表面活性剂吸附-解吸行为提高化学驱采收率

进行了表面活性剂/碱段塞岩心驱替实验,分析了不同阶段采出水中碱、表面活性剂的浓度,并且监测了油/水界面张力的变化.结果表明,存在混合表面活性剂的色谱分离现象,且该现象对油/水界面张力有一定影响.实验发现表面活性剂/碱段塞驱替后,吸附滞留在岩心孔隙中的表面活性剂能够解吸回后续注入水中,并且解吸的过程持续了很长一段时间.虽然,解吸回后续注入水中的表面活性剂浓度很低,但在一定的碱浓度下,可以得到超低油/水界面张力值.岩心驱替实验结果显示,通过解吸的表面活性剂和碱之间的协同作用,加碱的后续水驱可在原碱/表面活性剂段塞驱的基础上提高采收率13%.因此,利用含有解吸表面活性剂的后续水驱可以提高化学驱的驱油效率,降低驱油成本.     

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。     

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%。     

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.     

无碱二元复合驱注入参数优化研究

介绍了无碱二元复合驱注入参数优化依据,即以配方体系黏度范围确定聚合物溶液浓度范围;以油水界面张力达10-3mN/m对所需表面活性剂含量优化。考察了聚合物溶液浓度、表面活性剂含量及段塞尺寸对驱油效率的影响。结果表明,在聚合物溶液浓度为1 400～1 600mg/L,表面活性剂含量为0.2%～0.3%,段塞尺寸0.5～0.7 PV时,无碱二元复合驱油效率比水驱提高25%,与聚合物驱、弱碱三元驱相比,无碱二元复合驱更优。     

碱/表面活性剂复合驱提高锦90块稠油采收率研究

针对辽河油田稠油主力区块进入蒸汽吞吐中后期,吞吐效果明显变差,急待转换开发方式的现状,分析了普通稠油区块锦90断块具备实施碱/表面活性剂复合驱的有利条件.通过实验筛选出最佳碱剂为Na2CO3,从6种表面活性剂中选出最佳表面活性剂为ISY;考察了碱剂与表面活性剂之间的最佳协同效应用量范围,结果表明,碱剂Na2CO3用量0.2%～1.2%,表面活性剂ISY用量0. 025%～0.2%,能使油水界面张力达超低,考察到各单剂的吸附损失,碱剂与表面活性剂最佳配方为1.0% Na2CO3 0.2% ISY.实验室评价了碱/表面活性剂驱油体系的驱油效率,分别考察了注入段塞体积和不同驱油体系对驱油率的影响,结果表明,在注入段塞体积0.3 PV,驱油体系为1.0% Na2CO3 0.2% ISY条件下,驱油效率提高了16.44%,并且具有较好的配伍性和抗盐性.     

低碱三元复合驱油实验研究

针对三元复合驱体系在表面活性剂浓度一定的情况下，碱和聚合物浓度变化对体系粘度、界面张力有一定的影响，根据驱油效率实验，优选出三元复合驱体系中碱的最佳浓度范围。结果表明，就该实验所采用的三元复合体系。在考虑超低界面张力的同时，必须考虑体系的粘度，其超低界面张力并不是提高原油采收率的必要条件。     

非均质油藏复合驱合理界面张力实验研究

针对油田三元复合驱油实际需求,通过调整活性剂、聚合物和碱的类型和配方组成,在两种具有大庆油田油藏典型地质特征的物理模型上对低活性剂浓度三元复合体系的适应性进行了实验评价。结果表明,非均质油藏三元复合驱应当兼顾扩大波及体积和提高洗油效率。将复合体系中表面活性剂和碱的浓度分别降低到0.1%和0.8%,驱替相与被驱替相间界面张力保持为0.01mN/m,并适当增大聚合物相对分子质量或增加聚合物浓度,低活性剂浓度三元复合体系驱原油的采收率可以增加20%以上。     

溶蚀下碱溶液在多孔介质中的传质规律研究

将溶蚀反应的溶蚀速率常数和多级反应级数引入到碱溶液传输方程中,建立了碱溶液在地层矿物多孔介质中含多级反应动力学的传输方程,并计算了碱溶液在地层矿物中一维浓度的分布.结果表明,物理模拟和数值模拟的一致性较好.该计算方法可以用作碱溶液传输过程的机理分析和实际驱替过程的模拟.分析了影响碱溶液在地层多孔介质中浓度分布的因素,如吸附、扩散系数、注入量、驱替速度和溶蚀等.该模型可用于预测碱耗、优化碱溶液浓度和注入量等参数,改善碱水驱或含碱复合驱的驱油效果,提高地层原油采收率.图5表1参16     

低活性剂浓度三元复合体系驱油效果实验研究

近年来,三元复合驱作为一种最具发展潜力的提高采收率方法已在大庆油田投入多个矿场试验,取得了较好的增油效果.但由于现有三元复合体系化学剂费用投入大,经济效益差,使其应用受到极大限制.采用数值模拟方法对三元复合驱剩余油分布特征进行了较为系统的研究,结果发现,三元复合驱在一定程度上加重了油藏“层间和平面”矛盾.在此基础上,通过数值模拟方法对复合体系配方进行筛选,并利用物理模拟方法对优化配方的驱油效果进行了评价,采收率提高幅度超过20%,节约化学剂费用30%以上.实验结果表明,“低活性剂、低碱浓度、高聚合物浓度”三元复合体系是一种高效、廉价的驱油体系.     

复合驱油体系与大庆原油间界面张力的研究

本文讨论了石油磺酸盐Ｂ—１００体系和Ｎａ２ＣＯ３体系与大庆原油间的界面张力等值图；讨论了Ｂ－１００－Ｎａ２ＣＯ３体系、Ｂ－１００—Ｎａ２ＣＯ３—３３３０Ｓ体系与大庆原油间的界面张力等值图。研究了表面活性剂的类型和浓度、碱的类型和浓度及地层水矿化度等对复合体系界面张力的影响。通过以上这些研究，探讨了碱——表面活性剂二元复合体系及碱—表面活性剂——聚合物三元复合体系与大庆原油间形成超低界面张力的机理。研究结果在理论上为大庆油田开展三元复合驱提供了充实的实验依据。     

聚合物对石油羧酸盐界面活性的影响

通过测定加入聚合物HPAM前后,不同浓度石油羧酸盐弱碱(Na2CO3)溶液和石油羧酸盐强碱(NaOH)溶液与大庆采油四厂原油间的界面张力,探讨了聚合物的加入对石油羧酸盐界面活性的影响。结果表明:聚合物的加入可显著改善石油羧酸盐弱碱(Na2CO3)溶液的界面活性,未加入聚合物时,石油羧酸盐只能在Na2CO3浓度为8 12 g/L的部分范围达到超低界面张力;加入1500 mg/L HPAM后,界面活性明显改善,尤其是在表面活性剂浓度较高(0.8 3.2 g/L)、Na2CO3浓度低至4 12 g/L区域的界面张力均可达到10-3数量级。聚合物的加入对石油羧酸盐强碱(NaOH)溶液界面活性的改善不如弱碱(Na2CO3)溶液明显。在低NaOH浓度(46 g/L)时,加入HPAM对石油羧酸盐强碱体系的界面活性尚有一定改善,当NaOH浓度为8 g/L时效果已不太明显,而当NaOH浓度分别为10、12 g/L时界面活性反而变差。此外,文中还对聚合物的上述影响从化学的角度进行了初步探讨。     

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。     

倾斜转滴技术对化学驱油体系中油滴聚并规律的研究

利用改进的倾斜转滴技术研究了化学驱油体系中碱、表面活性剂、聚合物和盐对孤立的滴聚并的影响，并利用聚并实验数据对界面粘度进行了推算。发现表面活性剂的存在不利于油滴的聚并，盐和聚合物的存在可提高油滴聚并速率，碱对聚并的影响具有表面活性剂和盐的双重作用。     

石油磺酸盐的原料油筛选及合成条件优化

原料油直接影响到石油磺酸盐产品的成分及性能指标。采用实验室直接合成石油磺酸盐的方法对收集到的9种石油馏分油进行原料油的筛选研究。对合成出来的石油磺酸盐产品进行酸渣量、未磺化油、收率、界面张力等测试,结果表明:由低黏度糠醛抽出油和中捷减二线油为原料油得到的石油磺酸盐单剂油水界面张力均能达到10~(-2) m N/m数量级。因此,建议低黏度糠醛抽出油和中捷减二线油作为大港油田合成石油磺酸盐的原料油。此外,针对原料油磺化过程中酸渣生成较多的问题,优化研究了稀释剂、反应温度和反应时间对磺化反应的影响,进而得出了最佳的合成条件:原料油稀释剂二氯乙烷质量分数2.0%,反应温度为55℃,反应时间为1 h。     

有机碱三元复合驱油体系与胜利原油的协同作用

采用旋转滴法测定了胜利石油磺酸盐与不同区块原油的油水界面张力,考察了有机碱乙醇胺及聚合物对体系界面张力的影响,测定了复合驱体系的粘度。实验结果表明,乙醇胺和胜利石油磺酸盐之间存在降低油水界面张力的协同效应,在适宜的乙醇胺浓度条件下,界面上的石油酸、反应生成的石油酸皂和石油磺酸盐混合吸附,界面张力达到最低。聚合物对界面张力总体影响不大。有机碱三元复合驱体系的粘度变化不大。     

混合溶液中石油羧酸盐和磺酸盐含量的测定

利用石油羧本盐与磺酸盐在不同酸碱性条件下不同的存在形式,研究并建立了石油羧酸盐－磺酸盐复配体系中两种表面活性剂含量的测定方法,即分步滴定的方法,用溴甲酚绿碱性分相滴定法测定体系中表面活性剂的总含量,用百里酚蓝－次甲基蓝酸性分相滴定法测定体系中磺酸盐的含量,从总含量中扣除磺酸盐的含量即为羧酸盐的含量。该方法操作简便,快速,可靠性强,已成功运用于室内驱油实验研究。体系中无机盐和聚合物的存在对测定结果影响不大。     

乙醇胺与胜坨油田坨28 区块原油活性组分 相互作用对动态界面张力的影响

为明确胜坨油田坨28区块原油中活性组分与有机碱乙醇胺间的相互作用对动态界面张力的影响,采用SARA四组分分离方法对坨28区块原油进行分离,获得饱和分、芳香分、胶质和沥青质等组分;利用醇碱萃取法获得酸性组分;通过旋转滴界面张力仪测定了乙醇胺与坨28区块原油活性组分模拟油间的动态界面张力。研究结果表明:酸性组分是原油的主要活性组分,其质量分数及结构对有机碱与原油间界面张力的行为具有关键性影响,体系动态界面张力的最低值可达10-2m N/m数量级;酸性组分质量分数越大,低界面张力维持时间越长。对于坨28区块原油,与乙醇胺作用的难易顺序为:酸性组分最强,胶质次之,沥青质、饱和分和芳香分与之作用比较微弱。     

石油羧酸盐和磺酸盐复配体系的界面活性

研究了用石油馏分液相氧化产物制得的石油羧酸盐与不同磺酸盐（ＯＲＳ－４１、Ｂ－１００、ＭＳ－４５等）的复配体系的界面活性。结果表明,复配体系的界面生优于单一的石油羧酸或磺酸盐体系。复配体系的这些特点对提高驱油效率很有利。     

糠醛抽出油制取驱油用表面活性剂的研究

以大庆炼油厂减二线糠醛抽出油为原料,发烟硫酸为磺化剂,在釜式磺化反应器中制备了一种石油磺酸盐表面活性剂,考察了合成条件对产品收率及表面活性的影响。结果表明,在酸油质量比为0．4：1,反应温度60℃,磺化时间45min的最佳合成工艺条件下,石油磺酸盐表面活性剂的收率为46．2％,产品活性物含量48．2％;石油磺酸盐溶液浓度在1mmol／L时油水界面张力31．5mN／m,临界胶束浓度1．7×10^-3mmol／L;与碳酸钠复配后,界面张力可降低至10^-3mN／m,适合用作三次采油用驱油表面活性剂。