碱水驱油过程中界面张力变化规律

通过一系列试验，深入研究了碱驱过程中界面张力的变化规律。在碱／原油萃取实验中发现，原油被碱萃取后仍存在界面活性，萃取对界面张力最低值影响不大，使界面张力平衡值升高；低酸值原油被萃取后所受影响要大于高酸值的原油；已萃取原油后的碱液与新原油之间的界面张力将大幅度降低，可以使其最低值和平衡值都达到超低。此研究工作对碱驱的动态驱油机理有了更进一步的认识，所获得的结果对化学驱配方的筛选及机理研究具有指导意义     

界面张力对普通稠油驱油效率的影响研究

测量不同矿化度下的单纯阴离子-非离子表面活性剂9AS-3-0与桩106-15-×18井普通稠油原油之间的界面张力,发现单纯表面活性剂的动态界面张力平衡值与动态平衡界面张力最低值基本相同;通过驱油实验发现,在实验条件下,选取了两种不同界面张力的表面活性剂体系,当界面张力较大(0.25 mN/m)时,水驱后不能提高采收率,而在界面张力较小(0.02 mN/m)的情况下,能够提高水驱后采收率4.31%,进一步验证了低界面张力是表面活性剂驱提高采收率的最基本的机理,界面张力的降低有利于洗油效率的增大,同时被洗下来的油滴堵塞流动通道,也增加了波及面积。     

化学驱中相态变化对驱油效率的影响

研究了化学驱过程中的相态变化，以及在不同相态下的毛管数对相对渗透率曲线端点值，指数值和残余油饱和度等的重要影响，结合实验数据，计算了不同毛管数下和具有不同润湿性岩石的驱油效率，得出在化学驱过程中，应尽量维持最佳驱替体系，使驱替相保持较高的毛管数，以达到最大限度地提高采收率的目的。     

界面张力特征对三元复合驱油效率影响的实验研究

分别采用了油水平衡界面张力和瞬时动态界面张力为1mN/m、0.1mN/m、0.01mN/m和0.001mN/m的4种体系进行了岩心驱油试验.结果表明,在大庆油田三元复合驱中,油水动态界面张力最低值是影响驱油效果的重要因素,而不是平衡界面张力.动态界面张力最低值达到0.01mN/m时,体系的驱油效果与界面张力平衡值达到0.001mN/m时基本相同.因此,可以大幅度降低三元复合体系中碱的用量,甚至可以不用碱.此外,还可以降低对表面活性剂的苛刻要求,扩大表面活性剂的种类和范围.     

油水界面张力对三元复合驱驱油效果影响的实验研究

用组分、结构相近的同系列表面活性剂配制三元复合体系,进行不同平衡界面张力和瞬间界面张力条件下的岩心驱油实验和微观驱油实验,通过岩心驱油实验结果分析油水间平衡、瞬间界面张力对驱油效果的影响规律;通过微观驱油实验结果分析低界面张力体系能够提高驱油效率的机理。结果表明,较低的平衡和瞬间界面张力有利于三元复合体系提高采收率。其机理是：三元复合体系的低界面张力有利于水驱后剩余油的启动和运移。     

三元复合驱合理驱替速度实验研究

三元复合驱是一项可大幅度提高原油采收率的三次采油技术,其体系由聚合物、碱、表面活性剂三相组成,驱油机理相对复杂,影响因素也相对较多。为此,通过开展物理模拟驱油实验,对三元复合驱实验过程中的驱替速度参数进行了深入研究。实验结果表明,三元复合驱最佳驱替速度与岩心渗透率正相关,天然岩心最佳驱替速度为0.10～0.20 mL/min、人造岩心最佳驱替速度为0.30～0.60 mL/min;不同复合体系达到最低界面张力值的时间不同,且在不同驱替速度下对采收率的影响程度也不同,驱替速度的变化对小尺寸的天然岩心、界面张力下降慢的复合体系驱油效果影响较大。     

油藏中分散非连续残余油膜的驱替机理分析

水驱后的残余油膜将贴于孔隙壁面，为壁面边界层流体，处于三相界面的包围和共同作用下。目前的调研结果显示，油膜的组成及力学特性沿孔壁方向上是变化的。在化学驱过程中油膜不仅受到驱油剂的驱替作用。还受驱油剂／油界面张力、油／固体界面张力及驱油剂／固体界面张力的阻碍作用。由于油膜组成、力学特性及相间作用的复杂性．以往对油膜驱替机理的研究都是从微观实验的角度对现象作观察和定性解释。本文根据水驱后残余油膜在油藏孔隙中存在的特点，提出了油膜驱替的简化模型。基于油膜驱替的微观实验，采用数值方法从定量的角度分别计算了不同黏弹性驱油剂在不同的驱油剂／原油界面张力作用下对残余油膜的驱替效率。考察了驱油剂的流变性、驱油剂／油界面张力、驱替速度等因素对驱替不同厚度油膜的影响规律。进一步探讨了驱油剂／原油界面特性和流变性在驱替残余油中的综合作用。研究结果表明，驱油剂对油膜的驱替始于驱油剂／油界面，要同时克服驱油剂／油界面约束力和油膜的屈服应力。降低界面张力、增强驱油剂的黏弹性、增加驱替速度，有利于提高驱替残余油膜的驱替效率。适当增加驱油刑的黏弹性可以放宽驱替薄油膜时对超低界面张力的要求。图13参9。     

大庆油田三元复合驱驱油效果影响因素实验研究

通过岩心物理模拟实验及微观驱油实验,分析了界面张力、三元体系粘度、乳化油滴产生及岩石润湿性对三元复合驱驱油效果的影响规律和影响机理。研究结果表明,油水间平衡、动态界面张力大幅度降低可有效提高三元复合驱驱油效率,进行三元复合驱时,油水界面张力须降到10^-3mN/m数量级;增加体系粘度能够扩大三元复合驱的波及体积,水油粘度比大于2是三元复合驱提高采收率幅度达到20%的必要条件;乳化的油滴产生是三元复合驱提高驱油效率的主要形式,油水界面张力越低、驱替体系粘度越大,乳化油滴的产生能力越强,驱油效果越好;三元复合驱能够驱替亲油岩石表面的油膜,促进岩心润湿性由亲油向亲水转化。     

驱替体系的主要性质对驱油效率的影响

为了深入研究粘弹性、粘度和界面张力等性质对驱油效率的影响,采用系列驱替体系进行了大量的物理模拟实验。与前人研究方法不同,实验中将表面活性剂和碱的质量分数分别固定为0.3%和1.2%,通过调整烷基苯磺酸盐表面活性剂的组成配方,使三元复合体系具有不同的界面张力数量级,避免了化学剂质量分数变化引起的实验偏差。研究结果表明,在相同粘度下,三元复合体系的弹性小于聚合物溶液;与水驱相比,单独聚合物驱和表面活性剂—碱二元驱可分别提高采收率14.37%和7.05%;同时改变粘度和界面张力可提高采收率30.41%,证明两者的协同作用效果优于改变单因素时驱油效率的简单加和;粘度越高,降低界面张力对提高驱油效率的影响越大。因此,合理匹配粘度与界面张力之间的关系是提高驱油效率的有效途径。     

低碱三元复合驱油实验研究

针对三元复合驱体系在表面活性剂浓度一定的情况下，碱和聚合物浓度变化对体系粘度、界面张力有一定的影响，根据驱油效率实验，优选出三元复合驱体系中碱的最佳浓度范围。结果表明，就该实验所采用的三元复合体系。在考虑超低界面张力的同时，必须考虑体系的粘度，其超低界面张力并不是提高原油采收率的必要条件。     

复合驱中界面张力数量级与提高采收率的关系研究

文章分析了表面活性剂/聚合物二元复合驱和碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱驱油指标(超低界面张力必须达到10-3mN/m)理论的缺陷;在大量岩心试验的基础上,比较了不同界面张力下的采收率值,认为平衡界面张力为10-3mN/m不是表面活性剂驱油及复合驱的必要条件,平衡界面张力为10-2mN/m时也能达到与前者同样的驱油效果;并且只要瞬时界面张力达到10-3mN/m,也能达到较好的驱油效果,从而为表面活性剂复合驱的广泛应用提供了实验基础。     

羧基甜菜碱-烷醇酰胺复配体系界面张力研究

研究了以不同比例复配的羧基甜菜碱/烷醇酰胺体系与临盘原油的动态界面张力,筛选出了适用于临盘凝油的表面活性剂体系。结果表明,单一的烷醇酰胺或甜菜碱与临盘原油间的界面张力值达不到超低值;而两种活性剂以1∶1和2∶1进行复配时,具有明显的协同效应,在总浓度为0.005%～0.2%范围内,油水界面张力值可降低到10-4 mN/m数量级,且经过石英砂静态吸附后,复配体系具有较好的低界面张力性能,是一种具有现场应用价值的表面活性剂体系。     

有机碱三元复合驱体系与正构烷烃间的界面张力

为明确有机碱、表面活性剂、聚合物三者之间的协同效应,采用旋转滴法研究了有机碱三元复合驱体系与正构烷烃间的界面张力。研究结果表明,非离子表面活性剂烷醇酰胺6501能够有效降低正癸烷油水间的界面张力,浓度为2.0 g/L时6501溶液与正癸烷间的界面张力稳态值为10-1m N/m;有机碱乙醇胺或二乙醇胺的加入可以进一步将体系与正癸烷间的界面张力降至10-2m N/m,这主要是由于有机碱能够影响烷醇酰胺的溶解性及其在界面上的分子排列,乙醇胺降低界面张力的能力大于二乙醇胺;聚合物类型对有机碱三元复合体系与正癸烷间的界面张力有较大影响,加入水溶性聚合物后的有机碱三元体系与正癸烷间的界面张力可降至10-3m N/m,而加入疏水缔合聚合物后的有机碱三元体系与正癸烷间界面张力瞬时值升高,稳态值变化不大,保持在10-1m N/m数量级。     

石油羧酸盐的研制及其在三次采油中的应用

介绍了以大庆原油馏分油为原料,采用液相氧化法生产石油羧酸盐的合成工艺。根据石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐的协同效应,研究了两种国产表面活性剂的复配体系与大庆原油间的界面性能。室内研究结果表明,该复配体系能与大庆原油形成10^-3mN/m以下的超低界面张力,三元复合体系驱油效率比水驱提高20％（OOIP）左右。该项成果的应用可使三元复合驱成本降低30％以上。该项研究实现了配方的中试国产化,为在大庆油田大面积推广三元复合驱奠定了良好的理论和实践基础。     

一种稠油热/化学驱用表面活性剂性能研究

对一种热采用表面活性剂LC进行了性能评价,LC与孤岛三区原油动态界面张力在10^-1mN／m数量级,与NaOH复配时则可达到超低界面张力。70℃下,LC在石英砂上的静态吸附量为3．6185mg／g。LC在150℃下具有很好的耐温性能,200℃下半衰期也在15天以上。LC溶液与原油质量比3：7和2：8混合,降粘率都在85％以上。150℃下动态驱替试验表明,采收率随着加入表面活性剂浓度的增大而增大,但是,活性剂浓度不宜太高;LC与0．5％的NaOH复配能显著提高采收率,当LC商品浓度为0．5％时,热水／碱／表面活性剂驱采收率比热水／碱驱提高10．85％,说明碱与表面活性剂具有很好的协同效应。试验表明LC可以作为稠油热采添加剂。     

OCS驱油剂用作不同断块油田表面活性剂驱的可行性研究

通过研究OCS驱油体系的油水界面张力和乳化性能及驱油效果,考察其在不同断块油田表面活性剂驱的可行性。结果表明,当OCS表面活性剂含量为0.05%-0.4%时,驱油体系与不同断块油田原油间的界面张力可降到10-2-10-3mN/m数量级,说明OCS驱油体系具有较好的界面活性和适中的乳化性能。物理模型驱油试验结果表明,在水驱基础上,注入0.3PV的OCS表面活性剂水溶液,原油采收率可提高18.08%。     

组合驱提高原油采收率实验研究

根据河南油田双河北Ⅱ4-5块已完成聚合物和微凝胶驱的现状，提出了对聚合物驱、聚合物／表面活性剂二元复合驱、微凝胶驱优化组合进行组合驱提高其原油采收率的观点。并在数模优化组合驱段塞构成的基础上，对不同渗透率的天然岩心与人造岩心进行了驱油实验。实验表明在双河北Ⅱ4-5块聚合物驱后实施组合驱提高原油采收率不仅可行，而且采收率（天然岩心）达13％。在最佳注入速度（14．2m／d）下，采收率高达15．7％。其驱油机理是调堵提高波及系数和降低油水界面张力而提高洗油效率。     

利用微生物大幅度改善化学驱效果

针对大庆油田原油酸值低、应用三元复合驱难度大等特点,筛选了两株具有良好的产酸、产表面活性剂和改善原油物性的菌种,经鉴定分别为短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌。这两株菌可以降解原油中重质成分,尤其是高碳链(C₂₀以上)饱和烃,产生大量的胞外有机酸,可使原油酸值平均升高10倍以上。在发酵液中代谢产生混合酯类生物表面活性剂和低分子量有机酸、醇。微生物作用原油后,产生的有机酸在碱性条件下能与合成表面活性剂产生很好的协同作用,使微生物作用后原油与现有三元复合体系形成更低的界面张力,平均比未作用原油体系界面张力降低一个数量级,达到10^-4mN/m数量级。室内天然岩心驱油实验评价结果表明,微生物-三元复合驱结合可比单独三元复合驱驱油效率增加近10% OOIP。     

界面张力对相对渗透率曲线的影响

本文研究了界面张力对相对渗透率曲线的影响。为此进行了一系列非稳态驱替实验。实验是采用非胶结岩心和不同界面张力的流体体系进行的。 流体体系中,被驱动相采用的是模拟原油,驱动相分别是:地层水、表面活性剂溶液、下相微乳液和中相微孔液。研究结果表明:①界面张力对相对渗透率曲线有实质性影响。随着界面张力的降低,驱替相和被驱替相的相对渗透率曲线均升高。特别是在界面张力σ<10~(-2)mN/m时此影响更明显。②随着界面张力的降低原油采收率有明显的提高。