江苏油田三元复合驱研究

针对江苏普通稠油油藏水驱采收率低的问题,通过配方优化和岩心物模驱替实验,构建了适合区块原油的三元复合驱配方。首先通过动态界面张力评价,筛选出了具有较高界面活性的表面活性剂/碱体系;同时采用不同HLB值的表面活性剂复配,优化体系的亲水亲油平衡,获得了具有超低界面张力的二元体系。最后通过岩心驱替物理模拟实验,评价了碱/表二元复合驱、聚合物驱、三元复合驱的驱油能力。结果表明,对于普通稠油油藏,单纯碱/表二元体系由于无法提高波及系数导致其提高采收率能力较差,而三元驱体系可以兼顾波及系数与洗油效率,所以获得了较高的采收率,因此对于水驱稠油提高采收率的首要指标是提高驱油剂的波及效率。     

稠油油藏化学驱采收率的影响因素

采用烷基聚氧丙烯醚硫酸盐和羧基甜菜碱两类两性表面活性剂与碱复配构建具有不同界面张力特点的驱油体系,通过驱油试验评价不同体系对桩西稠油采收率的影响,采用微观驱替试验研究不同体系提高采收率的机制。结果表明:界面张力与采收率没有明显的对应关系;碱通过维持油、水、固三相接触点亲油性和降低油水界面张力,减弱驱替介质沿油与岩石之间的渗入,增强驱替介质从原油中心的突进和分散,提高驱替压力和波及体积;相比于碱和原油反应产生的表面活性剂,外加的表面活性剂亲水性较强,会增强固体表面的亲水性,导致驱油剂沿孔隙壁面突进;表面活性剂-碱体系与原油形成的细分散水包油型乳状液加剧了驱油剂的窜进,不利于提高波及系数;对于稠油油藏,化学驱体系的波及系数是提高采收率的关键因素。     

无碱二元复合体系驱油机理研究

依据毛管数理论,传统观点认为界面张力越低,采收率越高,因此超低界面张力一直是评价表面活性剂界面活性的重要指标。基于并联岩心物理模拟试验研究了界面张力与提高采收率的关系,发现非均质油藏条件下低界面张力体系采收率高于超低界面张力体系。通过室内试验研究驱油体系形成乳液状态及粒径分布规律,揭示采收率与乳液粒径之间的关系。研究认为,低界面张力体系形成的乳液液滴粒径与高渗透层喉道尺寸匹配,能够有效封堵高渗透层,迫使更多注入液转向进入低渗透层,在扩大波及体积的基础上提高洗油效率,因此低界面张力体系比超低界面张力体系具有更好驱油效果。     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小.在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高.界面张力由10-2 mN/m降至10-3 mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2 mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率.     

超低界面张力的二元驱油体系对水驱残余油启动和运移机理

针对三元复合驱含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降,碱还会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,从而降低波及效率等问题,利用新研制的不加碱可形成超低界面张力两性表面活性剂,通过微观模型驱油实验,分析了聚丙烯酰胺/两性表面活性剂二元复合体系对残余油启动、运移的过程,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.研究表明:具有超低界面张力的聚表二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂体系的超低界面张力特性,使采收率大幅度提高.残余油的启动主要以拉成油滴和油丝两种形式,在运移过程中,较大的油滴又形成更容易被驱替液携带的小油滴,从而使驱油效率提高.     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系，通过流变性实验，分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物／表面活性剂二元复合体系流变性的影响；通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验，分析了聚合物／表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响，研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明，实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力，表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中，形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用，使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且该二元体系的粘弹性越大，采收率越高。界面张力由10^-2mN／m降至10^-3mN／m时的最终采收率均高于界面张力为10^-2mN／m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。     

低渗透均质油层超低界面张力体系驱替毛管数的研究

针对经典毛管数理论在低渗透油层超低界面张力体系驱替中应用的局限性,在考虑低渗透油层水驱油渗流速度、超低界面张力对油水相对渗透率影响的条件下,给出了毛管数的修正公式;依据均质低渗透岩心超低界面张力体系驱油实验数据绘制了化学驱采收率与毛管数的关系曲线,提出了超低界面张力体系驱替条件下应用毛管数的注意事项,指出了用超低界面张力体系提高水驱低渗透油层采收率的合理途径.     

超低界面张力体系驱油方式与微观驱油效果

为了探索超低界面张力体系的驱油方式及其微观驱油效果,利用玻璃刻蚀的透明微观仿真孔隙模型,进行了2种模型、4种驱油方式共6个方案的BS13甜菜碱型表面活性剂及其与聚合物复配二元体系的微观驱油室内实验,并采用图像分析技术研究了不同驱油方式及其微观驱油效果.结果表明:在均质和非均质模型中,BS13甜菜碱型超低界面张力活性水都易于在水驱已形成的渗流通道中突进,使驱替效果变差,单纯用超低界面张力活性水段塞进行驱替,不能有效地提高采收率;超低界面张力二元复合体系能够有效地防止其沿水驱形成的渗流通道向前突进,具有较好的驱替效果;欲获得较高的采收率,不仅要尽量降低驱油体系与原油间的界面张力,而且要适当增加驱油体系的黏度.     

乳化能力对低渗透油藏表面活性剂驱油效果的影响

为明确表面活性剂的乳化性能和界面活性对水驱后的残余油或剩余油影响的主次关系,在结合定边油田A区油藏特征的基础上,筛选出界面张力高-乳化能力强(0.2%AES)、界面张力低-乳化能力弱(0.2%WLW)、界面张力低-乳化能力中等(0.2%BS16-18+0.05%AES)的三种表面活性剂体系,开展了室内渗透率为0.2×10~(-3)μm~2、2×10~(-3)μm~2、20×10~(-3)μm~2级别的三组低渗透岩心的驱替实验。驱油结果显示:0.2%BS16-18+0.05%AES体系驱油效率都是最高,采收率增幅为1.90%～8.90%,0.2%AES体系驱油效果居中,0.2%WLW体系最差。乳化携带和聚并对剩余油的驱替效果要好于界面活性的作用,乳化作用同时也增加了微观波及效率。     

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。     

复合驱过程中化学剂损失与超低界面张力有效作用距离

以大庆天然油砂制作填砂管模型,通过改变复合体系的注入量,研究了碱、活性剂、聚合物3种组分的动态吸附特性,并模拟计算了不同注入量下各组分在地层中运移距离与损失量的关系.结果表明,活性剂的损失量最大,在运移1/5井距后即损失约80%;而聚合物和碱的损失分别只有12%和15%.结合界面张力随运移距离的变化情况可以判断,超低界面张力在油层中的有效作用距离有限,而体系在非超低界面张力状态下对采收率的贡献应予以足够的重视.     

注入时机对低矿化度表面活性剂驱油的影响

近年来,针对低矿化度水为注入液的研究结果表明,低矿化度水在一定程度上有提高采收率的作用。相比于低矿化度水驱,低矿化度表面活性剂驱在提高采收率方面具有更大的优势。然而,低矿化度表面活性剂注入时机对驱油的影响缺乏相关研究。选择一种能在低盐度环境下获得油水超低界面张力的阴离子表面活性剂KPS,在不同转注时机下进行低矿化度表面活性剂驱油实验。结果表明,注入时机对采收率、含水率、注入压力及降压率都有较大影响。注入时机越早,最终采收率越高,当高矿化度水驱至含水率分别为60. 5%、81. 5%、98. 1%后转注低矿化度表面活性剂,采收率增值为38. 9%、25. 3%、15. 7%,最终采收率为74. 3%、67. 8%、65. 1%;注入时机越早降压率越低,降压率最大差值为33. 1%。     

中低渗油藏化学驱方案优化与矿场对比评述

以某中低渗砂岩油藏P 区块为例,为提高其高采出程度、特高含水阶段油藏采收率,在油藏工程、油藏精细描述及物理模拟研究的基础上,运用三次采油数值模拟技术开展化学驱方案优化设计研究,设计了24 个聚合物驱方案、30 个聚合物/表面活性剂驱方案和33 个三元复合驱方案,用全因素优化方法对注采参数和注入方式进行优化。研究结果表明,主段塞保持相对较高的化学剂浓度和PV 数有利于提高采收率,适量增加高浓度聚合物前置段塞和低浓度聚合物后置段塞有利于保证化学驱的增油效果,优化方案为采用“阶梯四段式”注入方式的聚合物/表面活性剂驱方案,试验区提高采收率11.62%。与已实施的主要化学驱试验相比,油藏条件、聚合物黏度、井网井距及注入量等的差异是产生化学驱开发效果差异的关键因素。     

稠油热/化学驱油技术现状及发展趋势

目前开采稠油的主要方法为蒸汽驱和蒸汽吞吐,但在蒸汽开采过程中,存在蒸汽超覆和气窜问题,从而减小了蒸汽波及体积;同时,受岩石-原油-水体系界面特性的影响,在蒸汽波及区域内有很大一部分稠油不能被剥离下来,即洗油效率低.为解决上述问题,发展了热/化学驱油技术.主要对稠油热/化学驱的最新研究成果进行了阐述.热/化学驱技术的主要作用机理为扩大热采波及体积、提高热采洗油效率以及降低原油黏度,主要包括热/碱复合驱、热/表面活性剂复合驱、热/聚合物复合驱及稠油井下改质技术.详细论述了每种开采技术的机理和特点,认为热/有机碱/表面活性剂复合驱与稠油井下改质技术是稠油开采的主要发展趋势.     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

普通稠油化学驱的研究进展

综述了普通稠油化学驱的研究进展,分别讨论了普通稠油聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱和复合驱.对国内外稠油化学驱技术研究现状和发展趋势做了总结,提出了稠油化学驱技术发展中需要研究的几个主要问题.     

二元复合驱流度控制作用效果及其合理流度比研究

针对大港油田港西三区油藏,研究聚合物-表面活性剂二元复合体系流度控制作用对驱替效果的影响,考察二元复合驱合理流度(黏度)比的影响因素。结果表明:随油藏原油黏度、储层平均渗透率和渗透率变异系数增大,流度控制作用对二元复合驱采收率的贡献率增加;与聚合物溶液相比较,表面活性剂溶液流度控制作用效果较差,它在储层内仍沿原水流通道流动,仅靠降低通道内剩余油含油饱和度提高采收率,增油效果较差;流度控制作用对二元复合驱采收率的贡献率超过65%,大港油田港西三区合理黏度比为0.81~1.45。     

碱、聚合物体系对油水间动界面张力的影响

本文针对辽河兴隆台油田,研究了原油与NaOH , Na₂CO₃等碱液间的动界面张力,着重考察了碱、聚合物复合体系对油水间动界面张力的影响。结果表明,原油与碱水间的界面张力随时间的变化为一动态变化过程;聚合物的加入,使原油与碱水间的动界面张力降低;碱浓度越高,原油与碱水间的平衡动界面张力越稳定;生物聚合物对碱水驱动界面张力影响特别敏感(即更有利于降低动界面张力)。     

化学驱油技术在胜利油区的应用研究

胜利油区绝大部分油田的开发都已进入“三高”阶段．利用化学驱技术可以改善和提高这类油田的石油采收率．胜利油区现场应用的化学驱油技术主要是：聚合物驱和三元复合驱（ＳＡＰ）．在决定石油采收率的众多因素中,驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数,而聚合物驱和三元复合驱基本满足了这两个参数．经过向部分井中注入聚合物、活性剂、碱的先导试验,选定了用于聚合物驱的水溶性聚合物和三元复合驱的碱、活性剂、聚合物．采用了一泵一井注入流程、一泵对多井远距离定量供液流程、母液配制全过程自动控制技术等．通过在孤东、孤岛等油田的应用,化学驱油技术平均可以提高采收率２０％,从而为化学驱油的进一步推广应用和基础研究奠定了基础．