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。     

聚合物驱后用甜菜碱型表面活性剂提高驱油效率机理研究

利用新研制的甜菜碱两性表面活性剂及微观模型驱油实验,研究了两性表面活性剂驱油体系对水驱后盲端类残余油、柱状类残余油和油膜类残余油的作用机理,分析了这类残余油被驱替和运移过程及启动和运移机理,论述了该驱油体系对聚合物驱后残余油的作用和提高驱油效率的可能性,进一步完善了表面活性剂体系的微观驱油机理。研究结果表明,用表面活性剂提高采收率主要是通过超低界面张力作用和润湿反转作用。     

表面活性剂对水驱普通稠油油藏的乳化驱油机理

为了研究乳化降黏驱油剂对不同渗透率的水驱普通稠油油藏的驱油效率和孔隙尺度增效机理,选取了烷基酚聚氧乙烯醚(J1)、α-烯基磺酸盐类表面活性剂(J2)、十二烷基羟磺基甜菜碱(J3)、J3与烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐复配表面活性剂(J4)作为驱油剂,开展了4种驱油剂一维驱油和微观驱油模拟实验,明确了乳化降黏驱油剂在孔隙尺度的致效机理。结果表明,降低界面张力对提高驱油效率的作用大于提高乳化降黏率。在油藏条件下,乳化降黏驱油剂需要依靠乳化降黏和降低界面张力的协同增效作用,才能大幅提高驱油效率。乳化降黏驱油剂的乳化能力越强、油水界面张力越低,驱油效率增幅越大。当化学剂乳化降黏率达到95%时,油水界面张力从10^-1mN/m每降低1个数量级,化学剂在高渗透和低渗透岩心中的驱油效率依次提高约10.0%和7.8%。乳化降黏驱油剂注入初期通过降低界面张力,使得高渗透岩心和低渗透岩心中的驱替压力分别为水驱注入压力的1/2和1/3,从而提高注入能力。注入后期大块的原油被乳化形成大量不同尺寸的油滴,增强原油流动性,提高驱油效率。乳化形成的界面相对稳定的稠油油滴,能暂堵岩石的喉道和大块稠油与岩石...     

高温产乳化剂菌原位生长下的微观驱油机理

以高温产乳化剂菌嗜热脂肪地芽孢杆菌SL-1为对象,研究该菌株的生长和界面趋向性,同时利用微观仿真可视模型,研究SL-1菌对水驱后残余油的驱替作用和机理。结果表明:该菌具有嗜烃性能,在高温(65℃)和高压(10MPa)复合极端环境中,SL-1菌能够以原油为唯一碳源进行繁殖代谢,降解原油;代谢产生的生物表面活性剂具有乳化原油和改变岩石润湿性的作用,残余油被乳化分散成油滴;此外,该菌可降低油水界面张力和原油粘度,改善残余油的流变性。膜状残余油、柱状残余油以及盲端残余油等不同类型的残余油都能被有效驱替,最终提高原油采收率为12.84%。     

聚合物表面活性剂溶液微观驱油特征*

为从微观研究聚合物表面活性剂(简称聚表剂)的驱油机理和驱油效果,采用微观刻蚀仿真模型进行微观可视化驱油实验,并与岩心驱替实验驱油效果对比。结果表明,在微观驱油实验中,水驱后微观模型中产生6种类型残余油,而聚表剂驱后对盲端残余油的驱替效果不明显;聚表剂的驱油机理主要是通过其增黏作用、黏弹性作用和乳化作用来扩大波及体积,降低渗流阻力",拉""、拽"残余油,将大油滴乳化分散成小油滴,从而将残余油有效驱出;不同浓度的聚表剂在微观模型和岩心驱替实验中的驱油效果基本相符,聚表剂浓度越大,残余油启动能力越高,驱油效果越好。聚表剂质量浓度为2000 mg/L时的驱油效果最好,采收率增幅为19.69%。图27表1参15。     

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。     

自发乳化微观驱油机理研究

利用可视化的微观光刻模型,通过显微观察和录像手段,直接观测了自发乳化驱油方法驱替水驱后的柱状残余油、岛状残余油、膜状残余油和盲端残余油时发生的现象,详细研究了自发乳化驱油方法提高原油采收率的微观机理,即：减小毛管力、界面扰动“拉油”、弹性变形“挤油”、降低界面张力和乳化液滴通过堵塞孔喉提高波及系数等,进一步完善了自发乳化驱油方法理论体系。     

旋滴法测定界面张力实验现象分析与方法探讨

针对TX550A型旋滴法界面张力仪测定界面张力过程中出现的内相油滴回缩(界面张力值由初期迅速下降然后上升)现象,分析了该现象产生的机理,考察了油滴体积对界面张力的影响,提出了正确的操作步骤。结果表明,内相油滴体积的回缩与表面活性剂溶液的增溶作用和油水界面间存在的Marangoni对流有关。用旋滴法测定界面张力开始时,应逐渐提高仪器转速,同时缓慢地调整仪器的平衡,以防止测试管中油滴因快速左右移动而产生不正常形变。在界面张力测定过程中,内相油滴体积相对较小时,测定的界面张力值比较准确。采用大测试管(2500μL)测定时,注入内相油滴体积控制在1~3μL;采用小测试管(300μL)时,注入内相油滴体积控制在0.3~1μL。对于4种特殊形状油滴直径和长度的测量,提出了合理的测量方式。     

自发乳化驱油方法Ⅱ:自发乳化驱油试验研究

研究了模拟油在岩心中的自发乳化驱油效果及提高采收率机理。不同渗透率岩心中,自发乳化驱油效果好于表面活性剂驱及聚合物驱。碱聚合物自发乳化驱替后采收率在水驱基础上还可提高23.7%,远远高于单独碱自发乳化驱、聚合物驱和表面活性剂驱,说明这一自发乳化驱油体系具有良好的驱替能力,能够大幅度提高采收率。模拟油在岩心中的自发乳化驱采收率和总采收率分别为24.5%和71.8%,与超低界面张力聚合物表面活性剂驱相近。高于三元复合驱、高浓聚合物驱。微观驱油试验证实光刻模型中发生了自发乳化现象。残余油自发乳化成小油滴,很容易穿过孔喉,以水包油型乳化状态开采出来。     

胜坨油田高温高盐油藏自发乳化驱提高采收率

通过乳化能力、油水界面张力测定优选出适合胜坨高温高盐油藏的碱/表面活性剂自发乳化体系,并通过驱油实验考察了自发乳化体系的驱油效果。结果表明,在2 g/L Na OH+2 g/L Na2CO3复合碱溶液中加入0.5 g/L表面活性剂B4,可使油/水界面张力达到超低,有助于油滴在界面扰动作用下发生自发乳化,形成乳状液。乳化体系在多孔介质的剪切作用下将油滴乳化,依靠乳滴在孔喉处聚并产生的贾敏效应,有效地降低了水油流度比,提高了波及系数和采收率。乳状液液滴的夹带作用可使油滴被驱替液携带着通过地层,提高洗油效率。但乳化夹带作用提高采收率和驱替压力的幅度不如乳化捕集作用显著。最佳的自乳化体系配方为:2 g/L B4+2 g/L Na OH+2 g/L Na2CO3,自发乳化驱采收率在水驱基础上可提高21.5%,采收率并未随着填砂管长度的延长而降低。     

A study of different fluid droplets impacting on a liquid film

Knowledge of droplet dynamics provides the basis of predicting pressure drops, holdups and corrosion inhibitor distribution in multiphase flow. Droplet size and its distribution also determine the separation efficiency between different phases. Experimental observations were conducted for droplet impingements with different fluids, droplet sizes and velocities, and film thicknesses. The observed transition boundaries were compared with the models developed by different authors. For impingement on a deep pool surface, the Marengo and Tropea correlation for splashing does not agree with the experimental results in this study. The Bai and Gosman critical Weber number for bouncing agrees with the water results but not the oil results. Three new correlations for transition boundaries between bouncing, coalescence, jetting and splashing were proposed and compared with the experimental observations.     

氮气泡沫微观驱油机理及剩余油类型实验研究

为了认识氮气泡沫微观驱油机理及剩余油分布特征,利用可视化微观刻蚀玻璃模型,开展氮气泡沫驱油室内实验,通过图像采集技术直观的观察了氮气泡沫的驱油过程及剩余油类型。实验结果表明,泡沫体系中的表面活性剂能有效降低油水界面张力,泡沫能乳化原油,分离油膜,并且在微观上具有良好的封堵效果,进而有效扩大波及范围。泡沫主要驱替水驱结束后残留在孔喉中的柱状残余油及油膜,泡沫驱结束后剩余少量的盲端类剩余油或模型边角的剩余油。因此水驱结束后进行泡沫驱能有效提高稠油油藏采收率。     

塔里木盆地石炭系海相碎屑岩油藏微观剩余油形成机理与分布特征

为揭示塔里木盆地石炭系A油藏水驱开发末期剩余油潜力，综合利用水驱过程的CT扫描检测、高温高压条件下水驱后含油薄片观察和高温高压微观刻蚀模型水驱油实验3种实验手段，揭示了西部某A油藏石炭系底部的海相储层剩余油形成机理，明确了水驱开发末期的剩余油类型及潜力分布，并提出了三次采油建议。研究结果表明：受注入水剥离作用、突进分隔作用、绕流作用和捕获作用影响，剩余油分布呈现整体分散、局部斑块状富集的特点；剩余油类型可划分为孔喉充填型、孔内半充填型、孔壁油膜型、分散油滴型、喉道滞留型和角隅型6种。其中，水驱中水洗区域的孔内半充填型和分散油滴型剩余油，呈分散状，占65.4%，潜力最大；水驱未波及区域内的孔喉充填型剩余油，呈斑块状富集，占21.0%，潜力次之。建议用表面活性剂驱或天然气驱进行挖潜。     

砂岩储层清水和污水混注对储层损害的实验评价

注入水中乳化油含量和悬浮颗粒含量及粒径一直是控制砂岩油藏注入水水质的重要指标。利用正交试验原理,通过实验系统评价了乳化油和悬浮颗粒共存时乳化油滴浓度、固相颗粒含量及粒径、渗透率及注入孔隙体积的相互作用及其对中高渗储层吸水能力的影响。结果表明,对于污水回注或清水、污水混注的砂岩地层,乳化油和悬浮颗粒共存比其单一存在时对地层吸水能力的损害要严重。当油滴粒径小于10μm时,岩心损害程度大于70%,油滴粒径大于30μm时,岩心损害程度低于50%。对于给定孔喉的岩心,有一个临界颗粒粒径。临界固相颗粒粒径随渗透率(即孔喉大小)的变化而变化,而临界油滴粒径基本不随渗透率变化,粒径约为15μm。     

聚合物溶液黏弹性驱油微观机理

采用力学分析方法,针对被毛管力束缚在孔喉处的残余油,突扩孔隙空间的残余油以及盲端残余油,理论上分析了聚合物溶液黏弹性驱油微观机理,分别得到了聚合物溶液黏弹性作用下微观残余油动用增量表达式。当考虑黏弹性时,孔喉处可动油的临界半径要大于单考虑聚合物溶液黏性时的临界半径,这使得一部分原来不流动的孔喉残余油滴会发生流动,原来可动的油滴更容易动起来,提高了残余油动用程度。分析结果表明,单依靠聚合物溶液的黏性几乎不可能把盲端残余油驱替出来。当考虑聚合物溶液黏弹性的挤出胀大效应时,会进一步将突扩孔隙空间内、盲端残余油驱替出来。提出了表示毛管力和重力相对大小的无量纲量,当该无量纲量越大时,理论推导的突扩孔隙空间及盲端残余油动用量表达式就越准确。     

二维网络玻璃微模型的研制及其应用

本文详细描述了在玻璃片上制作透明的二维网络微模型的方法和过程,并应用这种微模型初步研究了不同的固相颗粒和粒径分布对孔隙的堵塞作用及反冲洗恢复时间的影响因素。试验表明,这种微模型用来直观地研究二、三次采油过程中剩余油的捕集和活化流动作用、固体微粒运移、桥堵对油层的损害作用及堵水机理都是很有用的。     

濮城油田南区沙二段油藏剩余油研究

东濮凹陷濮城油田南区沙二段油藏1981年投入开发，2001年综合含水达96％，采出程度仅26．94％，含油饱和度大于35％的水淹层较多。根据高及特高含水期含油薄片分析鉴定，剩余油多不连续分布于小孔喉居多的部位，形成剩余油的主要机制是水驱速率大于束缚水剥离油膜的速率而留下斑块状剩余油，以及指进的注入水绕流而使油相滞留于细小孔喉中，储集层平均孔喉半径小的部位剩余油饱和度较高。应以可采剩余储量绝对数量大的主力油层为剩余油挖潜主要对象。图9表3参9     

Formation mechanism of micro-flows in aqueous poly（ethylene oxide） droplets on a substrate at different temperatures

The drying of aqueous poly(ethylene oxide)(PEO) droplet on a substrate at different temperatures was studied.It was found that the contact line receded when the substrate was at a temperature above 60 oC.Different nucleation behavior and surface profiles of PEO films were found in different droplets drying processes.The rheological properties of aqueous PEO solutions were studied to understand the mechanism of contact line recession and micro-flow in drying aqueous PEO droplets.It was found that at low temperature,the contact line was static because of great viscous stress;while at high temperature,it receded because of great Marangoni force and the decrease of viscous stress.It was indicated that Marangoni convection was inhibited by the outward capillary flow and viscous stress at low temperature,whereas it became dominant at high temperature.Two types of mechanism for surface profiles and nucleation of PEO film from drying droplets are proposed,providing a theoretical guide for polymer solution application in oil and gas foam flooding technology.     

海相碎屑岩储层不同尺度微观剩余油分布及赋存状态——以哈得逊油田东河砂岩为例

基于常规物性、扫描电镜、铸体薄片、压汞测试等资料,对哈得逊油田东河砂岩的孔喉结构进行划分,选取各类型孔喉结构的典型岩心,通过微观刻蚀薄片驱替实验及水驱油过程的核磁共振、CT扫描研究微观剩余油不同尺度下的分布特征、赋存状态和动用机理。结果表明：研究区存在小孔细微喉-低渗储层、中孔细喉-中渗储层和大孔中喉-高渗储层。微观剩余油可分为单一孔喉尺度的原始状态型、孔内分散型、表面吸附型和角隅型剩余油,局部孔喉组合尺度的斑块状、多孔状和单孔状剩余油,岩心样品尺度的连片状富集、分散状富集和星点状富集剩余油。剩余油主要赋存于中、小孔喉内,赋存状态上分为离颗粒表面较远的游离态剩余油和颗粒表面的水驱难动用束缚态剩余油。随着孔喉结构的变好,孔内分散型剩余油比例有所增加,斑块状剩余油比例下降,剩余油星点状富集增强,束缚态剩余油逐渐减少。油层注水开发后,中、小孔喉内游离态的原始状态型剩余油比例最大,是后期重点挖潜对象,可以采用注微球封堵大孔喉后续水驱的方式进行开采,其潜力大小与游离态剩余油总量相近。     

应用随机网络模拟技术研究微观剩余油的影响因素

通过用随机网络模型模拟研究油藏的微观驱替过程,在改变模型的孔、喉大小分布和调整模型的孔隙润湿比例等情况下,进行水驱油过程模拟,建立网络模型中的微观剩余油分布。在每一次模拟之后,计算剩余油饱和度和微观驱替效率,统计微观剩余油在孔径分布范围内的频率、含量。在此基础上分析孔隙网络特性对微观剩余油分布的影响。研究结果表明:水驱后微观剩余油分布主要受孔喉比、孔隙大小、润湿性,初始含油饱和度以及驱替效率等因素的影响。