两性表面活性剂与纳米材料复配体系研究

纳米材料为开发新型高效驱油体系提供了新思路.将芥酸酰胺甲基哌嗪丙磺酸盐(EDPS)与不同纳米材料混合,评价了各类复合体系的界面活性及黏度变化,并得出了EDPS与不同纳米材料的作用机理.进一步研究了低浓高黏高界面活性的EDPS/氧化石墨烯(GO)复合体系,并就其耐温性、耐盐性及抗老化性进行实验.结果表明,在高温(90℃)...     

阴、阳离子表面活性剂构筑蠕虫状胶束体系性能研究

在三次采油技术中,聚合物-表面活性剂二元复合驱技术被广泛应用.蠕虫状胶束是表面活性剂分子形成的特殊形态胶束,其兼有增黏性能和界面活性,形成的黏弹性体系被称为黏弹性表面活性剂.本文使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)复配构筑蠕虫状胶束体系VES?1,在矿化度为20000 mg/L、温度为35℃时...     

聚合物驱油体系弹性对高黏稠油驱油效率的影响

为了解聚合物驱油体系的弹性对高黏稠油驱油效率的影响, 建立了一套模拟层内均质性的平板夹砂可视驱油实验装置, 提出了一种新的量化评价驱油效率的方法—灰度法, 研究了部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和疏水缔合聚丙烯酰胺 （HAWSP-2） 的弹性及其对稠油驱油效率的影响。结果表明： 由于疏水缔合作用的存在, 在低剪切速率下 HAWSP-2的抗剪切性好于 HPAM; 剪切黏度均为 100 mPa· s的 HPAM和 HAWSP-2的流型指数、 第一法向应力差、 屈服应力和形变恢复率分别为 0.384、 20.60 Pa、 0.29 Pa、 35.67%和 0.204、 67.50 Pa、 1.25 Pa、 183.15%,HAWSP-2的弹性大于 HPAM; 驱油实验中, 随着驱替模拟稠油黏度的增加, HPAM和 HAWSP-2的驱油效率均逐渐降低, 但 HAWSP-2的驱油效率总是高于 HPAM; 驱替同黏度的模拟稠油时, 单位驱油效率增幅所对应的弹性参数变化幅度从大到小依次为： 形变恢复率>屈服应力>第一法向应力差>流型指数, 即变形-恢复能力、 屈服应力、 第一法向应力差和流型指数对驱油效率的贡献依次增大。聚合物弹性对稠油驱油效率的影响为正相关关系, 流型指数是决定聚合物弹性对驱油效率影响的主导因素。图6表3参12     

聚合物驱油体系高效络合剂研究

针对部分水解聚丙烯酰胺在高矿化度条件下增黏能力下降的问题,采用仪器检测和物理模拟等方法,对具有能够去除或屏蔽水中Ca²⁺、Mg²⁺的络合剂进行筛选、复配和评价,并在此基础上,进行流动性实验和驱油效果实验研究。结果表明,10种络合剂中,氨基三甲叉膦酸与羟基乙叉二膦酸对部分水解聚丙烯酰胺具有很好的增黏效果,增黏率达到了30%左右。综合考虑增黏效果、稳黏效果、反应时间和成本等方面因素,将10种络合剂复配,其中,“SY-Ⅰ”络合剂提高初始黏度效果明显,“SY-Ⅱ”络合剂提高黏度稳定性效果明显。与未加络合剂的聚合物溶液相比较,加入络合剂的聚合物溶液分子线团尺寸更大,黏弹性更好,阻力系数和残余阻力系数更大,驱油效果更好。矿场试验表明,加入络合剂的聚合物在驱替过程中注入压力明显提升,采油井的含水明显下降,产油量明显增加,增油降水效果显著。该研究对提高聚合物驱技术经济效益、指导矿场实践应用具有重要意义。     

海上高含水油田蠕虫状胶束驱油技术研究与应用

目的 针对常规化学驱体系,聚合物耐剪切性能不佳,地层深部黏度保留率受影响的问题,进行蠕虫状胶束驱油技术研究。方法 利用甜菜碱表面活性剂单体(PSM)、N,N-二甲基丙二胺等原料,采用酰胺化和季铵化两步反应的合成方式,减压条件下少量多次旋干,合成了具有黏弹性和界面活性的驱油用蠕虫状胶束表面活性剂,考查了蠕虫状胶束的分子结构、流变特性、微观结构、抗剪切性能、耐盐性能、界面张力和驱油特性。结果 通过核磁谱获得的结构与目标产物一致。蠕虫状胶束在渤海模拟盐水中具有较好的增黏性(质量分数为0.30%～0.50%时,表观黏度10～50 mPa·s, 7.34 s^-1)、耐盐性(<100 000 mg/L)及降低油水界面张力的能力(10^-2 mN/m)。岩心驱替实验结果表明,蠕虫状胶束比常规聚合物具有更强的驱油能力,采收率增加11.7%。现场单井组试验增油2 700 m³。结论 蠕虫状胶束驱油技术在海上高含水油藏中,可作为一种高效驱油剂有效发挥增油降水作用。     

化学驱体系油水界面扩张黏弹性研究进展

在化学驱过程中,油水的界面扩张流变性对驱油机理和效果的影响极大。本文综述了化学驱体系中表面活性剂、碱和聚合物对油水界面扩张黏弹性的影响规律,重点剖析了不同类型物质在油水界面上的分布特征、相互作用及界面膜结构,分析了时间、频率和浓度等因素与油水界面扩张黏弹性的关系,为研究化学驱的渗流特征、乳化机理、油墙形成、乳液后处理等问题提供参考和依据。     

聚合物与表面活性剂二元驱油体系界面性质研究

将沟槽式界面粘度计及其改进测定方法用于聚合物与表面活性剂二元驱油体系的界面性质研究，应用均匀设计方法安排实验方案，得到了不同条例上的表面粘度和与模拟油之间的界面粘度，用逐步因归分析方法对所测得的界面参数进行回归分析，得出了聚合物浓度、表面活性剂浓度和矿化度等因素对界面性质影响的初步规律。     

复配型表面活性剂与碱／聚合物三元驱油体系的筛选实验研究

针对辽河油田某特定区块油藏特征和油品性质,对阴离子型表面活性剂重烷基苯磺酸盐、非离子型表面活性剂聚氧乙烯壬基醚、碱Na2CO3及疏水型聚合物进行复配,对复配体系与原油间界面活性和溶液增粘能力进行实验研究,应用正交实验法进行实验方案设计,通过直接比较和计算分析等方法得出最佳配方：阴离子表面活性剂质量分数0．1％－0．125％,非离子表面活性剂0．15％,Na2CO31．6％-1．8％,疏水型聚合物0．12％。该驱油体系具有较高的界面活性,长期热稳定性较好,而且解决了阴离子表面活性剂的盐析现象和非离子表面活性剂吸附损失大、需要的碱含量高、溶解性能差等问题,同时拓宽了表面活性剂、碱剂在复合驱油体系中的使用含量范围,筛选出的复配型驱油体系适应性更好。     

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。     

两种新型驱油聚合物在多孔介质中的黏弹性

以HPAM ART525和MO-4000为对比，对疏水缔合聚合物HAP3和抗盐梳形聚合物CP4污水溶液的黏弹性进行了实验研究。实测参数为：HAP3、CP4与HPAM的表观黏度比Rη和储能模量比RG，HAP3、CP4的弹性黏度ηe（达西黏度与表观黏度之差）。讨论了ηe的测定原理。CP4的Rη和RG′小，溶液浓度Cp增大时增幅小，30℃、70℃的Rη～Cp曲线几乎重叠，CP4耐温性好。随Cp增大（在cac以上），HAP3的Rη大幅度上升而RG，大幅度下降，70℃的Rη～Cp曲线较30℃曲线大幅下移，HAP3黏度对温度敏感。1000mg／L聚合物溶液流经1．0μm^2岩心测得的ηe，ART525最小，CP4次之，HAP3最大；随γ增大，前二种聚合物ηe增大而HAP3的ηe却减小且随渗透率增大而明显减小，反映疏水缔合结构的易破坏性。认为HAP溶液通过多孔介质流动的压力降，除黏性和弹性分量外，还包含疏水缔合分量．后者应大于前二者之和，由此推断，HAP体系注入时起压快，注入压力高，易进入低渗区，造成的封堵易被破坏。将0．3PV浓度1000mg／L的聚合物溶液注入1．0／μm^2的岩心，ART525、HAP3、CP4提高采收率增幅分别为7．62％、11．28％、12．10％。用HAP溶液中形成类似“项链”结构的疏水缔合聚集体解释HAP3的黏弹性。图6参10。     

三元复合体系的粘弹效应对驱油效率的影响

针对大庆油田三元复合驱矿场因高浓度碱剂而赞成的井筒结垢,卡泵等问题,系统地研究了复合体系的流变行为, 碱剂对三元复合体系粘弹性的影响,并在宏观非均质模型,天然岩心以及微观物理模型上进行了对比实验,实验结果表明,作为影响驱油效率的因素,粘弹效应比超低界面张力更有意义;适当降低复合体系的碱剂用量（界面张力应降至10^-2mN/m数量级）,并未明显影响驱油效率,文章首次提出了低碱复合驱的概念,否定了超低界面张力在复合驱中的必要性,炮一元复合驱中的碱垢问题探讨了新思路,探讨了毛管准数理论在复合驱中应用的局限性。     

聚能等流度高效驱油新方法研究

对于非均质多油层油藏,现有开采理论和技术难以大幅度挖掘难采及滞留的剩余油,提出了同步聚能等流度调控大幅度提高采收率的新方法和驱油机理.通过等流度设计,实现了非均质层内的分流、聚能、聚流过程,达到大幅度驱油节能、节约注入水、减少注剂、降低投资、高效挖掘难采剩余油及大幅度提高采收率和开采效益的目的.数值模拟研究和对岩心渗透率为0.1～3.0μm²的非均质油层室内实验表明,水驱后聚能等流度驱油均获得较好效果,大幅度减少了注剂量、提高了驱油效率和采收率(60%～80%).现场试验分析表明,该方法能大幅度提高采收率.     

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。     

HPAM／Cr3+体系交联机理及HPAM／XL耐温抗盐性

研究了HPAM－Cr^3 体系交联机理，认为部分水解聚丙烯酰胺参与交联的基团是羟基。通过粒度分析，研究了交联体系的交联过程，提出了聚合物交联的分子球理论。利用该理论对HPAM／XL交联体系的耐温、抗盐性和剪切恢复性进行了初步分析。     

黏弹性聚合物溶液对盲端类残余油的微观作用机理

通过实验研究了黏弹性聚合物溶液对盲端类残余油的微观作用机理,得出了在油湿状态下,随着聚合物浓度的增加,即随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率有所提高;在水湿状态下,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率,但能够提高可动油的驱油效率,即亲水岩心盲端状残余油若要流动,它必须先转变为可动油.     

阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105 mg/L、CaCl2为1.5×104 mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定,当NaCl含量为250g/L,能使界面张力降至2.2×10-3 mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10-3 mN/m)。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。     

高矿化度条件下应用的表面活性剂驱油体系

提出并合成了一种新型的非离子-阴离子两性表面活性剂LF,该活性剂在矿化度大于10×104mg/L、氯化钙大于5000mg/L的水中表现出良好的表面活性.对比研究了LF、石油磺酸盐及其复配体系耐盐和降低油水界面张力的能力.研究表明表面活性剂混合体系的耐盐能力随LF比例的增加而增强;对于一给定矿化度的地层水,复配体系能将界面张力降低至超低.文中给出了适合中原油田采油二厂濮城油田濮四南块、中原油田采油三厂卫58块实施的配方及初步试验效果.     

一种低温铬冻胶堵剂的研制

针对温度低于50℃的砂岩油藏的调剖堵水,在室内研制了一种聚合物/有机铬冻胶堵剂.该堵剂以超高分子量(2.4×107)部分水解聚丙烯酰胺为主剂,以三氯化铬/醋酸钠体系为交联剂,在30-50℃温度下能形成高强度的冻胶.室内配方研究结果如下HPAM用量800-2500mg/L,三氯化铬、醋酸钠摩尔比4-2,有机铬催化剂用量300-500mg/L,配制水矿化度(NaCl含量)≤20000mg/L;pH值5-9;成胶时间5h-7d,可调;形成的冻胶粘度＞50000mPa*s;稳定性大于180d.     

特低渗砂岩油藏CO2-低界面张力黏弹流体协同驱油机理研究

目的 特低渗油藏储层物性差、层间非均质性强,造成CO₂驱易发生气窜,提高采收率效果欠佳,其中,CO₂水气交替驱作为结合CO₂驱和水驱优势的方法,具有较高的适用性。为进一步改善CO₂-水交替驱的开发效果,开展了CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱油研究。方法 通过界面张力和润湿性能测试评价低界面张力黏弹流体基本性能,并利用微观可视化驱油实验及岩心驱油实验等,探究了不同驱替方式的驱油效果和CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱油过程中二者之间的“协同作用”机理。结果 低界面张力黏弹流体具备良好的界面活性和改变岩石表面润湿性能力,水驱后开展CO₂驱、低界面张力黏弹流体驱、CO₂-低界面张力黏弹流体交替协同驱,采收率可在水驱基础上分别提高0.91%、10.66%、16.25%,其提高采收率机理包括降低界面张力、改善流度比、改变岩石表面润湿性及乳化作用的协同效应等。结论 CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱既可有效...     

驱替体系的主要性质对驱油效率的影响

为了深入研究粘弹性、粘度和界面张力等性质对驱油效率的影响,采用系列驱替体系进行了大量的物理模拟实验。与前人研究方法不同,实验中将表面活性剂和碱的质量分数分别固定为0.3%和1.2%,通过调整烷基苯磺酸盐表面活性剂的组成配方,使三元复合体系具有不同的界面张力数量级,避免了化学剂质量分数变化引起的实验偏差。研究结果表明,在相同粘度下,三元复合体系的弹性小于聚合物溶液;与水驱相比,单独聚合物驱和表面活性剂—碱二元驱可分别提高采收率14.37%和7.05%;同时改变粘度和界面张力可提高采收率30.41%,证明两者的协同作用效果优于改变单因素时驱油效率的简单加和;粘度越高,降低界面张力对提高驱油效率的影响越大。因此,合理匹配粘度与界面张力之间的关系是提高驱油效率的有效途径。