孤东二元驱体系中表面活性剂复配增效作用研究及应用

报道了孤东PS二元复合驱先导试验中所用胜利石油磺酸盐SLPS与非离子表面活性剂间的复配增效作用研究结果。等摩尔比的磺酸盐AS与非离子剂LS54溶液的动态表面张力能迅速达到平衡且平衡值σe低。AS/LS45混合体系的临界胶束浓度随LS45加入比例的增大不断降低,σe值则迅速降低并维持低值。当油相为正辛烷、甲苯、甲苯+正辛烷(1∶2)时,在磺酸盐SDBS中加入非离子剂LS45、TX、Tween、AES后,油水界面张力均大幅降低;在正辛烷中加入甲苯,可以降低与水相间的界面张力。用介观尺寸耗散粒子动力学(DPD)方法模拟,求得SDBS+TX在油水界面的分布密度较SDBS大大增加,导致界面张力大幅下降。按以上原理复配的3 g/L SLPS+1g/L非离子剂+1.7 g/L聚合物超低界面张力体系,室内物模实验中提高采收率18.1%。在孤乐七区西南Ng54-61层10注16采试验区,从2004年6月起注入SP二元体系(4.5 g/L SLPS+1.5 g/L非离子剂+1.7 g/L聚合物),降水增油效果显著,截止2008年3月,试验区提高采收率5.7%,中心井区提高采收率12.7%且采出程度达到54%。图7表2参12。

磺酸盐系列孪连表面活性剂的合成与驱油性能

由二元胺、2-溴乙基磺酸钠、月桂酰氯等合成了N，N’-烷撑双[N-乙磺酸-十二酰胺]钠盐，[简记为DTM（12-s-12）]或12-s-12，s=2，4，6。介绍了实验室合成程序。以12-4-12为例，指认了合成产物的红外特征吸收。12—2—12、12—4—12、12—6—12 25℃时的临界胶束浓度Cm,cr从表面张力曲线求得的值分别为4．81×10^-4、5．67×10^-4、6．75X10^-4 mol／L。12-s-12可使亲水玻璃表面接触角（41°）变小，表面更亲水，使亲油玻璃表面接触角（120°）变小，变亲水，改变表面润湿性的能力强于普通表面活性剂TLS和DTAB，且以12—2—12为最强。在60℃测定了12-s-12／疏水缔合聚合物AP-P4（2g／L）SP体系、Na2CO3（10g／L）／12-s-12／AP-P4（2g／L）ASP体系与黏度12．89mPa·s的模拟油之间的界面张力，SP体系在12一s-12浓度高于C。。以后界面张力趋于稳定，维持10^-2mN／m，ASP体系有较宽的超低界面张力区，最低值在Cm．cr附近，按界面活性排列顺序为：12—2—12〉12-4-12〉12—6—12。配制P体系（2g／L）及12-2-12浓度为0．35g／L的SP和ASP体系，在60℃以0．3PV的段塞注入水驱后的填砂管（长34cm，水测渗透率1．3～1．4时），采收率分别提高19．75％，31．64％，37．21％。图4表3参6。

聚驱后SDCM-1/聚合物二元复合体系提高采收率研究

表面活性剂SDCM-1为天然羧酸盐的氧乙烯基化产物。用矿化度4.5 g/L的矿化水配制的SDCM-1溶液,与孤岛河滩区原油之间的最低界面张力(70℃),在SDCM-1浓度大于1.0 g/L时达到10-4mN/m数量级。2.0 g/LSDCM-1+1.6 g/L HPAM溶液黏度超过原油黏度(70℃),与原油间的界面张力(70℃)在56 min时可降至稳定的最低值3.2×10-3mN/m,此即为所选二元复合驱配方。在岩心驱油实验中,水驱后、注聚后(1.6 mg/L,0.3 PV)、注二元复合体系(0.3 PV)并水驱后采收率分别为42.31%,5.21%,18.07%。在平板夹砂模型上采用相同工艺驱油,按所摄图像驱替面积测算各驱替液波及体积,注入水为51%,聚合物为48%,0.1、0.2、0.3 PV二元复合体系分别为54%、60%、64%,后续注入水为68%;用软件计算的水驱、注聚后、二元复合驱并水驱采收率,分别为44%,8%,16%。该体系是可用于聚驱后油藏的高效表聚二元复合驱油体系。

低碱三元复合体系用于聚驱后进一步提高采收率

在室内实验研究了大庆油田条件下，水驱、聚合物驱之后低碱（NaOH）浓度的ASP三元复合驱的驱油效果。所用聚合物为M^-=1．6×10^7，HD=26％的HPAM；表面活性剂为Witco公司的烷基苯磺酸盐ORS-41和国产月桂酰二乙醇胺NNR，用矿化度3．7g／L的模拟注入水配液，模拟油黏度9．56mPa·S，实验温度45℃。NaOH／0．3％ORS-41／1．2g／L HPAM溶液的黏度～剪切速率曲线和储能模量～振荡频率曲线，随碱浓度减小（1．5％或1．2％～0．1％）而整体上移，即溶液黏度和黏弹性增大。在Kw≈1μm^2、VK=0．72的三层段非均质人造岩心上，水驱、聚合物驱（1000mg／L，0．57PV）后注入0．3％NaOH／0．3％ORS-41或NNR／1600或1800mg／LHPAM溶液（0．30Pv），采收率增值为13．5％～16．0％。最终采收率为66．4％-70．5％，含水曲线表明聚驱和复合驱过程中有油墙产生；NNR体系界面张力为10^-2mN／m，ORS-41体系为10^-1mN／m。在不同直径、连接有不同直径盲端的平行流道微观模型上。直接观察到水驱、聚驱后复合驱的波及区域明显大于水驱后聚驱的波及区域，聚驱后水驱油藏实施低碱三元复合驱可进一步增大波及体积。图5表1参4。

氨基酸型表面活性剂用于提高原油采收率

报道了由脂肪胺和丙烯酸甲酯合成的N-长链烷基-β-氨基丙酸（AAPZ）的界面活性、放置稳定性和驱油性能,实验温度45℃。小试、中试、规模生产的AAPZ在大庆采油四厂回注污水中的3.0和0.5 g/L溶液,在加入或不加2.0 g/L HPAM或抗盐聚合物时,与黏度10 mPa.s的大庆采油四厂模拟原油间的界面张力均达到10-3mN/m超低值,且至少维持220天。在均质人造砂岩岩心上,在水驱之后分别注入0.35 PV AAPZ（5.0 g/L）/抗盐聚合物（3.0g/L）二元体系或NaOH（10）/ORS-41（3.0）抗盐聚合物（3.0）三元体系,采收率增值分别为23.1%和19.9%。在人造非均质大岩心上,按水驱-聚驱-AAPZ/抗盐聚合物二元驱-聚驱-水驱的程序驱油,改变前置HPAM段塞尺寸（0.1-0.725PV）,注入0.21-0.348 PV AAPZ（3.0）/抗盐聚合物（2.0）主段塞时,水驱后采收率增值差别很小,在29.2%-30.6%范围,而主段塞中抗盐聚合物浓度为1.5和1.0 g/L时,水驱后采收率增值分别为最高（31.7%）和最低（25.6%）。该二元体系的岩心注入压力,明显低于相同浓度的聚合物溶液。

功能表面活性剂SY-2在三元复合驱注入井防堵中的应用

研制了含两种官能团的表面活性剂SY-2,用于三元复合驱替液注入井的增注处理。该剂在砂岩储层岩石表面吸附成膜,减少聚合物的吸附量,阻止碱与岩石反应,防止注入井堵塞。室内实验结果表明,经0.1%SY-2水溶液处理的石英砂,对聚合物的吸附量下降超过70%,在1.2%NaOH水溶液中的溶蚀率平均减小60%;水驱油至含水98%的树脂胶结石英砂岩心,经0.1%SY-2水溶液处理后注入三元复合驱替液,注入量达15 PV时驱替压力为初始值的1.52倍,而未经SY-2处理直接注入时为初始值的2.14倍;SY-2处理不影响三元复合驱岩心的采收率增值。在大庆杏六区东部Ⅰ块三元复合驱项目中,一部分可能出现注入困难的注入井实施了SY-2预处理,三元复合驱替液的注入压力平均降低1.35 MPa。

表面活性剂BS复合驱油体系物理模拟实验研究

以大庆油田使用的以重烷基苯磺酸盐Sy为表面活性剂组分的强碱ASP三元体系作对比,考察了由能使油水界面张力达到超低的两性甜菜碱表面活性剂BS配制的无碱SP二元体系和加磷酸钠牺牲剂的该SP二元体系的驱油效率。实验岩心为Ka≈1μm2的环氧树脂胶结石英砂均质、非均质(变异系数0.72)岩心。驱油实验模拟大庆油田条件(温度45℃),实验体系含表面活性剂3.0g/L,分等黏度(20,40,80mPa.s)和等聚合物浓度(0.5,1.5,2.5g/L)两个系列,化学剂主段塞0.35PV,后续聚合物保护段塞0.20PV。体系黏度由20mPa.s增至40mPa.s或聚合物浓度由0.5g/L增至1.5g/L时,均质岩心上的采收率增幅很大,黏度或聚合物浓度继续增大时增幅很小。均质岩心上的驱油效果,在等黏度条件下加牺牲剂的SP二元体系最好,SP二元体系和强碱ASP三元体系相近并较差,在等聚合物浓度条件下SP二元体系和加牺牲剂的SP二元体系最好且相近,强碱ASP三元体系较差。在非均质岩心上的驱油效果,当体系黏度为40mg/L时,加牺牲剂SP二元体系最好,SP二元体系次之,强碱ASP三元体系最差,当聚合物浓度为2.5g/L时,加牺牲剂SP二元体系与SP二元体系相当,强碱ASP三元体系较差。

十二烷基甜菜碱-重烷基苯磺酸盐/碱复合体系与大庆原油的界面行为

在50℃实验研究了以十二烷基甜菜碱(BS-12)+重烷基苯磺酸盐(HABS)为表面活性剂组分、等质量比的Na2SiO3+Na2CO3为碱组分的AS二元和ASP三元复合体系与大庆采油四厂原油之间的动态界面张力。当碱浓度为12g/L、表活剂浓度为0.5g/L、BS-12、HABS质量比在0～1之间变化时,等BS-12、HABS质量比的AS体系的界面张力最低,最低值可达10-4mN/m数量级。在4～24g/L范围改变碱浓度,则最低界面张力出现在碱浓度为12g/L时,碱对界面张力的影响是双向的。在1～10g/L范围改变外加盐(NaCl)浓度,则盐浓度为3g/L时界面张力最低,1g/L时次之,均可达10-3mN/m。在AS二元体系中加入M=2.5×107的HPAM(加量0～1.6g/L),当HPAM浓度为0.4g/L时,ASP三元体系的动态界面张力在11min后即降至10-4mN/m数量级,当HPAM浓度为1.2g/L时,三元体系的黏度(7.921/s)为29.0mPa.s,界面张力最低值可达10-3mN/m数量级,为性能最佳体系。

孤东小井距三元复合驱现场试验采出液相态变化及组分浓度测定

本文通过对孤东油田小井距三元复合驱现场试验采出液的系统取样观察及浓度分析，介绍了采出液的相态变化特性、高含油乳化污水再回注、污水中组分浓度的变化规律及各化学剂的损耗。