一种高效廉价驱油体系的室内研究

为研究胜利油田三次采油后期(包括注聚、注胶)提高采收率的接替技术,拓宽三次采油研究领域,开展了高效驱油体系的研制工作。针对胜利油田的油水特点,筛选出多种表面活性剂试样及其复配体系进行油水界面张力测定,成功研制出具有良好驱油性能的复合驱配方。室内物理模拟试验结果显示,这种驱油体系可在水驱基础上提高采收率19％。     

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。     

聚合物驱后石油磺酸盐体系提高采收率室内实验研究

针对孤岛油田中一区Ng4砂层组油藏条件,开展了聚合物驱后以石油磺酸盐为主剂的表面活性剂驱油提高采收率的室内实验研究工作。通过大量的室内实验,研制出以石油磺酸盐为主剂的复配体系,并开展了驱油效率实验。对比了几种低界面张力活性剂驱油体系的驱油效果,筛选出效果最好曲石油磺酸盐驱油配方体系：0．3％SLPS-01C＋0．1％助剂1#。研究了不同转注时机对石油磺酸盐体系提高采收率效果的影响,在注聚合物后含水率最低时,由于聚合物驱的作用,形成“油墙”,可防止表面活性剂窜流,此时转注石油磺酸盐体系效果最好,洗油效果最佳。图4表7参21     

新型驱油用聚合物的界面性质研究

合成了驱油用接枝型聚丙烯酰胺聚合物,在合成该聚合物时引入了一种自主合成的活性单体。研究表明,该聚合物与原油之间的界面张力能达到10^-2数量级,在满足驱油的同时又能达到洗油的目的。对聚合物与原油之间的界面剪切粘度研究表明,随剪切速率的增加,新型聚合物的界面剪切粘度不降低（无剪切变稀特性）,也不增加（无剪切增稠特性）,有利于产出液的破乳。     

低界面张力聚合物驱油的物化原理

在联合注入低浓度表面活性剂和生物聚合物后，再注入用于流度控制的一段聚合物缓冲段塞。将会引起化学物质消耗的降低和高的原油采收率，这种方法称为低界面张力聚合物驱暂，即LTPF。本文给出了LTPF所隐含的物理化学现象的一个重要结论。在进行LTPF时，溶液中表面活性剂一聚合物的反应和在驱替过程中表面活性剂与聚合物的色层分离被认为是十分重要的因素。为了获得LTPF动态，讨论了与化学物质和多孔介质有关的准则。驱替机理基于水包油型（Ⅱ型）驱替性质和多相（Ⅲ型）驱替性质之上。在多相状态恒定的含盐量条件下进行LTPF时，建议应用聚合物梯度来减少表面活性剂的漏失。本文还提出了借助于胶体渗滤方法的用于研究表面活性剂—聚合物混合物形成的HPLC方法。     

大庆油田新型聚合物体系室内驱油效果

为了改善大庆油田部分薄差油层普通低相对分子质量聚合物驱油效果不明显的状况，引进2种低相对分子质量的新型聚合物，对其开展了性能指标及驱油效果等室内评价。评价结果表明，与普通聚合物相比，新型聚合物具有粘度大、抗盐抗剪切性能好、溶解性好等特点，并且其粘弹性和抗剪切性能随相对分子质量的降低而增加。室内驱油实验结果证明新型聚合物的驱油效果比相同相对分子质量的普通聚合物驱油效果好，驱油效果随相对分子质量的降低而变好，并且新型聚合物与低渗透油层有良好的匹配关系，适合在薄差油层中广泛应用。     

新型驱油用聚合物的合成与界面性质研究

合成了一种适用于驱油用的聚合物。该聚合物在合成中引入了一种自主合成的活性单体。研究表明,该聚合物与原油模拟油之间的界面张力能达到10-2数量级,能满足驱油的同时又能达到洗油的目的。对聚合物与原油模拟油之间的界面剪切粘度研究表明,新型聚合物具有随剪切速率的增加,界面剪切粘度不降低（无剪切变稀特性）,也不增加（无剪切增稠特性）,有利于产出液的破乳。     

3种新型聚合物驱油效率对比研究

在模拟辽河锦16块油藏条件下(温度56℃,地层水矿化度3770mg/L,脱气原油地面粘度68mPa·s,密度0.939g/cm3),实验考察了3种新型驱油用聚合物的应用性能并与常用HPAM作了对比:①梳形聚合物KYPAM 2;②疏水缔合聚合物DH XN;③疏水缔合聚合物与助剂复配物GH YHS;④对比物HPAMMO 4000。在200～2000mg/L浓度范围内,在8s-1下,①的溶液粘度比④约高1.6～1.8倍;②和③的溶液粘度在低浓度下低而在高浓度下高。聚合物浓度为1000mg/L时,在5～120s-1范围内①和④的流变曲线属假塑性流体型,②和③的流变曲线虽为剪切变稀型,但由2个曲线段组成,低剪切速率下粘度下降较平缓。储能模量G′与频率f关系曲线的位置,①最高,即粘弹性最强,②和③居中,④最低,即粘弹性最弱。30～74℃范围的粘温关系,①和④的变化趋势相同,①的增粘能力为④的1.52～1.65倍;②和③的粘度随温度下降幅度大。在人造石英砂胶结岩心上提高水驱残余油采收率的规律,①与④相同,但①的驱油效率较④高一倍;②的注入量由0.2PV增加到0.3PV时采收率急剧增大;③的采收率增幅最小。粘浓曲线表明,疏水缔合聚合物在地层水溶液中显示2个缔合浓度,②和③的第一缔合浓度分别为766和1167mg/L,第二缔合浓度分别为1908和2155mg/L。从分子结构和水溶液性质对实验结果作了解     

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%。     

聚合物溶液及三元复合体系驱替盲端油的微观机理

大庆油田聚合物驱已经开始了大规模的工业化应用，三元复合驱的矿场试验也已了极大的成功，为进一步推动两种技术的应用和完善，充分认识其驱油机理，利用微观仿真模型，对比研究了不同粘弹性体系驱扫盲端残余油的过程，并利用界面化学理论，解释了驱油过程中产生的界面现象，揭示了聚合物，三元复合体系粘弹性效应作用的差异，界面，以及粘弹性效率对提高微观驱油效率的不可忽视的作用，聚合物溶液可以很好地驱替盲端油，但因刚性水膜的存在而不适于水驱后亲油或中性盲端残余油。三元复合体系有较强的驱替盲端残余油能力，一方面低界面张力可破坏水膜，三元复合驱替液深入盲端，另一方面，体系的粘弹性则使三元复合驱替液接触到更多的残余油。     

聚驱后注聚合物再利用剂的室内试验研究

数模研究结果表明，三采区块聚驱后，地层中仍残留有大量聚合物。通过室内试验，考察了不同类型聚合物再利用剂的悬浮性，优化选择了YG340-1作为再利用剂，同时考察了聚合物再利用剂YG340-1的封堵性能、注入时机及用量。试验结果表明，YG340-1聚合物再利用剂可与岩芯中残留聚合物絮凝，具有较好的调剖封堵效果，且聚驱后注入YG340-1越早越好，现场施工中，YG340-1含量以3％～5％为宜。     

二元驱后应用活性聚合物进一步提高原油采收率

通过对活性聚合物APA-1的界面活性、乳化能力、抗剪切能力、黏弹性和驱油能力等方面的测试,探索了二元驱后应用活性聚合物APA-1进一步提高原油采收率的可行性。结果表明,活性聚合物具有比普通高相对分子质量（2500万）聚合物BH更高的增黏特性和抗钙镁离子能力,乳化增油能力更为突出,浓度为1000 mg/L的活性聚合物溶液在存放30 d后的黏度可达220 mPa·s;在钙镁离子浓度为190 mg/L时,浓度为1500 mg/L的活性聚合物溶液的黏度仍有80 mPa·s;浓度1000~1200 mg/L的活性聚合物乳化体系在放置6 h后与油完全乳化,没有水析出,性能明显优于单纯聚合物体系和二元驱体系。室内岩心驱替实验结果表明,二元驱油体系在岩心渗流过程中出现乳化的时机较早,与其相比,活性聚合物驱油体系具有显著的后程乳化特征。在二元驱的基础上,能进一步提高采收率5%~10%。     

Study of Interfacial Tension Between Oil and Surfactant Polymer Flooding

Abstract

Surfactant polymer flooding is an important technology for enhancing oil recovery. It is generally thought that the lower the interfacial tension (IFT) between the combination flooding and oil is the higher oil recovery is. Some physical stimulation experiments have been conducted to show that a system with low IFT could bring better oil recovery than one with ultralow IFT in heterogeneous reservoirs. Emulsion experiments and visual experiments have also been carried out to determine the reason. This article presents results of those experiments and gives the possible mechanism of those results.     

A Laboratory Study of the Microgel Used for Polymer Flooding

Abstract

Microgel solution composed of hydrophobically associating polymer and chromium acetate was prepared by gelling under shear provided by a peristaltic pump running at required speed. Experiments were conducted to determine microgel size, injectivity, plugging ability during polymer flooding, and ability of enhanced oil recovery. Results showed that the size of the microgel obtained was in the range of 0.1–170 μm by adjusting the rotational speed of the peristaltic pump. In polymer flooding, the microgel solution was intruded into the sand pack easily and could improve the plugging of following polymer flooding. Furthermore, the injection of microgel solution was useful to enhance oil recovery in the process of the following polymer flooding.     

聚合物驱后地下聚合物再利用技术室内试验研究

通过平板模型物模试验研究了聚合物驱后地下聚合物的再利用技术。从而得到聚合物驱后对地下聚合物溶液固定技术和絮凝技术效果的认识。研究表明,聚合物固定荆溶液对高质量浓度、高相对分子质量的HPAM的固定效果好．可用于对聚合物驱后未恢复水驱油藏的聚合物的固定;聚合物絮凝剂与低质量浓度HPAM发生絮凝,产生的絮凝体具有良好的封堵水驱后形成的大孔道的作用。物理模拟试验研究说明。聚合物驱后的聚合物固定剂技术。可以大大提高聚合物驱后水驱的波及系数。进而提高聚合物驱后的原油采收率;在此基础上再注入深部调剖剂。还能进一步提高原油采收率。聚合物驱后若地层中聚合物溶液部分被注入水稀释。采用聚合物再利用技术可以极大地提高聚合物驱后的原油采收率。     

MD-1膜驱剂溶液的界面特性研究

以非离子、阳离子、阴离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚OP－10、十六烷基三甲基溴化铵CTAB、十二烷基苯磺酸钠SDBS作对比剂，在20℃用吊环法实验测定了膜驱剂MD－1（一种单分子双季铵盐）水溶液的表面张力和界面张力。MD－1水溶液的表面张力基本上不随溶液浓度而定，其值约71．5mN/m，比纯水表面张力理论值仅约低2％，说明MD－1不具有表面活性，是表面非活性物质。模拟油（1％胶质沥青质的煤油溶液，胶质沥青质为辽河兴隆台原油在体积比2：3的甲醇／苯中的沉淀物）与MD－1水溶液之间的界面张力在MD－1浓度增至25mg/L时开始下降，250mg/L时降至稳定值（20mN/m左右），只下降36％，不形成低界面张力体系。界面张力下降是MD－1在界面吸附富集的结果。模拟油与1000mg/L OP－10＋MD－1混合水溶液之间的界面粘度随MD－1浓度（0，300，500mg/L)增加而降低，降低幅度在低转动角速度下随角速度增加而增大，在高角速度下趋于一致.讪于OP－10不具有与MD－1相互作用的基团，加入MD－1引起界面粘度（即界面膜强度）降低，是MD－1与胶质沥青质作用的结果。图4参10。     

低渗透油藏表面活性剂驱油体系的室内研究

通过对降低界面张力能力、乳化能力、改变岩石润湿性能力、吸附量以及驱油效率的评价,研究了SHSA-03-JS表面活性剂用于江苏油田沙七断块油藏表面活性剂驱的性能,并对低渗透油藏表面活性剂驱油机理进行了探究。结果表明,SHSA-03-JS表面活性剂溶液用于江苏油田沙七断块油藏原油时,在0.05%～0.6%浓度范围内油水界面张力均可达到10-2 mN/m的数量级,在0.1%～0.3%浓度范围内可达到10-3 mN/m的超低数量级;同时,该表面活性剂能使油湿石英片向水湿方向转变;在初始浓度0.3%时,表面活性剂在油砂的吸附量为4.78mg/g,能够满足江苏油田沙七断块表面活性剂驱的要求。室内岩心模拟驱油实验结果表明,当SHSA-03-JS表面活性剂浓度为0.3%时,表面活性剂驱可比水驱提高采收率11.47%。SHSA-03-JS表面活性剂能够满足江苏油田沙七断块进行表面活性剂驱的要求。     

高效驱油用表面活性剂室内实验研究

通过单因素实验,得到重烷基苯磺酸钠（A1）、异丙醇（CH-2）、异构十醇聚氧乙烯醚（F-2）、Gemini表面活性剂（GL-2）的最佳质量比为3:6:2:2的表面活性剂体系CQBH-1,并进行了配伍性、吸附性和驱替实验。CQBH-1的价格比市场销售的油田常用表面活性剂平均低20%以上。结果表明,在质量分数0.3%～0.5%下,CQBH-1溶液与长庆某油田模拟原油间的界面张力为5×10^-3～8×10^-3mN/m。在常压、60℃下,CQBH-1与该油田注入水、地层水和原油均有良好的配伍性,且具有较好的抗吸附性能,质量分数为0.3%～0.5%的CQBH-1溶液静态吸附后与模拟原油间的界面张力仍能达超低数量级。岩心驱替实验表明,注入0.3PV质量分数为0.5%的CQBH-1表面活性剂溶液,渗透率为1.1×10^-3～100×10^-3μm²人造岩心在平均水驱采收率56.70%的基础上可平均提高采收率10.48%。     

SP二元复合驱提高重质原油驱油效率室内实验研究

针对NB35—2块重质原油油藏特点、开发现状及油品性质,开展了聚合物／表面活性剂（SP）二元复合驱提高驱油效率、改善水驱开发效果室内实验研究。对不同类型表面活性剂与水的配伍性、与原油问的界面活性、抗盐性、长期热稳定性和驱油效果进行了考察,结果表明,筛选的SP二元复合驱油体系为：0．10％聚合物＋0．36％表面活性剂17^#,溶液黏度19．7mPa·s,与原油间界面张力达10^-3mN／m数量级以下;注入0．3PV可提高驱油效率32．35％。