一种阴／非离子复合型表面活性剂的性能研究

开发了一种低成本的阴/非离子复配型表面活性剂GBSG-1,并评价了该表面活性剂体系的性能。结果表明:在80℃、矿化度50000 mg/L、二价离子(Ca2+、Mg2+)含量2000 mg/L的情况下,油水间的界面张力可达10-3mN/m数量级。同时该表面活性剂体系具有较好的乳化能力,按体积比6:4将浓度为3 g/L的CBSG-1溶液与王瑶原油混合均匀后在80℃恒温静置12 h后的油水体积比为8:2。该体系具较强的抗吸附性,浓度为3 g/LCBSG-1溶液在岩心上的吸附量最大,为0.35 mg/g砂,吸附7 d后,油水界面张力仍可以保持在10-3mN/m超低数量级。驱替模拟实验说明:该表面活性剂驱油体系可在水驱基础上使渗透率95.2×10-3μm2的低渗透率岩心提高采收率12.7%。该体系可满足长庆油田部分高温、高矿化度及低渗透油藏对驱油用表面活性剂的要求。     

表面活性剂改善稠油油藏水驱开发效果实验研究——以东辛油田深层稠油油藏为例

针对深层稠油油藏原油粘度高、渗流阻力大、常规水驱效果差、水井注入压力高及注入能力低等现状,以东辛油田深层稠油油藏为例,在评价表面活性剂适应性的基础上,通过低界面张力活性体系室内岩心驱替实验,研究了界面张力、渗透率、注入量和注入速度4因素对表面活性剂改善水驱效果的影响。结果表明:使用的表面活性剂与研究区块的注入流体具有很好的配伍性,表现出较好的降低油水界面张力的能力,质量分数为0.01%的表面活性剂溶液与模拟油的界面张力在70℃时最低可达10-2mN/m数量级;一次水驱结束后注入表面活性剂溶液段塞,可降低注入压力,改善水驱开发效果,并且当油水界面张力越低、注入量越大、注入速度越低时,二次水驱降压效果越好,采收率提高幅度越大,降压率最高为18.0%,采收率最大可提高15.7%;在相同实验条件下,当气测渗透率由256.65×10-3μm2降至36.16×10-3μm2,注入0.7倍孔隙体积表面活性剂溶液后,二次水驱降压率由17.1%降至10.0%,采收率提高幅度由15.7%降至11.7%,说明当渗透率较低时,因渗流条件变差,导致表面活性剂改善水驱效果变差。     

适合高温高盐油藏的羟基磺基甜菜碱的性能研究

选取吐哈和沙特两个高温高盐油藏,通过界面张力的测定,对自制的羟基磺基甜菜碱表面活性剂的耐温抗盐性能进行了系统的研究,并考察了其用于高温高盐油藏化学驱的可行性。结果表明:羟基磺基甜菜碱表面活性剂溶液在0.3~0.5 g/L低浓度窗口范围内两体系界面性能良好;在40~100℃较宽的温度范围内,均能达到超低界面张力;吐哈、沙特油水体系抗矿化度能力分别高达270g/L和200g/L;并在油藏温度下90d内具有良好的稳定性。     

耐温抗盐聚合物微球/表面活性剂交替段塞调驱实验研究

通过室内实验,优选出耐温抗盐型聚合物微球S5和耐温抗盐低界面张力阴非离子表面活性剂体系GH。在高温高盐条件下,测定了表面活性剂体系降低油水界面张力的能力;采用并联岩心物理模拟驱替装置,开展不同聚合物微球/表面活性剂交替段塞调驱实验。结果表明,表面活性剂体系在95℃和22×10⁴mg/L矿化度条件下老化三个月后可以将界面张力降低至超低水平;在渗透率为（70³50）×10^-3μm²的岩心中,聚合物微球具有良好的注入性和封堵性;在非均质条件下,聚合物微球/表面活性剂交替段塞的调驱效果明显好于表面活性剂体系,开展水驱+微球驱+表活剂驱+后续水驱和水驱+微球驱+再次水驱+表活剂驱+后续水驱,其低渗透率岩心提高采收率分别为25.59%和14.72%。该研究对聚合物微球/表面活性剂复合体系注入方案设计有重要的指导意义。     

甜菜碱表面活性剂对低渗透高矿化度油藏的适应性评价

通过对甜菜碱表面活性剂在北三区油藏的界面活性、抗盐性、稳定性、吸附性能及驱油效率的测定,评价该新型甜菜碱表面活性剂在低渗透高矿化度油藏的适应性。结果表明,该表面活性剂在北三区油藏条件下,具有较好的界面活性,与该区块脱水原油的界面张力可以达到10-3m N/m数量级;具有良好的抗盐性和长期稳定性;在北三区油砂中可以经历三次静态吸附仍然保持超低界面张力。驱油试验结果表明,1 500 mg/L表面活性剂溶液可比水驱提高驱油效率13个百分点。研究认为,该表面活性剂可以满足低渗高矿化度油藏驱油用表面活性剂的技术要求。     

高温高盐油藏表面活性剂研发与试验

化学驱技术是油田开发进一步提高采收率的重要手段,但在90℃以上的高温高盐油藏中面临挑战。针对大港油田南部高温高盐油藏特征,研制了耐温抗盐的原位乳化表面活性剂产品BJ-G-77。该产品不仅能够降低油水流度比,而且还具有较好的洗油能力,因此可以驱替更多残余油。原位乳化表面活性剂是由高浊点的非离子表面活性剂组合和乳化增粘组分复配而成。性能评价结果表明,0.3%BJ-G-77水溶液能使油水界面张力降低至10^-3 mN/m数量级,同时具有优异的乳化增粘和抗吸附性能。室内单岩心物模实验在水驱基础上提高采收率16.9%;渗透率级差为3的并联岩心驱油实验结果表明,BJ-G-77溶液能够降低油水流度比,进一步提高采收率20.3%。该产品在W27断块官77-60井组进行了现场试验,油井见到明显的增油降水效果。现场试验表明,原位乳化驱油表面活性剂应用于高温高盐油藏可以提高采收率。该表面活性剂的开发为其他不同油藏提高采收率、开发系列化产品及扩大储层适应性提供了指导。     

高温高盐油藏中季铵盐双子表面活性剂的性能评价

考察了季铵盐双子表面活性剂在高温高盐油藏中各影响因素对油水界面张力的影响,并对其临界胶束浓度、静态吸附性能、热稳定性能进行了评价。结果表明,季铵盐双子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度;在高温高盐油藏条件下具有很好的油藏适用性;在油藏温度50～80℃时,矿化度7 000～22 000 mg/L时,具有较好的界面活性,其抗二价离子、抗静态吸附、热稳定性能均达到油藏应用的要求     

表面活性剂对超低渗透油藏渗流特征的影响

针对超低渗透岩心,通过宏观驱替实验研究不同界面张力的表面活性剂对单相启动压力、油水两相启动压力、相对渗透率曲线、降压效果及提高采收率效果的影响,分析表面活性剂对超低渗透油藏渗流规律的影响。研究结果表明,随驱替液界面张力的降低,单相启动压力明显降低。油水两相启动压力实验中,在油水两相相同流速比下,随界面张力的降低,油水两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大。从束缚水饱和度到残余油饱和度,随含水饱和度的增加,油水两相启动压力梯度先缓慢下降,后迅速下降。相渗曲线实验中,随表面活性剂质量分数的增加,油水两相渗流区增大,油相相对渗透率增大,残余油下水相相对渗透率增加,残余油饱和度降低,油气采收率升高,水相(端点以内)渗透率基本没有变化。表面活性剂段塞驱替实验中,岩心一次水驱后,注入表面活性剂可明显降低超低渗透岩心的注入压力、提高岩心采收率,且油水界面张力越低,降压效果越好,提高采收率幅度越大。     

低渗油藏表面活性剂驱油性能研究

针对SN井区低孔低渗,研究出适合该油藏条件的表面活性剂体系OS-10。在油藏条件下,对OS-10的降低界面张力能力、乳化性能以及润湿改善等进行了系统评价。实验结果显示,2 500mg/L的OS-10表面活性剂溶液在73℃老化160d后,油水界面张力仍可保持10~(-4) mN/m超低数量级。OS-10在岩石表面吸附可使强亲水岩心向弱亲水转变。通过岩心驱油实验研究不同渗透率(油藏渗透率范围内)对驱油效率的影响,实验表明,岩心渗透率越大,提高采收率越高,岩心渗透率为(10~100)×10~(-3)μm~2时,表面活性剂提高采收率为16.80%~22.59%。在不同注入时机注表面活性剂段塞,水驱至经济极限时总采收率最高。     

新型双磷酸盐型表面活性剂驱油可行性研究

目前在高含水油藏开发中,常用驱油措施存在驱油效率低、采出液油水分离困难、污水处理成本高等问题。为此,对新型双磷酸盐型HWSX-1表面活性剂作为驱油剂的可行性进行研究,对其界面活性、稳定性、乳化性能和驱油性能进行实验分析。结果表明:HWSX-1表面活性剂质量分数在0.1%~0.5%范围内时界面张力在10~(-2)mN/m量级,界面张力最小为0.010 9 mN/m,有利于通过降低界面张力提高驱油效率;该表面活性剂稳定性良好,长期放置界面张力不发生明显变化,可满足作为驱油剂在油藏中长时间运移的要求;其质量分数和水油比均对乳化性能有显著影响,乳化能力随其质量分数增加而增大;乳化能力强的同时,乳化液析水较快,破乳后析出水较为清澈且界面清晰,有利于表面活性剂驱油后的油水分离。驱油实验结果显示,0.2%表面活性剂溶液可提高驱油效率12.7%。     

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%。     

特高温低渗透油藏乳液表面活性剂驱现场试验

针对胜利油田Ⅴ类化学驱原油温度高、渗透率低的问题,运用乳液表面活性剂促使油水两相产生乳化现象,增加驱替相黏度,有效驱替分布在油藏边缘及角隅部位的残余油,扩大波及体积;同时利用低张力表面活性剂将油水界面张力降至10-3m N/m的超低水平,降低黏附性,提高洗油效率,两者组合得到乳液表面活性剂驱油体系。将该驱油体系应用于纯17-1区块,经过20多个月驱油体系的不断注入,截至2017年7月,对应油井日产油量由1.3 t/d上升至6.3 t/d,综合含水由83.0%下降至74.1%,有效改善层间吸水差异状况,取得了较好的效果。该研究成果对胜利油田Ⅴ类化学驱油藏开发具有重要意义。     

表面活性剂性能及降压实验研究

针对大庆地区外围油田部分注水井注入压力高、注水驱替效率低及套损井不断增加等情况，开展了表面活性剂降低注水井注入压力室内实验研究。利用旋转滴界面张力仪，进行了复配表面活性剂体系界面张力、动态界面张力及界面张力稳定性能研究、利用岩心驱油模拟装置，在人造岩心上进行了复配表面活性剂体系降低驱压力物理模拟研究。室内实验表明，在55℃条件下，复配表面活性剂体系油水界面张力可达10^-1mN/m数量级，且具有较好的界面张力稳定性。岩心驱油降压模拟实验表明，在表面活性剂体系驱替0．5PV之后，残余油饱和度下降，水相相对渗透率上升，油相相对渗透率下降，从而达到降低注入压力的目的。     

高钙镁油藏烷醇酰胺类表面活性剂及其复配体系驱油性能研究

针对常规表面活性剂用于高钙镁油藏普遍存在驱油效果不理想、稳定性差和成本较高等问题,合成了系列烷醇酰胺类表面活性剂,表征了其结构,评价了其表面活性,考察了温度、矿化度和钙镁离子质量浓度等对烷醇酰胺类表面活性剂与脂肪醇聚乙烯醚硫酸钠（AES）复配体系驱油性能的影响。结果发现:合成的烷醇酰胺类表面活性剂具有较低的表面张力和临界胶束浓度;合成的十二酸二乙醇酰胺与AES质量比为4:1的复配体系可使油水界面张力降至3 μN/m,且该复配体系在高矿化度、高钙镁离子质量浓度和高温下依然具有较好的降低油水界面张力的性能。研究表明,十二酸二乙醇酰胺在提高高钙镁油藏的驱油效率方面具有良好的应用前景。      

针对A油田的抗温、抗盐聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系研究

常规聚合物/表面活性剂二元复合驱的地层适应性差、耐温抗盐能力有限,难以满足低渗、高温、高盐油藏进一步提高采收率的需求。针对这一难题,优选梳形聚合物和非离子-阴离子型表面活性剂构建了一种适用于低渗、高温、高盐油藏的二元复合驱油体系,并通过室内实验,系统考察了二元复合驱油体系的黏度、油水界面张力、老化稳定性、吸附量、色谱分离程度以及提高采收率能力等性能。结果表明:二元复合驱油体系可降低油水界面张力至10~(-3m) N/m数量级,同时具有稳定的增黏能力和良好的老化稳定性;二元复合驱油体系的协同作用使聚合物和表面活性剂在油田净砂表面的饱和静态吸附量均低于单一体系,能将表面活性剂在地层中的超低界面张力有效作用距离由19%延伸到27%,此外,还存在较强的色谱分离效应。针对A油田提出的二元复合驱油体系0.4 PV(1000 mg/L HF62208+0.3%NPAC)对水测渗透率为18.6~62.5 mD的天然岩心的采收率提高幅度达到11%以上,驱油效果优良。     

三次采油用新型两性离子表面活性剂性能评价及应用

针对高温高盐油藏在三次采油过程中存在表面活性剂配伍性差、驱油效率低等问题,研究开发出一种新型两性离子表面活性剂DS-115,室内考察了其界面活性、耐温抗盐性、吸附性能、与碱和聚合物的配伍性以及模拟岩心驱油效率。结果表明,在DS-115加量为0.3%时,能使表面张力降低至25 m N/m以下,使油水界面张力值达到10~(-3)m N/m数量级,具有良好的界面活性;当温度达到100℃、Na Cl浓度达到50 000 mg/L时,油水界面张力值仍较低,具有良好的耐温抗盐性能;表面活性剂在80℃、12 h的吸附量小于1 mg/g; DS-115与碱、聚合物具有良好的配伍性,在二元复配和三元复配体系中均能保持良好的降低油水界面张力的能力。岩心驱油实验结果表明,注入浓度为0.3%的DS-115溶液0.3 PV后,能使岩心水驱后的采收率提高10%以上,起到了良好的驱油效果。     

边底水油藏化学驱提高采收率实验研究

为探索冀东油田高浅南油藏化学驱提高采收率技术,研制适应油藏条件的驱油用表面活性剂,利用均质岩心模型和3层非均质岩心模型开展化学驱驱油实验,对该油藏化学驱提高采收率的可行性进行综合评价。实验结果表明:研制的表面活性剂降低油水间界面张力的能力较强,浓度为0.3%时油水界面张力即可达到10~(-3)mN/m数量级,拥有很强的提高驱油效率的能力;该表面活性剂对高浅南油藏具有较好的驱油效果,可在水驱基础上继续提高采收率15.00个百分点。研究认为,对于冀东油田高浅南油藏,采用单一表面活性剂驱采收率提高幅度较小,而采用调剖堵水+表面活性剂驱技术对提高采收率有明显效果。建议对于非均质性较弱的油藏,提高采收率应以提高驱油效率为主,对于非均质性较强的油藏,提高采收率应以提高波及效率为先。该研究结果对同类油藏提高采收率具有一定的借鉴意义。     

表面活性剂驱乳化作用对提高采收率的影响

表面活性剂驱是高温高盐油藏提高原油采收率的重要技术措施,但其乳化作用对提高采收率的影响并未受到足够重视。为了分析濮城油田高温高盐油藏表面活性剂驱乳化作用对提高采收率的影响,通过对表面活性剂降低油水界面张力的性能评价,优选出2种表面活性剂YD-G1和SHY-1,用高矿化度的濮城油田现场注入水配制质量分数为0.3%的溶液,将其放入120℃恒温箱30 d后,油水界面张力仍能达到10-3mN/m的超低数量级,表明2种表面活性剂均具有良好的耐温抗盐性能。将2种表面活性剂与濮城油田脱水脱气原油配制成乳状液,在同等质量分数下YD-G1乳状液的析水率低于SHY-1,且液滴的平均粒径也更小,表明YD-G1溶液比SHY-1溶液的乳化能力强。驱油实验结果表明,YD-G1溶液比SHY-1溶液的驱油效果更佳,表明乳化作用是提高采收率的关键因素之一。通过室内实验优化设计,确定YD-G1溶液的最佳注入量为0.5倍孔隙体积,最佳注入质量分数为0.3%。     

高温高盐油藏新型表面活性剂微球复配体系调驱实验

为改善西达里亚油田水驱后开发效果,针对其高温高盐的油藏条件,选用抗温耐盐性好的低界面张力表面活性剂体系SA与实验室自制的抗温耐盐型弹性微球Z10进行复配,采用表面活性剂微球复配体系调驱来提高驱油效率。模拟高温高盐的油藏条件,对新型表面活性剂微球复配体系进行调驱的压力和阻力变化特征研究,并分别开展了均质与非均质条件下的调驱提高采收率物理模拟实验。结果表明,表面活性剂微球复配体系在岩心渗透率为200×10-3~1 000×10-3μm2的调驱特性最佳,注入性好且能形成有效封堵,注入压力规律性大幅波动,阻力系数高达7以上。表面活性剂微球复配体系与注入表面活性剂的驱油对比实验结果表明,前者增油降水效果明显,采收率大幅提高,总采收率较表面活性剂驱的高约14%,很好的发挥了微球"调"与表面活性剂"洗"的双重作用。此外,表面活性剂微球复配体系在非均质条件下能够改变流体和压力的分布,有效地开采低渗透率层,也具有良好的调驱提高采收率效果。     

耐温抗高钙镁油藏驱油表面活性剂复配体系的研究

针对现有复合驱技术对地层原油黏度高于120 mPa·s、地层水钙镁离子含量超过1 000 mg/L的油藏普遍存在驱油效果不理想的问题,优选了非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠进行复配,考察了复配表面活性剂的油水界面张力、接触角、对原油的乳化力、对油砂的洗油能力等性能,实验结果表明,当m（月桂酸二乙醇酰胺）∶m（十二烷基磺酸钠）=5.3时,复配表面活性剂在高温、高矿化度、高钙镁含量条件下,均具有较低的油水界面张力,同时具有较好的润湿性能和对油砂较高的洗油能力。