二元复合驱化学分析及提高石油采收率技术研究

为提高二元复合驱的驱油效率,采用了一种新型的聚合物和表面活性剂组成的复合驱油剂,对其进行了化学分析及其对现场稠油的驱替效果评价。通过界面张力测量及动态界面张力分析,优选了表面活性剂PS-2作为最优选择,并确立其最优质量分数范围为0.2%～0.4%。通过黏浓特性和黏温特性实验,优选出聚合物KYPAM,并确定其最佳质量浓度为1 000 mg·L^-1。随后通过研究聚表二元复合体系的界面张力和流变性,发现该体系能够有效降低油水界面张力,并具有良好的流变性。采用单岩心驱替实验方法,对比分析了聚合物-表面活性剂二元复合驱、单一聚合物驱替及单一表面活性剂驱替对于现场高黏度原油提高采收率的效能。结果表明,聚表二元复合驱的采收率最高,达到32.1%,比水驱提高了16.2%。     

复合碱、盐多元驱各组分对油水界面张力和稠油黏度的影响

无机盐,混合碱NaOH、Na2CO3,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),聚合物聚丙烯酰胺(PAM),经过混合组成多元驱。通过实验探讨了该多元驱中各个组分的用量对油水界面张力和稠油黏度的影响,优化了该多元驱中各个组分的含量。实验得出,无机盐的加入可以显著地降低界面张力和稠油黏度。当多元驱中无机盐、混合碱和表面活性剂的质量分数分别为51.87%,40.17%,6.99%,聚合物质量浓度为800 mg/L,配成质量分数为1%的水溶液,加热到50℃,油水质量比7∶3混合后,可使新疆克拉玛依地区红浅稠油黏度从23690 mPa.s降到84.83 mPa.s,降黏率达到99.64%,体系界面张力达到0.07499mN/m。室内评价表明,该多元驱可使新疆克拉玛依地区9#红浅稠油降黏率达到92%。多元驱中无机盐的质量分数超过50%,大大降低了成本。     

弱碱型三元复合驱采出水的流变性变化规律

通过旋转黏度计测试黏弹性和视黏度,研究了三元(碱、表面活性剂、聚合物)复合驱采出水的流变性。结果表明,三元复合驱采出水的黏弹性可用Maxwell线性黏弹性模型描述。其视黏度和黏弹性主要取决于所含聚合物的相对分子质量和含量,并且随聚合物含量的增加而增大。低聚合物含量三元复合驱采出水的视黏度和黏弹性模量之间存在着G=1．6736μ1.8155的关系式。     

聚合物溶液振荡流动驱油机理研究

以聚丙烯酰胺(HPAM)和梳形聚合物(KYPAM)两类具有代表性的聚合物为研究对象,对其驱油过程进行了室内实验模拟,分析不同相对分子质量HPAM和KYPAM的黏弹性、毛管数对原油驱采效率及残余油饱和度的影响规律,对比分析不同质量浓度条件下HPAM和KYPAM溶液在驱采过程中其自身黏度、幂律指数及黏弹性等参数的变化规律,结合实验结果剖析驱采过程中不同流体的微观作用机理.结果表明:驱油效率与毛管数成正相关,前者随后者的增加而增加;可以通过适当增加毛管数,或者提高聚合物溶液弹性以提高驱油效率;梳形聚合物具有较高的黏度和较低的弹性,在毛管数一致的情况下,其驱油效率的数值较低;驱油效率受聚合物溶液的弹性微观力主导,与黏度无关.     

渤海X稠油油田聚合物驱优化控制研究

针对渤海复杂河流相X稠油油田油藏条件,考虑到该油田原油黏度变化特征,选用增黏能力较好的HJ聚合物作为驱油聚合物,通过室内填砂管物理模拟驱油实验,研究了原油黏度、聚合物溶液浓度对聚合物驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越高,水驱后剩余油越多,后续聚驱的挖潜潜力越大;原油黏度越高,聚驱采收率随聚合物浓度增大而增大的幅度越大,当聚合物浓度达到一定值使水油黏度较高时,也会出现聚驱采收率高粘原油大于低粘原油的现象;从采收率和经济的角度考虑,在复杂河流相油藏条件下,对于黏度为50～500mPa·s的普通稠油,聚驱用聚合物浓度应选用大于等于2000mg/L。     

复配表面活性剂对复合驱油体系性能影响研究

通过对α-烯烃磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐和复配型等4种表面活性剂配制复合驱油体系的界面张力和黏度性质进行评价,重点对复配型表面活性剂配制复合驱油体系的界面张力和驱油效果进行了系统评价。结果表明,当碱的质量分数为0.3%~0.9%、表面活性剂的质量分数为0.1%~0.3%时,复配型表面活性剂配制复合驱油体系的界面张力可以达到10-3mN/m数量级,且具有达到超低界面张力所需质量分数低和范围宽等特点。物理模拟实验表明,复配型表面活性剂配制三元复合体系的增油效果较单一类型表面活性剂配制三元复合体系的好,采收率增加1.46%(体积分数)。在此基础上,对复配表面活性剂超低界面张力的作用机理进行了理论分析。     

丙烯酰胺聚合物与发泡剂对油水界面性质及乳状液稳定性的影响

用界面张力仪、表面黏弹性仪和Zeta电位仪研究了胜利埕东油田聚合物强化泡沫复合驱中聚合物和/或发泡剂质量浓度对油水界面特性及乳状液稳定性的影响.结果表明,随聚合物质量浓度增加,模拟水与原油模拟油间油水界面张力、界面剪切黏度和油滴表面的Zeta电位绝对值增大;而随发泡剂质量浓度增加,模拟水与原油模拟油间的界面张力降低,界面剪切黏度有所增加,但变化幅度很小,油滴表面的Zeta电位绝对值增大;原油模拟油与含聚合物和发泡剂的模拟水间所形成的W/O乳状液稳定性随聚合物和/或发泡剂质量浓度增加而增强.     

ASP驱模拟采出液动力学稳定性机理研究

根据油田现场提供采出液中驱油剂质量浓度变化范围,室内配制ASP驱模拟采出液,从宏观角度监测了ASP驱采出液中驱油剂类型和质量浓度变化对体系脱水率、背散射光和稳定性表征值(TSI值)的影响,同时测定了采出液的流变性和界面膜强度,从微观角度分析了模拟采出液的动力学稳定机理。结果表明,脱水率和TSI值对ASP采出液稳定性的影响规律一致。使用TURBISCAN稳定性分析仪对采出液体系进行扫描测定,得到了乳状液失稳过程的动态实时变化;随着碱质量浓度的增大,界面黏弹性先增大后减小,碱对体系黏性影响较小,界面膜强度先增强后变弱,采出液稳定性先变好后变差,当碱质量浓度为900?mg/L时采出液最稳定;随着表面活性剂质量浓度的增大界面膜弹性增大,黏性变化不大,界面膜强度增加,采出液稳定性增加;随着聚合物质量浓度的增大,油/水界面黏弹性增大、界面膜强度增加,采出液稳定性增加。     

乳状液—聚合物复合体系基本性能研究

乳状液体系通过贾敏效应降低驱油体系流度,而聚合物体系主要通过增黏作用降低体系流度增大波及系数。针对乳状液-聚合物复合体系研究了不同组分对体系流变性的影响规律以及驱油性能。结果表明,乳状液-聚合物复合体系中含油量越高,增黏效果越明显,当复合体系含油量达到10%时,黏度提高23.58%。驱油实验表明,乳状液-聚合物复合体系提高采收率的幅度达到10.93%,优于相同浓度下的聚合物溶液和水包油体系的提高采收率效果。     

接枝丙烯酰胺共聚物-表面活性剂的溶液行为

将大单体4-乙烯苄基辛烷基酚聚氧乙烯(18)醚、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚合成接枝丙烯酰胺共聚物(branched acrylamide-based copolymer,PAE),然后将具有表面活性的PAE分别与4种表面活性剂复合,获得二元复合驱油体系。研究各表面活性剂对这些二元复合驱油体系的表观黏度和表面张力的影响,与油田常用的部分水解聚丙烯酰胺-表面活性剂二元复合驱油体系相比,这些体系可提高驱油剂的增黏性和表面活性,改善驱油过程中的色谱分离效应。在阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS))、阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)和非离子表面活性剂(聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯)中,微量SDBS对聚合物体系溶液黏度提高幅度最大,且能明显降低体系的表面张力,当SDBS浓度为0.6 mmol/L时,PAE二元复合驱油体系(含5.0 g/L NaC l,1.2 g/L PAE)的表观黏度可从243 mP a·s上升到732 mP a·s。     

蓖麻油改性无溶剂型双组分聚氨酯复膜胶

以蓖麻油、苯酐和二甘醇等为原料,经酯化、缩聚后,合成了蓖麻油改性聚酯多元醇,并以此作为复膜胶的固化剂;以MDI-50(二苯基甲烷二异氰酸酯)、PPG-2000/PPG400(聚醚二元醇)为原料,合成了端-NCO基聚氨酯(PU)预聚体,并以此作为复膜胶的主剂;将主剂和固化剂按一定比例混合后,制得无溶剂型双组分PU复膜胶。研究结果表明:当反应温度为45℃、反应时间为3 h和w(-NCO)=18%时,主剂的黏度、流动性相对最好;当双组分中n(-NCO)∶n(-OH)=1.9∶1、固化温度为50℃、固化时间为24 h和w(蓖麻油)=28.3%时,复膜胶的粘接性能相对最好,并且接近于进口同类产品。     

超重力技术应用于不同磺化剂合成石油磺酸盐表面活性剂

With the application of HIGEE process intensification technology, petroleum sulfonate surfactant used for enhanced oil recovery was synthesized from petroleum fraction of Shengli crude oil with three sulfonating agents, including diluted liquid sulfur trioxide, diluted gaseous sulfur trioxide and fuming sulfuric acid. For each sulfonating agent, different operation modes (liquid-liquid or gas-liquid reaction with semi-continuous or continuous operation) were applied. The effects of various experimental conditions, such as solvent/oil mass ratio, sulfonating agent/oil mass ratio, gas/liquid ratio, gas concentration, reaction temperature, rotating speed, circulation ratio, reaction time and aging time, on the content of active matter and unsulfonated oil were investigated. Under relatively optimal reaction conditions, the target product was prepared with high mass content of active matter (up to 45.3%) and extremely low oil/water interfacial tension (4.5×10–3 mN•m–1). The product quality and process efficiency are higher compared with traditional sulfonation technology.     

响应面法优化四氯化硅制备超细白炭黑工艺

以四氯化硅和水玻璃为原料,在单因素实验基础上,采用响应面优化工艺并建立数学模型,探讨水玻璃质量分数、添加剂质量分数和反应温度各因素之间相互作用对白炭黑DBP吸收值的影响。确定了最佳工艺条件： w（水玻璃）=8.6%、w（添加剂）=2.7%、水解温度为76 ℃。在此条件下,制得的白炭黑DBP吸收值为2.806 7,与预测值2.801 1仅有0.005 6的误差,证明该模型具有较好的拟合度,能够真实地反映各实验因素对DBP吸收值的影响。     

驱油剂对三元复合驱含油污水中油滴稳定性的影响

三元复合驱技术已在大庆油田成功进行工业化应用。三元复合驱含油污水中由于含有残余的化学药剂，导致其很难处理，从而限制了三元复合驱技术的推广。本文首先采用室内实验制备模拟三元复合驱含油污水，然后通过沉降实验研究驱油剂对油滴稳定性的影响，最后结合驱油剂对油水界面张力、油滴Zeta电位、油滴粒径大小的影响来阐释驱油剂对油滴稳定性的作用机制。结果表明：油滴的稳定性随着NaOH浓度的增大先增大后减小，当NaOH浓度由0增大到400mg/L时，NaOH与原油中的酸性物质反应生成表面活性剂增强油滴的稳定性；当NaOH浓度大于400mg/L时，NaOH本身作为电解质压缩双电层，使油滴的稳定性减小。油滴的稳定性随着表面活性剂浓度的增大而增大，这是因为表面活性剂可以吸附在油滴表面，使油水界面张力减小，同时增大油滴表面的Zeta电位，从而使油滴的稳定性增强。油滴的稳定性随着聚合物浓度的增大先减小后增大，当聚合物的浓度小于300mg/L时，聚合物的桥接、絮凝作用起主导作用，聚合物分子可以吸附到油滴表面，将油滴连接到一起，同时聚合物分子可以压缩液滴表面的双电层，从而有利于油滴的聚结；当聚合物的浓度大于300mg/L时，体系的黏度增大，油滴的运动速度减小，此时聚合物分子占满油滴表面，表现出空间位阻作用，从而使油滴的稳定性增强，不利于油滴的聚结。     

以不同减渣为原料制备大庆油田复合驱用表面活性剂的可行性研究

为扩大大庆油田复合驱用表面活性剂的原料范围,降低表面活性剂的生产成本,研究了利用不同的减渣制备复合驱用表面活性剂的可能性。实验结果表明,利用大庆减渣制备出的OCS表面活性剂具有很好的界面活性,当OCS表面活性剂浓度为0·1%~0·3%,Na2CO3浓度在0·6%~1·2%的范围内,OCS表面活性剂/Na2CO3体系与大庆原油之间的界面张力可达到超低(~10-3mN/m数量级)。大庆减渣适宜作为复合驱用表面活性剂的原料,而大港和石家庄减渣则不适宜。     

杨木粉制备泡沫的工艺研究

以杨木粉为原料,通过液化制成液化树脂,再对液化树脂采用中低温发泡法制备发泡材料,系统地考虑了液化树脂黏度和固体质量分数、发泡温度以及表面活性剂、固化剂、发泡剂用量和种类等因素对制备工艺的影响。结果表明：适宜的发泡条件为杨木粉液化树脂黏度为6 000 mPa·s、固体质量分数为75%,发泡温度75 ℃,以吐温-80与OP-10（质量比1∶1）复配作为表面活性剂,以正戊烷为发泡剂,1,4-丁内酯为固化剂,用量都在8%~12%,该条件下发泡过程稳定,制得的泡沫泡孔细腻,均匀,闭孔率高,表观质量好,泡沫的表观密度小（0.12~0.16 g/cm³）并且发泡倍率高（5~8倍）。     

矿渣基轻质多孔地质聚合物的制备与孔结构研究

以矿渣微粉为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠混合溶液为碱性激发剂,铝粉为发泡剂,制备地质聚合物基轻质多孔材料,系统研究了发泡剂、水灰比以及萘系减水剂对材料孔结构与物理性能的影响。结果表明,Al粉在碱性激发剂作用下快速反应生成H₂,促使地质聚合物浆体泡沫化形成多孔材料,且材料的干密度和抗压强度随Al粉掺量的增加迅速降低。当Al粉掺量超过0.40%(质量分数,下同),泡孔急剧增大,导致泡孔聚并,强度显著降低。提升水灰比可降低泡孔生长阻力,促使密度快速减小。但水灰比＞0.40后,浆体黏度和激发剂浓度显著降低,凝结时间延长,孔径增大,结构劣化,其最优水灰比为0.35。此外,萘系减水剂可有效调节多孔地质聚合物的孔结构,仅添加0.4%的萘系减水剂即可促使孔径分布均一,孔壁完整性提升,试样抗压强度提升。     

稠油油藏多轮次吞吐中后期改善开发效果研究

针对稠油多轮次吞吐中后期油藏渗流能力差、剩余原油黏度高、含水高的特点,研制出新型高效稠油分散降黏体系FSJN。考察了体系的溶解沥青能力、耐温性、降黏率。稠油分散降黏体系能够溶解分散沥青,可耐温160℃。50℃稠油分散降黏体系用量0．6％可将原油黏度降低至300mPa·s以下。60℃、0．6％稠油分散降黏体系可提高纯热水...     

牙膏磨擦剂二氧化硅制备条件的优化

以硅酸钠和硫酸为原料,采用硫酸沉淀法,合成适用于牙膏以及透明牙膏的SiO2。首先考察了釜底液硅酸钠浓度、温度以及陈化时间对SiO2性能的影响。结果表明：当釜底液中硅酸钠浓度为0.13mol/L、合成温度为65℃以及陈化时间为30min的条件下,合成SiO2的透光率可以达到89%。随后,以提高透光率为目标研究了在釜底液中添加Na2SO4、NaCl两种电解质对SiO2性能的影响。结果表明：在合成温度为65℃的条件下,添加浓度为0.04～0.12mol/L的Na2SO4、NaCl对合成SiO2的透光率基本上没有影响;而在合成温度为85℃的条件下,添加浓度为0.08mol/L的Na2SO4合成SiO2的透光率可以达到97%,添加浓度为0.12mol/L的NaCl合成SiO2的透光率可以达到96%。造成这种现象的可能原因是：在相对高的合成温度下,电解质能够更加有效的参与到硅酸的聚合中,使得SiO2的透光率得到一定的改善。按照QB/T 2346—2007对所合成的物质的牙膏磨擦剂特性进行测定,达到了标准要求。