复配型表面活性剂与碱／聚合物三元驱油体系的筛选实验研究

针对辽河油田某特定区块油藏特征和油品性质,对阴离子型表面活性剂重烷基苯磺酸盐、非离子型表面活性剂聚氧乙烯壬基醚、碱Na2CO3及疏水型聚合物进行复配,对复配体系与原油间界面活性和溶液增粘能力进行实验研究,应用正交实验法进行实验方案设计,通过直接比较和计算分析等方法得出最佳配方：阴离子表面活性剂质量分数0．1％－0．125％,非离子表面活性剂0．15％,Na2CO31．6％-1．8％,疏水型聚合物0．12％。该驱油体系具有较高的界面活性,长期热稳定性较好,而且解决了阴离子表面活性剂的盐析现象和非离子表面活性剂吸附损失大、需要的碱含量高、溶解性能差等问题,同时拓宽了表面活性剂、碱剂在复合驱油体系中的使用含量范围,筛选出的复配型驱油体系适应性更好。     

用正交试验设计方法寻找三元复合驱油体系配方的研究

以胜利油田孤岛试验区原油为油相,根据原油与驱油体系之间的相态扫描和界面张力变化情况,应用正交试验设计方法,筛选出最佳的碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱油体系配方,能提主采取率２６．２％（ＯＯＩＰ）。     

Or^3＋对碱／表面活性剂／聚合物复合体系性质影响

在由1．4g／LHPAM、2．5g／L石油磺酸盐、12g／LN2CO3组成的ASP污水溶液中分别加入0、17，5、35、70、140mg／L（以Cr^3＋计）醋酸铬，在45℃下考察铬加量对驱油液多项性能的影响。加入铬交联荆使ASP驱油液的表观黏度～放置时间（0-20h）曲线、界面张力～放置时间曲线、黏度～剪切速率曲线、储能模量～角频率曲线、损耗模量～角频率曲线均整体上移，铬加量越大则上移幅度越大。其中油水界面张力在放置时间≤5天时均在超低值范围（101mN／m），5天后加Cr^3＋17．5mg／L的ASP的界面张力低于不加铬的体系。通过～1．27μm^2的均质人造岩心的阻力系数特别是残余阻力系数，随加铬量的增加而大幅度增大。VK=0．89、K≈1．0μm^2的层内非均质人造岩心在水驱后注入ASP时压力升高幅度随加铬量的增大而大幅增大，转水驱后注入压力的下降幅度则相差不多；水驱后注入0．38PV不加铬和加Cr^3＋140mg／L的ASP液，采收率增值分别为29．8％和34．1％，注入0．1PV无铬ASP＋0．18PV加铬（140mg／L）ASP＋0．1PV无铬ASP使采收率增值达到39．4％。图5表4参11。     

三元复合驱油体系粘弹性及界面活性对驱油效率的影响

实验研究了大庆油田所用ASP三元复合驱替液的驱油效率与碱浓度之间的关系。在45℃(大庆油藏温度)下,随碱浓度增大(0～1.5×104mg/L),NaOH/ORS 41/HPAM蒸馏水溶液在全部实验剪切速率范围内的粘度及在全部实验剪切振荡频率范围内的损耗模量、储能模量、松弛时间均不断下降,表明溶液粘弹性不断减小;溶液与原油间的动态界面张力(60min稳定值)基本上不受聚合物浓度的影响,而随碱浓度的增大而下降,在碱浓度≥8.0×103mg/L时达到超低值(10-3mN/m)。用注入水(矿化度3.7×103mg/L)配制的相同ORS 41和HPAM浓度、不同碱浓度(0、3.0×103、6.0×103、1.2×104mg/L)的ASP溶液在不同岩心上的驱油效率变化规律有很大不同,水驱后提高采收率的幅度,在人造非均质岩心上在碱浓度3.0×103和6.0×103mg/L时达到高峰值,在标准长度和加长至两倍长度的两组天然均质岩心上随碱浓度增大而逐步提高,在碱浓度增大至1.2×104mg/L时略有降低。高碱浓度ASP溶液尽管具有超低界面张力,但由于粘度低、粘弹性低,驱油效率也低;油水界面张力在10-1～10-2mN/m、粘弹性(和粘度)较高的ASP溶液在岩心上驱油效率最高;超低界面张力不是绝对必要的。图4表2参11。     

降低三元复合驱化学剂用量研究

在保证三元复合体系综合性质不变的前提下 ,采用复配技术来降低碱及主表面活性剂的用量。通过碱的复配 ,可使强碱的用量降低一倍。利用烷基芳基磺酸盐 (TD)与生物表面活性剂 (RH)的复配 ,可使主表面活性剂的用量减少 2 5 %～ 75 %。在降低聚合物用量研究中 ,主要研究了不同分子量聚合物与体系粘度的关系 ,同时筛选出了具有较强抗碱、抗盐能力的新型缔合聚合物NAPS ,在同样粘度下 ,可比普通聚合物 (大庆助剂厂产分子量为 14 0 0× 10 4聚丙烯酰胺 )用量降低 5 0 %以上。室内物理模拟实验及成本估算研究表明 ,所筛选的新配方可比目前实施的矿场注入配方中化学剂投资成本降低 2 6 %     

大庆油田疏水缔合聚合物-碱-表面活性剂三元复合驱提高采收率研究

在大庆油田油层及流体性质条件下,研究了疏水缔合聚合物－碱－表面活性剂三元复合体系（ASP）的物理化学性质并进行了驱油效果评价。结果表明,疏水缔合聚合物具有良好的耐盐、耐碱性,在相同粘度（例如40mPa.s)下,缔合的聚合物用量比部分水解聚丙烯酰胺三元复合体系低50％－70％,体系具有良好的抗剪切性和相稳定性,在75d内体系稳定,无相分离和沉淀;疏水缔合聚合物对ASP体系与大庆原油界面张力无明显影响;与部分水解聚丙烯酰胺聚合物相比,疏水缔合聚合物ASP体系表面活性剂在大庆油砂上的静态吸附量较低,对NaOH的静态吸附量无影响。岩心驱替实验结果表明,可比水驱提高采收率20％（OOIP）以上,具有广阔的应用前景。     

复配表面活性剂体系构筑三元复合驱体系性能评价

碱(A)/表面活性剂(S)/聚合物(P)三元复合驱(ASP)技术是油田开发中后期的有效手段之一,而随着三次采油技术的发展,对复合驱体系环保的需求也越来越高,除技术指标外,还需要药剂对环境污染小或者无污染.针对D油田原油、注入水的性质以及油藏温度复配绿色表面活性剂体系,再与聚合物、碱复配构筑三元复合驱体系,考察该复合体系的相关性能.结果表明,多种复配比例均可使三元体系界面张力达到10-3 mN/m级别,而碱的加入能够提升界面活性,使界面张力达到10-4 mN/m级别.该三元体系经过5次吸附后,界面张力仍可达到10-3 mN/m级别,说明该体系抗吸附性能较好.另外,通过实验也认定该三元体系的乳化能力和热稳定性能较好.驱油实验结果表明,3种不同配比的三元复合驱体系采收率提高幅度分别为16.64％、18.11％和19.27％,提高采收率效果较好.     

大庆油田三元复合驱表面活性剂研究及发展方向

综述了大庆油田三元复合驱表面活性剂研究与发展的状况,介绍了石油磺酸盐、石油羧酸盐、木质素磺酸盐、烷基苯磺酸盐及生物表面活性剂在大庆三元复合驱技术中的研究与应用。指出了大庆油田三元复合驱表面活性剂的研究和发展方向。     

大庆油田三元复合驱油体系相行为研究

通过表面活性剂浓度、含盐量、碱、醇等对相态影响研究发现,低浓度三元复体系在合适的pH值和含盐量下,与模拟油或原油都可以形成三相,而且与模拟油形成的表面活性剂富集中间相的表面活性剂浓度非常高。这样的三元体系与原油可以形成超低界面张力和中间乳化相,但这种中间混合层不透明,为乳白色,可以稳定很长时间,通过分析发现中间混合层粒径大部分在100nm以内。粒度分析和冷冻蚀刻透射电镜技术表明,中间混合层为胶束、微乳液、乳状液等表面活性剂聚集体共存的结构,其中微乳液结构占主要地位,这些认识对我们了解三元复合驱的驱油机理具有非常重要的理论和现实意义。     

大庆油田萨中西部三元复合驱矿场试验研究

大庆油田首次三元复合驱矿场试验研究表明,三元复合驱使区块综合含水由８８．４％下降至６３．７％,区块日产油量由见效前的３７ｔ上升到最高值８８ｔ,全区累积增油１９６２５ｔ,中心井比水驱提高采收率２１．０;大幅度节省了注水量,提高了开采速度;扩大了波及体积,改善了动用状,提高了驱油效率。     

复合驱油体系与孤东油田馆5^2^＋^3层原油间的界面张力

本文报导了用于孤东油田馆5~(2+3)层复合驱油试验的ASP体系与原油间界面张力的研究结果。在ASP复合驱油体系中,碱A和表面活性剂S在降低界面张力上有协同效应,聚合物P的影响很小。在单一A和A+S体系中最佳碱浓度为0.2％和1.5％(Na_2CO_3)。1.5％Na_2CO_3+0.4％OP-10体系有最佳界面特性。     

用于无酸值低活性原油油藏的ASP驱油体系

针对原油酸值为零的辽河油田曙光４７１４区块原油，进行了碱／表面活性剂／聚合物（简称ＡＳＰ）复合驱油的研究。从１４种表面活性剂中优选出了两种与ＮａＯＨ＋Ｎａ２ＣＯ３混合碱和聚合物复配的ＡＳＰ体系，可使油／水动态界面张力平衡值降至１０－４ｍＮ／ｍ；还研究了该配方体系与原油的乳化性能、长期稳定性，并作出了活性图；驱油实验结果表明在人造岩心上ＡＳＰ体系可提高采收率２０．６％，在人工充填天然油砂岩心上可提高采收率２６．８％，采出液十几分钟后乳化现象消失，油／水彻底分离，界面清晰。本试验结果表明：对于无酸值低活性原油，ＡＳＰ复合驱也具有较好的潜在应用价值。     

天然混合羧酸（盐）复合驱油体系的研究

研究了天然混合羧酸（盐）复合驱油溶液与大庆、胜利原油构成的体系的界面性质，考察了Ｎａ２Ｃｏ３、ＮａＨＣＯ３、ＮａＣｌ、ＨＰＡＭ、助表面活性剂对体系界面性质的影响，提出了复合驱油体系的配方。研究结果表明，天然混合羧酸（盐）可使复合驱油溶液与大庆或胜利原油之间的界面张力降至超低值。     

适用于大庆油田的天然混合羧酸盐ASP驱油体系

针对酸值为０．１ ｍｇ ＫＯＨ／ｇ 的大庆原油,通过相态研究和界面张力测定进行配方初选,通过稳定性测定进行配方调整,得到了以天然混合羧酸盐ＳＤＣ为表面活性剂的ＡＳＰ三元复合驱油体系：１ ．２％ 复碱（ 质量比１∶１ 的Ｎａ２ＣＯ３ ＋ ＮａＨＣＯ３）＋ ０．６％ ＳＤＣ５＋ ０ ．５％ 植物胶（ 苎麻胶） ＋ ０ ．１６％ ＨＰＡＭ（ ＢＰ７） 。此体系与大庆原油间的最低瞬时界面张力为５ ．９３ ×１０－ ４ ｍＮ／ｍ 。在室内用两种填砂管模型进行驱油实验,得到的采收率为１８ ．８ ％ 和１９．１ ％ （ ＯＯＩＰ）,注入１ ｇ ＳＣＤ５ 驱出原油１３８．３ ｍＬ。     

碱／聚合物相互作用与碱＋聚合物／原油界面张力研究

在模拟辽河兴隆台油田地层条件下研究了聚合物对碱/原油动界面张力的影响,和碱/聚合物长期相互作用后与原油间平衡界面张力的变化。使用了不同类型的碱(NaOH和Na_2CO_3)和聚合物(不同水解度的HPAM和Xanthan).本工作发现:聚合物能降低碱/原油动界面张力最低值和稳态值,碱/聚合物溶液老化后与原油间平衡界面张力降低。     

荧光（发射）法检测复合驱油体系中的表面活性剂

含苯氧基的非离子型和阴离子型表面活性剂在一定激发波长下可发出特定波长的荧光，在稀溶液中荧光发射强度与其浓度成正比，不受溶液里存在的其他物质的影响，在适当条件下相互之间也无影响。本文报道了用荧光法检测复合驱油体系中的ＯＰ－１０、石油磺酸盐ＯＰ－１０＋石油磺酸盐的结果和研究油砂从复合驱油体系中吸附ＯＰ－１０的结果，此法选择性高．灵敏度高，操作简便，可望用于复合驱油体系中表面活性剂的分析、研究。     

三元复合驱油体系中化学剂在孤东油砂上的吸附损耗

用静态和动态吸附方法研究了三元复合驱油体系中各个化学剂在地层温度（６８℃）下的吸附损耗。复合体系与单一体系相比，Ｎａ＿２ＣＯ＿３和ＯＰ－１０的吸附量较小，而３５３０Ｓ的较大。在复合体系中，Ｎａ＿２ＣＯ＿３、ＯＰ－１０、３５３０Ｓ的静吸附量分别为１．３３、２．４、０．２１５ｍｇ／ｇ油砂，动吸附量分别为０．６７、０．２４、０．０５５ｍｇ／ｇ油砂。     

大庆油田三元复合驱油体系注入方式物理模拟实验研究

通过在两维纵向非均质正韵律物理模型上开展的三元复合驱油实验研究，探讨了注入方式对驱油效果的影响。找到了几种较佳的注入方式，可在化学剂用量不变的条件下使原油采收率提高２％左右；增加化学剂用量时可使原油采收率提高６％左右     

储层矿物上表面活性剂损耗规律的研究

本文在结合大庆油田三元复合驱（ASP）的地质条件下,系统评价了在ASP体系中表面活性剂测定方法,确定了储层中不同单矿物与表面活性剂相互作用机理、损耗规律及其影响因素,复合矿物组合对表面活性剂损耗的协同效应。研究表明储层中粘土矿物的表面活性剂损耗量通过大于储层中其它矿物颗粒的表面活性剂损耗量,为其4－5倍;ASP复合体系中表面活性剂的损耗量为单一表面活性剂体系中的2－5倍,表面活性剂损耗量大的矿物,其矿物组合的损耗量也大。     

适合红岗油田萨尔图油层的三元复合驱油体系

根据红岗油田萨尔图油层特征 ,筛选出了一种三元复合驱油体系 ,该体系与红岗油田萨尔图油层形成的界面张力可达到 10 -3 mN/m。该体系组成为 :0 .0 6 %表面活性剂S 96 1.5 %NaOH 0 .2 %聚合物 0 .2 %助剂 ,在油层温度下与原油间界面张力 3× 10 -3 — 7× 10 -3 mN/m ,粘度 >2 0mPa·s ,在室内岩芯流动实验中 ,该三元复合驱油体系在水驱基础上提高采收率 10 %左右。