复合碱三元体系与含CO_2二类油层适应性研究

针对大庆北一区断东二类油层强碱三元复合驱现场试验,分析了试验区中心井伴生气中CO2含量的变化趋势以及和三元液的化学作用规律,研究了氢氧化钠和碳酸钠复配三元体系的界面张力、黏度特性、驱油效率。其中HPAM质量浓度2 000mg/L、重烷基苯磺酸盐质量分数0.3%、氢氧化钠质量分数0.8%、碳酸钠质量分数0.4%组成的复合碱三元体系(简称F21)综合性能较优。复合碱(F21)三元体系2h的平衡界面张力低至6.5×10-3mN/m;复合碱(F21)三元体系的黏度比强碱体系增加28.5%,且三元体系黏度随复合碱强度减弱而升高;复合碱(F21)三元体系比水驱采收率提高24.4%,和强碱体系化学驱采收率接近;非均质模型化学驱采收率比均质模型降低2.4%。     

弱碱三元复配体系筛选研究

将SS、SHSA-HN6两种表面活性剂和KYPAM、ZL-Ⅱ型两种聚合物以及弱碱Na2CO3进行复配,对复配体系进行黏弹性研究、界面张力的评价以及在纵向非均质人造岩心上进行物理模拟驱油实验,从各种复配体系中选出最佳的弱碱三元复配体系应用于现场试验。结果表明,每种复配体系的黏度都随剪切速率的增大而下降,不同类型的活性剂基本不影响KYPAM三元复合体系的黏度,而对ZL-Ⅱ型三元复合体系的黏度却有所影响。不同复配体系的弹性都随着剪切速率的增加而增加,几种复配体系的弹性基本相同。4种复配体系均在15min内达到超低界面张力,且稳态界面张力都保持在超低范围内,两种表面活性剂都有较好的降低界面张力的能力。在驱油效果评价上,SS所形成的三元体系驱油效果均好于SHSA-HN6所形成的三元体系,KYPAM和ZL-Ⅱ型两种聚合物的三元复合体系的驱油效果KYPAM的占优。     

非离子Gemini表面活性剂与聚合物二元泡沫性能研究

在大庆油田油水条件下,利用界面张力仪、泡沫扫描仪及泡沫驱油装置,考察了非离子Gemini表面活性剂与聚合物二元体系的界面性能、泡沫性能及驱油效果。结果表明,二元体系可以与大庆原油形成超低界面张力,但随非离子Gemini表面活性剂或聚合物浓度增加,二元体系界面张力升高。二元体系的泡沫综合指数随非离子Gemini表面活性剂和聚合物浓度增加出现极大值,而后降低。非离子Gemini表面活性剂或聚合物浓度增加,二元泡沫复合驱采收率增加。随着气液体积比的增大,二元泡沫复合驱采收率先增大后减小。在气液体积比为1∶1时,二元泡沫驱采收率达到最大,气液体积比过大,易发生气窜。二元泡沫复合驱采收率随着压力升高而降低。     

Gemini表面活性剂的驱油体系研究

研究了Gemini表面活性剂用于油田驱油体系的一系列应用性能:通过对热稳定性的考察,发现其初始分解温度均远高于地下油藏的温度75～90,℃;通过对界面张力的考察,发现Gemini H单剂在加入量为0.1%时,就可以使油水界面张力降到超低的10-3mN/m的数量级;而且Gemini H加入到聚丙烯酰胺溶液中不会使其黏度下降,在加入一定浓度的范围内,还会使溶液黏度略有提高,Gemini H完全可以作为驱油助剂的活性剂组分,用以提高原油的采收率.     

适合红岗油田萨尔图油层的三元复合体系研究

红岗油田已进入高含水开发阶段,依靠常规方法提高采收率的难度越来越大,利用碱表面活性剂聚合物组成的三元复合体系可与原油产生超低界面张力,又具有较高粘度,既提高驱油效率又能提高波及体积,从而提高采收率。根据红岗油田萨尔图油层特征,采用正交试验设计方法筛选出了一种三元复合驱油体系,该体系与红岗油田萨尔图油层原油形成的界面张力可达到10-3mN/m,该体系为1.5%A+0.06%S+0.2%P+0.2%N;其主要指标为界面张力(3～7)×10-3mN/m,粘度μ>20mPa*s。另外,通过室内岩心流动实验证实室内天然岩芯驱油效率比水驱采收率提高10%左右。     

复合体系启动水驱残余油微观实验研究

采用微观模拟技术,对三元/二元体系启动水驱后残余油进行研究.结果表明,复合体系的高黏弹性及低界面张力特性能够以将油珠拉成油丝、剥离油膜、乳化并携带油滴等方式,大幅度降低水驱后的盲端、簇状、柱状残余油,增加乳化油滴数量,提高驱油效率;当模型水驱采收率为50％时,碱-活性剂-聚合物(ASP)体系最终采收率可达81.2％,SP体系可达85.1％,采收率增幅分别为31.2％和35.1％;等黏度的无碱体系比三元体系驱油效率更高,无碱复合驱具有良好的应用前景.     

大庆油田N区三元复合驱油试验的研究与评价

讨论了大庆油田在N区进行国产表面活性剂植物油羧酸盐三元复合驱矿场试验。大庆油田三元复合驱采用进口磺酸盐类表面活性剂,其成本较高,为了降低成本,提高经济效益,大庆油田首次在N 区应用植物油表面活性剂。试验采用PBH-808E羧酸盐作为表面活性剂,通过室内岩心驱油实验及实际矿场实验,对三元复合驱试验结果进行分析。结果表明,三元复合驱可在水驱基础上提高原油采收率20%以上;原油乳化是影响驱油效果的重要因素;通过跟踪调整体系黏度,提高试验效果。试验结果对大庆油田三元复合驱技术的发展起到积极作用。     

岩心多孔介质中三元/二元复合驱比较

通过均质长岩心流动实验和非均质岩心驱替实验,得到了化学复合驱中一类ASP三元复合体系（碱/表面活性剂/聚合物）和一类SP二元复合体系（表面活性剂/聚合物）在多孔介质中的阻力系数、粘度、界面张力和驱油效果。结果表明,在地面条件下界面张力和粘度相近的ASP三元体系和SP二元体系,随着在岩心中运移距离的增加,两种体系的界面张力均大幅上升,由10^-3mN/m升高至10^-1～10^2mN/m,并稳定在1mN/m左右。ASP三元体系的界面活性受碱浓度和表面活性剂浓度的双重影响,其界面张力值变化幅度较大。碱对减少聚合物在岩心中的粘度损失影响较大,ASP三元体系与SP二元体系相比,在岩心深部具有较高的粘度保留率和阻力系数值。本实验条件下,利用ASP三元体系改善非均质岩心的驱油效果比SP二元体系更有优势,在含水率为70%时,注入ASP三元体系段塞0.4～0.6PV,其化学驱采收率平均高于SP二元体系5%～7%。     

普通稠油SP二元复合驱波及系数与驱油效率的关系

改变甜菜碱表面活性剂的质量分数建立具有相同黏度不同界面张力的二元复合驱油体系,通过填砂管驱替实验评价驱油体系提高胜利普通稠油采收率的能力。结果表明,二元体系提高采收率的幅度随着表面活性剂质量分数的增大而减小;添加少量(质量分数0.01%)的表面活性剂,能够降低界面张力,但是高于超低界面张力值(10-3 mN/m),二元复合体系的采收率获得较大的提高,聚合物与表面活性剂产生良好的协同效应。微观驱替实验表明,扩大波及系数能更为有效地提高普通稠油化学驱采收率。降低界面张力至超低值能够提高洗油效率,但会降低复合体系扩大波及系数的能力,从而影响采收率的提高。     

高凝高黏高盐均质油藏聚/表二元复合驱合理黏度比——以大港孔南地区储层条件为例

针对大港油田孔南地区高凝高黏高盐油藏的特点,采用岩心流动实验装置和岩心驱油实验装置,开展了聚合物/表面活性剂二元复合体系驱油效率及其影响因素的研究,分析了聚/表二元复合驱采收率增幅与岩心渗透率之间关系机理。结果表明,对于非均质性较弱储层,随岩心渗透率增加,聚/表二元体系阻力系数和残余阻力系数减小。随聚/表二元体系与原油黏度比(μsp/μo)和岩心渗透率增大,采收率增幅增加,但增幅增加速度减小。随储层平均渗透率增加,岩石吼道尺寸增大,不可及体积减小。因此,储层平均渗透率大小会影响聚/表二元复合体系储层适应性,进而影响聚/表二元复合驱增油效果。从技术和经济角度考虑,目标油藏均质储层聚/表二元复合驱合理黏度比(μsp/μo)范围在0.5~1.0。     

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。     

固体颗粒对O／W乳状液稳定性的影响

采用表面张力仪、界面黏弹性仪和Zeta电位仪,研究了大庆油田三元复合驱采出水中的固体颗粒（纳米SiO2、钠基蒙脱土）与驱油剂（碱、表面活性剂、聚合物）作用对油水界面性质及乳状液稳定性的影响。结果表明,固体颗粒与NaO H作用使得油滴表面Zeta电位绝对值增大;固体颗粒与烷基苯磺酸盐作用,油水界面张力增大,水相固体颗粒使得油水界面剪切黏度减小;固体颗粒与HPAM 作用使得油滴表面Zeta电位绝对值明显增大。固体颗粒与碱作用时,其低质量浓度不利于O/W乳状液的稳定,而高质量浓度（800 m g/L ）则有利于O/W乳状液的稳定;固体颗粒与烷基苯磺酸盐作用使得O/W乳状液稳定性增加,而与H PA M作用则减小O/W乳状液的稳定性。     

聚合物/表面活性剂驱模拟采出水的乳化稳定性

以成分相对简单的轻质油(V(石油醚):V(苯)=9:1)作为模拟油取代成分复杂的原油配制模拟采出水,详细探究了驱油剂影响聚合物/表面活性剂二元复合驱采出水乳化稳定性的机理。采用超低界面张力仪、Zeta电位分析仪和界面流变仪对油水界面张力、油滴表面Zeta电位和油水界面流变进行测定,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM,聚合物)、石油磺酸盐(WPS,表面活性剂)和矿化度对模拟采出水油水分离性能的影响。研究结果表明:WPS能够降低油水界面张力,使模拟采出水更加稳定。HPAM能够增加模拟采出水体相黏度,但对其最终乳化稳定性影响较小。矿化度增加显著增强了模拟采出水乳化稳定性,从而为进一步加深对采出水乳化稳定性的研究提供借鉴。     

喇嘛甸油田强碱三元复合驱采出液性能分析

为了给强碱三元复合驱技术决策提供依据,以喇嘛甸油田取样井的采出液为研究对象,分析了强碱三元复合驱采出液药剂加量与黏度和界面张力间的关系,探索了强碱三元复合体系段塞黏度对采出液药剂加量和色谱分离程度的影响。结果表明,随取样井储层渗透率增加,采出液中碱、表面活性剂质量分数和聚合物质量浓度呈现“先升后降”变化趋势。随采出液聚合物质量浓度增加,黏度增加,界面张力升高。随采出液碱和表面活性剂质量分数增加,黏度减小,界面张力降低。分析表明,强碱三元复合驱过程中存在比较严重色谱分离现象。通过提高三元复合体系黏度可以减弱色谱分离现象,进而改善三元复合驱增油效果。     

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%。     

锂皂石颗粒对聚合物驱采出水乳化稳定性的影响

研究了锂皂石颗粒对模拟聚合物驱采出水乳化稳定性能和油水界面性质的影响。通过分析含油量表征分析了锂皂石颗粒对聚合物驱采出水乳化稳定性的影响,发现在HPAM质量浓度为100～600mg／L、锂皂石颗粒质量浓度为50～100mg／L时,对聚合物驱采出水稳定性影响最大。研究了锂皂石颗粒对模拟聚驱采出水中油滴Zeta电位、油水界面张力、颗粒油滴聚集状态及乳化体系黏度的影响。结果表明:在实验浓度下,随锂皂石颗粒质量浓度增大,Zeta电位下降、界面张力降低、体系黏度提高,对采油污水稳定性影响显著;当锂皂石颗粒质量浓度大于100mg／L后,聚驱采出水稳定性减弱,此时有利于聚合物驱采出水的处理。     

基于临界胶束浓度的三元复合驱采出水稳定性研究

通过对大庆油田二厂南四-8（弱碱）和四厂三元-6（强碱）三元复合驱采出水水质特性进行测定,结合采出水粒径分布和形貌特征,利用临界胶束浓度（CMC）理论探索采出水的稳定性,并分析了驱油剂、温度、pH和无机盐对采出水CMC的影响。采出水CMC远小于原水浓度,表明三元水体系中形成双分子层;采出水CMC受体系pH影响相对较大,即驱油剂中的碱可与原油中的活性物发生皂化反应生成有机酸盐,具有一定的亲水亲油活性;聚合物在增大采出水粘度同时具有表面活性剂的性质,在碱的作用下部分水解,形成聚电解质,促进双电子层的形成。