低界面张力活性纳米流体的研制与渗吸驱油机理分析

为了提高低渗透油藏的原油采收率,水平井压裂后活性水渗吸吞吐工艺被广泛应用,研制高效渗吸剂配方是其成功的关键.本文通过"一锅煮"法合成了低界面张力阴非离子表面活性剂三苯乙烯基聚氧乙烯醚羟丙基磺酸钠(TPHS),考察了该剂的界面活性和耐盐性,将TPHS与α-烯基磺酸钠(AOS)、纳米SiO2颗粒进行复配得到了低界面张力纳米...     

生物纳米驱油剂体系的制备与性能评价

为了实现油田的绿色高效开发,通过芽孢杆菌3096-3（Bacillussp.3096-3）代谢产物脂肽类表面活性剂与希 瓦氏菌CD-8（Shewanella sp. CD-8）还原产物纳米铁颗粒进行复配,形成一种绿色、环保、高效的新型生物纳米驱 油体系。通过液相色谱-质谱分析（HPLC-MS/MS）、红外吸收光谱分析（FT-IR）、X射线粉晶衍射仪（XRD）、和扫描 电子显微镜（SEM）、粒径与Zeta电位分析等方法对菌株的代谢产物、还原产物以及复配体系的分散稳定性进行了 表征,并探究了复配体系的乳化性能与提高采收率的能力。实验结果表明,由脂肽类生物表面活性剂和纳米铁颗 粒复配而成的生物纳米驱油剂体系具有良好的分散稳定性,乳化性能与纳米铁颗粒浓度呈正相关关系;在实验 条件范围内,渗吸采收率随纳米颗粒浓度与温度的升高而增加,在温度为70℃下纳米铁颗粒浓度为100mg/L时 的生物纳米驱油剂体系渗吸采收率最高可达56.80%,渗吸采收率效果优于单一的生物表面活性剂与纳米铁流 体。所研制的生物纳米驱油剂体系为油田的绿色开发提供了一种可行性的方法。     

纳米微乳液驱油体系的构建及性能评价

微乳液驱油是一种有效的提高采收率技术。由十二烷基甜菜碱、异丙醇和90～120石油醚等制备微乳液,采用拟三元相图法研究助表面活性剂与表面活性剂比值Km对微乳液的影响,结果表明：随着Km值的增大,形成微乳区的面积先增大后减小,当Km=2时具有最大面积。通过微乳液稀释法制备了纳米微乳液驱油剂,采用激光散射系统和旋转滴界面张力仪分别测定其粒径分布和界面张力,结果表明：浓度为0.25%的平均粒径为149.0 nm;浓度为0.3%时具有最低界面张力为1.780 44 mN/m。实验室评价了纳米微乳液驱油剂的性能,结果表明：在不同温度下均具有良好的分散稳定性;浓度为0.5%时具有最大起泡高度为140 mm;浓度为0.3%时有最大乳化效率为55.0%;浓度为0.2%时具有最大洗油效率为88.39%;浓度为0.3%时总驱油采收率为86.78%。     

河南油田稠油油藏化学驱油剂筛选评价

对不同聚合物和聚合物表面活性剂物理性能进行评价,初步筛选出聚合物超高分子量Ⅱ和聚合物表面活性剂JBJX-1作为驱油剂。考察了这两种驱油剂的长期热稳定性、耐温抗盐性、界面流变性及岩心吸附量;岩心驱替实验表明,超高分子量Ⅱ比JBJX-1注入性好;建议选择超高分子量Ⅱ,浓度为2 000~2 500mg/L,注入量为0.6 PV,在古城油田B125区块开展矿场试验。     

致密砂岩油藏纳米乳液渗吸增产作用机理

纳米乳液作为一种纳米级胶体分散体系，因其优异的界面性能以及提高采收率效果被广泛应用于非常规油藏开发。基于低能乳化法制备了水包油型纳米乳液体系，通过室内实验明确纳米乳液静态吸附性能、润湿反转性能以及自发渗吸的内在联系，并分析纳米乳液在致密砂岩油藏中的渗吸增产作用机理。实验结果表明：纳米乳液的平均粒径小于10 nm，满足进入致密砂岩绝大部分孔喉的粒径要求，在致密孔喉内能充分扩散运移，从而扩大渗吸作用范围。纳米乳液的临界胶束质量分数为0.015%，能够有效降低油水界面张力至2 mN/m左右。纳米乳液的吸附等温线符合Langmuir 吸附模型，其润湿反转机理以吸附机理为主。纳米乳液能够增溶原油，并通过乳化作用进一步分散原油，减小乳状液中油滴尺寸，减弱油滴通过孔喉时的贾敏效应，降低渗流阻力。岩心润湿性会影响渗吸采收率，随着岩心亲水性增强而增加，不同润湿性岩心自发渗吸时孔隙动用程度存在差异，加入纳米乳液能显著提高油湿岩心内小孔渗吸采收率。同时，增加纳米乳液浓度与边界开放程度可以提高渗吸采收率，这主要是由于致密砂岩自发渗吸受毛细管力主导，边界开放程度增加能够扩大纳米乳液接触面积，纳米乳液浓度增加能够增强润湿反转作用与乳化作用，从而增强自发渗吸效果。     

表面活性剂对中性砂岩渗吸的影响

为了深入了解中性露头砂岩的渗吸规律和渗吸采收率,使用盐水和不同种类的表面活性剂溶液研究了中性砂岩的自发渗吸行为,并对比了不同情况下的渗吸采收率。结果表明,同一类型的非离子表面活性剂只有在特定的结构下渗吸效果才能达到最好;阴离子表面活性剂渗吸效果较好;盐水渗吸后再进行表面活性剂渗吸的总渗吸采收率比直接进行表面活性剂渗吸的采收率低。实验结果表明,盐水和阳离子表面活性剂溶液的渗吸采收率均为5%～6%,非离子表面活性剂溶液渗吸采收率为6%～14%;阴离子表面活性剂溶液渗吸采收率为9%～13%。故中性砂岩油藏采用渗吸技术时应优选表面活性剂,且宜尽早开展表面活性剂渗吸。     

砂岩油藏双子表面活性剂渗吸配方研究

本文评价了砂岩油藏低浓度双子表面活性剂（0.2%）渗吸提高采收率效果,考察了双子表面活性剂结构和配方对渗吸的影响。将岩心依次经地层水和原油自吸后放入表面活性剂溶液中测定,发现阳离子双子表面活性剂12-3-12不出油;阴离子双子表面活性剂AAAS采收率为37.27%;阴离子双子表面活性剂12-2-12和磺基甜菜碱C14AB复配后的采收率为38.8%;AAAS和月桂醇醚硫酸钠AES复配体系采收率达53.95%;脱水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚TW-60和AES复配后的采收率为60.2%。TW-60分子中的酯键不稳定,高温下容易水解断裂,因此选用AAAS和AES的基础配方。加碱（偏硼酸钠）配方渗吸采收率达到59.85% ,比无碱配方渗吸采收率高20.17%。室内一维均质岩心流动实验表明,双子表面活性剂渗吸配方比水驱提高采收率29.8%。     

渗吸驱油型清洁压裂液技术研究

为实现低渗透油藏"压裂施工-渗吸驱油"一体化开发,室内成功开发出渗吸驱油型压裂液R60。该体系基于黏弹性表面活性剂,具有良好的增黏、交联性能,可以实现在线混配连续施工;压裂液在50℃、170 s-1下黏度大于35 mPa·s,与长8原油间的界面张力可达到3.4×10-3mN/m,能将亲油岩石表面的润湿性向亲水方向转变,岩心静态渗吸驱油效率达到35.64%,显示出良好的静态渗吸驱油效果。本实验研究结果,为进一步提高低渗透油藏增产改造效果提供新的实验支撑。     

无机盐对亲水砂岩化学渗吸的影响

利用国产露头砂岩岩心,研究了亲水条件下,无机盐对岩心采用表面活性剂溶液进行自发渗吸驱油的规律和采收率的影响。研究表明,无机盐对亲水砂岩的化学渗吸行为和最终渗吸采收率存在一定影响,具体表现为表面活性剂溶液中添加C2＋或SO4^2-后,随着2价离子浓度增加,采收率先小幅下降后快速增加,采收率与2价离子浓度呈类似“u”型变化特征,较高浓度的2价离子对化学渗吸具有一定促进作用。添加适量的Ca2＋或SO4^2-,可以促进岩心的化学渗吸,从而提高岩心渗吸采收率。     

基于模糊层次分析法的油藏渗吸潜力评价方法

目前渗吸提高油藏采收率的方法已经广泛应用于裂缝性油藏、裂缝性低渗透油藏和低渗透油藏,并且起着越来越重要的作用。利用渗吸作用提高油藏采收率,需要对油藏进行适用性评价,确定油藏渗吸潜力。油藏存在多因素,需对其定量评价,在多种因素定量化的基础上综合研究这些参数的影响。引入最新的模糊层次分析法,对油藏渗吸潜力区块进行评价和筛选,对油藏毛管压力、润湿性、裂缝渗透率与基质渗透率比值等多因素影响效果进行综合评价,并通过W-R均值模型验证模糊层次分析法评价渗吸潜力区的正确性,对低渗透油田渗吸潜力评价具有一定的指导意义。     

界面润湿性调控驱油剂的制备与性能评价

为高效剥离吸附在岩石表面的油膜,以油酸、过氧化氢、乙酸、氢氧化钠等为主要原料,经两步反应制备了一种新型界面润湿性调控驱油剂9,10-二羟基硬脂酸钠(SDHS)。通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了结构表征,并对其吸附性能、润湿性调控性能、降低界面张力性能以及油膜剥离性能进行了评价。结果表明,SDHS在亲油处理后的云母片表面均匀吸附。SDHS可通过吸附调控亲油岩石表面润湿性至强亲水/水下疏油状态。将亲油处理的玻璃片在0.3%SDHS溶液中浸泡48 h,玻璃片表面的水滴接触角由99.2°降至27.1°,水下油滴接触角由18.1°增至142.3°。SDHS可将油水界面张力降低至1 mN/m以下,0.3%SDHS溶液降低界面张力能力最强。40℃下,经0.3%SDHS处理48 h,载玻片表面的油膜面积减小53.6%,油膜剥离能力优于传统表面活性剂如十二烷基硫酸钠。SDHS同时降低油水界面张力和调控固液界面润湿性,油膜剥离效果较好,有望进一步提高采收率。     

压驱用增注驱油剂的制备和性能评价

低渗透油藏在水驱开发中存在地层能量不足和注水困难的问题。一方面注水压力高、欠注严重;另一方面 地层压降大、产能递减快,采油速度和采出程度低,水驱过后依然存在膜状或油滴状等多种形态的残余油。针对 上述问题,以环氧氯丙烷、十二烷基叔胺、甲硝唑等为原料制得甲硝唑不对称Gemini 型表面活性剂,将其与脱氢 松香型表面活性剂、鲸蜡醇、乙醇等复配制得功能型增注驱油剂。研究了功能型增注驱油剂的乳化能力、润湿 性、防膨性、降压增注及驱油效果等,并在渤南油田进行了现场应用。结果表明,该功能型增注驱油剂不仅可以 吸附在油水界面降低油水界面张力,还可以乳化原油、清除油膜,并且其中的阳离子组分以水为传递介质在岩石 表面形成分子膜,稳定黏土,改善岩石表面润湿性,降低注入压力、提高注水采收率。功能型增注驱油剂在较低 浓度时即有较好的防膨效果,其降压增注及驱油效果较好。在压驱现场试验中,注水井的注入能力和对应油井 的产油能力显著提高。     

防膨剂与驱油剂配伍性的实验研究

采用测定油水界面张力、防膨率和驱油率的方法,筛选出合适的防膨剂和驱油剂体系,并对防膨剂与驱油剂进行了配伍性研究。结果表明,防膨剂与驱油剂具有较好的配伍性,水溶性好,且防膨剂和驱油剂可随注入水同时注入地层,防膨率在80％以上,界面张力达超低,水驱后转注0．3PV防膨剂／驱油剂复配体系,驱油率增幅达12％以上。     

大分子交联剂制备颗粒驱油剂及其性能

为了解决我国油田开采中出现的非均质性突出、高温高盐等问题,本文突破小分子交联剂制备颗粒驱油剂的技术思路,采用合成的多种新型大分子交联剂制备了系列颗粒型驱油剂,并且对其网络结构、力学性能、耐老化能力以及运移机理进行了研究。研究结果表明,大分子交联剂能够有效提高凝胶的均匀性,赋予了凝胶的优异的力学性能。3种大分子交联剂凝胶的断裂伸长率都在2000%以上,断裂强度达到0.3 MPa以上,并且90%压缩应变下不破坏。其中MCH0.5-30性能最优,断裂伸长率能够达到2800%,断裂强度能够达到0.6 MPa。此外其在85℃、30 g/L矿化度的盐水中,老化性能优于小分子交联剂制备的颗粒型驱油剂。大分子交联剂为制备高性能凝胶颗粒驱油剂提供了新的思路,有望在高温高盐的苛刻油藏中得到应用。图26参15     

分子膜驱油剂的室内研究

分子膜驱油剂是一种新型纳米膜驱油剂,它主要是使岩石表面亲油性转为亲水性,从而剥离油膜,通过自发吸附作用驱替出孔隙内的残余油。试验结果表明,分子膜水溶液的表面张力基本不随溶液浓度而改变,说明分子膜不具有表面活性。柴油和分子膜水溶液间的界面张力基本上也不随溶液浓度而改变。静态脱油和动态驱油试验结果表明,分子膜驱油剂含量为1 000×10-6时,分子膜水溶液的驱油效果最好,可提高采收率16.2％。     

超微细粉体堵剂性能评价及应用

对高效新型超微细粉体堵剂 （基本配方为： 20%～30%超微细油井水泥+10%～15%纳米碳酸钙+3%～5%超微细氧化钙+15%～20%含硅、 铁和铝元素的纳米氧化物+3%～5%钠膨润土+2%～3%碳酸钠+1%～2%磷酸盐+1%～2%铁铬盐 FCLS+0.5%～1%纤维素类高分子聚合物HECMC +1%～2%AMPS聚合物+1%～3%氢氧化钠, 按不同的水灰比可配制成不同密度的超微细堵剂浆体） 的流变性、 凝固时间和岩心封堵率及形成固化体的抗压强度等性能进行了室内综合评价, 并进行了现场应用。研究结果表明, 密度1.4数 1.8 g/cm³堵剂浆体的黏度小于35mPa· s, 注入性好, 能进入地层深部孔隙。密度大于1.6 g/cm³时, 堵剂浆体的悬浮性好, 基本不分层。超微细堵剂浆体固化时间可调, 施工安全, 初凝时间2.7～18.5 h, 终凝时间3.1～28.1 h。固化后的体积不收缩, 固化体的抗压强度大于25 MPa, 耐温130℃、 耐盐20×104 mg/L。堵剂对不同渗透率 （20.5×10^-3数 127×10^-3 μm²） 岩心的封堵率均达99.9%, 且耐冲刷、 高温稳定性好。堵剂具有一定的溶解性, 经酸岩反应后被封堵岩心的渗透率恢复率大于50%。超微细粉体堵剂已在低渗油藏卫360块应用27井次, 工艺成功率100%, 增油有效率100%。图1表10参19     

环保堵剂 BHW-101性能评价与应用

为降低聚合物凝胶类堵剂的毒性,以0.15%~0.30%多羟基烷为主剂、0.15%~0.40%乌洛托品为助剂,与0.15%~0.5%聚合物反应制得有机堵剂BHW-101。研究了pH值和矿化度对BHW-101成胶效果的影响,考察了BHW-101的稳定性、封堵性、动态成胶性及毒性,并在渤海油田进行了现场应用。结果表明,BHW-101在pH值为5~8时均可成胶,矿化度对体系成胶强度和封堵性能的影响较小;BHW-101的长期稳定性良好,85℃下储存90 d后的黏度降幅小于15%;BHW-101封堵性能良好,对单管填砂管的封堵率约为94%,可选择性封堵高渗透层;BHW-101在震荡条件下亦可成胶,但成胶时间延长;BHW-101无毒环保,可替代目前大量使用的重金属铬离子、苯酚/醛类高毒性交联剂;在渤海油田A31井使用BHW-101堵水,增油降水效果明显,适用于高含水或特高含水期油井堵水或水井调剖作业。     

聚氧化乙烯胶凝剂的应用及增稠性能评价

以聚氧化乙烯为胶凝剂,20％盐酸为溶剂,以及其他助剂,制得胶凝酸体系。考察了除氧剂、交联剂及加量对胶凝酸体系粘度的影响,结果表明,聚氧化乙烯胶凝剂与其他添加剂具有良好的配伍性,具有良好的增稠效果。确定了可用于高温酸化的胶凝酸体系配方：聚氧化乙烯胶凝剂加量（质量分数,下同）为0．8％,除氧剂为0．1％Na2SO3＋0．02％MnSO4,苯酚交联剂加量为0．1％,其余为20％盐酸。     

HS-1封窜剂性能评价及应用

以硅酸盐结构形成剂、高活性微晶增强剂、活性超微粉增强剂、玻璃纤维增韧剂、JB-1型触变调节剂和缓速剂等复配制备了HS-1封窜剂,确定了封窜剂浆液最佳水灰比为0．6～0．9,JB-1型触变调节剂最佳加量为0．3％-0．4％。评价实验表明,该封窜剂具有较强的触变性、驻留性、封堵性和抗压性能。现场应用表明,该封窜技术可以有效封堵管外窜槽,截止目前,该技术已累计现场应用11井次,工艺成功率100％,有效率100％,累计增油量10376．2t,降水量26872．1m^3,增油效果显著。     

碱土调剖剂的性能评价与应用

碱土调剖剂主要由聚合物调剖剂与碱土复合而成,通过试验测定了碱土在聚合物溶液中的膨胀率,碱土调剖剂的密度和初始粘度,分析了段塞大小、碱土目数和碱土质量分数对封堵效率的影响,并分析了岩心渗透率对碱土调剖剂流动性能的影响.对太108-65井进行了现场试验,注水压力由施工前的3.8MPa提高到10.2MPa,3条水窜通道平均长...