2-D智能纳米黑卡稳定乳状液的机理*

为揭示二维纳米片状材料(黑卡)对乳状液稳定性的影响,以扶余油田长春岭和三队区块原油为例,在水油体积比为7∶3的条件下,研究质量分数为0.005%的2-D智能纳米黑卡流体对原油乳状液稳定性的影响。通过稳定性分析仪和界面流变仪表征乳状液稳定性大小和界面膜强度,通过观察乳状液的微观形状和粒径分布分析黑卡增强乳状液稳定性的机理。研究结果表明,黑卡尺寸约为70×100(nm),厚度为0.65数1.2 nm。在原油和0.01%稳定剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成的乳状液中加入黑卡后形成Pickering乳状液,乳状液的析水速度变慢,乳状液的稳定析水率从75.71%数78.57%降至65.71%数72.86%;乳状液稳定性提高,稳定性指数(TSI)值由4.73数5.64降至2.71数3.84;乳状液膜的强度增强,体系流变学特征由黏性转变为明显的弹性。黑卡作用的Pickering乳状液的背散射光曲线可分为乳状液破乳区、过渡区和乳状液聚并区3个区域。黑卡能改变稳定剂亲水-亲油平衡,将W/O型乳状液转变为O/W型乳状液,形成液滴尺寸为0.1数5μm大小的乳状液,大幅降低原油黏度。黑卡同时具有亲水-亲油两亲性质,可通过自吸附定向排布于液膜上,增加液膜强度,提高乳状液稳定性。图21表3参22。     

气水交替改善CO2驱油效果的适应界限*

针对低渗特低渗透油藏CO2驱油效果差、气窜现象严重等特点,开展了CO2驱气水交替注入(WAG)方式改善CO2驱油效果研究,评价了岩心渗透率及其非均质性对气水交替驱油效果的影响;选取天然露头和人造非均质岩心,对气水交替的注入速率、注入参数及注入量进行优选,进行了WAG驱的适应性评价。研究表明,对于0.5×10^-3、1×10^-3和5×10^-3μm^2的低渗特低渗均质岩心,气水交替驱能够实现良好的流度控制作用,延长CO2的窜逸时间,且渗透率越低,气窜时间越晚;渗透率级差为5、10和50的非均质性岩心,渗透率级差越小,气水比越高,提高采收率效果越好。渗透率级差大于10时,气窜时间明显提前,特别是当级差大于50时,气水段塞无法有效启动低渗基质中的剩余油,快速气窜而无经济效益。利用气水交替在适应界限范围内可显著降低CO2流度,延长CO2窜逸时间,启动基质中的剩余油,提高剩余油采收率。图16表2参20。     

强水窜油藏凝胶/CO2复合吞吐三维物理模拟

针对华北油藏,选取淀粉凝胶在室内开展配方优选及性能评价,随后采用三维水窜模型开展凝胶/CO₂复合吞吐室内物理模拟实验,并提出了通过凝胶/CO₂复合吞吐提高采收率的方法。结果表明,优选的凝胶体系具有良好的注入性能,小剂量凝胶体系即可在水窜通道中形成I级刚性凝胶,其阻力系数仅为4.36,残余阻力系数高达604.70。三维物理模拟实验结果表明,凝胶/CO₂复合吞吐可提高采收率11.36%,降低含水量至4%～18%。在淀粉凝胶封堵强窜通道后,CO₂可有效置换近井地带剩余油,同时边水可动用基质内部剩余油,在CO₂和边水的双重作用下,大幅度提高强水窜油藏采收率。     

大老爷府低渗透油田深部调剖技术研究

大老爷府油田渗透率低、微裂缝发育、层间非均质性严重,导致开发过程中无效水循环严重、采收率低、综合含水高,因此需要进行油藏深部调剖来改善水驱开发效果.通过评价羟丙基淀粉与丙烯酰胺接枝、交联聚合物冻胶在油藏中的运移、成胶时间、选择注入性及封堵强度等性能,确定该调剖剂完全适合大老爷府的油藏条件.矿场试验后,各注水井的注水压力逐渐升高,平均升高0.65 MPa,区块整体达到了增油降水效果.研究认为:低渗透微裂缝发育的油藏,在高含水开发期通过调剖,可以达到改善注水开发效果的目的;针对具体的油藏条件,有目的的开发合适的调剖体系,并对其适应性进行正确评价,则是保证调剖试验成功的     

铬冻胶与高渗油藏窜流通道强度的适应性研究

中高渗油藏经过长期注水开发，储层物性发生了变化，导致注入水沿着高渗透带形成不同强度的窜流通道，严重影响开发效果。针对现场常用的铬冻胶，通过动态封堵实验研究了不同聚合物浓度（3 000 mg/L 和5 000 mg/L）铬冻胶体系在不同渗透率窜流通道中的注入、封堵性能及驱油效果，并引入了拟阻力系数和拟残余阻力系数，分析了铬冻胶与窜流通道强度的适应性。实验结果表明，聚合物浓度越高，冻胶的注入性能越差，但是封堵性能以及调剖增油效果越好；窜流通道渗透率越高，冻胶封堵强度越弱，而调剖增油效果越差；铬冻胶对3 D、5 D、10 D、50 D 的窜流通道适应性较好，对于100 D、150 D、200 D 的窜流通道适应性较差。该研究结果为铬冻胶应用于现场封堵高渗油藏窜流通道提供了参考依据。     

复合体系启动水驱残余油微观实验研究

采用微观模拟技术,对三元/二元体系启动水驱后残余油进行研究.结果表明,复合体系的高黏弹性及低界面张力特性能够以将油珠拉成油丝、剥离油膜、乳化并携带油滴等方式,大幅度降低水驱后的盲端、簇状、柱状残余油,增加乳化油滴数量,提高驱油效率;当模型水驱采收率为50％时,碱-活性剂-聚合物(ASP)体系最终采收率可达81.2％,SP体系可达85.1％,采收率增幅分别为31.2％和35.1％;等黏度的无碱体系比三元体系驱油效率更高,无碱复合驱具有良好的应用前景.     

三元复合驱靶向输送提高采收率技术

针对三元复合驱在注入井近井地带的损耗问题,提出了将高压水射流钻超短半径径向水平井与三元复合驱相结合的靶向输送提高采收率技术,利用水平井作为"靶向通道",将三元复合体系直接输送至剩余油富集区,避免了三元复合体系在注入井近井地带的损耗。平板均质模型室内实验与数值模拟参数优化研究证实,该技术可显著扩大波及效率,改善驱油效果,大幅度提高原油采收率;靶向输送技术最佳驱替参数组合为:直角靶向输送,通道长度约为井距的15%,三元复合体系段塞注入量为0.4倍孔隙体积;三元复合驱靶向输送技术在合理参数下,相对于水驱可提高采收率48.87%,相对于常规三元复合驱可提高采收率22.04%。靶向输送技术解决了三元复合驱近井地带化学剂的高损耗问题,同时弥补了三元复合驱成本高、应用受限的缺陷,具有广阔的应用前景。图8表2参16     

地下成胶的淀粉-聚丙烯酰胺水基凝胶调堵剂性能研究

题示调堵剂由4.1%淀粉、4.1%AM、0.16%引发剂、0.04%交联剂组成,用吉林油田采出水(矿化度5.15 g/L)配制,30℃成胶时间17小时,成胶强度(通过面积28.3 cm2的两层20目筛网所需驱动压力)为0.85～0.95 MPa,加入0.02%～0.20%缓聚剂可使成胶时间延至25～90小时.可用不同油藏采出水(矿化度4.47～263 g/L)配制,在各该油藏温度下(40～120℃)成胶.在30 m长40～60目含粘土约30%的露头砂填充管中注入9.5 m长调堵剂,沿程压力表明该调堵剂运移性能良好;入口处表观粘度计算值为0.05 Pa·s,8.16 m处下降至0.04 Pa·s;成胶后入口注水压力达60 MPa时,5.50 m及以下压力降至零.在2 m长、K=9.78 μm2填砂管中以不同流量注入调堵剂,流出后的成胶率≥90%.在渗透率0.199～23.7μm2的4支1 m长填砂管注入0.3 PV调堵剂,成胶后注水突破压力梯度(7.8～8.4 MPa/m)、水驱至9 PV时的残余阻力系数(30～2850)及封堵率(96.7%～99.7%)均随原始渗透率增大而增大.0.3 m长2组高低渗填砂管并联,注入0.35 PV调堵剂时的分流率比与渗透率级差成正比,成胶后注水分流率发生反转.图3表5参6.     

用作延缓交联剂的多重乳液热稳定性研究

拟用作聚合物水基凝胶延缓交联剂的多重乳液按下述方法制备:1.5%醋酸铬水溶液与加入3%油包水乳化剂的柴油按体积比70∶30混合,制成W1/O乳液,后者与加有1%水包油乳化剂的矿化度32 g/L的模拟地层水按体积比70∶30混合,制成(W1/O)/W2多重乳液。用电导率法测定乳液静置30天析出水相中醋酸铬含量并计算乳液破裂率,结果表明多重乳液的稳定性远小于相应的W1/O乳液,使用油包水乳化剂T161(HLB值3.8)和水包油乳化剂Tween20(16.7)的多重乳液的稳定性好于使用Span80(4.3)和Tween20的多重乳液,30℃、50℃、70℃破裂率分别为11.5%,17.8%,28.0%和21.0%,56.0%,67.3%。加入T161的柴油与模拟地层水之间的界面剪切粘度ηs大于加入Span80时的相应值,表面活性剂加量0.3%时,30℃,50℃,70℃下60 minηs值(mN.s/m)分别为0.112,0.100,0.096和0.0442,0.0349,0.0257。在水相中加入0.02%和0.10%Tween20使加入3.0%T161的柴油与模拟地层水之间30℃、60 minηs值降低14.3%和27.3%,油包水乳化剂为Span80时则降低34.9%和65.4%。用T161/Tween20制备的多重乳液稳定性较好的原因,是油水界面的T161分子不易被Tween20分子顶替。图9表3参9。     

ASP体系与大庆原油的乳化作用及影响因素

ASP三元复合体系与原油之间的乳化作用与该体系提高采收率以及采出液分离的效果直接相关.通过建立的ASP三元复合体系与原油乳化能力的评价方法,给出了ASP三元组分对乳化作用的影响;并系统评价了作用力和作用方式、油水比、ASP三元组分的类型及质量分数等因素对乳状液的类型和稳定性的影响.碱在乳化过程中起到非常重要的作用,高质量分数的碱有利于乳化形成,碱的强度直接影响形成乳状液的类型和稳定性,而水溶性聚合物可通过提高水相粘度和油膜或水膜的强度而增强乳状液的稳定性.