三元复合体系界面张力与乳化性能相关性研究

通过用不同界面张力体系和原油进行乳化实验,制备出一系列不同数量级的界面张力值和不同乳化效果的样品,并且考察了样品界面张力性能和乳化性能的对应关系,研究了界面张力性能和乳化程度的关系:复合体系界面张力性能与乳化程度具有一致性,复合体系界面张力的降低使体系乳化易于自发。     

ASP复合体系界面张力与乳化程度相关性研究

通过用不同界面张力体系和原油进行乳化实验,制备出一系列不同数量级的界面张力值和不同乳化效果的样品。并且考察了样品界面张力性能和乳化性能的对应关系。研究了界面张力性能和乳化程度的关系。     

二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率实验研究

二元复合驱能够大幅度提高水驱后油藏采收率,为深化二元复合体系提高采收率机理认识,开展二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率研究。通过物理模拟实验、微观可视化驱替实验和核磁共振实验,研究具有不同界面活性和乳化性能二元复合体系的驱油效果,明确渗流过程中其界面活性变化规律,阐明油水界面张力与乳化性能协同提高采收率机理。结果表明,由于油藏的非均质性及驱油体系性能变化,二元复合体系与原油界面张力并非越低越好。过高界面张力不利于洗油效率的提高,而过低界面张力不利于乳化作用的发挥。当油水界面张力与乳化性能配伍关系良好时,二元复合体系既可以利用较低界面张力启动油藏深部残余油,又可以通过残余油滴封堵大孔道,改变油藏深部流场分布,降低非优势层剩余油饱和度,实现大幅度提高采收率的目标。     

稠油乳化-剥离双效体系构筑及性能评价

胜利油田稠油油藏开发存在原油黏度大、流动性差等问题,导致水驱采收率不理想。针对这一问题,以乳 化不稳定系数、油膜收缩速率和最小乳化转速为指标,构筑了由甜菜碱类表面活性剂（CBT）与阴离子/非离子表 面活性剂（ASC）组成的乳化-剥离双效体系。通过室内填砂流动实验评价了该双效体系对稠油的乳化和剥离能 力,并利用微观模型研究了其作用机理。结果表明,CBT对稠油具有优异的乳化性能和大幅降低油水界面张力 的作用,ASC对稠油具有良好的剥离能力,而复配体系兼具优异的乳化和剥离性能。双效体系通过乳化残余油, 提高了洗油效率,改变了液流方向。同时,该体系的润湿和渗透作用促进了固体壁面上油膜的收缩剥离。CBT、 ASC质量比为3∶2的复配体系在质量分数为0.3%的条件下,采收率达到50.36%,相比于水驱提高了14.18百分 点,这对高效开发稠油油藏具有重要的指导意义。     

ASP三元复合体系在非超低界面张力下的乳化性能及其对提高采收率的影响

为明确碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合体系在非超低界面张力下的乳化作用及其对提高采收率的影响,以综合乳化性能指数Ie为指标,评价了5种表面活性剂的乳化性能,筛选出了一种界面张力非超低但乳化性能优良的体系,并通过平面径向流模型驱油实验研究了该体系的驱油效果。研究结果表明:所考察表面活性剂的综合乳化性能Ie由强到弱依次为OP-10、HABS(重烷基苯磺酸盐)、BS-12(十二烷基二甲基胺乙内酯)、AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)和OP-4;碱质量分数为0.3%时,ASP三元复合体系综合乳化性能最优。优选的乳化性能优良的非超低界面张力ASP三元复合体系配方为:Na OH质量分数0.3%、表面活性剂(60%OP-10+40%HABS)的质量分数0.3%、聚合物(部分水解聚丙烯酰胺,相对分子量2000×104)质量浓度1500 mg/L,该体系的黏度为42.9 m Pa·s(45℃、转速6 r/min),与模拟油间的界面张力为0.0415 m N/m,综合乳化性能Ie为0.688,在驱油过程中能够扩大波及体积且可提高波及范围内的驱油效率,提高采收率效果不亚于常规超低界面张力体系。     

原油性质对三元复合体系形成超低界面张力的影响

着重研究了在三元复合驱过程中 ,原油性质对于三元体系形成超低界面张力的影响 ,得到了一些有意义的认识 ,为今后研究三元复合驱油机理提供了新的思路。     

油田污水中有机物对复合体系界面张力的影响

影响复合体系界面张力的因素很复杂，如表面活性剂的性能、油的性质以及油与表面活性剂的配伍性等。同时，水质也是影响体系界面张力的主要因素之一。通过系统的室内研究，对比分析了大庆油田不同区块污水中有机物含量及其分布特征，较为详细地研究了污水中有机物对复合体系界面张力的影响规律，确定了影响体系界面张力的主要有机物类型及其含量。     

三元复合体系界面张力与驱油效率相关性研究

原有复合体系评价方法存在诸多问题,如评价方法未定量、不准确、不全面等问题。应系统地提出一套评价指标和评价标准,建立评价体系,有效地判别评价方法的可靠性,以便找出提高复合体系驱油效果的主要因素,进而提高石油采收率。针对大庆油田油层具体情况,研制出相同类型、相同用量、不同分子排布的表面活性剂,实现相同碱、聚合物、表面活性剂用量时,复合体系油水界面张力特征不同。通过岩心物理模拟实验,研究具有不同界面张力特征体系驱油效果,确定界面张力与驱油效率的关系。结合驱油实验结果,得出复合体系界面张力的评价标准,指导复合体系室内配方筛选及注入体系性能优化工作。     

超低界面张力型与乳化型复合体系驱替稠油特征对比

为了明确超低界面张力(IFT)和乳化机理对稠油复合驱提高采收率的影响,研究了两种分别以超低IFT和良好乳化性为导向的复合体系的IFT、乳化性能、泡沫性能和驱油性能。结果表明,超低IFT型复合体系可将油水IFT降至2.6×10^-4mN/m,但其形成乳状液的稳定性、体系起泡性和泡沫稳定性均较乳化型复合体系差,而后者仅可将油水IFT降至0.25 m N/m。尽管超低IFT型与乳化型复合体系性能相差较大,复合驱过程中,由于体系扩大波及体积能力相对较弱,两种体系提高采收率增幅相差较小。超低IFT型泡沫驱采收率增幅可达38.3%,显著高于乳化型泡沫驱的28.9%。在泡沫辅助下,超低IFT洗油机理比乳化降黏机理更为关键。超低IFT型泡沫驱驱替稠油的采收率增幅大于大段塞复合驱,前者0.3 PV化学剂用量下的增幅达38.3%,后者0.5 PV化学剂用量下的增幅仅为30.7%。超低IFT型泡沫驱是目前提高稠油采收率较好的方式,单一复合体系驱替稠油存在化学药剂的潜在浪费。图7表1参15     

稠油驱油体系乳化能力和界面张力对驱油效果的影响

 提出了定量表示表面活性剂体系乳化稠油难易程度的参数"乳化最小转速"。在55℃下测定了7种不同驱油剂与桩106-15-X18普通稠油组成的体系的油-水动态界面张力和乳化最小转速,并对其中5种驱油剂-稠油体系进行了室内驱油实验。结果表明,驱油剂-稠油体系乳化最小转速与其油-水动态界面张力没有对应性,而且,驱油剂-稠油体系的油-水动态界面张力与其采收率也没有一定的规律性,但乳化最小转速与采收率有较好的对应关系,乳化最小转速的体系采收率高,即乳化能力高的体系驱油效果好,乳化能力低的体系驱油效果差。     

四类渤海S油田化学驱驱油体系渗流机理及提高采收率特性

为筛选出最适合渤海S油田的驱油体系,采用不同实验方法对渤海该油田目前使用的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）、疏水缔合聚合物（AP-P4）、交联聚合物（HPAM+Cr³⁺）、新型聚表剂（JBJ-1）驱油体系进行对比研究,的分析4类驱油体系的分子结构形态、分子线团尺寸、流变性、注入运移能力和驱油效率等方面进行对比研究。结果表明：在水溶液中JBJ-1具有明显的网络结构,且降解前、后JBJ-1均具有相对较大的水动力学半径,表明其良好的抗剪切性能,同时JBJ-1还表现出最大的表观黏度和弹性模量以及优异的微观和宏观驱油性能,在水驱基础上可进一步提高采收率19.88个百分点。新型聚表剂具有比普通化学驱体系更好的增黏能力和抗剪切性,在有助于改善地层中的可建立更好的渗流阻力和驱油能力,可进一步推动化学驱石油储量动用,满足目前渤海S油田的生产需求。但在矿场试验中,应考虑其浓度的优化,以保证其注入性的问题。     

原油组分对驱油体系界面性质影响的研究

对大庆油田不同地区原油族组成进行了分析,并测量了胶质沥青质含量不同的原油与三元体系间的界面张力。结果表明,将原油分离出的各组分分别与氢氧化钠溶液、表面活性剂ORS41及三元复合体系作用,其界面张力有明显的差别,这说明在与三元驱油体系形成超低界面张力时,原油性质也有非常重要的影响。     

高温低渗油藏表面活性剂驱影响因素研究

为改善高温低渗油藏开发效果,开展了表面活性剂驱影响因素研究。通过在114℃条件下,对亲水、亲油低渗岩心进行表面活性剂驱油实验,考察了界面张力、乳化作用、润湿反转以及注入时机对注入压力、驱油效率等的影响。研究结果表明,表面活性剂体系与原油间的界面张力越低,提高驱油效率和降低注入压力的幅度越大。表面活性剂的乳化速率越高,原油采收率越高;乳化降黏能力越强,降压效果越好;同时,适当降低乳状液稳定性也对驱油有利。表面活性剂的润湿反转作用使其能在较高界面张力下有效驱油,并在亲油岩心中获得较亲水岩心更好的增油降压效果。此外,在中等含水阶段进行表面活性剂驱,能够利用最低的投入获得最高的原油采收率。     

表面活性剂高温乳化性能研究

通过测定114℃条件下,4种不同类型表面活性剂溶液（石油磺酸盐PS、非离子-阴离子型双子表面活性剂FOS、烷基糖苷APG以及十二烷基苯磺酸钠DBS）与高30原油间的乳化速率、乳化稳定性以及乳化降黏效果,研究了表面活性剂的高温乳化性能。实验结果表明,表面活性剂通过降低动态界面张力初始值提高乳化速率;通过增强界面活性和界面膜强度提高乳化稳定性;通过形成O/W型乳状液以及破坏胶质、沥青质聚集体结构降低原油黏度。盐度仅对阴离子表面活性剂的乳化性能影响较大,而表面活性剂浓度和油水比对各类表面活性剂的乳化性能均有显著影响。图4表5参8     

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。     

氟表面活性剂对驱油剂复配体系性能的影响

研究了醇胺盐型阴离子氟表面活性剂(FC-1)、甜菜碱型两性离子氟表面活性剂(FC-2)、羧酸盐型阴离子氟表面活性剂(FC-5)对驱油剂复配体系OP10-AES油水界面活性及耐盐性能的影响.结果表明,FC-1、FC-2和FC-5均可提高OP10-AES与长2原油间的油水界面活性和耐盐性能,其中FC-2的促进作用最显著.碳氟和碳氢表面活性剂的亲水基类型决定油水界面吸附行为和界面活性.驱油剂体系OAF2(0.6%OP-10、0.5%AES、0.04%FC-2)的油水界面活性和耐盐性最优,驱油剂体系OAF1(0.6%OP.10、0.5%AES、0.04%FC-1)和OAF5(0.6% OP-10、0.5%AES、0.04%FC-5)的界面活性和耐盐性相当.当盐溶液NaCl-MgCl2-CaCl2浓度大于37.607 g/L及配液用水为东仁沟、姬嫄采出水时,OAF5因反离子较小,界面活性和耐盐性较好.     

驱替体系的主要性质对驱油效率的影响

为了深入研究粘弹性、粘度和界面张力等性质对驱油效率的影响,采用系列驱替体系进行了大量的物理模拟实验。与前人研究方法不同,实验中将表面活性剂和碱的质量分数分别固定为0.3%和1.2%,通过调整烷基苯磺酸盐表面活性剂的组成配方,使三元复合体系具有不同的界面张力数量级,避免了化学剂质量分数变化引起的实验偏差。研究结果表明,在相同粘度下,三元复合体系的弹性小于聚合物溶液;与水驱相比,单独聚合物驱和表面活性剂—碱二元驱可分别提高采收率14.37%和7.05%;同时改变粘度和界面张力可提高采收率30.41%,证明两者的协同作用效果优于改变单因素时驱油效率的简单加和;粘度越高,降低界面张力对提高驱油效率的影响越大。因此,合理匹配粘度与界面张力之间的关系是提高驱油效率的有效途径。     

表面活性剂乳化能力差异对低渗油藏提高采收率的影响

表面活性剂驱是低渗透油藏提高采收率的重要技术手段之一,以往筛选活性剂基本以其降低油水界面张力的性能作为评价重点,而表面活性剂的油水乳化性能并未得到足够的重视。为研究油水乳化性能对低渗油藏提高采收率的影响,结合长庆低渗透油藏条件,选用具备相同超低界面张力但乳化能力有所差异的2种活性剂,利用均质、非均质岩心开展驱油实验。实验结果表明:同时具备超低界面张力和强乳化能力的活性剂BA,可在岩心入口段降低渗流阻力,同时实现岩心中部乳化封堵的效果,岩心中部残余阻力系数为2.08;而界面张力超低乳化能力较弱的活性剂TS,无法建立流动阻力,仅起到降压增注的作用。在非均质岩心驱油实验中,水驱后注入BA段塞0.6PV,建立了较高的驱替压力,扩大了波及系数,提高采收率11.46%,而活性剂TS提高采收率幅度为5.88%。