纳米乳液渗吸驱油剂性能评价与应用

为适应低渗透油藏提高采收率的需求,以双子表面活性剂双烷基酚酮聚氧乙烯醚为主要原料制备了一种新型纳米乳液作为驱油剂。室内评价了其界面性能、润湿性能、耐温抗盐性能等,并通过核磁共振、相渗实验及自发渗吸实验考察了该纳米乳液驱油剂的驱油效果,同时与常规驱油剂磺酸盐表面活性剂进行了对比。结果表明,该纳米驱油剂乳液的平均粒径为60 nm。随纳米驱油剂加量增加,溶液表面张力和油水界面张力逐渐下降。驱油剂加量为0.2%时,油水界面张力可达2.94×10^-3mN/m,界面活性良好。纳米驱油剂可使岩心表面由亲油性转变为亲水性,实现润湿反转。纳米驱油剂加量为0.2%时,对原油的乳化效率为98%,其耐温抗盐性能良好,静态渗吸驱油可提高采收率30百分点。在新疆油田压裂驱油和老井注水吞吐的应用表明,纳米渗吸驱油技术的增产效果好于常规驱油技术,在产液量相差不大的情况下,返排率更低,产油量更高,驱油置换增油效果更好。     

纳米驱油剂性能评价探索

针对新疆油田低渗透储藏开发需求,通过表/界面性能、润湿性、防膨性能测定和岩心驱替实验等常规实验 手段,研究了纳米驱油剂iNanoW1.0的性能特征。研究结果表明,纳米驱油剂iNanoW1.0在表/界面张力、润湿性 方面与水相近,可减少水分子间的相互作用力,有利于启动压力降低,同时还能提高防膨剂的防膨效果,有助于 水敏油藏的开发。岩心实验结果证明,纳米驱油剂iNanoW1.0能够使原来不能建立水驱驱替关系的低渗透岩心 可以建立驱替关系,有利于低渗油层的开发。     

生物活性剂驱油技术在延长油田的应用研究

针对延长油田低孔低渗、地层水矿化度高、采收率低的的问题,研究应用了生物活性剂驱油技术,介绍了该技术的驱油机理,通过洗油能力、界面张力、耐盐性、抗钙镁、驱油评价等一系列性能测试,评选出了适合延长油田可大幅度提高驱油效率的驱油剂配方,并在现场应用取得了较好的增产效果。     

特低渗透油藏新型高效驱油剂的研究与应用——以延长油区杏子川油田王214试验区为例

为解决特低渗透油藏油井产能低、含水上升快、产量递减快、采收率低的问题,通过室内实验对22种驱油剂进行了筛选,优化了适用于延长油区特低渗透油藏的高效驱油剂,其由11号非离子表面活性剂和15号生物表面活性剂按照体积比为1∶1复配而成.对该新型驱油剂进行了界面张力实验、抗盐与抗钙性能实验和岩心驱替实验,结果表明,其具有脱油效率高、界面张力低、抗盐与抗钙性能强、溶解性好、驱油效率高和成本低的优点,可以改变储层岩石润湿性,降低注入压力,较大幅度地提高原油采收率,改善特低渗透油藏开发效果.在延长油区杏子川油田王214试验区开展了矿场试验,至2012年8月油井见效率为90％,可以提高原油产量40％,区块累积增产油量为13 555t,水驱曲线预测提高采收率6.08％,阶段投入产出比为1∶5.06.     

表面活性剂驱油性能评价及其在低渗透油田的应用

结合低渗透油田储层和化学驱油技术特点,考察了双子型表面活性剂驱油剂YC-2 表界面活性、乳化能力及驱油效果。实验结果表明,该驱油剂在浓度为3000mg/L时的表面张力可以达到30mN/m左右,与原油间的界面张力可以达到10^-3mN/m超低数量级,并且对NaCl和CaCl₂ 体现出较强的抗盐能力;表面活性剂YC-2 溶液/原油乳液体系析水快,有利于产出液的破乳。驱油实验结果表明,浓度为3000mg/L的表面活性剂YC-2 溶液在气测渗透率为0.3541× 10-3μm²岩心水驱（采收率50%）基础上可进一步提高采收率15% 以上;该表面活性剂适用于低渗透油层驱油,随着岩心渗透率的提高,表面活性剂驱油效率降低。该驱油剂产品已在延长油田青化砭、瓦窑堡、青平川等采油厂应用,取得了显著的驱油效果。     

提高高含水油藏采收率方法的研究

为了研究提高高含水油藏采收率技术方法,从提高采收率基本理论人手,简析了驱油效率、剩余油饱和度、毛细管数、调剖驱油剂等主要影响因素;根据采收率的构造要素,结合淮城油田沙一下油藏特点,确定并采用了降低油水界面张力为主的吞吐法与堵水法相结合新的技术方法,该技术通过增加毛细管数、降低剩余油饱和度、提高驱油效率,从而提高采收率.经现场实验,该技术措施适用,增油降水效果显著,值得借鉴.     

特低渗砂岩油藏CO2-低界面张力黏弹流体协同驱油机理研究

目的 特低渗油藏储层物性差、层间非均质性强,造成CO₂驱易发生气窜,提高采收率效果欠佳,其中,CO₂水气交替驱作为结合CO₂驱和水驱优势的方法,具有较高的适用性。为进一步改善CO₂-水交替驱的开发效果,开展了CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱油研究。方法 通过界面张力和润湿性能测试评价低界面张力黏弹流体基本性能,并利用微观可视化驱油实验及岩心驱油实验等,探究了不同驱替方式的驱油效果和CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱油过程中二者之间的“协同作用”机理。结果 低界面张力黏弹流体具备良好的界面活性和改变岩石表面润湿性能力,水驱后开展CO₂驱、低界面张力黏弹流体驱、CO₂-低界面张力黏弹流体交替协同驱,采收率可在水驱基础上分别提高0.91%、10.66%、16.25%,其提高采收率机理包括降低界面张力、改善流度比、改变岩石表面润湿性及乳化作用的协同效应等。结论 CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱既可有效...     

张店油田储层注水影响因素探讨

张店油田在注水开发过程中，出现注水难和注不进去的现象，通过岩心试验评价不同毛管力，不同润湿性，不同温度下模拟注水以及注表面活性剂的岩心驱替试验，并结合张店油田储层有关特征，对影响张店油田注水驱油效果的因素做出分析评价。研究结果表明，毛细管力是影响注水的重要因素之一，随着样品水润湿性程度的增加，注水压力升高，驱油效率减小。注水温度越低高含蜡原油结蜡严重，影响注水。表面活性荆能降低油水界面张力，从而降低注入压力，提高原油采收率。     

三次采油中驱油剂与防膨剂配伍性的研究

研究了三次采油中驱油剂与防膨剂的配伍性.首先考察了驱油剂对驱油剂防膨剂防膨效果的影响,再研究了防膨剂对驱油剂界面张力及驱油效率的影响.结果表明,驱油剂基本上不影响防膨剂的使用效果;防膨剂使驱油剂的界面张力降至更低,同一种防膨剂对于不同驱油剂的驱油效率有不同的影响,驱油剂A驱油效率略有提高,驱油剂B驱油效率降低到13.97%,驱油剂C驱油效率大幅降低.     

化学蒸汽驱提高驱油效率机理研究

化学蒸汽驱的目的是解决胜利油区中深层稠油油藏因油层压力高导致蒸汽驱采收率低的技术瓶颈。采用室内物理模拟实验,以数值模拟技术为手段,通过研究高温泡沫剂一高温驱油剂一原油组分的相互作用机制及温度、油水界面张力对驱油效率的影响,对比高温泡沫剂辅助蒸汽驱、高温驱油剂辅助蒸汽驱、高温泡沫剂与高温驱油剂辅助蒸汽驱提高采收率的幅度,揭示了化学剂与蒸汽复合作用提高采收率机理。结果表明,高温驱油剂的油水界面张力达到10^-3mN/m数量级,才能取得较好的驱油效果,可提高驱油效率5.1%;高温泡沫剂的临界含油饱和度为0.25～0.3,可提高驱油效率8.1%;与蒸汽驱相比,化学蒸汽驱可发挥高温驱油剂和泡沫剂的协同作用,提高驱油效率14.6%,具有明显的技术优势。     

表面活性剂对低渗透油藏渗吸敏感因素的影响

界面张力和岩石润湿性是影响毛细管压力大小的决定性因素,因此研究表面活性剂对这两个因素的影响,可以充分发挥渗吸作用、提高低渗透油田原油的渗吸采收率。利用7块不同渗透率的亲水人造岩心,通过渗吸试验、旋滴法和动态接触角法研究了表面活性剂对油水界面张力、水湿表面润湿性、毛细管压力以及渗吸采收率的影响。试验结果发现:随着表面活性剂RS-1质量分数的增大,油水界面张力先有较大幅度降低后略有升高,最后趋于平稳;表面活性剂具有很强的改变水湿表面润湿性的能力,且能降低毛细管压力、提高渗吸采收率。研究结果表明:表面活性剂降低界面张力效果明显,并且复配表面活性剂降低界面张力的效果比单一活性剂好,岩样渗吸采收率与油水界面张力和毛细管压力的对数呈线性负相关关系。      

低渗透油藏自发渗吸驱油实验研究

通过低渗透亲水岩心自发渗吸实验,探讨了低渗透油藏不同界面张力体系的渗吸驱油过程。研究结果表明,注入水渗吸体系因毛细管力较高、毛细管力与重力比值较大,其渗吸过程为毛细管力支配下的逆向渗吸。与注入水渗吸结果相比,化学剂溶液因降低油水界面张力,在孔隙介质中能使更多的原油参与渗流过程,使更多的剩余油变为可动油,提高了渗吸平衡时的原油采出程度,因而提高了低渗透油藏原油的采收率。     

低渗透油藏渗流物理特征的几点新认识

对于低渗透油藏,油水界面张力、岩石润湿性和孔喉比是影响产量和采收率的重要因素,而润湿指数和润湿角通过毛管数与驱油效率有直接的定量关系。该文提出了一个关联着界面张力、润湿性和孔喉比的修正毛管数概念,建立了基于Amott润湿指数与USBM指数的润湿角表征方法,继而推导出低渗透储层毛管数表达式,并通过岩心实验确定出其与残余油饱和度的关系。以此为基础给出不同界面张力与润湿情况下的相对渗透率曲线、驱油效率和注入能力的计算公式,揭示了各种油藏物理参数之间的关联性,为优化低渗透油层化学驱改变界面张力、润湿性控制参数,进而为提高驱油效率和采收率提供了理论依据。     

A New Type of Surfactant for Enhanced Oil Recovery

abstract

Most naturally fractured reservoir rocks are mixed to oil wet and do not imbibe the injected water, which translates into low-efficiency waterflood recovery. To enhance the spontaneous imbibition process, a low concentration of surfactants is dissolved into the injected water to induce wettability alteration of the reservoir rock by changing the wettability of the rock toward a more water-wet state. Zizyphus spina-christi leaves, which are grown in the Middle East, produce a special surfactant called saponin. This surfactant can be used for chemical flooding in Iranian oil fields due to its low cost and availability. Saponin was extracted from leaves using a spray-drying method and the interfacial tension (IFT) between saponin–water–oil was determined. For interfacial tension measurements the pendant drop method was used. A typical pendant drop apparatus is presented in this article. The algorithms used to infer interfacial tension from the geometrical profile of the pendant drop are described in detail; in particular, a new method for evaluation of the value of the radius at the apex of the drop, necessary for calculation of interfacial tension, is presented. Saponin caused a reduction in interfacial tension from 48 to 9 dyn/cm, which can be decreased to ultralow IFT by the addition of salt and alcohol. According to the results, saponin can be used as a surface-active agent for enhanced oil recovery.     

An evaluation of modified silica nanoparticles’ efficiency in enhancing oil recovery of light and intermediate oil reservoirs

The role of nanoparticles in enhancing oil recovery from oil reservoirs is an increasingly important topic of research. Nanoparticles have the properties that are potentially useful for enhanced oil recovery processes, as they are solid and two orders of magnitude smaller than colloidal particles. This paper presents a comparison between the efficiency of modified silica nanoparticles in enhancing oil recovery from two different Iranian light and intermediate oil reservoirs. The mechanisms used to recover additional oil would be oil–water interfacial tension reduction and wettability alteration. Oil phase contact angles and oil–water interfacial tensions were measured in the absence and the presence of nano fluids’ different concentrations (1–4 g/L). Results showed that the interfacial tension reduces dramatically in the presence of nanoparticles for both light and intermediate oil. In addition oil phase contact angle results showed a transformation of rock wettability from water-wet toward oil-wet condition. However, these nanoparticles are more capable in the reduction of the interfacial tension and the alteration of wettability in the case of light oil reservoir. A comparison between recovery results indicated that these nanoparticles are more efficient in light oil reservoirs and produce more incremental amount of oil after primary and secondary processes.     

基于扩展毛管数理论的化学驱相渗曲线研究

为了体现润湿性和孔隙结构对表活剂驱渗流特征的影响,在传统毛管数理论的基础上,通过物理模拟与数学处理相结合,提出了低渗透油藏包含润湿性和孔隙结构特征的扩展毛管数理论模型,并通过试验获得了不同低渗岩心对应的扩展毛管数与残余油饱和度,绘制了两者之间的关系图版,据此建立了基于扩展毛管数的相渗曲线非线性处理方法,并进行了油藏工程应用。研究表明,扩展毛管数理论能够体现出低渗透油藏中润湿性和孔隙结构的影响,而低渗透油藏化学驱油需要降低界面张力和改变储层润湿性的共同作用。扩展毛管数与残余油饱和度具有非线性递减函数关系,并只有当其超过临界值时,残余油饱和度才会随其增加而大幅度地下降。基于扩展毛管数的残余油饱和度非线性表征方法,与实验计算结果吻合很好。低渗透油藏化学驱相渗曲线处理新方法能够体现润湿性的影响和表活剂体系的驱替特征,为低渗透油藏化学驱油藏工程和数值模拟研究提供了依据。     

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。     

Surfactant induced reservoir wettability alteration: Recent theoretical and experimental advances in enhanced oil recovery

Reservoir wettability plays an important role in various oil recovery processes.The origin and evolution of reservoir wettability were critically reviewed to better understand the complexity of wettability due to interactions in crude oil-brine-rock system,with introduction of different wetting states and their influence on fluid distribution in pore spaces.The effect of wettability on oil recovery of waterflooding was then summarized from past and recent research to emphasize the importance of wettability in oil displacement by brine.The mechanism of wettability alteration by different surfactants in both carbonate and sandstone reservoirs was analyzed,concerning their distinct surface chemistry,and different interaction patterns of surfactants with components on rock surface.Other concerns such as the combined effect of wettability alteration and interfacial tension (IFT) reduction on the imbibition process was also taken into account.Generally,surfactant induced wettability alteration for enhanced oil recovery is still in the stage of laboratory investigation.The successful application of this technique relies on a comprehensive survey of target reservoir conditions,and could be expected especially in low permeability fractured reservoirs and forced imbibition process.     

界面润湿性调控驱油剂的制备与性能评价

为高效剥离吸附在岩石表面的油膜,以油酸、过氧化氢、乙酸、氢氧化钠等为主要原料,经两步反应制备了一种新型界面润湿性调控驱油剂9,10-二羟基硬脂酸钠(SDHS)。通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了结构表征,并对其吸附性能、润湿性调控性能、降低界面张力性能以及油膜剥离性能进行了评价。结果表明,SDHS在亲油处理后的云母片表面均匀吸附。SDHS可通过吸附调控亲油岩石表面润湿性至强亲水/水下疏油状态。将亲油处理的玻璃片在0.3%SDHS溶液中浸泡48 h,玻璃片表面的水滴接触角由99.2°降至27.1°,水下油滴接触角由18.1°增至142.3°。SDHS可将油水界面张力降低至1 mN/m以下,0.3%SDHS溶液降低界面张力能力最强。40℃下,经0.3%SDHS处理48 h,载玻片表面的油膜面积减小53.6%,油膜剥离能力优于传统表面活性剂如十二烷基硫酸钠。SDHS同时降低油水界面张力和调控固液界面润湿性,油膜剥离效果较好,有望进一步提高采收率。