石油开采溶气浮选法处理三元复合驱采出水技术研究

三元复合驱油技术是油田稳产的重要措施之一,增高原油可采储量来弥补大庆油田原油产量的递减。由于三元复合驱油采出液中残留有碱、表面活性剂和聚合物,使的油水分离之后的采出水水质特性发生了变化,导致采出水处理难度增加,现有的采出水处理设备和工艺技术很难达到预期的处理效果。本试验针对三元复合驱采出水开展了水质性质和相应的浮选除油设备的试验研究,并确定了适合三元复合驱采出水处理的浮选除油设备结构和操作参数,基本上满足了三元复合驱采出水处理的需要,同时也提出了试验设备存在的问题及改进方向。     

三元组分对弱碱三元复合驱模拟乳状液乳化稳定性的影响

考察弱碱三元组分对大庆油田石油磺酸盐三元复合驱模拟乳状液的乳化稳定动力学参数、界面黏弹性、扩散双电层Zeta电位等稳定参数的影响,研究三元组分对弱碱石油磺酸盐三元复合驱模拟乳状液乳化稳定性的影响规律。结果表明:表面活性剂的两亲性使其吸附于油水界面,质量分数的增加使其形成的油水界面膜稳定性增强,当表面活性剂质量分数高于0.1%时,形成的模拟原油采出液稳定较高,破乳较难;弱碱碳酸钠在三元复合体系起着双重作用,当碳酸钠质量分数小于0.8%时,碳酸钠主要与原油中的酸性物质生成表面活性物质,增加油水界面膜的强度,提高模拟乳状液乳化的稳定性,当碳酸钠质量分数大于0.8%时,碳酸钠的主要作用是中和表面活性剂分子在油水界面膜上的表面电荷,压缩油水界面扩散双电层,降低模拟乳状液的稳定性;聚合物主要是改善油水界面膜的黏弹性,其质量浓度的增加可使吸附在油水界面的有效分子数增多,油水界面的黏弹性增大,从而增强模拟乳状液的稳定性。     

二元复合驱温度界限研究

二元复合体系中,聚合物的黏度和表面活性剂的油水界面张力是影响二元复合驱驱油效果的主要因素。温度对这两个因素都有很大的影响。目前,二元复合驱在国内已进入矿场试验阶段。针对国内几个二元复合驱试验区块,通过实验研究温度对二元复合体系黏度和油水界面张力的影响,确定温度对二元复合驱矿场试验的影响,对二元复合驱矿场试验进行指导。对比几个试验区块的实验结果,通过研究温度对二元复合体系黏度和油水界面张力的影响,确定温度界限,对矿场试验有一定的指导意义。综合各区块实验结果,在国内首次确定二元复合驱温度界限为<80℃。     

三元采出水掺混比优化及静沉效果研究

三元复合驱采出水的油水分离困难乳化严重,如何降低现有工艺的污水处理难度是油田亟待解决的问题.采用三元采出水掺混聚驱采出水的方法,降低污水处理难度.考察三元复合驱采出水的最佳掺混比例以及物理沉降效果,并对掺混的三元采出水进行了油水分离特性分析.研究表明,三元采出水和聚驱采出水的物理沉降掺混的最佳比为70%;该比例下掺混水的沉降性较好,静沉8 h后水中含油量降低到100 mg/L以下;物理静沉试验随着三元采出水掺混比例的降低,采出水含油量达到100 mg/L以下所用静沉时间逐步缩短且沉降效率逐步增加,有助于提高三元采出水的油水分离效果,有利于悬浮物的去除和粒径中值降低,对于降低现有三元污水处理工艺的污水处理难度具有重要的实际意义.     

分层注采三元复合驱对大庆二类油层适应性评价

为了克服传统小岩心驱油实验在宏观尺度上的局限性,制作了三层非均质性三维平板径向流物理模型,在五点法井网条件下,分别开展笼统注采三元复合驱和分层注采三元复合驱实验,研究驱替过程中三个层位沿主流线方向上压力分布状况、采出液粘度和界面张力变化情况以及三个层位上每一点处含油饱和度变化情况,对比分析两种注采方式下的驱油效果和剩余油分布特征。研究结果表明,波及效率是影响非均质油藏最终采收率的一个非常重要因素,而分层注采能够有效提高水驱阶段中渗、低渗层的波及效率;在三元复合驱开始后,驱油剂在中渗、低渗层中运移距离更远,发挥作用时间延长,基质动用程度和最终采收率大幅提高。本实验的研究结果为油田矿场开发方案的编制提供了理论指导和参考依据。     

三元复合驱原油脱水工艺研究及控制过程分析

以杏二中试验站三元复合驱采出液为试验介质,以得到的新型破乳剂配方作用于组合电极Ⅰ型电脱水器和组合电极Ⅱ型电脱水器,分析其优劣.在此基础之上,给出了三元复合驱采出水处理推荐的控制工艺流程.     

红岗油田复合驱先导性矿场试验

红岗油田目前的注采井网和注水方式已基本上满足了油田开发的需要,依靠常规技术提高采收率的难度越来越大,有必要探索出一种适合红岗油田实际情况的三次采油方法。经过室内研究和矿场试验证实:在红岗油田进行复合驱是可行的。矿场试验情况表明:三元复合驱技术是适合于红岗油田萨尔图油层的,尤其对剩余油饱和度较大、非特高含水井的效果非常显著。另外在国内首次把复合驱技术应用于注采井距大的反十三井网中,为红岗油田稳产高产提供了一条新的途径。     

高钙型三元采出水组成及静沉分离特性研究

三元复合驱是一种新型的驱油技术,其采出水的达标回注是制约该技术推广重要的瓶颈.针对高钙型杏二中三元采出水,进行了水质特性分析,采用三维荧光光谱图、GC-MS等进行了有机物组成分析,同时对采出水的油水静沉分离特性进行研究.研究表明,高钙型三元采出水钙和硅质量浓度较高,BOD/COD为0.165 4,可生化性较差,属于中度含盐工业废水.检测出质量浓度高的有机物78种,其中甲基叔丁基醚萃取剂主要是烃类以及烷烃类物质,正己烷萃取剂主要是苯系物以及萘等有毒污染物.静置沉降24后,含油量去除率为81.34%,悬浮物去除率为85.45%,油水分离速度缓慢.     

埕东油田东区西北部Ng23层调驱试验中驱油剂的研究

针对埕东油田东区西北部Ng23层油、水的性质及油层温度等条件,采用绘制界面张力等值图的方法对两种国产石油磺酸盐KPS和APS的复配结果进行了优化,筛选出可与该区块原油产生最低平衡油水界面张力的驱油剂配方(0.20%KPS+0.07%APS),并通过室内驱油试验验证了该配方的洗油能力.在埕东油田东区西北部Ng23层的调驱试验中,为对抗石油磺酸盐在地层的吸附损耗以及地层水的稀释作用,按比例增大了驱油剂配方中各种物质的浓度,矿场试验取得了成功.试验结果表明,将性质和结构互补的两种不同来源的石油磺酸盐进行复配,可与原油产生超低界面张力(4.7×10-5 mN/m).界面张力等值图法是筛选驱油剂配方的一种有效方法.     

原油乳状液微观组构剖析

 乳化作用对化学驱提高采收率影响很大,但因实验手段限制,对乳状液类型、粒径大小等组构特征如何影响采收率的问题尚未解决。本研究利用激光共聚焦逐层扫描三维重建技术研究乳状液组构,在对乳状液无损的条件下,分析化学驱矿场试验采出液中所产生的乳状液类型、粒径大小和黏度等特性,定性分析乳状液界面膜物质组成。依据采出乳状液的跟踪检测结果,以乳状液中原油物性和油水比为条件,以平均粒径和黏度为指标,使用反演法在实验室内模拟矿场试验采出乳状液。激光共聚焦扫描分析表明,与现场采出乳状液微观组构特征类似的乳状液能够通过反演法由室内实验准确制备;W/O乳状液的液膜主要由饱和烃和沥青质构成,非烃和芳烃以不连续的形式填充于乳状液液滴中。     

影响油田采出液油水界面膜稳定性因素的研究

油田三次采油中二元复合驱(一般是石油磺酸盐和聚丙烯酰胺)技术的使用,在提高采出液中含油量的同时,也使油井采出液的破乳脱水变得复杂,而破乳脱水的效率与油水界面膜的稳定性密切相关,探索影响油水界面膜稳定性的因素对于三次采油生产中的破乳脱水具有重要理论指导意义.本文中利用Langmuir技术研究了油相中的石油磺酸盐以及水相中的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、pH值、无机盐对油水界面膜稳定性的影响.结果表明,随着油相中石油磺酸盐浓度的增大,界面膜稳定性增大;水相中部分水解HPAM在较高浓度时,界面膜稳定性下降,进一步升高浓度,界面膜稳定性不变;而水相的pH值偏高或偏低以及无机盐的存在都会使界面膜的稳定性增大.     

弱碱石油磺酸盐提高采收率技术室内实验研究

碱/表活剂/聚合物(ASP)三元复合驱是目前提高采收率效果较好的一项技术,但强碱会带来较为严重的结垢现象。为完善三元复合驱技术,开展了弱碱石油磺酸盐提高采收率技术研究,通过界面活性范围、界面张力稳定性、乳化、吸附和室内岩心驱油实验较系统地评价了弱碱石油磺酸盐体系。研究显示,所评价三元体系界面活性范围很宽,且45℃恒温90天仍可达到超低界面张力;0.4%表活剂+1.2%Na2CO3三元体系具有较好的抗吸附能力;人造岩心可提高采收率27.55%,贝雷岩心可提高24.11%。     

高浓度聚驱采出液乳化行为及电化学脱水方法

针对高浓度聚驱采出液油水分离效率及其给常规交-直流电场带来的冲击,开展了该类采出液的乳化行为及脱水方法研究,研究中综合了集输工况条件下的采出液转相特征、电负性、乳化油珠粒径分布、界面性质、乳化体系的微观形态及瓶试法油水分离实验,并基于所建立模拟装置评价了脉冲供电脱水对高浓度聚驱采出液破乳脱水的适应性。结果表明,高浓度聚驱采出液复杂的乳化行为与含聚浓度直接相关,含聚浓度上升使其电负性增强,转相点呈不同程度降低,且由于促进了黏弹性界面膜的形成,乳化粒子聚并和相分离的难度增大;辅以化学破乳的脉冲供电电场脱水工艺能有效改善分离效果,提高脱水操作的稳定性。     

石油磺酸盐对胜利油田原油、胶质、沥青质界面性质的影响

研究了石油磺酸盐对胜利油田孤四水驱原油及由该原油提取的胶质、沥青质油水界面性质的影响。实验结果表明,石油磺酸盐能显著降低各模拟油的油水界面张力,并可使其达到超低界面张力范围;而对各模型油油水界面剪切粘度的影响却不同。在一定浓度范围内,原油和沥青质模拟油的油水界面剪切粘度均随石油磺酸盐浓度的增加而增加,但当石油磺酸盐浓度足够高时,二者的界面剪切粘度却有所下降,只是下降的幅度不同;胶质模拟油的油水界面剪切粘度随着石油磺酸盐浓度的增加而减小。随石油磺酸盐浓度的改变各模拟油的ζ电位也发生了明显变化。     

用于注聚驱后的含有中强缓冲碱三元复合体系研究

针对胜利油田孤岛河滩油区注聚驱后,开展改性天然羧酸盐/缓冲碱/聚合物三元复合驱研究。先对改性天然羧酸盐SDCM-2的界面活性及其影响因素进行了系统的研究,然后通过室内物理模型实验,研究了水驱、聚驱、缓冲碱ASP复合驱的驱油效果,当复碱质量分数为1.5%（碳酸钠与碳酸氢钠质量比为1：1）,SDCM-2质量分数仅为0.1％时油水界面张力就能达到超低; 在注聚驱后, 缓冲碱ASP复合驱室内驱油效率为18％OOIP;最后开展可视化微观模型驱油实验,直接观察了流体在孔隙介质内的流动形态。实验结果为：ASP体系进入模型中,能够使注聚后束缚残余油重新启动,使油块变形、拉细,通过毛细管喉道,渐渐形成油墙向出口处运移。表明缓冲碱ASP复合驱能够有效扩大波及体积、提高洗油效率,从而使驱油效率得到有效提高,该方法是注聚后提高采收率的有效方法之一。     

井下油水分离装置现状与展望

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流器、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对产出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合液,此项技术对于高含水油田具有很大应用前景。本文对井下油水分离装置的研究现状进行简要分析与总结,并指出目前井下油水分离装置存在的问题与挑战。     

超低界面张力强化泡沫体系稠油驱研究

针对孤东六区稠油油藏条件,研究得到既能在不含碱的条件下与原油形成超低界面张力,又能形成稳定泡沫的超低界面张力强化泡沫体系。其配方为:3.0 g/L石油磺酸盐+5.0 g/L HEDP-Na4+0.6 g/LⅠ型两亲聚合物,气体为氮气。该体系具有较好的泡沫性能和乳化降黏性能,并且两亲聚合物能够改善泡沫的稳定性和体系对原油的乳化效果。超低界面张力强化泡沫体系对孤东六区稠油具有较好的驱替性能,原油采收率能够在水驱的基础上提高37.9%,总采收率达到65.7%,所注入体系能在较长时间里发挥调剖和驱油效果。     

三次采油用石油磺酸盐的研制

采用ＳＯ３膜式磺化技术，磺化了石油馏分油中的芳烃，磺化产物经中和、萃取和浓缩处理，以制得符合油田三次采油要求的石油磺酸盐产品。结果表明本研究制得的石油磺酸钠产品在其低浓度时，具有较低的界面张力和较好的驱油效果。     

三元复合驱数学模型及其应用

建立了三元复合驱数学模型 ,该模型较全面地反映了三元复合驱的主要驱油机理以及在复合化学驱油过程中包含的主要质量传递现象 ,并结合实验模型详细地描述了传质过程中涉及的大量物理化学现象。该模型适用于低 pH值三元复合驱体系 ,忽略了微乳液相 ,同时采用了新的化学反应平衡模型。运用建立的数学模型 ,进行了三维油藏数值模拟。与国外化学驱软件UTCHEM的计算结果对比发现 ,该模型的计算结果可靠 ,计算速度大幅度提高 ,同时内存占用量和计算的稳定性等指标都有一定程度的改善 ,从而证明了本模型的可靠性和实用性。