三元复合驱和聚合物驱采出原油组成和破乳脱水的关系

 进行了三元复合驱采出液和聚合物驱采出液与水驱采出液的对比破乳脱水实验及模拟采出液的破乳脱水实验, 考察了三元复合驱和聚合物驱采出原油与水驱采出原油组成的差异, 以及沥青质和胶质对破乳脱水效果的影响. 结果表明, 与水驱相比, 由于原油各组分与岩石表面相互作用力的差异及不同驱替液的驱替能力的差异, 三元复合驱和聚合物驱采出原油中的沥青质、胶质和芳烃含量增加. 原油中的沥青质和胶质含量的增加, 导致采出液的油、水相分离更困难, 因为沥青质和胶质是原油中对油-水界面膜强度贡献较大的组分, 其进入油-水界面使界面膜强度较大. 沥青质形成的界面膜的强度大于胶质形成的界面膜, 因此沥青质对油、水分离的影响大于胶质.     

CO2驱替过程中沥青质沉积及其对原油采收率的影响

针对CO2驱油过程中易造成沥青质等重有机质沉积,导致原油组分发生改变,影响驱油效果这一问题,考察了不同原油沥青质含量、岩心渗透率条件下沥青质的沉积量及CO2驱油效果,研究了CO2驱替过程中沥青质沉积和原油采收率的变化规律。实验结果表明,CO2驱油过程中引起的沥青质沉积与岩心渗透率、原油初始沥青质含量直接相关;相同条件下,低渗透岩心对沥青质沉积的影响更为明显;此外,随着沥青质沉积量的增加,CO2驱的采收率降低。     

CO2驱稠油开采集输脱水工艺优化

草桥109、T826、Z411区块原油属超特稠油,黏度高、密度大,流动性极差,开采及输送非常困难,为提高原油采收率,增产增效,采用了CO2驱采油新技术.但CO2驱采出液与其他原油混合后,腐蚀产物固体颗粒增多,易吸附在乳状液界面膜上,使乳化性增强,界面膜强度增大,对原油脱水造成一定程度的影响.因此,优化了原油集输脱水工艺参数,从而为原油集输及处理系统的运行管理提供了技术支持.     

石油磺酸盐弱碱体系采出液分离及影响因素

跟踪石油磺酸盐弱碱体系三元复合驱矿场试验主段塞注入阶段,对采出液进行了系统研究,模拟了碱、表面活性剂和聚合物对采出液油水分离特性的单一和协同影响。结果表明:碱与原油中的天然物质反应生成界面活性物质,降低油水界面张力,使原油乳状液乳化强度增大,O/W型乳状液中的分散相油珠粒径显著下降,稳定性增强;在低表面活性剂质量浓度下,活性剂吸附到油水界面上顶替了部分原油中的天然表面活性物质及碱与原油反应生成的界面活性物质,插入到油水界面上胶质和沥青质聚集体之间,降低了胶质和沥青质聚集体之间的作用力,但加强了界面黏弹性,使原油乳状液稳定性增强;聚合物使水相具有黏弹性,使得水滴难以破裂,导致原油乳状液中水滴尺寸增大,稳定性下降。     

CO2注入对储层多孔介质及赋存流体性质影响实验研究

明确CO2注入对储层多孔介质及赋存流体性质的影响规律是分析油藏条件下CO2驱油机理和确定提高采收率潜力的基础。开展了不同压力条件下CO2与岩心静态接触实验和岩心驱替实验,测试了CO2注入前后岩心物性及微观孔喉结构和地层流体主要离子含量、采出原油组分、黏度及其沥青质含量等特征参数。实验结果表明:CO2注入压力由5 MPa升至20 MPa过程中,储层多孔介质平均孔隙度增大19.16%,平均渗透率降低11.23%,直径为100~150μm的孔隙空间增加9.73%,直径小于1.5μm的喉道空间增加15.83%,岩心亲水性显著增强;随着CO2在不同压力下的逐渐注入,地层水中Ca^2+和HCO-3含量增大,采出原油中C 5~C 33组分含量呈现先增大后基本不变的规律,采出原油黏度及其沥青质含量呈现先迅速降低,后保持不变的规律。     

新疆油田三元复合驱采出液乳化及破乳影响因素

为了明确新疆油田三元复合驱采出液的乳化和破乳机理,研究了采用驱油剂(弱碱Na_2CO_3、表面活性剂KPS和聚合物HPAM)和破乳剂室内配制的三元复合驱模拟乳液的乳化和破乳情况。结果表明,弱碱Na_2CO_3浓度对模拟乳液与原油间的界面张力影响最为明显,当Na_2CO_3、KPS和HPAM浓度均为400 mg/L时,油水界面张力从13.957 mN/m降至0.018 mN/m。表面活性剂KPS对模拟乳液的Zeta电位降低作用明显,当表面活性剂加量为600 mg/L时,乳液的Zeta电位从-31.5 mV降至-53.6 mV;聚合物HPAM对模拟乳液的黏度影响显著,而碱和表面活性剂对模拟乳液的黏度影响不明显。低的界面张力、强的负电性、高的乳化程度和大的水相黏度共同导致三元复合驱乳液稳定性增强。在三元复合驱乳液的破乳过程中,油水界面张力和Zeta电位均显著升高,且升高程度与破乳效果的好坏呈现正相关性。AR型破乳剂对新疆油田三元复合驱采出液的破乳效果最佳。     

疏水缔合聚合物驱体系中原油乳状液性质及破乳规律

采用瓶试法考察了原油组成及疏水缔合聚合物（Hydrophobically associating polymer, HAP）质量浓度对原油乳状液稳定性的影响,用油 水界面张力、界面电性、界面扩张流变、界面剪切黏度等多个参数表征了HAP驱采出液油 水界面性质的变化规律,用一系列酚胺树脂聚醚破乳剂对模拟采出液进行破乳。结果表明,原油中胶质和沥青质是影响原油乳状液稳定的重要因素;实验浓度范围内,随着HAP浓度升高,原油乳状液稳定性增强。HAP具有界面活性,吸附在油 水界面可降低界面能,利于乳化;HAP在界面上形成交联网状结构,提升了界面膜的扩张模量和剪切模量,同时增强了界面膜的负电性,利于稳定乳状液。环氧乙烷与环氧丙烷各占一半的酚胺树脂聚醚破乳剂与1%甲苯二异氰酸酯（TDI）交联后,5 min即可完全将原油乳状液破乳。     

沥青质沉积对轻质油藏CO2驱的影响

为了解沥青质沉积对轻质油藏CO_2驱的影响,以CO_2及延长轻质原油为介质,在不同压力、不同CO_2与原油物质的量比的实验参数下,研究了CO_2对沥青质的沉积规律以及沥青质沉积对油水界面性质、原油组成、储层渗透率及采收率的影响。研究结果表明:当压力从0 Pa升至20 Pa时,沥青质沉积量从0.17%增至6.27%;沥青质沉积导致的储层渗透率损害程度从1.87%增至13.64%,油水界面张力原来的2.40 mN/m增至16.80 mN/m。压力在25 MPa时原油采收率最大,达到11.83%。     

CO2驱油过程中原油胶质对沥青质沉积的影响

沥青质沉积严重影响油田开发效果,为明确CO_2驱替过程中胶质对于沥青质沉积的影响,本文以不同胶质沥青质质量比的原油模拟液为研究对象,通过微观可视驱替实验,模拟CO_2驱替过程中沥青质沉积现象,确定其组分含量、物性、固相颗粒大小变化,分析胶质对沥青质稳定性的影响。研究结果表明:胶质以圆球状包裹沥青质,对沥青质起着稳定作用;当胶质沥青质质量比从1∶1升至6∶1时,沥青质沉积量、沉积潜力均先增大后减小,黏度则先减小后增大,胶质与沥青质质量比为2∶1时,黏度达到最低,沥青质沉积量、沉积潜力最大。沥青质沉积与胶质含量有关;沥青质胶质间存在一对作用力—吸附力与分散力,沥青质沉积量与这对力的作用效果相关。图16参25     

原油组分对驱油体系界面性质影响的研究

对大庆油田不同地区原油族组成进行了分析,并测量了胶质沥青质含量不同的原油与三元体系间的界面张力。结果表明,将原油分离出的各组分分别与氢氧化钠溶液、表面活性剂ORS41及三元复合体系作用,其界面张力有明显的差别,这说明在与三元驱油体系形成超低界面张力时,原油性质也有非常重要的影响。     

大庆油田三元复合驱采出液热-化学破乳研究

以模拟三元复合驱采出液为介质研制了大庆油田表面活性剂ORS－41三元复合驱O／W型采出液热化学脱水的破乳剂，用模拟采出液和实际采出液评价了其破乳性能并通过测试模拟含油污水的油珠聚并，水相粘度，油水界面张力，油珠Zeta电位和油水界面流变性的方法研究了大庆油田表面活性剂ORS－41三元复合驱O／W型采出液的热－化学破乳机理。实验结果表明，表面活性剂ORS－41三元复合驱O／W型采出液在破乳剂加药量为150mg/L，脱水温度为45℃和沉降时间为3h的条件下，可经热－化学脱水达到外输原油含水率指标；三元复合驱O／W型采出液的热－化学破乳机理为：破乳剂ASPD－1吸附剂油水界面上顶替原油中的天然界面活性物质，碱与原油中天然物质反应生成的界面活性物质和驱油表面活性剂，降低油珠表面的负电性和油珠之间的电排斥力，促进油珠之间的聚并，使油珠上浮速率加大并使O／W型三元复合驱采出液分层后握 油珠浓缩层内的油珠粒径增大，使得油珠聚并过程中被束缚在油相中的水滴直径增大，使所形成的W／O型乳化原油的稳定性下降，容易破乳。     

原油中沥青质在碱水驱油中乳化性能的研究

研究了胜利油田孤岛稠油及胜坨高凝油中沥青质在碱水驱油方法中的乳化性能。结果表明，所研究的原油中的沥青质均含有乳化活性组分，它与碱液间均能形成低界面张力，有利于碱水驱油。     

界面张力对低渗油藏CO2驱油气相对渗透率曲线的影响

针对腰英台低渗透油藏条件,通过高温高压界面张力仪测量了原油与CO2间界面张力随着压力的变化关系;运用非稳态JBN方法测量了低渗透油藏CO2驱过程中不同油藏压力下的油气相对渗透率曲线。对油气界面张力变化和相对渗透率曲线变化规律的研究,结果表明,随着油藏压力的增大,CO2与原油间的界面张力逐步降低,导致油气相对渗透率曲线等渗点逐步向右偏移,两相共渗区逐步拓宽,气驱残余油饱和度逐步降低,且相对渗透率曲线有向对角直线形态转变的趋势。     

疏水缔合聚合物在油水界面上的吸附行为

分别了研究了疏水缔合聚合物AP-P4不同相对分子质量时的油水界面张力、界面膜扩张模量、油水分配系数等界面性质,并利用双偏振光干涉技术研究了低相对分子质量AP-P4在不同原油组分油水界面的吸附行为,同时与HPAM进行了对比。实验发现:和HPAM不同,AP-P4能够降低油水界面张力,具有较强的乳化能力,同时能吸附在油水界面活性物质(沥青质和胶质)的表面,增强油水界面的扩张模量,从而增强聚驱采出液的稳定性。     

自生CO2驱油技术体系及驱油效果研究

针对常规CO2驱存在气源、输送、腐蚀等问题,对自生CO2驱油技术进行了研究。给出了自生CO2驱油机理,在考虑反应速度、经济因素的基础上,筛选出自生CO2体系,对优选出的体系进行原油膨胀、降黏效果评价实验,并利用微观模型和物理模型研究了其驱油机理和效果。实验表明,自生CO2驱油技术在低温时应选用双液法体系,高温选用单液法体系;在一定温度压力条件下,该技术能够使模拟原油膨胀10%~32.5%,油越稠效果越好;可使原油黏度降低38.1%~57.2%;在水驱后能够提高填砂模型采收率6.4~15.5个百分点,双液法效果好于单液法。室内实验和先导性试验表明,自生CO2驱油具有良好的效果,是一种极具潜力的技术。     

大庆榆树林油田扶杨油层CO2驱油试验

为了探索大庆榆树林油田扶杨油层有效动用方法,在Y101区块进行了CO2驱油试验.通过物理模拟实验和岩心驱替实验等研究了原油与CO2作用后的参数变化情况,分析了CO2驱与水驱的渗流特征和驱油效率.结果表明:由于CO2与原油容易混相,因此降低了界面张力;CO2能够提高原油的泡点压力、降低原油的黏度;CO2驱的注入能力和渗流能力都比水驱强,其驱油效率比水驱高17％～35％,水气交替驱的驱油效率比连续CO2驱高.现场试验效果证实CO2驱油技术值得推广应用.     

渤海典型稠油活性组分对油水界面性质及乳状液稳定性的影响

为了揭示原油组分分子组成与各组分界面性质、乳化性能间的关系,阐明油水界面性质变化和原油乳化机理,用极性分离法将渤海某油田稠油分离为沥青质、胶质、剩余分三个组分,含量分别为5.45%、26.5%、57.13%。通过红外光谱、元素分析和高分辨质谱分析了三组分的分子组成,采用界面张力仪、界面黏弹性仪测定了各组分与模拟水间的界面特性。研究结果表明,沥青质、胶质中含有大量酸性化合物,其中沥青质中酸性化合物的相对分子量高、缩合度高且富集多杂原子化合物。0.55%沥青质、5%胶质、5%剩余分模拟油与模拟水间界面张力分别为11.5、20、28 mN/m,说明酸性化合物是原油中主要活性物质,且多杂原子酸性化合物的界面活性更强。原油三组分模拟油的剪切黏度随剪切速率增加而下降,在剪切速率为0.02~0.4 rad/s时,原油三组分/模拟水界面剪切黏度排序为沥青质胶质剩余分,说明各组分形成的界面膜具有明显的结构特性,沥青质尤为明显。原油与乙醇胺溶液能形成稳定的W/O型乳状液,一周后仍无水相析出;除去原油中沥青质后,乳状液稳定性明显变差,11 h后油水完全分层;除去沥青质、胶质后,不能产生乳化现象,说明沥青质、胶质是渤海某油田稠油乳化的活性组分。     

大港油田港西生物酶驱油先导性试验研究

为了研究生物酶(DGE)在大港油田复杂断块油藏进行驱油和单井吞吐应用的可行性,采用现代测试手段分析了DGE的生化特性、界面活性及其在不同润湿性岩心上的驱油效率.结果表明,DGE主要由蛋白酶、乙醇脱氢酶、木聚糖酶等酶构成,总蛋白含量为103μg/mL数量级,且酶的生物活性较高;DGE与原油的界面张力为10-2～10-1mN/m数量级,比复合驱使用的表面活性剂活性低;DGE对原油有一定的乳化性,在质量分数高于4%时,对原油的乳化能力明显增强.DGE分子在岩石表面吸附后能改变岩石的润湿性,使岩石表面更趋向水湿.DGE驱油井组先导性试验取得了明显的增油降水效果,投入产出比为1: 12,提高原油采收率3%以上.DGE驱油技术适合均质、中、低渗透和含胶质沥青质较高的油藏,注入的DGE体系在油层中老化一定时间后效果会更好.     

两亲聚合物稠油活化剂的降黏效果及驱油性能研究

为有效开发黏度超过200 mPa·s 的稠油油藏,研究了两亲聚合物稠油活化剂对稠油（黏度400 mPa·s）的降黏效果和驱油性能。结果表明,稠油活化剂溶液黏度随浓度的增加而增加,1500 mg/L活化剂溶液的黏度为39.1mPa·s;活化剂可与沥青质发生较强的极性作用,使沥青质容易从岩石表面脱落;活化剂乳化分散原油效果较好;随活化剂加量增加,原油黏度和油水界面张力降低,活化剂与原油质量比为1∶1 时可将原油黏度降至100 mPa·s以下,活化剂质量浓度为1500 mg/L时的油水界面张力为2.6 mN/m;驱油实验结果表明,活化剂驱油的总采收率为54.45%,好于同浓度的部分水解聚丙烯酰胺（32.73%）;稠油活化剂可有效封堵高渗层,改善吸水剖面,活化剂不仅可通过聚集体调整吸水剖面,而且乳化分散稠油后形成的“乳化油滴”同样具备剖面调整的能力,使岩心中的残余阻力系数由乳化前的100增至约200。图15 表2 参17     

超临界CO_2处理对原油乳状液流动性及稳定性的影响

为了研究CO_2驱采出液的性质变化规律,利用CO_2原油混相装置在模拟地层条件下对长庆原油进行超临界CO_2(scCO_2)混相处理。分别使用流变仪、电导率仪和显微镜研究了混相处理前后原油及其乳状液的黏度、乳状液的稳定性及油水界面膜形貌。实验结果表明,经scCO_2混相处理后长庆原油的饱和分含量减少,而芳香分和胶质、沥青质含量相对升高;scCO_2混相处理后长庆原油及其乳状液黏度均有所升高;scCO_2处理后的长庆原油胶体体系稳定性被破坏,导致沥青质析出并吸附于油水界面,使得界面膜厚度增大、强度提高,乳状液稳定性增强。上述研究对于CO_2驱油技术在长庆油田的应用推广具有重要意义。