微生物法处理三元复合驱采出水试验

三元复合驱油作为三次采油提高采收率技术,已进入工业化推广阶段。由于三元复合驱采出水中含有大量的聚丙烯酰胺(PAM)、表面活性剂和碱,使采出水的黏度增大,污水中油珠粒径变小,污水乳化严重,采用常规处理工艺很难使三元复合驱采出水得到有效处理,并达到回注水水质控制指标要求。为此,在杏十联三元复合驱采出水站,采用处理规模为5 m~3/h试验装置进行三元复合驱采出水微生物生化处理现场试验。试验结果表明,微生物生化处理技术除油效果显著,试验装置生化段和过滤段的出水含油浓度分别小于50和20 mg/L,达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法(SY/T 5329—1994)》的回注水水质控制指标要求,提高了三元复合驱采出水的处理效果。     

序批式沉降+过滤工艺处理强碱三元采出水适应性分析

针对前期三元采出水处理过于依赖投加复合清水剂,由此产生的处理成本过高,产生泥渣量过大,致使生产及管理无法承受的问题,"十二五"期间提出了序批式沉降处理工艺。大庆油田采油一厂中106污水处理站是采用序批式沉降处理的第一座强碱三元污水处理站,主体处理工艺采用一级序批式沉降+一级石英砂-磁铁矿双层滤料过滤+二级海绿石-磁铁矿双层滤料过滤工艺。对该站采出水水质特性变化规律及工艺适应性进行了分析,结果表明,在驱油剂返出高峰期,负荷率为76%左右,满足外输水达标的水质界限,即来水含油质量浓度小于或等于450 mg/L,悬浮固体质量浓度小于或等于150 mg/L。     

80℃高温油藏聚驱后复合驱油体系性能评价

针对聚合物驱后双河油田80℃高温油藏,从10种表面活性剂中筛选了石油磺酸盐表面活性剂1#,研究了表面活性剂浓度、聚合物浓度、矿化度、新鲜污水等因素对二元体系界面张力的影响,并对二元体系的长期热稳定性、表面活性剂的静态吸附量、注入性、段塞选择和岩心驱油实验进行评价。研究结果表明:1#表面活性剂具有很好界面活性,质量分数在0.1%～0.5%范围内均可达到10^-3 mN/m数量级的超低界面张力,聚合物浓度对二元体系界面张力影响不大。二元体系具有很好的抗盐性和长期热稳定性,老化90 d后的界面张力仍能保持10^-2mN/m数量级。二元体系中表面活性剂在双河油砂上的吸附量要小于单一表面活性剂的吸附量。该二元体系具有良好的注入性。岩心驱油实验表明:低界面张力的二元体系提高采收率的幅度大,聚合物浓度1800mg/L、表面活性剂浓度3000 mg/L的二元体系在聚驱后可提高采收率10.26%。     

抗盐聚合物驱采出水处理适应性分析

针对抗盐聚合物驱采出水对已建聚合物驱采出水处理站处理工艺的影响,以及常规聚合物驱采出水处理工艺及设备能否满足抗盐聚合物驱采出水处理要求等生产实际问题,进行了采出水现场掺混试验研究。将抗盐聚合物驱采出水掺入"一次自然沉降→二次混凝沉降→一次石英砂过滤→净化水"的现有聚合物驱采出水处理工艺中进行处理,当聚合物质量浓度在380 mg/L左右,掺混比例占总处理量的20%左右时,其最终处理后的水质能够达到聚驱采出污水高渗透率油层回注水水质控制指标的要求;当聚合物质量浓度在480 mg/L左右时,应当控制抗盐聚合物驱采出污水的掺混比例界限小于50%,同时调整相应处理设备的运行参数,可确保处理后的水质能够达到聚合物驱采出污水高渗透率油层回注水水质控制指标的要求,从而指导生产站的运行。     

适合渤海绥中361油田二元复合驱体系性能研究

本文在渤海绥中361海上油藏条件下,测定了由磺酸盐型双子表面活性剂为主的表面活性剂(辛基酚基聚氧乙烯醚TX100与磺酸盐型双子表面活性剂按质量比1∶4)与疏水缔合聚合物组成的SP二元复合驱体系的黏度及其与渤海绥中361脱气原油间的界面张力,并考察该体系的抗温性、耐盐性、吸附性及老化稳定性等,测定了该驱油体系在不同渗透率岩心中的阻力系数和残余阻力系数,在三层非均质岩心上进行了表面活性剂浓度不同的6个室内驱油实验。研究结果表明,配方为3000 mg/L表面活性剂+1750 mg/L聚合物的SP二元复合驱油体系具有良好的抗温、抗盐、抗剪切性及老化稳定性;该二元复合驱油体系黏度达40 mPa.s以上,可使油水界面张力降至10-3mN/m数量级,同时该体系在不同渗透率岩心中均能建立较高的阻力系数与残余阻力系数;室内驱油实验表明,在三层非均质岩心中,聚合物浓度为1750 mg/L,二元体系与原油界面张力由100mN/m(表面活性剂0 mg/L)降至10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)数量级时提高采收幅度很大;当界面张力由10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)降至10-3mN/m(表面活性剂1000 3000 mg/L),复合驱采收率增加幅度很小;总体上,该SP二元复合驱油体系具有良好的提高采收率能力,可提高采收率35%以上。图3表4参9     

聚合物/表面活性剂二元复合驱采出液的破乳研究

研究了破乳剂种类、采出液组成对聚合物/表面活性剂二元复合驱采出液破乳脱水效果的影响。考察了不同驱油体系的界面张力与电导率。从5种商品破乳剂中筛选出最佳非离子型破乳剂BSE-238。该破乳剂在50℃下的脱水速率快,脱水率高,最终达到83.33%,最佳用量为50 mg/L。在此条件下,含不同浓度HPAM、吡咯啉表面活性剂及其复合体系(浓度比1∶1)的采出液脱水率均随着驱油剂浓度的增大而降低,并且破乳难度依HAPM、表面活性剂、二元复合体系的顺序增加。在二元驱采出液中加入FeSO4、盐酸和氯化钠后,脱水率可小幅提高。驱油剂对界面张力的影响为:吡咯啉二元复合体系HPAM。相同浓度下的电导率大小为:二元复合体系吡咯啉HPAM,与脱水率相符。     

下二门油田聚合物驱后多段塞组合驱技术

下二门H2Ⅳ层系经过0.5 PV聚合物驱,剩余油分布更加零散,为了优选成本低且能大幅度提高原油采收率的化学驱方式,通过对区块剩余油赋存形态和原油组分分析,依据不同化学驱方式对不同形态剩余油的动用效果,确定该区块的多段塞组合的驱替方式。研究结果表明:配方为1500 mg/L聚合物+2000 mg/L表面活性剂二元复合驱体系具有较好的长期热稳定性,老化360 d后界面张力仍能保持10^-2mN/m数量级,黏度保留率85%以上。聚合物浓度和渗透率相同时,二元体系注入压力低于聚合物的。聚合物浓度为1500 mg/L时,表面活性剂浓度为500数5000 mg/L时,二元复合体系中表面活性剂吸附量低于单一表面活性剂的吸附量。表面活性剂浓度大于1000 mg/L时,二元体系的洗油效率高于40%。双层非均质岩心驱油实验表明,在聚合物驱后实行多段塞组合驱可提高采收率21.51%,比单一聚合物驱和二元复合驱分别提高12.69个百分点和5.33个百分点。最终确定该区块剩余油的动用方式为以聚合物驱为主、复合驱为辅的低成本的多段塞组合"0.05 PV调剖+0.35 PV聚合物驱+0.15 P...     

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%。     

聚/表二元驱多级吸附特征实验研究

本文从碳原子数分别为12、14、16的磺基羟基两性甜菜碱表面活性剂(新1#、新2#和新3#)中筛选出了适合长庆油田的表面活性剂新2#。在此基础上,以长庆油藏油砂为吸附剂,采用静态振荡吸附法在多级吸附之后分别测定了含浓度为1000、1500、2000mg/L的新2#表面活性剂的二元体系与原油间的界面张力,并对含不同浓度表面活性剂的二元体系多级吸附后的最大最小界面张力变化趋势进行了分析研究。结果表明:多级吸附最小界面张力变化趋势整体与Giles吸附等温线"S"型变化趋势相近;表面活性剂浓度越大,随吸附次数的增加多级吸附后最小界面张力值增加的越慢;表面活性剂浓度越低,二元体系的最大、最小界面张力变化幅度越大;随着吸附次数的增加,变化幅度越来越小,且浓度越低,变化幅度降低的速度越快。驱替实验结果表明,1500 mg/L聚合物+2000 mg/L新2#表面活性剂的二元体系在水驱(25%)基础上可提高采收率10%左右,使含水降低30%左右,可满足二元驱现场实施要求。     

聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在超长岩心中运移规律

为了获得聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在油层中真实的运移规律,采用J油田油砂建立15 m超长岩心物理驱油实验模型,利用现场在用聚合物3640(丙烯酰胺、丙烯酸共聚物,相对分子质量2000万,水解度20%,浓度1200 mg/L)和表面活性剂HDS(由α-烯烃磺酸盐与APG等表面活性剂按比例复配而成,浓度2000 mg/L)配制二元复合驱体系和聚合物体系,在油藏温度57℃条件下研究了二元复合体系和聚合物驱油体系的运移情况。研究结果表明:两种体系中聚合物浓度和黏度均随着运移距离的增大而降低,聚合物溶液的黏度损失程度比浓度更严重。二元复合驱与聚合物驱相比注入压力低,采收率提高4.94%,较低的界面张力(10~(-2)m N/m数量级)仅可维持约1/2井距的距离,最终界面张力值与聚合物溶液相近。二元复合体系与原油在岩心内可形成稳定的乳状液,随着运移距离增大,表面活性剂的吸附损失会导致乳状液发生破乳、聚并。     

电催化气浮处理三元采出水探索性试验研究

大庆油田采用了超高相对分子质量的聚合物注入技术,给油田已建的处理工艺设施带来不同程度的影响和冲击。针对三元采出水外输水质达标率低的问题,首先采用电催化气浮装置对三元采出水进行改善水质特性研究,分析不同吨水耗电量下三元采出水含油量、悬浮固体含量的去除效果及降黏效果;在此基础上经过两级双层滤料过滤,研究最终出水水质达标情况。研究表明,电催化气浮处理最佳效能应在2～4 kWh/t之间,“电催化气浮+两级过滤”组合工艺,当来水含油质量浓度为200～400 mg/L,悬浮固体质量浓度为60～80 mg/L时,最终出水水质满足含聚污水高渗透层回注水水质指标。未来低成本、高效能的电极板是电催化气浮核心和关键,“电催化气浮+两级过滤”组合工艺为三元采出水处理工艺的选择提供了技术支持。     

稠油采出水可生物处理性试验研究

通过采出水外排处理试验研究，考察了采出水的可生物处理性。实验室模拟试验结果表明，通过厌氧处理，采出水的生物化学需氧量(BODs)，重镉酸钾法测的化学需氧量(CODCr)上升到0．3～0．4。再经好氧处理可使CODCr降低到120mg/L以下。现场模拟试验采用厌氧水解—生物接触氧经两级生物组合工艺处理，处理后采出水的主要水质指标分别为CODCr60～100mg／L、石油类小于10mg／L、硫化物小于0．5mg／L。     

二元驱采出水乳化稳定性的影响因素研究

通过模拟新疆油田二元驱采出水各组分组成,考察固体颗粒、聚合物(HPAM)和表面活性剂种类及浓度对油水分离性能和乳化稳定性的影响。结果表明,表面活性剂对二元驱油田模拟采出水稳定性的影响最大,固体颗粒和聚合物的影响较小。相对于高岭土和蛭石颗粒,蒙脱土颗粒对采出水乳化稳定性的影响最为明显。在加量200mg/L时对应最大的含油量和浊度值,分别为807mg/L和1984NTU;当高于200mg/L时对应的含油量和浊度降低,并且对应较高的zeta电位。增大HPAM(M=10×10~6)的浓度,采出水体相黏度升高,超高分子量聚合物具有极强的絮凝性能,在浓度较高时裹挟大量油滴发生絮凝沉降,降低了采出水的乳化稳定性。表面活性剂通过界面顶替和电性作用,直接改变油滴Zeta电位,决定油滴间的碰撞和聚并的发生,主导了采出水的乳化稳定性;表面活性剂对采出水乳化稳定性的影响从大到小依次为:十二烷基苯磺酸钠Tween-80span-80苯扎氯铵。     

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。     

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。     

河南双河油田90℃以上高温油藏二元复合驱实验研究

针对河南双河油田Ⅵ油组90℃以上高温油藏条件,提出了由表面活性剂SH7与聚合物1630S组成的适合该油藏条件的SP二元复合驱油体系,研究了该二元驱油体系的界面性能、乳化性能、热稳定性能、抗吸附性能及驱油性能。结果表明,SP二元复合驱油体系(1630S浓度1500 mg/L)在SH7浓度高于500 mg/L时油水界面张力可达10~(-3)mN/m超低数量级,SH7浓度高于1000 mg/L后,界面张力可达10~(-4)mN/m数量级,且在30 min内即达到超低。组成为1500 mg/L 1630S+2000 mg/L SH7的SP二元复合体系的乳化性能良好,油水比为7∶3时乳状液黏度是SP二元复合体系的7倍以上。该SP二元复合体系的抗岩心吸附性能良好,在经历五次吸附后,油水界面张力仍可达8.82×10~(-4)mN/m。当体系中氧含量低于0.8 mg/L时,聚合物及SP二元复合体系的长期热稳定良好,95℃下老化180 d后的体系黏度仍高于初始值,油水界面张力可以保持在10~(-4)mN/m数量级。均质岩心驱油实验结果表明,水驱后注入0.606 PV的SP二元复合体系,在水驱(采收率42.26%)基础上可提高采收率22.16%,较同等条件下的聚合物驱高出6个百分点。三倍渗透率级差层内非均质岩心驱油实验结果表明,SP二元复合体系的最佳段塞尺寸为0.6 PV,在水驱基础上提高采收率16.23%。     

三元复合驱采出水中油珠的稳定性与破乳脱稳

三元复合驱采出水中含有化学剂,表面活性剂降低了界面张力和Zeta电位,增大了油珠的界面弹性,聚合物使采出水黏度增高,增大了负电荷密度和界面弹性,低浓度的碱能增大油珠负电荷密度和油水界面弹性,但高浓度的碱却有相反的作用.化学剂的协同作用使采出水中油珠的稳定性增强,三元复合驱采出水比水驱污水难于处理.研究表明,破乳是处理三元复合驱采出水的一种有效方法.     

含固体颗粒二元复合驱原油乳状液破乳研究

为了有效处理含固体颗粒的聚合物/表面活性剂二元复合驱原油乳状液油水分离困难的问题,采用界面张力仪和全功能稳定性分析仪考察了硅藻土、破乳剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和石油磺酸盐表面活性剂对胜利海上原油二元复合驱采出液稳定性和油水界面性质的影响。结果表明,非离子破乳剂ECY-05和有机硅破乳剂589按质量比4∶1组成的复配破乳剂FP的破乳效果良好,随着FP加量增大,乳状液稳定性降低,油水界面张力减小,脱水率增加,FP加量为200 mg/L时,含固原油乳状液60 min脱水率为88%;随着HPAM、表面活性剂和硅藻土含量的增加,乳状液稳定性增加,脱水率降低;油水界面张力随着硅藻土加量的增大而增大,随表面活性剂浓度的增大而减小,HPAM对油水界面张力影响较小,三者的协同作用使得脱水率降低。     

超低界面张力表面活性剂的驱油性能研究

针对室内合成的一种超低界面张力表面活性剂(VESBET-4),结合表面活性剂驱的驱油机理讨论了表面活性剂浓度、矿化度、温度及碱(Na2CO3)浓度对油水界面张力的影响,结果表明:当表面活性剂质量分数在0.06%~0.15%时,界面张力可达到10-3 mN/m;矿化度为10 000mg/L时,界面张力可达到10-2 mN/m,且当Na2CO3质量分数在0.2%~1.2%时,该表面活性剂具有良好的降低界面张力的能力;测试了不同表面活性剂浓度、不同矿化度条件下表面活性剂溶液对原油的乳化效果,结果表明:当表面活性剂质量分数为0.09%、矿化度为6 000mg/L时,乳状液可稳定存在24h以上;静态吸附实验测得该表面活性剂的吸附损失量为0.45mg/g,小于标准规定的1mg/g;室内驱油试验显示该表面活性剂能使采收率提高12%以上。     

脂肽复配三元复合驱采出污水水质劣化原因分析

脂肽复配弱碱三元复合驱体系进入现场应用后,采出污水聚合物浓度879 mg/L,石油磺酸盐表面活性剂浓度61.07 mg/L,脂肽表面活性剂浓度高达232 mg/L,且含量随时间逐渐增长,含油浓度高达1957 mg/L,悬浮物浓度高达556 mg/L,SRB细菌浓度2×10^(7)个/mL,FB细菌浓度1.1×10^(3)个/mL,TGB细菌浓度2×10^(5)个/mL。针对现场采出污水出现悬浮物大量增加和污水发黑,且污水处理工艺中沉降段和过滤段悬浮物祛除能力急剧下降的问题,开展污水水质实验,基于脂肽表活剂的乳化特性和生物特性分别筛选有效破乳剂与杀菌剂在现场投加,实现对SRB、FB和TGB含量的控制,并优化过滤罐反冲洗工艺参数,防止由于悬浮物含量高导致滤料过滤效果不好的问题,确保污水的处理稳定达标。所得结果可以指导后续污水处理工艺的改进,对脂肽体系推广也有一定借鉴意义。