三元复合体系乳状液渗流对采收率影响

基于对三元复合体系乳状液渗流特征和压力动态特征的深入分析,找出了乳化作用对三元复合体系驱油效果影响的控制因素,建立了描述三元复合驱乳状液形成条件和描述影响驱油效率的乳化启动、乳化携带作用的数学模型;建立了描述影响波及效率的三元复合体系非牛顿型乳状液粘度数学模型和乳状液渗流引起水相渗透率降低系数数学模型。在此基础上,根据建立的二维剖面非均质正韵律油藏模型,对乳化作用对驱替效率和波及效率的影响进行了定量研究,模拟结果表明,乳化启动、乳化携带作用提高了驱油效率,乳状液的高粘度和乳状液渗流引起的水相渗透率降低改善了中低渗层的分流量,提高了波及效率,乳化对波及效率和驱动效率的提高程度与乳化程度有关。研究结果对于三元复合驱方案设计和生产动态预测具有重要指导作用。     

考虑乳化作用的三元复合驱数学模型

该模型在三元复合驱(ASP)室内研究和矿场实验的基础上,考虑到注入体系与原油在多孔介质中的就地乳化以及所生成乳状液在多孔介质中的渗流,建立了一个考虑乳化作用的三元复合驱数学模型.其中对乳化机理的数学描述包括乳状液生成判断、类型、乳化程度、乳化外相粘度修正以及渗透率修正,利用该模型可以更好地进行室内岩芯驱替拟合和矿场应用效果预测.     

泡沫复合驱微观驱油特性分析

利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验 ,对于亲水及亲油性不同的介质 ,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号 ,然后采用图像分析技术对碱表面活性剂聚合物泡沫复合驱的微观驱油特性进行了分析。特别对泡沫的挤压与占据作用、乳化油滴渗流、泡沫的选择性堵塞作用的分析结果表明 ,多元泡沫复合驱油过程中形成 3个条带 :前沿条带是混气复合体系及乳状液渗流 ;中间条带既有前沿条带中的两种渗流 ,也有泡沫渗流 ;后沿条带无油 ,以泡沫渗流为主。泡沫对驱扫盲端残余油有很大的优势 ,大泡将小泡挤入盲端 ,小泡将盲端中的油挤出。泡沫也具有明显的选择性堵塞作用 ,被驱出的油相及乳化的油滴可沿着泡沫之间的液膜绕过泡沫向前运移 ,这对于开发非均质性油藏极为有利。     

基于乳化性能设计的驱油用新型三元复合体系评价

综合考虑了碱、活性剂、聚合物对三元复合体系乳化性能的影响,建立了一种评价复合体系乳化性能Ie的方法,并评价了基于乳化性能设计的配方1和常规超低界面张力配方2的乳化性能;为对比配方1和配方2的驱油效果,研究乳化作用对洗油效率的影响,进行了驱油实验。结果表明,配方1的乳化性能Ie为0.689,高于配方2的0.462;界面张力非超低,但乳化性能更好的配方1的驱油效果不亚于常规超低界面张力配方2;在300×10~(-3)μm~2、800×10~(-3)μm~2和1 200×10~(-3)μm~2渗透率级别下,渗透率越高,配方1提高采收率幅度越大,最高可比配方2高5%左右;配方1的残余阻力系数高于配方2,且渗透率越低,配方1残余阻力系数越高;原油乳化后形成的乳状液能够有效启动盲端残余油和簇状残余油。     

聚表剂性能评价及试验效果分析

聚表剂是近年来新研制的一元驱油剂,兼具高分子聚合物与表面活性剂双重特性。具有高效增黏、抗盐、抗氧化降解、抗生物降解、选择性堵水等特性,同时具有流度控制能力和乳化增溶能力。通过对不同注入时机的聚表剂驱矿场试验跟踪分析得出:与聚合物驱相比,聚表剂驱注入能力及剖面调整作用强。采出井没有含水上升期,低含水稳定时间长,采液能力下降幅度大。聚驱后聚表剂驱见到一定的降水增油效果。水驱后聚表剂驱降水增油效果明显,采收率提高值可达18%。     

高温氮气泡沫驱油数学模型研究

在对高温氮气泡沫驱油作用机理进行研究的基础上,建立了高温氮气泡沫驱油数学模型.该模型考虑了低界面张力体系驱油机理、泡沫封堵机理等.其中泡沫剂的运移方程充分考虑了对流、弥散及表面活性剂损失等机理.对该模型进行了自适应隐式方法数值求解.通过对实际的高温泡沫生产井进行历史拟合,可以看出,高温氮气泡沫驱油数学模型正确反映了热力采油和泡沫驱油的作用机理,具有较高的可靠性.     

大庆油田ASP复合驱油体系微观渗流机理

应用平面夹砂模型和微观防真模型研究了大庆油田碱/表活剂/聚合物三元复合体系驱油微观渗流机理,发现,所使用的复合体系具有降低油/水界面张力、减小孔道中毛管力的作用;能够减小原油表面分子的内聚力,提高原油的变形能力和流动能力;能够使残余油乳化变形,易变形的油流渗流通过孔喉时被切割乳化,增加了原油的流动性,乳化后原油具有携带能力;在驱替过程中使油珠聚并形成富集油带;能够调节油/水流度比,扩大波及面积;能够使残余油通过油桥连接、界面输运.     

泡沫复合驱微观驱油特性分析

利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验,对于亲水及亲油性不同的介质,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术对碱－表面活性剂－聚合物泡沫复合驱的微观驱油特性进行了分析。特别对泡沫的挤压与占据作用、乳化油滴渗流、泡沫的选择性堵塞作用的分析结果表明,多元泡沫复合驱油过程中形成3个条带;前沿条带是混气复合体系及乳状液渗流;中间条带既有前沿条带中的两种渗流,也有泡沫渗流;后沿条带无油,以泡沫渗流为主。泡沫对驱扫盲端残余油有很大的优势,大泡将小泡挤入盲端,小泡将盲端中的油挤出。泡沫也具有明显的选择性堵塞作用,被驱出的油相及乳化的油滴可沿着泡沫之间的液膜绕过泡沫向前运移,这对于开发非均质性油藏极为有利。     

稠油泡沫驱和三元复合驱微观驱油机理对比研究

为了研究稠油泡沫驱和三元复合驱的微观驱油机理,利用微观仿真玻璃刻蚀模型进行了驱油实验,通过图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术进行对比研究.结果表明,泡沫驱对稠油的微观驱油机理有乳化作用、贾敏效应和泡沫的挤压剪切作用,而三元复合驱主要还是通过聚合物对管壁剩余油、盲端剩余油的拉、拽作用达到剥离稠油的目的.泡沫驱和三元复合驱相比,泡沫驱具有贾敏效应,能够对水流大通道进行有效封堵,从而提高了驱替剂的波及系数.三元复合驱虽然对稠油也具有较强的乳化作用,但是未观察到乳化捕集作用从而引起波及系数的提高.由于波及系数的提高对于开发稠油油藏极为有利,因此泡沫驱对提高稠油油藏采收率具有很大的优势.     

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，该模型罗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，忽略也微乳液相，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     

石油磺酸盐驱油体系微乳液的形成及增溶特性研究

大庆油田北二西区块进行的三元复合驱矿场试验是我国首个使用石油磺酸盐弱碱体系为主段塞提高石油采收率的工业化大规模矿场注采试验,对该采出液进行了系统研究,发现油水分离后的所谓透明游离水具有溶油活性,进一步的实验表明是一种以低浓度石油磺酸盐表面活性剂为乳化剂的微乳液。实验揭示了这种O/W型乳状液的基本组成和微观结构,分析了微乳液的形成和稳定机理,为严重乳化的三元复合驱采出液的油水分离提出了新思路。     

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。     

三元复合驱驱油机理及乳液渗流规律NMRI研究

通过先进的实验手段-核磁共振成像技术(即Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI)，首先阐述了三元复合驱驱油过程的微观机理．既而在此基础上从细观水平实验研究了原油／三元复合体系乳状液的流变性，进而揭示了其在多孔介质中的渗流规律，最后建立了原油／三元复合体系乳状液在多孔介质中渗流的数学模型，实验结果表明与理论分析结论基本吻合，说明所建数学模型是合理的。     

水驱后三元复合驱全过程的相渗曲线变化趋势研究

选用大庆油田有代表性某储层天然岩心的平行样,水测渗透率分别在1 000、600、200×10-3μm2左右。采用恒速非稳态法分别测定了水驱、三元复合驱(注入0.8 PV)及后续水驱全过程的相对渗透率曲线。研究结果表明:注入三元复合体系溶液后相渗曲线形态发生明显变化:驱替相的相对渗透率先降后升,油相的相对渗透率先升后降;且相渗曲线的等渗点增加(本实验增加为3个);岩心渗透率越高,第一等渗点与第三等渗点的跨度越大,残余油饱和度越低。     

三元复合体系的乳化性能对驱油效果的影响研究

针对三元复合体系在渗流过程中的乳化问题,使用渗透率为300×10-31、500×10、2 500×10-3μm2三种均质岩心以及平均渗透率1 000×10-3μm2,变异系数为0.65、0.72和0.80的非均质岩心进行乳化体系与未乳化体系驱油实验,分析了驱替过程中的压力变化规律,研究了乳化对驱油效果的影响。结果表明:乳化造成后续水驱期间压力出现波动,含水率也出现了不同程度的降低;乳化体系的驱油效果好于未乳化体系,乳化体系比未乳化体系采收率可提高5%～10%。     

用流线方法模拟碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱

建立了实用的碱 /表面活性剂 /聚合物三元复合驱数学模型 ,在力求模型简化的同时 ,较为全面地考虑了驱替过程的主要渗流机理 (如界面张力变化、粘度变化、吸附等 )。模型忽略了微乳相的形成 ,适用于低 pH值三元复合驱体系。用流线方法求解该模型 ,在结合边界元方法确定复杂边界条件下稳态渗流场流线分布的基础上 ,对流管内的一维渗流问题求解。应用显式全变差递减 (TVD)法求解饱和度方程 ;求解浓度方程过程中 ,采用Crank Nicolson差分格式进行空间项离散 ,对时间项变量进行了拟线性处理 ,保证了计算的稳定性。新建模型具有输入参数较少、计算快捷的优点 ,并适用于任意形状边界条件下各种井网配置的复合驱驱替动态计算问题。与化学驱软件UTCHEM的计算结果对比 ,证实该模型计算结果可靠、计算速度快、稳定性强 ,具有较强的实用性     

乙醇胺提高延长稠油油藏聚/表二元驱采收率研究

针对延长稠油油藏的水驱后含水率上升的问题,通过室内实验方法,在原有聚表二元驱的基础上,研究一种适用于延长油田的有机碱,优选三元复合体系的配方;并通过物理流动驱油实验对三种化学驱油体系的驱油性能进行了分析和评价。结果表明:油藏的原油酸值为1.95 mg/g,适合进行三元复合驱的研究;筛选出的有机碱是乙醇胺,其能有效减低油水界面张力并对复合体系的黏度几乎没有影响,试验优化的三元复合体系的配方是:1 500 mg/L聚合物2 000 mg/L表面活性剂+3 500 mg/L乙醇胺。驱油实验表明:在均质岩心和三层非均质岩心模型中,与聚合物驱和聚表二元驱相比,三元复合驱都能提高原油的采收率,其中模拟油藏条件的三层非均质岩心条件下,采收率增值达13.38%,达到了控水增油的目的。     

ASP三元复合体系驱油微观机理研究

为了深入研究碱/表面活性剂，聚合物三元复合体系的微观驱油机理，利用平板夹砂模型和微观仿真模型，通过显微观察和录像的手段，直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象。试验发现：三元复合驱具有很强的洗油能力，无论亲水介质还是亲油介质，三元复合驱均具有很强的使残余油变形的能力，使油藏流体流动性增强。从而提高水驱开发的波及系数。