稠油分散性降黏剂的降黏效果及其微观驱油机理*

为解决胜利油田稠油热采开发成本高的问题,考察了一种分散性降黏剂L-A对胜利油田稠油的降黏效果, 分析了稠油降黏前后的分子结构和黏附力变化,利用微观可视化驱油实验模型研究了微观驱油机理。研究结果 表明,在地层温度56 ℃下,分散性降黏剂L-A溶液最佳质量分数为2.0%,降黏剂溶液与稠油最佳体积比为1∶6, 降黏率达到94.58%。降黏剂与稠油混合后,降黏剂中的磷羟基P—OH基团与羧酸根—COOH等极性基团插层 进入稠油分子间,拆散胶质沥青质的复杂片状分子结构,破坏胶体分散体系与胶质沥青质空间网络结构,分子结 构变得松散,缔合作用减弱,黏附力降低,分子间内摩擦力下降,导致原油黏度降低。分散性降黏剂L-A分子微 观上能够将吼道盲端、并联喉道以及低渗通道小孔喉区域的剩余油分散携带并剥离,具有洗油和调驱能力。     

稠油冷采降黏剂分散机理与驱替实验评价

高效分散降黏剂是稠油冷采的关键,不仅具有静态洗油能力,而且能够扩散进入稠油胶质与沥青质之间,具有打散稠油结构的作用.在微观降黏机理研究的基础上,开展了L-A型稠油冷采吞吐降黏剂静态洗油、微观驱油、单砂层驱油和双层合采与分采驱油实验.L-A型降黏剂在稠油冷采中具有很好的使用效果,其主要机理为降黏剂分子间能形成很强的氢键,...     

稠油活化剂降黏机理及驱油效果研究

稠油降黏冷采是海上油田开发的主要方式,为深入认识稠油活化剂的降黏机理及其在原油黏度为150～1 000 mPa·s的稠油油藏中的应用效果,通过室内物理模拟实验和耗散粒子动力学模拟技术,研究了稠油活化剂对稠油的降黏机理及驱油效果。结果表明,稠油活化剂可提高水相黏度、降低油水界面张力,能有效降低常规可流动稠油的黏度。分子尺度上的研究结果显示,稠油活化剂分子对沥青质聚集体有明显的阻聚-分散效果,其活性基团能增大沥青质芳香盘的层间距和链间距,减小沥青质聚集体堆积高度和堆积层数,削弱沥青质间的相互作用,破坏稠油重质组分聚集结构,分散稠油,从而增强原油流动能力。稠油活化剂的多种机理协同作用使其在室内岩心驱替实验和矿场应用中,均可起到良好的降水增油效果。该研究从分子层面明确了活化剂降低稠油黏度机理,为稠油活化剂现场应用提供理论指导。     

渗透降黏驱油剂提高采收率机理

渗透降黏驱油剂是一种聚合物型降黏剂,具有优异的水相增黏和油相降黏作用,能抑制水窜,有效地提高水驱稠油采收率。从介观和微观2个层面对渗透降黏驱油剂提高采收率的机理开展了分析和探索,CT扫描驱油实验研究发现,渗透降黏驱油剂在模拟非均质油藏驱油过程中,出现了纯油相和乳液相2个采油峰值,实现了高、低渗透层的均衡动用。微观刻蚀模型驱替实验结果表明,渗透降黏驱油剂在驱替过程中可与稠油形成多种类型流体形态,并在油藏驱油过程中发挥不同作用：驱替初期形成油包水（W/O）乳液扩大波及体积;继续注入可变W/O型乳液为水包油包水（W/O/W）型,提高渗流能力;形成的微乳液相可提高岩石上的油相剥离效率。渗透降黏驱油剂驱替后剩余油分布特征表明,簇状流和滴状流的相对含量显著降低,说明其具有良好的扩大波及和洗油效果,对于大幅提高低效水驱稠油采收率具有重要的借鉴意义。     

胜利油田典型区块稠油化学降黏前后理化特征

胜利油田稠油化学降黏冷采技术应用规模逐年递增，但降黏剂对稠油理化特征的影响规律尚不明确。收集典型区块稠油样品开展了稠油降黏前后四组分分析、相对分子质量测试、界面流变性能评价和微观形貌表征。研究结果表明：沥青质含量是影响稠油黏度的主要因素；降黏剂分子通过扩散、渗透和吸附作用削弱胶质、沥青质聚集体间的相互作用，使相对分子质量降低；降黏剂分子作用下的油水相双重吸附过程引起界面膜强度下降，增加油滴的可变形性；降黏剂处理后稠油样品中的团簇状聚集体结构被破坏，胶质、沥青质分散相向饱和分、芳香分液相转变，原油流动性明显提升。     

枝型油溶性降黏剂的合成及降黏机理

针对目前油溶性稠油降黏剂存在使用条件受限和降黏效果差等问题,研制了一种枝型油溶性原油降黏剂.其降黏机理是:降黏剂中的极性基团可以和原油中的胶质沥青质形成氢键;降黏剂中含有的长链烷基也可以吸附一些胶质沥青质,有效地阻碍了胶质沥青质的堆积;而降黏剂所具有的枝型结构可以更进一步将胶质沥青质分散开来,达到降黏的目的.该降黏剂的降黏效果好于目前使用的油溶性降黏剂,对多种稠油均具有一定的降黏效果.     

降黏剂对稠油乳化反相点的影响规律

稠油乳化反相点附近的稠油黏度较大,对于稠油开采及运输极为不利。通过考察温度、搅拌转速对稠油乳化反相点的影响,得到稠油乳状液适宜的制备条件;考察了水溶性降黏剂及油溶性降黏剂对稠油乳化反相点的影响,并从界面膜及药剂对沥青质作用角度分析了稠油乳化反相的机理。结果表明,在50℃、搅拌转速800 r/min的条件下制得的稠油乳状液的乳化反相点最大。水溶性降黏剂和油溶性降黏剂均会使稠油乳化反相点提前,但二者提前稠油乳化反相点的程度不同。随着降黏剂浓度的增大,水溶性降黏剂使稠油乳化反相点降低,由48%提前至35.6%;而油溶性降黏剂使稠油乳化反相点先减小后增大。水溶性降黏剂通过降低界面扩张模量和界面张力实现提前反相,而油溶性降黏剂主要通过降低界面扩张模量来实现反相;加入降黏剂前后沥青质的微观形貌表明,水溶性降黏剂对沥青质聚集体的破坏程度强于油溶性降黏剂,降黏剂主要通过降低沥青质所组成的界面膜强度来实现反相。     

塔河稠油催化降黏机理研究

通过对比分析催化降黏前后塔河稠油主要性质及组成变化,并结合以十二硫醇和辛硫醚为模型化合物的催化降黏反应,探讨塔河稠油催化降黏机理。结果表明：塔河稠油经催化降黏后,降黏率可达65.8%,比热降黏率高32百分点;且降黏后重质组分减少,轻质组分增加,表观相对分子质量降低,硫含量减少;模型化合物十二硫醇和辛硫醚在催化降黏条件下发生了C-S,S-H,C-C,S-S的断裂反应。塔河稠油经催化降黏处理后黏度降低的主要原因是克服了引起胶质、沥青质团聚的氢键、配位键等弱作用力,同时部分键能较弱的化学键如C-S,C-O,C-C等发生断裂,导致稠油分子聚集体变小,从而改变稠油缔合状态,实现不可逆降黏。     

深层稠油油藏降黏泡沫驱驱油特征及机理研究

降黏泡沫驱结合了降黏剂乳化降黏和泡沫选择性封堵的优势,可进一步提高开发后期深层稠油油藏的采收率。通过室内实验,根据降黏泡沫剂的降黏效果、起泡性能、泡沫稳定性,优选出合适的降黏泡沫剂浓度;通过单岩心驱替实验对比不同驱替方式下降黏泡沫驱驱油特征以及开采效果,通过并联岩心实验研究不同渗透率级差下降黏泡沫的分流能力,明确降黏泡沫驱提高采收率机理。结果表明：降黏泡沫驱过程中,降黏剂可以促进稠油乳化降黏,泡沫可以有效封堵大孔喉,同时抑制氮气窜流。二者结合有效提高波及系数和洗油效率,提高驱替压差,降低含水率。降黏泡沫驱可以在降黏泡沫剂驱的基础上进一步提高13%的采收率。非均质条件下,降黏泡沫驱可以有效降低高渗透岩心窜流,迫使流体转向进入低渗透岩心发挥乳化降黏作用,扩大波及范围的同时提高了洗油效率。降黏泡沫驱技术能显著提高深层低渗透稠油油藏的采收率,其优化了油流分布,增强乳化与减少稠油黏度,为深层稠油高效开发提供了有效策略。     

稠油降黏剂驱提高采收率机理

为系统研究降黏剂驱这一新的开发方式提高采收率机理,应用单管填砂驱油模型、三维填砂驱油模型和微观玻璃刻蚀驱油模型,测试降黏剂驱的驱油效率和波及系数,并对其原因进行分析。实验结果表明,降黏剂驱通过提高驱油效率和增加波及系数提高采收率。与水驱相比,降黏剂驱可提高驱油效率13%,其机理为:①分散乳化,形成水包油的小油滴,有利于通过狭窄的喉道,降低原油的表观黏度;②降低界面张力,增加毛管数,降低残余油饱和度。同时,降黏剂驱将波及系数由水驱时18.8%提高到39.9%,其机理为:①乳液调驱,分散乳化的原油进入水窜通道,水渗流面积减小、阻力增加,后续注入液进入以前未波及区域;②贾敏效应,降黏乳化小油滴聚并成大油滴堵在孔喉处,周围驱替液转向。研究明晰了降黏剂驱提高采收率机理,为后续开发技术界限研究及现场应用奠定基础。     

垦利油田高黏原油掺稀黏度变化规律

为了研究垦利油田高黏原油掺混稀油后黏度变化规律以满足依托式高效开发的要求,以垦利油田高黏原油为基础掺混周围3个油田的稀油原油,利用13种可能适合的掺混黏度预测模型进行预测,并将预测结果与实验值相比较、分析,认为各修正模型主要考虑了组分油之间的相互关系,使得其预测精度较原始模型高。各模型对垦利油田A高黏原油与3种稀油掺混后的黏度预测效果普遍随温度的降低而恶化,在较高温度下预测精度相对较高。Cragoe修正模型和Arrhenius修正2模型对目标油品的掺混均有较高的预测精度,能满足工程实际的需要。综合考虑预测精度和预测稳定性,推荐Arrhenius修正2模型作为垦利油田稠油A与周边稀油掺混后黏度的预测模型。     

道路沥青零剪切粘度与毛细管粘度的比较研究

粘度是评价道路沥青粘结特性的重要技术指标,也是条件性指标,不同测试方法得出粘度指标差异极大。基于沥青在路面结构中受力状态,对基质沥青、SBS、高强度、高粘度改性沥青等12种道路沥青60℃零剪切粘度、毛细管粘度进行比较研究,并对零剪切粘度测试方法进行简化。试验与分析表明：高粘度改性沥青在第一牛顿区共同区域范围内与沥青在路面结构中所受的剪切速率水平一致,零剪切粘度可以较为合理地表征沥青在路面结构中的粘结特性;高粘度改性沥青毛细管粘度存在虚高现象,无法有效表征高粘度沥青路用粘度特性,而基质沥青毛细管粘度对应的剪切速率在第一牛顿区域范围内,可作为零剪切粘度的替代指标,对基质沥青粘度性能进行评价。此外,建议利用剪切速率扫描试验进行零剪切粘度测试,取10-3～10-2s-1范围内测量粘度均值为零剪切粘度。     

Characterization of ternary compound viscosity reducer system on viscosity of viscous crude oil

Based on the theory that viscous crude oil can form stable two-phase oil-water interfacial molecular membrane with surfactant, the oil-water interfacial activity and viscosity reduction of oil-water interface of viscous crude oil were studied for the ternary compound system, including anionic surfactant alpha olefin sulfonate (AOS), weak alkali Na₂CO₃ and four different kinds of nonionic surfactant emulsifying silicon oil (LKR-1023), lauryl diethanolamide (LDEA), isomeric alcohol ethoxylates (E-1306), and polyoxyethylene sorbitan monooleate (T-80). Results showed when lipophilic or hydrophilic nonionic surfactants were used separately in the same compound system. The viscosity of viscous crude oil could be reduced, but the viscosity reduction efficacy was not desirable. However, using LKR-1023, E-1306, and T-80 as nonionic surfactant with mass fraction 1.0%, the viscosity reduction rate of viscous crude oil reaches 98.92%, 98.29%, and 96.87%, respectively. With 1.4% of LDEA, the viscosity reduction rate of viscous crude oil can reach 98.89%. Through all different kinds of the nonionic surfactant tested, oil-in-water (O/W) emulsion under LDEA ternary compound system has been proved to be the most stable with no phase inversion. Therefore, it is promising to improve the viscosity reduction of the super viscous crude oil by selecting the proper surfactant and dosage.     

辽河油区计算稠油粘度通用方程

根据辽河油区6个油田22个典型稠油区块44条粘温曲线,运用统计学原理,建立了计算原油粘度通用方程,由此计算各种稠油在任一温度下的脱气原油粘度.该方法最大相对误差为9.9%,平均相对误差为3.3%.应用该方程可为稠油分类、流体评价和稠油油藏开发提供可靠依据.     

粘度测量的几种方法

文章介绍了粘度测量的过程毛细管技术以及几种直接或间接测量粘度的新方法。     

聚合物-降粘剂复合驱原油粘度界限确定方法

聚合物-降粘剂复合驱已越来越广泛地应用于各大油田,并取得了良好的开发效果,但随着原油粘度的增大,增油量不断减少,开发效益不断降低,目前尚没有明确方法来确定所适用的原油粘度界限,严重制约了该技术的推广应用。为此,从财务净现值入手,以吨剂增油值作为筛选指标,建立聚合物-降粘剂复合驱的原油粘度界限确定方法,以孤岛油田东区Ng4~1-5~1单元为例,利用所建方法得到该区块的原油粘度界限筛选图版。研究结果表明,聚合物-降粘剂复合驱原油粘度界限随油价上升不断增大,当油价为40美元/bbl时,原油粘度界限仅为854 mPa·s,但当油价升至70美元/bbl时,原油粘度界限提高至4 471 mPa·s。