空气泡沫/表面活性剂复合驱提高采收率研究

中原油田地层压力高,原油黏度小,适合应用空气泡沫/表面活性剂复合驱开展三次采油提高原油采收率。非-阴离子表面活性剂ZY-05和起泡剂ZYM-1可满足现场应用要求,最佳使用质量分数分别为0.3%~0.5%和0.5%~0.7%;起泡剂与表面活性剂复配体积比为1∶1时,可通过加入隔离液的方法减小起泡剂与表面活性剂的相互影响;空气泡沫/表面活性剂复合驱提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱和空气泡沫驱,注入量为0.3 PV时,提高采收率可达22.59%。矿场试验结果表明,空气泡沫/表面活性剂复合驱是一种既可提高波及系数,也可提高洗油效率的提高原油采收率技术,能大幅提高明15块原油采收率。     

起泡剂在不同驱油方式下的驱油效果

对起泡剂XHY-4(阴离子表面活性剂)开展了空气泡沫驱和表面活性剂驱两种驱油方法的效果研究。单管岩心驱替实验结果表明,两种驱油方式下,采收率增幅均随起泡剂浓度的增加而增大并逐渐稳定;起泡剂质量分数相同时,空气泡沫驱采收率增幅高于表面活性剂驱;在XHY-4加量为0.1%时,泡沫驱增幅为8.5%,表面活性剂驱为3.4%。双管并联岩心驱替实验结果表明,表面活性剂驱综合采收率增幅为5.47%,高渗管为7.6%,低渗管为3.3%,含水率由99.55%降至94.95%;泡沫驱综合采收率提高16.5%,高渗管为13.82%,低渗管为19.53%,含水率由98.08%降至70.97%。表面活性剂驱以提高洗油效率为主,而空气泡沫驱以提高低渗管波及体积来提高采收率,低渗管累计增液量为0.14 PV。     

空气泡沫／表面活性剂复合驱在明15块的应用

针对中原油田明15块油井含水上升快、产量自然递减加速的问题,提出了空气泡沫／表面活性剂复合驱技术,在空气泡沫驱油的基础上．交替注入空气泡沫与表面活性剂,进一步提高原油采收率。通过室内物模实验,考察不同驱替倍数、段塞比、交替次数对提高采收率的影响,确定空气泡沫,表面活性剂复合驱的注入参数。实验表明,当驱替倍数为0．30PV、空气泡沫与表面活性剂段塞比为1：1、交替次数为0—5、小段塞交替注入时,空气泡沫与表面活性剂能够发挥较强的协同作用．采收率提高幅度最高可达22．59百分点。矿场试验表明,空气泡沫／表面活性剂复合驱能够大幅度提高明15块油藏原油采收率,并具有在同类油藏进一步推广应用的价值。     

OIL FLOODED EFFICIENCY IN ALTERNATIVE INJECTIONS OF LOW-TENSION AND FOAM SYSTEMS

为充分发挥二元低张力体系提高驱油效率和二元泡沫体系扩大波及体积的作用,开展了聚合物驱后二元低张力体系与二元泡沫体系交替注入方式提高采收率室内实验研究.采用气流法筛选出的CYL表面活性剂发泡能力强,与无碱表面活性剂具有良好的配伍性.通过界面张力评价实验测得HLX表面活性剂具有较低的界面张力,而且CYL表面活性剂对HLX表面活性剂降低界面张力的能力影响较小.选择CYL为二元泡沫体系的起泡剂、HLX为二元低张力体系的表面活性剂进行聚合物驱后提高采收率实验.通过实验得出,聚合物驱后纯二元泡沫体系的采收率平均值为7.84％,纯二元低张力体系的采收率平均值为5.87％;而边调剖边驱油(0.05 PV的二元泡沫体系+0.05 PV氮气+0.1 PV的二元低张力体系)交替3次的注入方式的采收率平均值为14.22％,该体系在天然岩心中的采收率平均值为12.26％.聚合物驱后,采用边调剖边驱油的注入方式,可以取得良好的效果.     

空气泡沫/表面活性剂复合驱提高采收率技术

通过室内静态试验和物理模拟实验,研究了中原油田明15块对空气泡沫/表面活性剂复合驱的适应性。筛选出适合明15块油藏条件的具有超低油水界面张力的表面活性剂;考察了复合驱的起泡性能、油水界面张力、热稳定性等;比较了表面活性剂驱、空气泡沫驱和空气泡沫/表面活性剂复合驱的驱油效果;优选了空气泡沫/表面活性剂复合驱的注入参数。实验结果表明,空气泡沫/表面活性剂复合驱提高采收率的幅度高于单一表面活性剂驱和空气泡沫驱。矿场试验结果表明,复合驱发挥了空气泡沫驱的扩大波及体积和表面活性剂驱的提高洗油效率的作用,试验区块开发状态得到改善,区块递减明显减小,增油效果明显。     

超低界面张力下泡沫驱油试验首次获得成功

通过注碱／表面活性剂／聚合物（ASP）降低原油与驱替液之间的界面张力（IFT），可提高采收率和驱替液的粘度，增加体积扫油效率，将天然气添加到碱／表面活性剂／聚合物液体中会形成一种碱／表面活性剂／聚合物泡沫（ASPF）型驱替液，本文介绍了碱／表面活性剂／聚合物泡沫在实验室和现场试验的结果，目前的采收率为原始原油地质储量的65．5％。     

低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。     

低渗储层提高采收率技术研究

低渗储层是我国陆地油田开发的重点,但其渗透率低、孔喉细小渗流阻力较大,采用常规水驱开发采收率较低,开发效果差。表面活性剂驱、混相驱、泡沫驱等可以提高低渗储层采收率,改善开发效果。本文对表面活性剂驱技术进行了分析。     

稠油油藏表面活性剂辅助CO2驱油效果及主控性能

针对稠油油藏储层特征与开发现状,基于静态泡沫性能与驱油性能评价,复配了3种具备不同性能的表面活性剂,并研究了不同表面活性剂辅助CO2驱油效果,明确了表面活性剂的主控性能。实验结果表明,表面活性剂S1,S2和S3辅助CO2驱油对渗透率级差为3.0的非均质岩心水驱后采收率增幅分别为19.7%,13.2%和15.2%,优于直接注入CO2的驱油效果,说明表面活性剂可以提高稠油油藏高含水阶段CO2驱油效果。其增油机理主要为表面活性剂驱油贡献及其与后续CO2产生的泡沫的驱油贡献。表面活性剂乳化能力越强,乳化现象越明显,驱油效率增幅越大;静态发泡能力越强,与CO2在岩心中越容易产生泡沫;强发泡能力-弱稳定性表面活性剂与CO2产生的泡沫更容易实现深部调驱。随着非均质岩心渗透率级差从3.0增至9.0,3种表面活性剂辅助CO2驱油效果均不同程度地下降,其中S1辅助CO2驱油的采收率增幅降至12.6%,相比于S2和S3,S1对岩心非均质性变化的适应性较强。因此,对于目标油藏,具备强乳化、强发泡能力且兼顾弱泡沫稳定性的复配表面活性剂S1辅助CO2驱油效果最佳,对非均质性变化的适应性更强。     

致密油藏碳化水驱提高采收率方法

目前,国内尚无碳化水驱研究报道,国际上碳化水驱研究仅针对中高渗、低渗油藏。为此针对致密油藏,首次研究碳化水和碳化水+表面活性剂驱提高采收率的可行性。基于长庆油田M区致密储层,开展了碳化水驱、CO_2水气交替注入、表面活性剂驱、碳化水+表面活性剂驱室内实验,明确碳化水驱的增油潜力,证明碳化水驱提高致密油藏采收率的可行性。实验结果表明,碳化水驱比水驱增加7%的采收率,比CO_2水气交替注入增加3%的采收率;碳化水+表面活性剂驱开发效果最好,比水驱增加10%的采收率。针对表面活性剂驱、碳化水驱、碳化水+表面活性剂驱进行数值模拟研究,并与室内实验结果进行对比,结果表明,常规组分模型普遍高估碳化水驱开发效果,通过引入亨利定律和表面活性剂驱模型,能够较为准确地预测碳化水驱的开发效果,与实验结果相比误差低于1.2%。     

复合热泡沫体系驱油效果研究

复合热泡沫体系驱油是聚合物驱之后进一步提高原油采收率的一项重要接替技术。该体系具有泡沫驱油和热力采油的优点,又具有一定二氧化碳和氮气驱油的作用。实验选择HY-3表面活性剂为发泡剂,热烟道气为发泡气体,羧甲基纤维素纳为稳泡剂。实验结果表明,起泡体系与烟道气同时注入方式提高采收率的效果好于交替注入效果;随着复合热泡沫段塞的增大,驱替压差和泡沫驱采收率随之增加,优化出的泡沫段塞为0.6PV;复合热泡沫体系加入稳泡剂后,增加了复合热泡沫的强度,原油采收率的提高幅度增加;聚合物驱后,复合热泡沫体系驱提高采收率的幅度随温度的提高而增加,高温条件下,复合热泡沫驱油提高采收率达到16.29%。     

原位微乳液表面活性剂驱替低渗高凝油的适应性

针对高凝油注水开发效果差的问题,为了明确一种能与原油形成原位微乳液的高效表面活性剂IMS驱替 高凝油的适应性,开展了表面活性剂-高凝油相互作用和单一表面活性剂、二元复合驱体系及泡沫驱油实验。研 究结果表明,质量分数为0.1%的表面活性剂IMS可将界面张力降至0.6×10^-3mN/m,所形成的微乳液优先増溶高 凝油中的轻质组分,难以显著改变高凝油的析蜡点和凝固点。质量分数为0.1%～2.0%、用量为0.25～0.5 PV的 表面活性剂IMS吞吐或驱替,原油采收率增幅在1.7%～12.3%,进一步焖井浸泡不能明显改善驱油效果。聚合 物或泡沫的引入能够增强表面活性剂驱油能力,对应二元复合驱体系（1.0%表面活性剂+0.2%聚合物,0.5 PV）采 收率增幅为18.4%,不同浓度表面活性剂泡沫驱（1.0%和0.3%,气液比2∶1,起泡液0.5 PV）采收率增幅分别为 17.3%和16.8%。但是二元复合驱的注入压力高,在低渗高凝油藏中存在堵塞风险,而泡沫体系驱的注入压力相 对低,是提高采收率的较好方法。     

AS体系与泡沫交替注入提高采收率技术研究

针时聚合物驱后油层孔隙结构的变化和剩余油的分布特点，从提高油层的宏观波及体积和微观洗油效率入手，提出了一种新的提高原油采收率的方法，即AS体系与泡沫交替注入提高采收率技术。通过测试界面张力实验对表面活性剂进行了优选，并结合泡沫的特性，从驱油机理上进行了分析论证。     

超低界面张力泡沫驱油方案的优化

超低界面张力泡沫体系配方中气液比对泡沫驱采收率的影响最大,其次是聚合物浓度.优选的泡沫体系配方为表面活性剂浓度0.3%,聚合物浓度2 000 mg/L,气液比为3:1.气体和二元液混合注入的压力升幅最大,耗时最短,泡沫驱采收率也较高.气体、表面活性剂与聚合物三种物质完全分开交替分段塞注入时压力升幅最小,耗时最长,采收率最小;气体与二元液交替注入时的压力和采收率居中.结合现场实施工艺,优选气体与二元液交替注入的方式,交替周期越短,泡沫驱采收率越高.     

纳米颗粒对CO2泡沫体系稳定性的影响

纳米颗粒稳泡技术是一项新的提高采收率技术,目前仍处于室内研究阶段。对纳米颗粒稳泡技术的研究背景、作用机理、性能评价及驱油效果进行综述,结果表明,纳米颗粒与表面活性剂分子能产生协同作用,抑制CO_2气泡的破灭、聚并和歧化,延长液膜的排液时间,延缓泡沫破裂速度,提高CO_2泡沫体系在驱油过程中的稳定性。纳米颗粒/表面活性剂复配体系的半衰期是单一表面活性剂体系的2.5倍以上;经表面改性的纳米颗粒/表面活性剂复配体系可提高原油采收率7%~10%,最高可达30%以上。然而,过量的纳米颗粒会导致CO_2泡沫体系的表面张力增加,发泡性能变差,泡沫体积和波及体积减小;不同种类的纳米颗粒与表面活性剂复配产生不同的协同作用。因此,纳米颗粒/表面活性剂复配体系的筛选与评价,是纳米颗粒稳泡技术的关键。     

低渗透油田用CO2气溶性泡沫体系研发及性能评价

利用可视化高温高压泡沫仪筛选出具有良好CO_2泡沫性能的表面活性剂,在醇类等共溶剂的辅助下,评价其在超临界CO_2中的溶解性能;利用高温高压岩心驱替实验装置,评价CO_2气溶性泡沫体系提高采收率的能力。结果表明,所筛选的非离子型表面活性剂N-P-12在125℃高温条件下可以产生具有一定稳定性的CO_2泡沫,醇类等共溶剂的加入可以明显提高其在超临界CO_2中的溶解度。CO_2气溶性泡沫体系驱油过程中阻力因子呈先增大后减小的趋势,生成的泡沫对体系流动起到流度控制的作用,且较常规CO_2泡沫能够显著提高原油采收率,最终采收率高达92.50%。     

低矿化度水及十六烷基羟丙基磺基甜菜碱表面活性剂的驱油作用

为进一步提高老油田水驱采收率,以低矿化度下的地层水和表面活性剂十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HHSB）溶液为对象,通过室内物理模拟研究了它们在低渗多孔介质中的流动特征及驱油特征。研究结果表明,低矿化度下地层水及表面活性剂溶液与岩石表面作用更强、流动阻力更小。低矿化度（4700 mg/L）地层水、高矿 化度（47000 mg/L）地层水与岩心润湿接触角分别为83°和84.5°;低矿化度下质量分数0.3%的十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HHSB）溶液在岩石表面吸附损失量为23.33%,而高矿化度下HHSB溶液在岩石表面吸附损失量仅为16.73%;经岩石表面吸附后,低矿化度表面活性剂溶液与原油界面张力为0.0045 mN/m,而高矿化度表面活性剂溶液与原油界面张力为0.008 mN/m。提高采收率实验结果表明,高矿化度水驱、低矿化度水驱的采收率分别为32.5%和33.8%;高矿化度水驱（采收率32.5%）后转低矿化度水驱、高矿化度水驱后转高矿化度表面活性剂驱、高矿化度水驱后转低矿化度表面活性剂驱分别可提高采收率1.3%、6.2%和8.2%,总的采收率分别为33.8%、38.7%和40.7%;低矿化度水驱（采收率33.8%）后转低矿化度表面活性剂驱可提高采收率7.3%,总采收率为41.1%。低矿化度水驱加后续低矿化度表面活性剂驱的组合方式可使采收率达最高。图5 表4 参14     

低渗透油田提高采收率技术研究及应用

水驱油藏提高采收率的方法主要为化学法,化学法包括化学调剖和化学调驱,主要对化学调剖中的注水井深部化学调剖和注水井暂堵酸化以及化学调驱中的表面活性剂驱和空气泡沫驱进行了研究及评价。     

耐温抗油CO_2驱用含氟起泡剂的室内研究

合成了氟碳表面活性剂FN-28,使用红外光谱对其进行表征,对目标产物进行了表面、界面的性质的研究,该表面活性剂的CMC为0.038g/L,临界表面张力为13.8mN/m,与胜利G89区块原油界面张力为0.013mN/m。通过气流法,筛选了效果优良的CO_2起泡剂体系0.1%FN-28+0.1%K12A,研究了矿化度、温度、CO_2流速、CO_2通气时间、原油加量对起泡体系影响,结果表明该起泡剂体系耐温、抗盐、抗油性能良好。复合泡沫驱油试验结果表明:增加气液比有利于提高泡沫复合驱的效果,但气液比过大会出现气窜,在气液比为2∶1时,泡沫复合驱的采收率达到最佳。表面活性剂驱油与CO_2驱油试验对比结果表明:该起泡剂对于CO_2驱有一定的封窜作用,能进一步提高原油采收率9.2%。     

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。