空压机曝氧工艺对三元/聚合物体系黏度影响研究

由于含油污水的复杂成分,配注混合后聚合物溶液在井口黏度很难达到开发指标要求,从而影响开发效果。为了解决三元/聚合物体系黏度问题,在污水配制时采取空气压缩机曝氧污水,并在油田首次采用注水站和配制站双曝氧的方式,使污水中含有足够的氧,还原性介质在水中减少或消失,到注入站与聚合物反应时便已消失,不会导致聚合物降解,从而保持聚合物的黏度。污水在注水站曝氧后,含氧浓度平均为4.30 mg/L,曝氧后均大于油田公司曝氧后污水含氧量设计要求。增加配制站曝氧后,每立方米污水可节省干粉费用1.64元,井口黏度合格率从投产初期11%上升至97%。

SJT-B助剂/表面活性剂/聚合物三元复合体系的黏度和界面张力研究

助剂SJT-B是10%的磷硅酸盐胶体溶液,含有Na^＋和K^＋、SiO3^2-和PO4^3-等离子,在活化状态下一部分SiO3^2-和PO4^3-生成具5个负电荷的聚磷硅酸根链状阴离子,后者可结合Ca^2＋、Mg^2＋而形成纳米磷硅酸盐胶态粒子,避免结垢并防止金属腐蚀。以助剂SJT-B代替NaOH,用大庆油田回注污水配制SJT-B/烷基苯磺酸盐/聚合物三元复合溶液,取SJT-B浓度为1.0-8.0 g/kg,石油磺酸盐浓度为0.5-4.0 g/kg,聚合物浓度为1.2 g/kg,按排列组合法得到25个实验配方。对照NaOH/石油磺酸盐/聚合物溶液组成为12/3.0/1.2 g/kg,初配黏度（45℃,7.34s^-1）27.3 mPa·s,界面张力（45℃）3.20×10^-3mN/m。初配各实验配方溶液黏度31.2-44.8 mPa·s,45℃老化30天后黏度降低率2.71%-36.97%;初始界面张力最低值1.13×10^-3mN/m,最高值4.34×10^-2mN/m,在界面活性图上,10^-3mN/m超低界面张力区出现在高SJT-B和烷基苯磺酸盐区,老化后该区扩大。筛选出的SJT-B/石油磺酸盐/聚合物体系组成为4.0/3.0/1.2 g/kg,其初始黏度为37.1 mPa·s,老化后黏度降低3.77%,初始界面张力1.79×10^-2mN/m。图2表3参8。

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。

磺基甜菜碱BS11/聚合物复合体系驱油实验研究

考察了以磺基甜菜碱为表面活性剂的SP二元和ASP三元复合体系在大庆油田条件下的岩心驱油效果。所用岩心为环氧树脂胶结石英砂均质和非均质(变异系数0.65)人造岩心。岩心水驱后分别注入0.35 PV BS11/聚合物(2.0/2.5 g/L)二元体系、Na3PO4(牺牲剂)/BS11/聚合物(4.0/2.0/2.5)三元体系、NaOH/重烷基苯磺酸钠Sy/聚合物(1.0/3.0/2.5)三元体系,再注入0.20 PV 1.0 g/L聚合物溶液,测得均质岩心复合驱采收率增值分别为25.8%,27.3%,25.7%(2个岩心的平均值),非均质岩心上分别为26.2%,27.7%,26.1%(单个岩心的测值),无碱的BS11二元体系的驱油效果与大庆油田使用的常规强碱ASP三元体系相当,加入少量Na3PO4可改善该二元体系的驱油效果。从均质岩心流出的BS11二元和三元体系,与模拟原油(黏度10 mPa.s)之间的界面张力(最低值)达到10-3mN/m。图2表2参6。

聚合物对石油羧酸盐界面活性的影响

通过测定加入聚合物HPAM前后,不同浓度石油羧酸盐弱碱(Na2CO3)溶液和石油羧酸盐强碱(NaOH)溶液与大庆采油四厂原油间的界面张力,探讨了聚合物的加入对石油羧酸盐界面活性的影响。结果表明:聚合物的加入可显著改善石油羧酸盐弱碱(Na2CO3)溶液的界面活性,未加入聚合物时,石油羧酸盐只能在Na2CO3浓度为8 12 g/L的部分范围达到超低界面张力;加入1500 mg/L HPAM后,界面活性明显改善,尤其是在表面活性剂浓度较高(0.8 3.2 g/L)、Na2CO3浓度低至4 12 g/L区域的界面张力均可达到10-3数量级。聚合物的加入对石油羧酸盐强碱(NaOH)溶液界面活性的改善不如弱碱(Na2CO3)溶液明显。在低NaOH浓度(46 g/L)时,加入HPAM对石油羧酸盐强碱体系的界面活性尚有一定改善,当NaOH浓度为8 g/L时效果已不太明显,而当NaOH浓度分别为10、12 g/L时界面活性反而变差。此外,文中还对聚合物的上述影响从化学的角度进行了初步探讨。

岩心尺度对三元复合体系渗流特性的影响

针对室内岩心尺度的局限性造成岩心中注入的三元复合体系无法完全真实地模拟其在实际油藏中渗流特性的问题,采用长度分别为30、100和240 cm的填砂管开展了三元复合体系渗流实验,研究了岩心长度对三元复合体系在渗流过程中发生的色谱分离规律和体系中各组分滞留损失的影响,分析了复合体系渗流前缘浓度和黏度的沿程变化。结果表明:岩心长度对三元复合体系在渗流过程中发生的色谱分离现象影响明显,各组分产出时间的先后顺序依次为聚合物、碱、表面活性剂,稳浓时间先后顺序依次为碱、聚合物、表面活性剂。与填砂管长度为30 cm时相比,填砂管长度为240 cm时复合体系中碱、表面活性剂和聚合物的产出时间均滞后约0.3 PV,碱和聚合物的稳浓时间分别滞后约0.2 PV和0.4 PV,而表面活性剂的稳浓时间提前约0.5 PV;填砂管长度由30 cm增至240 cm时,碱和表面活性剂在填砂管中的滞留损失率变化较小,聚合物的滞留损失率由23.29%增至55.74%;随着复合体系渗流前缘向前延伸,渗流前缘上游区域浓度(黏度)升高并逐渐达到饱和,前缘浓度(黏度)逐渐降低,渗流前缘上游区域同一位置处各组分相对浓度大小顺序为:碱>表面活性剂>聚合物。

三元复合体系界面张力的影响规律研究

以河南双河油田为研究对象,以吸附理论和扩散理论为基础,利用物理模拟实验通过分析碱和表活剂对界面张力的影响,进一步探究了三元复合体系中协同效应对油水界面张力的影响,最后通过数值模拟技术验证了不同碱浓度对三元复合体系降低油水界面张力的影响,提高了实验研究成果在实际矿场应用中的可靠性和准确性。结果表明,三元复合体系的协同效应能有效降低油水界面张力,其中聚合物主要延长起到超低界面张力时间的作用,但不影响平衡界面张力值,表面活性剂和碱主要起到降低平衡界面张力最低值的作用。

大庆油田ASP复合驱油体系微观渗流机理

应用平面夹砂模型和微观防真模型研究了大庆油田碱 /表活剂 /聚合物三元复合体系驱油微观渗流机理 ,发现 ,所使用的复合体系具有降低油 /水界面张力、减小孔道中毛管力的作用 ;能够减小原油表面分子的内聚力 ,提高原油的变形能力和流动能力 ;能够使残余油乳化变形 ,易变形的油流渗流通过孔喉时被切割乳化 ,增加了原油的流动性 ,乳化后原油具有携带能力 ;在驱替过程中使油珠聚并形成富集油带 ;能够调节油 /水流度比 ,扩大波及面积 ;能够使残余油通过油桥连接。

石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐复配体系在弱碱、无碱条件下的界面活性

系统地考察了质量比4:1的石油羧酸盐工业产品IC0439与烷基苯磺酸盐近期产品复配物的界面活性。所有实验表面活性剂体系均用大庆采油四厂污水配制,含有1500mg/L的HPAM和Na2CO3(弱碱体系)或NaCl(无碱体系)。当复配表面活性剂浓度(以活性物计)为62.5～2000mg/L、Na2CO3浓度为6000～12000mg/L或NaCl浓度为2000～12000mg/L时,实验体系与大庆采油四厂原油间出现超低界面张力(45℃,稳定值),复配体系的界面活性比单一烷基苯磺酸盐体系明显改善,在无碱条件下改善幅度更大。认为该复配体系对加碱生成的天然表面活性物质的依赖性小,NaCl对表面活性剂在油水两相的分布影响更为有效。为达到相同岩心驱油水平所需的表面活性剂浓度,该复配驱油体系为1500～2000mg/L,大大低于烷基苯磺酸盐驱油体系(3000mg/L),表面活性剂费用可减少20%～40%。

可溶性硅磷酸盐复合体系驱油效果研究

报道了用可溶性硅磷酸盐替代NaOH构成的可用于大庆油田的三元及二元复合体系驱油效能的室内研究结果，实验温度45℃。一般性地介绍了该可溶盐的化学结构及作用原理。该可溶盐商品有缓蚀阻垢作用。由4～12g／L该可溶盐、1～4g／L烷基苯磺酸盐、1．2g／L聚合物组成的三元复合体系与原油之间产生超低（10-3mN／m）界面张力。分别与12／3／1．2（g／L）NaOH/表／聚三元体系及1．2（g／L）聚合物溶液相比，12／3／1．2可溶盐／表／聚三元体系和8／1．2可溶盐／聚二元体系，在0．2时人造均质岩心中的流动压差相近，流度控制能力较强，根据岩心分流率测定结果，高、中、低渗（1．2、0．6、0．2μm^2）并联岩心中调剖能力相当但耐水冲刷能力较强。在高、中、低渗并联岩心上，水驱后注入0．5PV8／3／1．2可溶盐像／聚体系的采收率增值（37％）与12／3／1．2强碱像／聚体系相当，如将可溶盐浓度提高至12g／L，则采收率增值可达40．7％。表4参6。