不同浓度组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系乳化规律

三元驱油体系在地层运移过程中化学药剂浓度发生变化,使得三元驱油体系与原油乳化特性也发生改变。针对组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系在地层运移过程中与原油的乳化特性开展实验研究。结果表明：使用均化仪对体系及原油进行乳化后,组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系中聚合物浓度越低,乳化后体系黏度增幅倍数越大;乳化后三元体系界面张力变化不大,Zeta电位小幅下降,乳状液类型以油/水型为主;三元体系乳化析水率、乳化特性变化明显,其原因是表面活性剂的分子结构影响较大,与界面张力及Zeta电位关系不大。正交实验方法分析了组分可控烷基苯磺酸盐表面活性剂、碳酸钠及中等相对分子质量聚合物这3种不同类型化学药剂对组分可控烷基苯磺酸盐弱碱三元体系乳化特性的影响规律。方差分析结果表明：影响乳状液黏度因素由大到小的顺序为：聚合物、弱碱、表面活性剂,当聚合物质量浓度为600 mg/L时,乳状液黏度增幅倍数最大;影响乳化析水率的因素由大到小的顺序为：弱碱、表面活性剂、聚合物,当Na₂CO₃质量分数为0.3%、表面活性剂质量分数为0.3%、聚合物质量浓度为1000 mg/L时,乳化体系在24 h时的乳化析水率最低,乳化特性最明显。     

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%。     

S/P二元复合体系静态吸附室内研究

在中原油田采油五厂条件下,测定了固液界面吸附量和二元复合体系等温吸附曲线。结果表明,聚合物和表面活性剂在二元复合体系中的规律和特征,都符合朗格缪尔等温吸附曲线,但是缔合聚合物AP-P5二元复合体系的聚合物最大饱和吸附量分别为0.310 mg/g砂和0.350 mg/g砂,明显低于部分水解聚丙烯酰胺Y2的吸附量;而大庆石油磺酸盐DQ表面活性剂在天然油砂上的吸附量分别为6.60 mg/g砂和6.40 mg/g砂,远高于磺酸盐MJ2的吸附量。     

复合体系长距离运移过程中碱对组分损失的影响

为揭示化学复合驱体系在地下长距离运移过程中组分浓度及吸附滞留量的变化规律,确定碱对组分损失的影响,用自行研制的30 m长填砂物理模型模拟表面活性剂/聚合物(二元)、碱/表面活性剂/聚合物(三元)复合体系的驱油过程,通过测量模型沿程不同位置处样品组分的浓度,研究了复合体系各组分的损失、滞留规律以及碱对降低表面活性剂和聚合物损失的作用。结果表明,复合体系长距离运移过程中,NaOH、表面活性剂重烷基苯磺酸盐(HABS)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)大量吸附滞留于近井地带(占模型总长0~23.3%),其浓度随运移距离的增加而降低,随注入体积的增加降幅变缓。NaOH可在占模型总长23.3%的距离内分别降低HPAM和HABS滞留量9.69%和9.32%,使这一部分组分进入深部地带。长距离运移条件下碱对降低聚合物和表面活性剂组分损失的作用有限。     

磺酸盐阴离子双子表面活性剂与疏水缔合聚合物的相互作用

为了提高疏水缔合聚合物对高温高矿化度油藏的适用性,合成了磺酸盐阴离子双子表面活性剂,并与疏水缔合聚合物.AP-P4进行了复配.实验结果表明,疏水缔合聚合物能够减少磺酸盐阴离子双子表面活性剂在界面上的吸附;质量浓度为50mg/L的磺酸盐阴离子双子表面活性剂在地层水中能大幅度地增加复配溶液的粘度;复配体系在粘度最高点时形成了粒径为54.7mm的均一聚集体;疏水缔合聚合物的加入能够诱导磺酸盐阴离子双子表面活性剂在溶液中形成棒状胶束和囊泡.由此可见,磺酸盐阴离子双子表面活性剂与疏水缔合聚合物AP-P4有良好的协同性.这种二元驱油体系有望克服三元复合驱中碱对复配体系粘度的损害,为化学驱开辟新的方向.     

ASP驱油体系各组分对原油乳状液稳定性的影响

研究ASP驱油体系各组分对原油乳状液的影响，有助于改善ASP驱油体系，进一步提高驱油效率。以NaOH为碱组奇，聚乙二．醇辛基苯基醚、石油磺酸盐为表面活性剂组分，部分水解聚丙烯酰胺为聚合物组分，考察了ASP驱油体系中的碱、表面活性剂和聚合物以及无机盐等对原油乳状液稳定性的影响。实验结果表明：对于实验原油，NaOH的质量分数为0.40％，石油磺酸盐的质量分数为0．02％，部分水解聚丙烯酰胺的质量分数为0．03％时，原油乳状液的稳定性较好。针对不同特性的原油，可按照ASP驱油体系各组分对原油乳状液稳定性的影响规律来调整各组分的比例，从而达到最佳的驱油效果。     

聚/表二元复合体系配方优选及其驱油效果评价

以大庆喇嘛甸油藏地质特征和流体为研究对象,开展了聚/表二元复合体系组成对驱油效果的影响研究。结果表明,在等药剂费用且固定聚合物质量浓度(2200 mg/L)的条件下,在适当浓度范围内,随表面活性剂浓度增加和碱浓度降低,驱油剂视黏度增加,界面张力逐渐增加;与碱/表/聚三元复合体系相比,聚/表二元复合体系阻力系数和残余阻力系数较大,液流转向能力较强,但当表面活性剂加量过高(2.0%)时,阻力系数和残余阻力系数降低。表面活性剂质量分数由0.5%增至5.0%时,聚/表二元复合驱采收率增幅先增加后降低,在表面活性剂加量为1.5%时达到最大值22.5%;"产出/投入"比由6.7降至0.8。当表面活性剂加量在0.5%~1.5%时,二元复合驱技术经济效果较好。碱加量由0.4%增至1.2%时,聚/碱二元复合驱采收率增幅由14.2%降至9.9%。聚/表二元复合体系优选配方为聚合物质量浓度2000 mg/L,表面活性剂质量分数0.5%~1.5%。     

胜利石油磺酸盐驱油体系的动态吸附研究

石油磺酸盐表面活性剂驱油时在油藏中的吸附损耗、色谱分离会直接影响复合驱油体系协同效应的发挥,从而影响驱油效果。为此,用动态吸附实验考察了石油磺酸盐表面活性剂浓度对油砂吸附量的影响;考察不同长度填砂模型对胜利石油磺酸盐与助剂1^#混合物的色谱分离现象。结果表明,胜利石油磺酸盐浓度在10g/L以上时,油砂吸附量最大达4．8mg／g;胜利石油磺酸盐与助剂1^#之间存在色谱分离现象,且填砂模型越长,分离越明显,说明现场应用时,只要适当增加注入液浓度,复配协同效应可得到发挥。     

石油磺酸盐在多孔介质中的色谱效应

本文研究了石油磺酸盐KPS－2在砂管岩心中的色谱效应及其影响因素。流动实验结果表明单、双磺酸盐在岩心砂上的吸附有明显的差别,是导致KPS－2的色谱效应的主要因素。在复合驱体系中加入1％碱剂碳酸钠可以大大地降低石油磺酸的吸附量和色谱分离程度;在稀表面活性剂体系中,聚合物与表面活性剂的不兼容性表现为水解聚丙烯酰胺的加入使KPS－2的色谱分离增加,在动态条件下石油磺酸盐进入油相中的量较小。     

石油磺酸盐在油水两相分配规律研究

表面活性剂在油水两相的分配系数是驱油体系的重要参数,在驱替过程中影响油水界面张力、色谱分离程度等。由于表面活性剂的两亲特性,与油水两相接触后,在油水界面聚集,最终达到分配平衡。研究了弱碱三元复合驱中石油磺酸盐表面活性剂在油水两相的分配规律,实验结果表明:对于单一石油磺酸盐体系、聚合物和石油磺酸盐的二元体系,随着石油磺酸盐浓度增加,分配系数逐渐降低;当溶液中有Na2CO3时,随着石油磺酸盐浓度增加,分配系数逐渐增大;石油磺酸盐浓度一定时,随着油水比例增加,石油磺酸盐在油水两相中的分配系数增大。     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

Numerical Simulation of Enhanced Oil Recovery by Alkali-surfactant-polymer Floodings

In the present study numerical simulation of sand pack flooding with alkali–surfactant–polymer for enhanced oil recovery has been studied using an advanced compositional simulator named STARS available from the Computer Modeling Group. The flooding experiment shows that the chemical formulations are able to recover additional oil more than28% with proper formulation. Therefore, the main motivation of the work is simulation and comparison of results. Different chemical slugs such as alkali, surfactant, and polymer were taken and their effects on water cut, oil cut, cumulative recovery and additional recovery were simulated by the software using experimental data. The results obtained using the simulator has been compared with the available sand packed flooding laboratory experimental data.     

新疆油田复合驱过程中的乳状液类型转变

为分析新疆油田部分采油井二元复合驱油中出现高黏度(3000 m Pa·s)油包水型乳状液现象的原因,室内模拟化学驱中表面活性剂/聚合物二元复合体系与原油的乳化过程,研究了矿化度、油水比、表面活性剂浓度和地层水稀释对乳状液类型的影响,建立了在岩心驱油过程中乳状液的转变模型。研究结果表明,当矿化度较低(100 mg/L Na Cl)时,乳状液主要为水包油型;随着矿化度的增大,水包油型乳状液的稳定性变差,当矿化度达到10 g/L时,乳状液开始向油包水型转变。油水比为1∶9和3∶7时,乳状液主要为水包油型;当油水比为5∶5、表面活性剂加量为500 mg/L时,乳状液为油包水型。随着地层水稀释比例的增加,乳状液由水包油型向油包水型转变。室内岩心驱油实验结果表明,随着二元体系的注入与推进,矿化度升高,表面活性剂浓度降低,油水比变大,导致乳状液产生了由水包油型向油包水型的转化。     

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。     

海上油田聚表二元复合体系组成快速检测技术

传统淀粉-碘化镉质量浓度检测方法无法检测聚表二元复合驱油体系中表面活性剂的质量浓度,仅能检测聚合物质量浓度,在时效性、准确性方面也待进一步提高。本技术创新采用COD-定氮联作法,首先通过化学氧化方法将样品中还原性物质(聚合物、表面活性剂等)全部氧化,获得溶液的总COD值,再采用定氮法测定聚表二元复合体系中聚合物质量浓度。通过对二元复合体系采出液中各组分含量与COD值建立函数相关性,运用数学手段将各个因素及环境影响量化,扣除相应背景值,便可计算得出二元复合体系的组分质量浓度。该技术目前已在海上平台成功推广应用,首次实现了聚表二元复合驱油体系组分质量浓度在平台上直接检测,可有效地对注入端流体质量和采出端流体组分质量浓度进行把控,对指导海上油田二元复合驱动态跟踪调整和采出液处理具有重要意义。     

大庆油田强碱三元复合驱表面活性剂配方优化

烷基苯磺酸盐表面活性剂的性能直接影响强碱三元复合驱的开发效果。通过研究原油组成、油砂吸附等对烷基苯磺酸盐表面活性剂浓度及强碱三元复合体系界面张力的影响,建立了原油分子量与表面活性剂当量之间的定量匹配关系。结果表明,依据该定量匹配关系选择合适当量的表面活性剂可使三元复合体系与大庆地区 不同原油间达到超低界面张力,提高了强碱三元复合体系的适应性;原油组成影响表面活性剂在油水相中的分配比例,原油中的沥青质含量越高,水相中的表面活性剂浓度越低,原油组成对表面活性剂当量的影响较小;油砂吸附改变了表面活性剂的当量及组成分布,导致三元体系中表面活性剂的浓度降低、三元体系界面张力升高,可采取增加高碳组分、调整表面活性剂当量的方法,扩大复合体系在地下运移过程中的超低界面张力作用距离。图11表3 参16     

牛心坨油层聚合物/表面活性剂二元驱数值模拟研究

针对牛心坨油层建立地质模型,在水驱历史拟合基础上,利用FACS数值模拟软件完成了聚合物/表面活性剂二元驱数值模拟研究,对聚合物浓度、表面活性剂含量及聚合物/表面活性剂二元体系注入量进行了筛选,确定了适合牛心坨油层的聚合物/表面活性剂二元驱最佳方案:1 500 mg/L聚合物/0.3%B型表面活性剂二元复合驱,注入量0.3 PV,提高采收率10%以上。     

高30油藏二元复合体系化学剂的静态吸附

在高30高温油藏条件下,测定了固液界面吸附量和二元复合体系等温吸附曲线。结果表明,缔合聚合物HNT201-3和表面活性剂CDS-1在二元复合体系中的吸附规律和特征,都符合朗格缪尔等温吸附曲线。得出了聚合物的吸附平衡浓度为1000mg/L,表面活性剂吸附平衡浓度为0.05%,对驱油体系中各化学剂浓度的确定起到了指导作用。     

羧酸盐类表面活性剂用于曙22块化学驱油的适应性研究

针对辽河油田曙22块原油,开展了羧酸盐类表面活性剂的适应性研究。结果表明,羧酸盐类表面活性剂适合曙22块化学驱油用剂,其与回注污水具有较好的配伍性及较好的溶解性和抗盐性。确定了碱／羧酸盐表面活性剂驱油体系最佳配方：1．0％-1．5％Na2CO3＋0．3％-0．5％表面活性剂S—1#,其与原油间界面张力达到10^-3mN／m数量级,具有良好的协同效应。加入聚合物,在地层温度（45℃）下放置30d后,聚合物／碱／羧酸盐表面活性剂三元驱油体系与原油间界面张力仍保持在10^-3数量级,具有良好的热稳定性。     

Investigation of Isotherm Polymer Adsorption in Porous Media

The injection of chemical solutions plays an important role in increasing the recovery factor of mature fields. Chemical flooding is considered as an attractive alternative to conventional waterflooding; it can improve the area sweep efficiency not only at the macroscale but also in the microscale by control mobility of displaced fluid. Adsorption of polymer in reservoir rock is an extremely important parameter for chemical flooding. Adsorption represents a loss of chemical agent from solution and, consequently, a net reduction in the surfactant–polymer slug. Therefore, the efficiency of polymer flooding is significantly diminished both technically and economically. However, numerical simulation of multicomponent adsorption is still limited and adsorption processes in a polymer–rock system have not yet been well developed, especially for highly heterogeneous reservoirs. In this article, adsorption was modeled by the Langmuir isotherm theory. The simulation results indicated that polymer adsorption strongly depends on polymer concentration, shear rate, pH, salt concentration, and reservoir heterogeneity. Effective control of such parameters can reduce the effect of polymer adsorption to minimize chemical loss and improve the economic efficiency of chemical flooding processes.