉴定分别为短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌。这两株菌可以降解原油中重质成分,尤其是高碳链(C₂₀以上)饱和烃,产生大量的胞外有机酸,可使原油酸值平均升高10倍以上。在发酵液中代谢产生混合酯类生物表面活性剂和低分子量有机酸、醇。微生物作用原油后,产生的有机酸在碱性条件下能与合成表面活性剂产生很好的协同作用,使微生物作用后原油与现有三元复合体系形成更低的界面张力,平均比未作用原油体系界面张力降低一个数量级,达到10^-4mN/m数量级。室内天然岩心驱油实验评价结果表明,微生物-三元复合驱结合可比单独三元复合驱驱油效率增加近10% OOIP。     

碱/表面活性剂/聚合物相互作用对河间油藏油水界面张力特征的影响

在任丘油田河间油藏油层及流体性质(90℃温度、矿化度为5 192.2 mg/L的采出水和5 682.6 mg/L的注入水、河间原油)的条件下,研究了表面活性剂、碱和聚合物相互作用对油水界面张力的影响。结果表明,单一石油磺酸盐CDS-1在有效浓度为0.01%~0.3%范围内,瞬时动态界面张力和平衡界面张力降低到10-2mN/m数量级。向浓度为0.05%的CDS-1溶液中加入Na2CO3,瞬时动态界面张力和平衡界面张力变化不大,仍在10-2mN/m数量级;与Na2CO3高浓度相比,当Na2CO3浓度为0.5%时,平衡界面张力和瞬时界面张力降低明显,瞬时动态界面张力最低值低至10-3mN/m数量级。分别在浓度为0.05%的CDS-1溶液和0.5%Na2CO3/0.05%CDS-1二元体系中加入不同浓度(浓度在500~2 500 mg/L范围内)的部分水解聚丙烯酰胺聚合物M2500,瞬时动态界面张力和平衡界面张力无明显变化,仍在10-2mN/m数量级。该实验结果为河间油藏表面活性剂复合驱油配方的筛选提供了重要依据。     

羧基甜菜碱-烷醇酰胺复配体系界面张力研究

研究了以不同比例复配的羧基甜菜碱/烷醇酰胺体系与临盘原油的动态界面张力,筛选出了适用于临盘凝油的表面活性剂体系。结果表明,单一的烷醇酰胺或甜菜碱与临盘原油间的界面张力值达不到超低值;而两种活性剂以1∶1和2∶1进行复配时,具有明显的协同效应,在总浓度为0.005%～0.2%范围内,油水界面张力值可降低到10-4 mN/m数量级,且经过石英砂静态吸附后,复配体系具有较好的低界面张力性能,是一种具有现场应用价值的表面活性剂体系。     

用于三次采油的新型弱碱表面活性剂

以α-烯烃为初始原料,经过烷基化及磺化、中和,研制出了组分相对单一、结构合理的新型弱碱烷基苯磺酸盐表面活性剂.室内评价结果表明,这种表面活性剂具有良好的界面活性,配制的复合体系在较宽的表面活性剂浓度和碱浓度范围可与原油形成10^-3mN/m数量级的超低界面张力.同时,该表面活性剂对大庆油田不同区块、不同油层的油水条件有很强的适应性.另外,由于表面活性剂组成较为单一,可大大降低表面活性剂在地层中因吸附滞留而产生的色谱分离效应.室内天然岩心驱油实验表明,三元复合体系平均驱油效率可比水驱提高约20%.小井距三元复合驱矿场试验结果表明,三元复合驱比水驱提高采收率24.66%.这种表面活性剂为三元复合驱技术在大庆油田的工业化推广,特别是在二类油层的应用奠定了基础.     

Evaluation of Interfacial Tension Between Zahra Oil and ASP Solution

Alkaline-surfactant-polymer (ASP) flooding has been proved to be an effective enhanced oil recovery (EOR) method. Reduction of interfacial tension (IFT) between crude oil and ASP solution is the main mechanism in ASP flooding. Evaluating IFT between crude oil and ASP solution is a key parameter for ASP flooding in laboratory experiments or field projects. In order to obtain good result of ASP flooding in the reservoir in Zahra field, the influence of the concentration of Na₂CO₃ on IFT between Zahra crude oil and ASP solution with three different surfactants, BHJC, SS-231, and SS-233, was researched. IFT was measured with surface tension meter SVT20N, Dataphysics Co. Germany, at 72°C. For the view of IFT result anionic surfactant BHJC is more suitable for the Zahra oil field. This research is helpful for practical application of ASP flooding in Zahra oil field.