中原油田表面活性剂/聚合物二元复合驱技术室内研究

针对高温高盐的中原油田,考察了石油磺酸盐MJ2和DQ分别与M=2.4×107的HPAM Y2、疏水基含量0.25%的疏水缔合聚合物AP-P5组成的4个表聚二元体系98℃下的界面张力、表观黏度、耐盐性和热稳定性.配液用水为矿化度122.4 g/L、含钙镁的胡12块产出水,在考察耐盐性时使用NaCl盐水,基础实验体系含石油磺酸盐3.0 g/L,含聚合物1.5 g/L.含MJ2的表聚二元体系与胡12块原油间的界面张力在含盐量30～210 g/L时维持10-3～10-4mN/m超低值,受含盐量的影响相对较小,动态界面张力迅速达到稳定.含Y2的表聚二元体系即使Y2浓度增至2.5 g/L,黏度仍小于10 mPa·s.含AP-P5的表聚二元体系在温度超过60℃后,黏度快速上升,在AP-P5浓度超过1.0 g/L后,98℃黏度快速上升,含盐量达到230 g/L时为54～59 mPa·s.3.0 g/L MJ2 1.5 g/L AP-P5体系为最佳体系,在98℃老化150天过程中界面张力波动小,150天后黏度31.3 mPa·s.在98℃用此体系在天然岩心上驱油,注入段塞体积为0.25～0.30 PV,采收率提高值为14.3%～15.8%.图8表3参2.     

复合驱驱油用无碱表面活性剂筛选

无碱表面活性剂/聚合物二元复合驱油体系能与原油形成低的界面张力,而且由于配方中没有了碱,解决了设备腐蚀和乳化等问题,减小了采出液地面处理的难度。通过室内实验优选出二元复合体系的配方,并对该配方与试验区块油水条件的配伍性、黏度稳定性、热稳定性、抗盐性能、抗硬水性能、乳化性能等方面进行了评价,认为该配方各方面的性能均符合要求。并利用该复合体系进行了物理模拟研究,结果表明:洗油效率在采收率中所做的贡献只占复合驱采收率的一部分,而聚合物扩大波及体积对其采收率的贡献占有一定的比例。正是二者的协同作用提高了驱油效率。     

表面活性剂-聚合物二元复合体系评价指标探讨

表面活性剂SP-1及石油磺酸盐KPS与聚合物分别复配为二元复合体系.通过实验对比评价了这2种二元复合体系的物理模拟驱油、降低油水界面张力、乳化原油、改变岩石润湿性及抗吸附等的能力.虽然KPS二元复合体系与原油界面张力为6.2x10-2mN/m,但在4组驱油实验中,有3组采收率提高值都高于界面张力为9.1x10-3mN/...     

低浓度表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系的分子模拟与配方设计

 采用耗散颗粒动力学（DPD）方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油-水界面的排布行为,考察了分子结构、油相等因素对界面密度和界面效率的影响,探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的机理。实验研究了表面活性剂类型、油相、表面活性剂复配等对油-水界面张力的影响。结果表明,“阴-非”表面活性剂复配可使油-水界面张力降低1个数量级。根据分子模拟和实验研究结果,结合孤东七区试验区原油特点,提出了“0.3%”石油磺酸盐 + 0.1%表面活性剂1^#+0.15%聚合物"的二元复合驱配方,可使油-水界面张力降低至2.95×10^-3 mN/m,物理模拟实验提高采收率高达18.1%。     

二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率实验研究

二元复合驱能够大幅度提高水驱后油藏采收率,为深化二元复合体系提高采收率机理认识,开展二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率研究。通过物理模拟实验、微观可视化驱替实验和核磁共振实验,研究具有不同界面活性和乳化性能二元复合体系的驱油效果,明确渗流过程中其界面活性变化规律,阐明油水界面张力与乳化性能协同提高采收率机理。结果表明,由于油藏的非均质性及驱油体系性能变化,二元复合体系与原油界面张力并非越低越好。过高界面张力不利于洗油效率的提高,而过低界面张力不利于乳化作用的发挥。当油水界面张力与乳化性能配伍关系良好时,二元复合体系既可以利用较低界面张力启动油藏深部残余油,又可以通过残余油滴封堵大孔道,改变油藏深部流场分布,降低非优势层剩余油饱和度,实现大幅度提高采收率的目标。     

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。     

聚表二元驱表面活性剂的研究与应用进展

在阐明聚表二元复合驱提出的背景及特点基础上,指出了聚表二元复合驱对表面活性剂的基本要求。分析了常规表面活性剂用于二元复合驱存在的问题和相应的对策。重点对聚表二元复合驱表面活性剂的研究现状和应用实例进行了讨论。     

驱油用二元复合体系的性能评价研究

无碱表面活性剂/聚合物二元复合驱油体系能与原油形成低的界面张力,而且由于配方中没有了碱,可解决设备腐蚀和乳化等问题。通过室内实验优选出了二元复合体系的配方,并对该配方与试验区块油水条件的配伍性、热稳定性、抗盐性能、抗硬水性能、乳化性能等方面进行了评价,认为该配方各方面的性能均符合要求。     

稠油用聚合物/表面活性剂二元复合表面活性剂

利用聚合物/表面活性剂二元复合表面活性剂(wxl-2)对中国石化胜利油田一区稠油进行驱油。研究了wxl-2溶液的油水瞬时界面张力、表面张力、吸附性能、乳化性能及热稳定性。实验结果表明,当wxl-2溶液的质量浓度为3~6 g/L时,油水瞬时界面张力均可降至10-4 mN/m数量级,超低油水瞬时界面张力有利于提高稠油采收率。wxl-2溶液的表面张力低,热稳定性良好,且对稠油具有较好的乳化能力。wxl-2溶液在石英砂上的吸附损失量低于行业标准。wxl-2溶液被岩心吸附5 d后,或在80℃下放置30 d后,油水瞬时界面张力仍可降至10-4 mN/m数量级。     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系性能研究

针对大港油田孔南地区油藏具有高凝、高黏和高矿化度等特点及水驱开发效果较差的问题,进行了疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系应用的可行性研究。分别考察了疏水缔合聚合物AP-P7 溶液及由聚合物AP-P7 和非离子表面活性剂官109PS985 组成的聚/表复合二元体的系黏度、分子线团尺寸、界面张力及其影响因 素,采用β-环糊精作为调节剂改善疏水缔合聚合物油藏适应性,分析了高凝高黏油藏聚合物和聚/表二元复合驱提高采收率机制。结果表明,β-环糊精可改变疏水缔合聚合物分子形态结构,使其与岩心孔喉匹配性变强,减少堵塞。由注入水和软化水配制的浓度2000 mg/L 的聚合物溶液黏度分别为223.4 mPa·s 和302.5 mPa·s,而加入0.07%的β-环糊精后的黏度分别为26.5 mPa·s 和35.3 mPa·s,加入β-环糊精后聚合物AP-P7 溶液的黏度明显降低。调节剂β-环糊精加量由0.001%增加至0.07%时,聚合物的分子线团尺寸由235 nm降至155 nm。此外,β-环糊精加量由0.001%增至0.07%或溶剂水中钙镁离子浓度由508 mg/L降低至0 时,聚/表二元体系与原油间界面张力降低,洗油效率提高。将含有β-环糊精的由注入水配制的浓度2000 mg/L的AP-P7 溶液注入气测渗透率3500×10^-3μm²的岩心,β-环糊精加量由0.001%增至0.07%时,阻力系数和参数阻力系数分别由35.6 和15.9 分别降至25.7 和11.0。在聚/表二元复合体系（C_p=2000 mg/L,C_s=2000 mg/L）中加入0.02%的β-环糊精,软化水配制的聚/表二元复合体系的黏度（81.5 mPa·s）高于未除去加药后注入水中沉淀的含垢水所配制的聚/表二元复合体系的黏度（69.5 mPa·s）,但后者的阻力系数和残余阻力系数高于前者的,后者的注入压力也高于前者的。图5表8参16     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

聚/表二元复合驱提高普通稠油水驱后残余油采收率的研究

采用椰油脂肪酸二乙醇酰胺型烷醇酰胺(6501)与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)组成二元复合驱体系,利用旋转滴法测定了该二元复合驱体系的耐温、抗盐、抗二价离子等性能,通过人造岩心物模实验和微观驱油实验分别评价了该体系的驱油效果。实验结果表明,0.1%(w)HPAM+0.3%(w)6501二元复合驱体系在40~80℃、矿化度1 000~13 000 mg/L、Ca~(2+)含量50~350 mg/L范围内的油水界面张力在10~(-3)~10~(-2) m N/m间保持稳定;人造岩心物模实验和微观驱油实验结果均显示,水驱后注入聚合物驱或二元复合驱时,二元复合驱体系较单独的聚合物驱可进一步提高采收率。     

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。     

基于低质量浓度表面活性剂的复合驱效果评价

以往为了达到超低界面张力,复合驱大多使用较高质量浓度的表面活性剂,通常为1 000~3 000 mg/L,不仅增加了成本且未必能取得好的驱油效果。为了探究低质量浓度表面活性剂的驱油效果,设计了低质量浓度表面活性剂的复合驱物理模拟实验。静态实验结果表明,在低质量浓度表面活性剂条件下,油水界面张力可达到10-2mN/m数量级及以下,加碱后,界面张力更低;碱和表面活性剂都会对聚合物的粘度和粘弹性产生影响,碱在较高温度下会大幅度降低复合体系的粘度和粘弹性。驱油实验结果表明,与水驱相比,在所选择的低质量浓度表面活性剂驱油体系中,表面活性剂—聚合物二元复合驱和碱—表面活性剂—聚合物三元复合驱均可提高采收率19.5%以上,三元复合驱的驱油效果最好,提高采收率21.8%以上。这表明低质量浓度表面活性剂驱油体系驱油效果很好。     

络合剂改善无碱一元和二元复合驱油体系的增粘能力和油水界面性能

通过研究络合剂对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和直链烷基甜菜碱(BH)粘度和油水界面张力的影响,探讨了在高矿化度条件下,利用络合剂作为助剂改善无碱一元和二元复合驱油体系增粘能力和油水界面性能的方法。结果表明,在NaCl,CaCl2和MgCl2的质量浓度分别为6 500,890和520 mg/L的矿化水中,质量浓度为50 mg/L的络合剂就可以使质量浓度为1 800 mg/L的HPAM的粘度增加80%以上,可以使质量浓度为800~3 000 mg/L的直链烷基甜菜碱BH与原油的最低界面张力由10-2mN/m数量级降低到超低水平,而且这种络合剂也可以使1 800 mg/L HPAM—800 mg/L BH二元复合体系老化30 d的粘度增加40%以上,并使油水界面张力最低值由1.52×10-2mN/m降低到6.06×10-3mN/m。通过考察粘度和油水动态界面张力随不同老化时间的变化规律,分析了络合剂的作用机制。     

采出液配制二元复合体系可行性实验研究

辽河油区锦16块实施二元复合驱时,产生大量采出液,同时要向油层注入大量水以保持油层压力。通过室内驱替实验模拟该区块实施复合驱后二元体系的采出液,测定采出液配制二元复合体系的界面张力、黏度稳定性及流变性,研究采出液配制二元复合体系的可行性。结果表明:不同注入阶段采出液配制的二元复合体系所需的聚合物用量均比深部处理污水配制相同黏度的聚合物干粉用量少;采出液配制的二元复合体系界面张力可达10-3mN/m;采出液配制的二元复合体系的黏度具有较好的稳定性;采出液配制的二元复合体系具有较好的黏弹性。因此,采出液配制二元复合体系是可行的。     

利用采出液配制二元复合体系驱油实验研究

为了在二元复合驱油过程中,既取得增油效果,又达到节约化学剂用量和减少污染的目的,利用不同采出阶段采出液及其配制的二元复合体系,进行了采出液二次利用驱油的物理模拟实验。将采出液原样、采出液原样配制的二元复合体系、深部处理污水配制的二元体系这3种试剂进行驱油效果对比。结果表明:使用采出液原样配制的二元复合体系的驱油效果与深部处理污水配制的二元复合体系驱油效果相当,优于直接使用采出液原样。