超低界面张力驱油用表面活性剂的研究及应用

以十二烷基甜菜碱和脂肪酸酰胺两种表面活性剂为主要原料,研发了一种高活性、耐温、抗盐、超低界面张力的表面活性剂CS-6.实验结果表明:在40℃~80℃、矿化度10 000~100 000mg/L、表面活性剂溶液浓度0.3%~0.6%的情况下,油水间的界面张力均可达10-4mN/m数量级.同时该表面活性剂体系具有较好的乳化能力,且抗吸附性强,驱替实验效果良好.     

耐温抗盐表面活性剂的研究与评价

针对江汉油区高矿化度、高地层温度地层条件研制出抗盐耐温的阴-非离子型SH系列表面活性剂。通过溶解配伍性实验、界面张力测试,筛选出耐温抗盐的SH01、SH03两种表面活性剂。二者的乳化性、长期稳定性、抗盐性和耐温性能均较好,且SH03表面活性剂性能优于SH01,在低浓度下SH03表面活性剂可有效降低油水界面张力。实验表明,用浓度为0.3%的SH03表面活性剂0.3PV驱替岩芯,采收率可提高6%。     

乳化对注入压力贡献程度的表征及影响因素研究

系统研究碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系乳化对压力的贡献程度。首先建立了乳化压差的表征方法,在此基础上,考察了驱替体系类型、界面张力量级和岩心渗透率的大小对乳化压差的影响,并通过微观驱油实验,分析了不同类型驱替体系乳化压差存在差异的作用机理。结果表明,与聚合物体系相比,碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱体系乳化可产生较强的渗流阻力,具有较高的乳化压差;超低界面张力时,易产生较高乳化压差;岩心渗透率对乳化压差影响较大,在低渗条件下易产生较高乳化压差。     

Gemini型表面活性剂三元复合体系性能和驱油效果

以胱氨酸钠和油酰氯为原料,通过一步反应合成了一种新型阴离子Gemini表面活性剂二油酰胺基胱氨酸钠(Sodium dioleoylamino cystine,SDOLC),利用Texas-500C型界面张力仪和MCR301流变仪研究了Gemini型表面活性剂/HPAM/碱三元复合体系降低油水界面张力性能和黏弹性能,在均质和非均质岩心中评价了体系的驱油效果。结果表明,HPAM的加入不影响Gemini表面活性剂和碱复合溶液与原油界面张力最低值,但可以有效增加体系的黏度。综合考虑界面张力和黏弹性能,选择黏度44mPa·s且与大庆原油界面张力最低值2.4×10-2 mN/m的含质量分数为0.18%HPAM、0.1%SDOLC、0.15%NaOH和0.06%HEDP·Na4体系作为Gemini型表面活性剂三元复合驱油体系。注入0.6PV该体系在均质岩心中水驱基础上可提高采收率26.11%,在非均质岩心中水驱基础上可提高采收率22.25%。     

烷醇酰胺表面活性剂在降压增注技术中的性能与应用研究

针对我国油田部分注水井注入压力高、注水驱替效率低的情况,进行了烷醇酰胺表面活性剂在降压增注技术中的性能与应用研究.室内完成了烷醇酰胺表面活性剂体系界面张力、界面张力稳定性能研究以及岩心驱替评价试验研究.实验结果表明,烷醇酰胺表面活性剂油水界面张力达到10^-2mN/m数量级,且具有较好的界面张力稳定性,同时也验证了烷醇酰胺表面活性剂具有较强的抗盐能力和较大的吸附量.岩心驱替评价实验表明,烷醇酰胺表面活性剂对岩心的降压效果较好,降低了注入聚合物溶液压力20%以上.同时,为进一步验证表面活性剂降压增注技术的可行性,对大庆油田采油二厂的7口井进行了表面活性剂现场注入实验,取得了显著的降压增注效果,单井最长增注量达3 600 m^3,单井有效期最长达130天.     

胜坨油田二区自发乳化驱油体系性能

针对胜坨油田高温高盐、水驱采收率低问题,开展适合胜坨油田二区油藏条件自发乳化驱油配方研究.采用乳化能力测试和油/水界面张力测量,对自发乳化驱油体系中的碱、表面活性剂的种类及质量浓度进行优化,并结合物模实验对优选出的配方进行驱油效果评价.结果表明:复合碱和表面活性剂的协同作用使油/水界面张力达到超低,并导致油滴在轻微界面扰动作用下自发乳化;表面活性剂静态吸附量较小,且油砂上的吸附量小于净砂上的吸附量;均质模型中,自发乳化体系与残余油在多孔介质剪切作用下形成乳状液,依靠乳状液液滴堵塞大孔喉产生的贾敏效应和分流作用,提高波及系数,同时伴随油带的形成,自发乳化驱的采收率在水驱基础上提高25%;非均质模型中,形成的乳状液不足以有效封堵高渗通道,而是被驱替液携带流出地层,驱油效果变差.     

适合三类油层的弱碱三元复合体系配方优选

为进一步提高弱碱三元复合体系在大庆油田三类油层中的开发效果,需要对该体系的配方进行优选。采用CMG数值模拟与物理实验相结合的方法进行研究,在室内实验的基础上,对比分析了不同配方浓度对体系界面张力、乳化性能以及黏弹性的影响,确定了该体系配方的最优浓度,并进行了实验结果的机理分析与体系的适用性评价。结果表明,表面活性剂CHSB的质量分数在0.2%~0.3%时,所研究的弱碱三元复合驱体系能够实现超低界面张力,且在CHSB质量分数为0.3%时,体系的吸水率保持在40%以下,说明其具有良好的乳化性能;Na2CO3的质量分数为1.2%时测得的界面剪切黏弹性均为最佳。驱油实验的结果与数模结果互为验证,基于开发效果与经济评价,得到HPAM的质量浓度为2 000 mg/L,CHSB、Na2CO3的质量分数分别为0.3%、1.0%时的弱碱三元复配体系,室内驱油实验表明其能够有效提高采收率23.31%。该研究成果对弱碱三元复合驱在三类油层中的应用具有重要的指导作用。     

膦酸盐防垢剂对复配体系-桩西原油界面张力的影响

含碱复合驱容易产生结垢问题,通常需要加入防垢剂,为研究防垢剂的加入对体系界面张力的影响,选取SLPS（胜利石油磺酸盐）、OPP4（辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐）和PBET17（十八烷基二甲基羟丙基铵磷酸酯盐与十六烷基二甲基羟丙基铵磷酸酯盐的混合物）3种不同类型驱油用表面活性剂在低浓度碱条件下和有机膦酸盐防垢剂进行复配,测定了复配体系与桩西原油的动态界面张力曲线。结果表明,单独使用表面活性剂不能将界面张力降至0.01mN/m以下,使用表面活性剂与碱的复配体系也不能有效地降低界面张力。有机膦酸盐与表面活性剂、碱复配后具有理想的协同效应,多数复配体系都可将油-水界面张力降至低或超低界面张力区域,甚至10^-4mN/m以下。     

裂缝油藏聚合物凝胶/表面活性剂调驱室内实验

针对表面活性剂驱在裂缝性油藏中驱油效果差的特点,提出了聚合物凝胶/表面活性剂组合调驱技术,该技术可利用聚合物凝胶成胶后的高阻力因子,使注入的表面活性剂易进入未水洗层段,提高整体的驱油效率。本文研制了一种缓交联、易注入的聚合物凝胶LHGEL,评价了其成胶性能的影响因素,并与矿场用的表面活性剂LHPS进行了配伍性实验,最后借助裂缝性岩心驱油实验评价了组合调驱体系的提高采收率能力。结果表明,聚合物凝胶LHGEL的成胶性能受矿化度和温度的影响较大,其中温度越高,矿化度越高,聚合物凝胶的成胶时间越短,成胶强度越大。表面活性剂LHPS和成胶后的聚合物凝胶LHGEL的配伍性好,在油藏温度50℃,矿化度10 000mg/L条件下,组合调驱体系可大幅度提高裂缝性岩心的采收率,在水驱基础上提高采收率幅度达22.1%。该驱油体系在裂缝性油藏具有广泛的应用前景。     

海上油田内源微生物与表面活性剂复合驱油剂性能的研究

研究了内源微生物与表面活性剂的复合应用,一方面表面活性剂可以增强微生物及其代谢产物对剩余油的降黏乳化作用,另一方面微生物激活剂可以降低表面活性剂在储层泥质中的吸附损失和无效窜流,两者具有良好的协同作用。实验结果表明,表面活性剂HSB-12、OP-10与激活剂FP3显示出良好的配伍性,复合驱油剂FP3+HSB-12、FP3+OP-10的界面张力、乳化性及驱油效果明显好于单独驱油剂,采收率最高可增加9.67%。     

高分子质量聚合物二元体系在低渗透油层适应性研究

选用相对分子质量在（1．6～1．9）×107的S N F3640D聚合物,测试了该种聚合物在天然低渗透岩心上的流动性、岩心孔隙中的黏度、与甜菜碱表面活性剂二元体系的界面张力以及驱油效率。结果表明,该种聚合物在天然低渗透油层上有较高的阻力系数与残余阻力系数,表现出良好的注入性能和流度控制能力;在岩心孔隙中的黏度损失率低于低分子质量7．0×106聚合物;其甜菜碱二元复配体系与原油间的界面张力能够达到极低（10-3 mN/m）。通过天然低渗透岩心上的驱油实验可知,该种聚合物单独聚驱的化学驱采收率达到7．85％,与其复配的甜菜碱二元体系的化学驱采收率达14．75％左右,远远高于低分子质量7．0×106聚合物的采收率。因此,该种聚合物与低渗透油层有较好的匹配性,对低渗透储层的开发具有一定的指导性。     

低渗透油田降压增注剂室内研究

针对低渗透油田存在注入压力过高,在室内一定条件下对一种活性水体系(降压增注剂)WH-S的临界胶束浓度、界面张力、润湿性及降压效果进行了研究。结果表明,当WH-S溶液质量浓度为50mg/L左右时,降低油水界面张力效果最好。WH-S溶液具有良好地降低油水界面张力、改变岩石润湿性的作用。降压实验结果表明,该降压增注剂的降压幅度能达到20%以上,具有明显地降压增注作用,表现出很好的应用前景。     

微生物提高原油采收率机理

针对北海油田轻质油砂岩油藏,对微生物提高采收率方法和机理进行了评价,以确定利用微生物提高采收率最好的方法。目前微生物提高原油采收率的机理主要有改变界面张力、油藏润湿性的变化、微生物封堵高渗区、微生物气驱等,由于油藏中的毛管数不同,在现场利用生物表面活性剂提高原油采收率无法达到理想效果;由于油藏微生物的生长得不到控制,无法稳定获得表面活性剂;油藏岩石对生物表面活性剂的吸附及其在现场的生物降解进一步限制了微生物提高采收率的效果。因此,微生物提高原油采收率方案需要利用系统的油藏工程原理进行评估,对于北海油田轻质油砂岩油藏微生物封堵是比较好的方法,1 kg营养物质可增产1.3～2.6 L原油。     

二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究

针对大庆油田的典型非均质区块,利用三层正韵律非均质人造岩心,进行了岩心驱替实验,开展了二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究,对体系的注入参数进行了优化,并探讨了低界面张力表面活性剂/聚合物(SP)二元体系与泡沫体系交替注入来提高采收率的可行性。结果表明,在水驱采收率接近的情况下,保持驱油体系总注入量一定,低界面张力二元体系与泡沫体系的交替方式不同,提高采收率的幅度不同。单周期注入0.05 PV泡沫基液+0.05 PV N₂+0.10 PV低界面张力二元体系,周期注入量为0.20 PV,交替轮次为3次的注入方式为最优注入方式,该注入方式下交替驱油体系的阶段采收率最高,在水驱的基础上提高了21.82%。     

抗盐聚合物驱污水回注对油层的伤害研究

采用14种不同水质污水进行了室内流动性实验,利用岩心的渗透率损失率将各污水回注的伤害程度划分为低、中等、高。结果表明,影响岩心渗透率损失程度的因素排序为：悬浮物质量浓度>油质量浓度>抗盐聚合物质量浓度>普通聚合物质量浓度。残余抗盐聚合物质量浓度较高的污水具有更强的堵塞能力。针对空气渗透率为200 mD的岩心,低伤害程度回注的要求下,当悬浮物和油的质量浓度均为10 mg/L时,抗盐聚合物驱污水需控制聚合物质量浓度在200 mg/L以下,而普通聚合物驱污水需控制聚合物质量浓度在300 mg/L以下。研究结果对抗盐聚合物驱污水回注水质处理指标和油层保护具有积极作用。     

泡沫驱油中起泡剂W-101的筛选与评价

对河间东营油藏泡沫驱油的起泡剂类型、质量分数、抗压、抗温、抗盐、抗油等性能和高低渗双管驱替进行了研究。结果表明,WaringBlender法筛选出的最佳泡沫体系为质量分数0.1%的W-101;当压力为0.1~15MPa时,起泡体积和泡沫半衰期都随着压力的增高而增加,但压力超过5MPa时,压力对W-101起泡剂溶液的起泡能力和稳泡性影响不大;随着温度的升高,W-101起泡剂溶液的起泡能力先增大后减小,稳泡性逐渐减小;当矿化度为2 500~10 000mg/L时,随着矿化度的增加,起泡剂W-101的起泡能力逐渐减小,稳泡性先降低后小幅增大;剂油体积比越大,起泡剂W-101的起泡能力和稳泡性能越差。高低渗双管驱替实验表明,泡沫能有效封堵高渗管,扩大低渗管的波及体积,入口压力从水驱结束时的0.3 MPa升至空气泡沫驱结束时的1.8 MPa,低渗管采收率提高16.89%,高渗管采收率提高9.30%,综合采收率提高12.3%。