化学剂对复合驱乳状液液膜强度的影响

三元复合驱采出乳状液中含有驱替用化学剂,这些化学剂将对乳状液的稳定性产生潜在影响。提出了一 简便的稳定性产生潜在影响。提出了一种简便而有效的研究方法,并分别研究了化学剂对乳状液液膜强度的 助于研究化学剂对液膜作用的微观机理,可为三元复合驱采出液处理技术研究提供较为直接的参考。提出的研究方法可以为研究其他化学剂对乳状液液膜强度的影响提供借鉴。     

三元复合驱采出液视粘度和乳状液类型测试

大庆油田近年来开展的三元（碱、表面活性剂、聚合物）复合驱矿场实验取得了大幅度提高原油采收率的良好效果。同时，采出液中残留的碱、表面活性剂和聚合物导致油水乳化程度加大，增加了采出液的处理难度。研究三元复合驱采出液流变性变化对该问题的解决具有重要意义。对此，Flock等对稠油及其乳化液的流变性进行了研究。本文对模拟三元复合驱采出液的视粘度和乳状液类型进行了测试。     

二元复合驱油体系乳状液形成及运移规律研究

为了研究二元复合驱油体系乳化与提高采收率的关系,通过分析现场采出液流变特征,测试不同乳化强度的表面活性剂/聚合物二元复合驱油体系的驱油效率,明确驱替后乳状液运移规律以及乳化对提高采收率贡献。研究结果表明:低黏度乳状液在低剪切速率下主要表现为弹性,在较高剪切速率下主要表现为黏性;而高黏度乳状液在低剪切和高剪切速率下都表现出黏性。在乳化初期,由于化学剂浓度分布不均匀,乳化稳定性较差;乳化中期化学剂浓度较高,乳状液粒径变化规律性较好,乳化中期存在乳化对驱油体系黏度补偿作用,乳化末期化学剂浓度较低,乳化液滴较少,乳化程度较弱。岩心渗透率小于100×10~(-3)μm~2时,二元复合驱过程中随着乳化综合指数增加,提高采收率幅度先增加后降低,最佳乳化综合指数为55%;渗透率大于100×10~(-3)μm~2时,随着乳化综合指数增加,提高采收率幅度逐渐增加,最佳乳化综合指数为88%,乳化贡献提高采收率幅度8个百分点。图24表2参13     

非相态稀体系三元复合驱油机理数学模型

在引进的UTCHEM数值模拟软件基础上，建立了非相态稀体系三元复合驱油机理数学模型，并利用所建立的数学模型对UTCHEM数值模拟软件进行了改进，对改进后的模型进行的模拟功能测试结果表明，模拟计算给出的水驱，聚合物驱和三元复合驱综合含水率变化曲线符号实际开采规律；三元复合驱比聚合物驱较大幅度地降低了油层剩余油饱和度，说明所建立的非相态稀体系驱油机理数学模型能够正确地模拟三元复合驱过程。     

大庆油田二元、三元复合驱油体系的研究

根据提高石油采收率的需要,筛选确定了适合于大庆油田的驱油用表面活性剂,通过考察表面活性剂浓度、牺牲剂浓度、聚合物浓度等对驱油体系界面活性及黏度的影响,得到了适合大庆油田的SP二元、ASP三元驱油体系,对该二元和三元体系的驱油性能进行了研究.实验结果表明:SP二元体系、ASP三元体系与原油间的界面张力均随表面活性剂浓度的增加先降低后缓慢上升,且都可达到10-3级超低界面张力;磷酸钠浓度在0g/L～6 g/L之间变化时,随着浓度的增加,体系黏度略有下降,油水问界面张力先下降后上升.且在浓度2 g/L时最低;随聚合物溶液浓度增加,体系黏度均增大,在相同聚合物浓度下,SP二元体系黏度明显高于ASP三元体系.驱油实验结果表明,所选择的十种驱油体系中二元体系的驱油效果好于三元体系,弱碱三元体系的驱油效果好于强碱三元体系;加入牺牲剂的驱油体系的驱油效果与不加牺牲剂相差不多,但可以降低活性剂用量30%～50%.现场试验结果表明应用二元体系驱油的采出井检泵周期明显高于三元采出井检泵周期,节约了作业成本.     

三元复合驱采出水性质及稳定性机理研究

通过对大庆油田二厂南四-8(弱碱)和四厂三元-6(强碱)三元复合驱采出水水质、含油量-沉降时间关系和驱油剂-油滴粒径关系等进行测定分析,得到了三元水的基本性质及驱油剂对其稳定性的影响。碱对三元水稳定性影响具有双重性,随着碱量增大,小粒径油滴分布增多,少部分油滴粒径已达到胶体粒径范围,碱量增到一定值,采出水油滴会发生聚并而分离;表面活性剂降低油水界面张力,促进油滴分散,其长链分子间存在斥力,可阻碍油滴聚并;聚合物增加采出水黏弹性,增大油滴聚并阻力,减小上浮速度。碱和表面活性剂的协同作用可使原油中的活性物质发生皂化,同时碱在一定程度上促进了聚合物自身水解,增大界面活性,使得采出水稳定性增强。     

强碱三元复合驱对储层的伤害及结垢研究

为研究强碱三元复合驱对储层的伤害,了解强碱体系是否造成储层内部结垢,对位于大庆油田杏二区中部强碱三元复合驱工业性试验区注三元复合体系前后分别钻取的2口密闭取心检查井的同层位岩心进行了对比检测研究.2口检查井岩心的X-射线衍射谱图形一致,特征衍射峰的形状、位置对应较好;能谱结果显示三元体系驱替后的岩心中钙镁元素没有发生聚集.表明三元复合驱体系对储层的伤害很小,三元复合体系驱替后储层孔道内没有生成堵塞性钙镁结垢.     

复合驱原油乳状液液膜强度

利用单滴法研究了表面活性剂B－100，Na_2CO_3；及二元、三元复合组份对液膜强度的影响，探讨了三元组份影响液膜强度的微观机理，得出了三元组份对液膜强度的影响规律。本研究结果对矿场产出液处理具有重要指导意义。     

三元复合驱硅质垢的形成机理及影响因素

在注三元复合液提高采收率的过程中,碱与地层中的矿物质反应,致使采出液中硅铝离子含量增高。在采出井近井地带,由于温度和压力的变化以及不同pH值、不同硬度的水混相,在井下和近井地带产生含有硅酸盐的混合垢。硅酸盐的沉淀受陈化时间、温度、硬离子、盐浓度的影响。     

孤岛西区三元复合驱体系色谱分离效应研究

以孤岛西区复合驱体系为研究对象,借助流动实验和HPLC分析方法,对胜利油田孤岛西区三元复合驱体系中各有效组分（Na2CO3 HPAM PS BES)在地层油砂上的吸附情况及色谱分离效应进行了研究。实验表明,所有有效组分在地下运移过程中未发生显著的分离,不会对驱油配方中各组分的协同效应、驱油体系的整体性能造成明显影响。文章不仅对孤岛西区复合驱现场,也必将为同类驱油技术的矿场实施提供有益的理论和试验依据。     

弱碱型三元复合驱采出水稳定性及反相破乳剂的应用

通过对模拟三元复合驱含油污水含油量和油珠粒径的测试,研究其稳定性。同时,对反相破乳剂ASPD—α进行了评价。结果表明,少量聚合物可以显著改善模拟三元复合驱的油水分离特性。模拟三元复合驱含油污水的油珠粒径随水相弹性膜量的增大而增大。反相破乳剂ASPD—α．的破乳效果和它的聚并作用随碱、表面活性剂和聚合物含量的增大而降低。     

三元复合体系在渗流过程中的乳化规律研究

三元复合体系在渗流过程中形成的乳状液类型和乳化程度直接影响其注入能力和驱油效果。本文采用中间带2个取样口的90 cm均质长岩心模型,研究了中（60%～80%）、高（85%～95%）含水率条件下,水解聚丙烯酰胺（相对分子质量2500×10⁴）、石油磺酸盐表面活性剂、Na₂CO₃三元复合体系与大庆原油在岩心渗流过程中乳状液的生成规律。低、中、高层渗透率分别约为300×10^-3、1500×10^-3、2500×10^-3μm²。研究结果表明,在中含水率条件下（60%～80%）,距低渗透岩心入口30、60 cm和出口处,开始乳化时的复合体系注入量分别为0.3、0.4、0.84PV,乳化效果较好时的注入量分别为0.48、0.6、0.94PV。在高含水率条件下（85%～95%）,相同测压点开始乳化时的复合体系注入量分别为0.41、0.49、0.86PV,乳化效果较好时的注入量分别为0.49、0.63、0.97PV。中、高渗透率岩心的乳化规律基本相似。含水率相同时,三元复合体系在低渗透率岩心渗流过程中出现乳化的时机早,注入量约0.8PV时,岩心出口端开始乳化,且乳状液的颜色较深,乳化效果好;在高渗透率岩心中,出现乳化的时机晚,注入量约1.0 PV时,岩心出口端开始乳化,乳状液的颜色较浅,乳化效果差。岩心渗透率相同时,中含水率条件下,出现乳化时机较早,乳化效果较好。     

大庆油田"三元""二元""一元"驱油研究

“大庆油田驱油用烷基苯磺酸盐的合成”项目的研究工作,从分子水平上基本掌握和控制了三次采油用的烷基苯磺酸盐的结构,并取得了拥有自主知识产权的系列产品,产品性能与国外ORS-4l产品相当。通过选择合适的表面活性剂二元前置段塞,获得了低界面张力的二元体系,减少了三元复合驱的油水乳化。通过三元配方中加入防垢剂减少甚至防止油层结垢。表面活性剂聚合物二元复合体系可以最大限度发挥聚合物的粘弹性,减少乳化液处理量,彻底清除由于碱的存在引起的地层及井筒结垢现象,在化学剂成本相同的情况下,可以达到与三元体系相同的驱油效果。大庆油田一元驱——高浓度聚合物提高采收率研究及矿场实验取得了满意的效果,在提高采收率幅度上与三元复合驱的结果完全接近。尤其重要的是,在驱油效果相当的情况下,高浓聚合物驱经济合理性优于三元复合驱。试验室研究和矿场生产试验表明：高浓度聚合物驱和三元复合驱适合于高渗透的低温油藏;其中高浓度聚驱更适合于非均质严重的油藏;三元复合驱适合于非均质不太严重的油藏;二元复合驱更适合于高、中渗透的中温和低温油藏;活性剂驱更适合于低渗透油藏和比较均匀的中渗透油藏。大庆油田研制的三元、二元、一元驱现场试验证实采收率提高值均达到20％以上。     

碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱采油井高黏稳定乳状液成因探讨

为揭示碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱采油井高黏度乳状液的成因,分析了室内物理模拟驱油及矿场采出液中油相黏度特点,考察了外力作用、化学剂浓度和类型、含水率和原油组分对乳状液稳定性及黏度的影响规律,探讨了相关作用机理。结果表明,在适宜的含水率(低于50%)条件下,含有极低浓度化学剂的采出水与原油通过强烈的外力作用(均化器转速超过6000 r/min),可形成高黏度稳定乳状液,原油中的沥青质是形成高黏度乳状液的关键物质。在模拟地层水中外加浓度较低的化学剂(重烷基苯磺酸盐、碱或部分水解聚丙烯酰胺)时,无论哪种类型的化学剂体系与原油在含水50%、均化器转速11000 r/min下形成的乳状液放置90 d后仍不分相,黏度均超过100 m Pa·s;当模拟地层水中外加化学剂浓度较高时,高黏度稳定乳状液不易形成,乳状液放置7 d后,析水率均大于85%,黏度均低于100 m Pa·s,外加的重烷基苯磺酸盐和部分水解聚丙烯酰胺等主要起破乳剂的作用。     

改性淀粉凝胶与三元复合驱体系的组合调驱研究

采用双层非均质岩心模型,将调剖和驱油结合,评价不同级差条件下8种开发方案提高采收率的效果。结果表明,岩心渗透率为30×10^-3/1000×10^-3μm²时,单独聚合物驱和三元驱使含水率下降约15%,采收率分别提高6.7%和8.3%。用改性淀粉凝胶封堵后,三元驱岩心含水率下降至44%,明显低于聚合物驱和水驱的最低含水率60%、70%,三元驱、聚合物驱及水驱采收率增幅分别为23.5%、19.2%和10.1%。三元驱能有效启动低渗层位,三元复合驱对低渗层位剩余油的开采效果明显好于聚合物驱。“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅为40.4%,好于二者单独作用时的采收率增幅加和35.6%,并比“铬凝胶+三元复合驱”组合调驱采收率增幅高4.3个百分点。岩心渗透率为30×10^-3/2000×10^-3 μm²和30×10^-3/500×10^-3μm²时,“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅分别为45.3%和34.4%,三元驱提高采收率25.1%和22.2%,油藏非均质性越严重,该组合调驱体系开采效果越好。     

三元复合驱污水动力学稳定性机理研究

通过Ttirbiscan稳定性分析仪研究了三元复合驱模拟采出污水的背散射光强度变化获得油滴动力学稳定性信息．同时利用稳定性常数值（TSI-1）比较了驱油剂含量对污水稳定性的影响;研究了不同驱油剂含量下污水中油滴的界面性质、粒径、电学性质和界面膜强度以及水相粘度,分析了驱油剂对污水稳定性的影响机理。结果表明,表面活性剂和碱能够降低油水界面张力、减小;由滴粒径、增加Zeta电位和液膜强度,但对水相粘度影响不大;聚合物则主要是增加油滴Zeta电位和液膜强度并使水相粘度显著增大。这些作用阻碍了小油滴转变为大液滴,减慢了大液滴聚结和分层速度。随着污水中表面活性剂、碱和聚合物浓度的增大,污水稳定性增强。     

The Demulsification of Crude Emulsion of ASP Flooding by an Organic Silicone Demulsifier

Abstract

In order to enhance crude oil recovery, the dosages of alkali, surfactant, and polymer in the tertiary flooding are becoming increasingly higher, which makes the emulsion more difficult to demulsify. In this article the application of new organic silicone demulsifiers for the demulsification of produced crude emulsion of alkali-surfactant-polymer (ASP) flooding with higher concentrations of alkali, surfactant, and polymer was investigated. The result indicated that organic silicone demulsifiers whose hydrophile–lipophile balance (HLB) number ranged from 10 to 15 had a satisfactory effect on demulsification. The dewatering efficiency can be improved evidently by adding a demulsifier mixed with DC2 and JG31 whose volume ratio was 4:1. The dewatering efficiency for produced crude emulsion from ASP flooding could exceed 80% at 60°C in which the concentrations of alkali, polymer, and surfactant ranged from 1,200 to 9,000 mg/L, 400 to 1,000 mg/L, and 200 to 800 mg/L, respectively. The simulative industrialized experiment of the ASP flooding produced emulsion was made, the dewatering efficiency was 99.6%, and the oil content of the produced water was less than 100 mg/L.     

三元复合体系相行为特征及其对驱油效果影响

针对大庆油田改善三元复合驱的实际需求,通过测试三元复合体系在驱油实验前后粘度和界面张力变化,讨论了表面活性剂、碱和盐等化学剂浓度变化对三元复合体系相行为特征和采收率的影响。实验结果表明,表面活性剂除了能降低界面张力外,还有利于增加体系的粘度,碱能促进原油的乳化,盐对复合体系相行为变化比较敏感。研究结果还发现,碱和盐在复合驱驱油机理上有相似之处,盐可以部分替代碱,这不仅能够减小碱对地层伤害、优化复合体系配方,而且可以取得较好的经济效益。     

强碱三元复合驱分子量调节器结构优化

大庆油田三元复合驱驱替对象已经逐步转向二、三类油藏,采用笼统注入方式导致油藏动用程度不均,影响三元复合驱的开发效果。在此基础上优化设计低渗透层分子量调节器,利用控制变量法分别改变喷嘴收缩段角度、圆柱段长度、扩散段角度、喷嘴扩散角度并建立模型。应用Fluent软件模拟模型流场特性,得到低压降、高黏损的模型。数值模拟与对比分析表明:收缩角度为30°的模型在同等压降下黏损率相对较大,满足现场需求,为分子量调节器结构优化提供了理论依据。