一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系

针对传统的无机碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱油体系容易对地层造成结垢堵塞和采出液后续处理及排放较困难等问题,使用与地层水配伍性较好的有机碱和低毒、易生物降解以及价格低廉的生物表面活性剂为主要处理剂,研制了一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明:新型低伤害有机碱三元复合驱油体系具有较低的界面张力,老化90 d后界面张力仍能维持在0.0044 mN/m;驱油体系与原油形成的乳状液稳定性较强,在60℃下放置120 min析水率为33.6%,放置24 h电动电位仍能达到-73.5 mV;驱油体系具有良好的抗吸附性能,吸附5次后界面张力仍能维持在0.0093 mN/m;驱油体系的生物毒性较低,EC_(50)值可以达到58450 mg/L,并且易生物降解,BOD_(5)与COD_(cr)比值可以达到34.6%,环保性能良好。实践证明,新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的驱油效果较好,在岩心水驱后注入0.5 PV三元复合驱油体系后能使采收率继续提高25.5%以上,在三次采油方面具有较好的应用前景。

ASP三元复合体系驱油微观机理研究

为了深入研究碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系的微观驱油机理,利用平板夹砂模型和微观仿真模型,通过显微观察和录像的手段,直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象.试验发现:三元复合驱具有很强的洗油能力,无论亲水介质还是亲油介质,三元复合驱均具有很强的使残余油变形的能力,使油藏流体流动性增强,从而提高水驱开发的波及系数。

泡沫增效三元复合驱油体系渗流行为研究

将交替注入碱 表面活性剂 聚合物 (简称ASP)和氮气时 ,针对泡沫的生成及稳定性影响因素开展了大量的实验研究 ,着重探讨在不同流速、不同压力条件下的渗流行为。实验结果表明 ,泡沫的形成与运移严重受流速和压力的影响 ,流速太大 ,存在严重气窜现象 ,流速太小 ,不利于泡沫在孔隙介质中的传播 ,压力越小 ,越利于形成稳定的泡沫。一旦形成泡沫 ,流动阻力明显增加 ,大大降低驱替流体的流度。氮气 /ASP交替注入时 。

三类油层弱碱三元复合体系动态驱油实验研究

为提高萨尔图油田三类油层实施弱碱三元复合体系驱油效果,开展室内岩心驱替实验,对比分析了不同注入时机、不同聚合物浓度、不同表面活性剂浓度及不同注入方式的驱油效果。结果表明:对于三类油层,水驱转注三元复合体系的时间越早,采收率越高;三类油层实施弱碱三元复合体系驱油时,主段塞聚合物浓度越高,表面活性剂浓度越高,采出程度越高;注入聚合物前置段塞的体积越大,聚合物后续保护段塞体积越大,采出程度越高;相对分子质量为620×104聚合物的三元复合体系中聚合物浓度大于2 750 mg/L时,在水驱基础上化学驱采出程度大于11%;相对分子质量为700×104(抗盐)和相对分子质量为1 400×104聚合物的三元复合体系在水驱基础上化学驱采出程度均大于20%。

三元复合体系性能及其对驱油效率影响研究

研究了碱/表面活性剂/聚合物(ASP)三元复合体系黏度、界面张力、聚合物分子线团尺寸(Dh)、分子聚集态和驱油效率及其影响因素,并对提高采收率机理进行分析。结果表明,NaOH质量分数由0增至1.2%,三元复合体系黏度由246.9降至138.8 mPa·s、界面张力降低、Dh由324.7降至263.5 nm。表面活性剂质量分数由0增至0.3%,体系黏度由127.0降至122.1再增至138.8 mPa·s,界面张力降低,Dh由139.7增至263.5 nm。随固液质量比增加和吸附次数增多,三元复合体系界面张力升高。在碱/聚合物体系中,聚合物分子结构形态以'片状'为主,'网状'为辅;在重烷基苯石油磺酸盐/聚合物体系中,聚合物分子形态出现大面积的'珠状'结构,'网状'结构不明显;在ASP体系中,聚合物分子呈现'网状-片状'结构形态。驱油实验表明,与水驱相比,三元复合体系、聚合物溶液和碱/表面活性剂二元复合体系采收率增幅分别为14.8%、12.2%和4.8%。随驱油剂黏度增加,化学驱采收率增大,但增幅逐渐减小。聚合物质量分数为0.12%、0.18%和0.25%时,聚合物驱采收率增幅分别为12.2%、15.8%和18.7%,三元复合体系驱采收率增幅分别为14.8%、18.3%和21.0%。在聚合物加量相同的条件下,与聚合物溶液相比,三元复合体系采收率增幅高2.3%~2.6%。驱油剂扩大波及体积作用对采收率的贡献要大于提高洗油效率的贡献。

三元复合驱油体系粘弹性及界面活性对驱油效率的影响

实验研究了大庆油田所用ASP三元复合驱替液的驱油效率与碱浓度之间的关系。在45℃(大庆油藏温度)下,随碱浓度增大(0～1.5×104mg/L),NaOH/ORS 41/HPAM蒸馏水溶液在全部实验剪切速率范围内的粘度及在全部实验剪切振荡频率范围内的损耗模量、储能模量、松弛时间均不断下降,表明溶液粘弹性不断减小;溶液与原油间的动态界面张力(60min稳定值)基本上不受聚合物浓度的影响,而随碱浓度的增大而下降,在碱浓度≥8.0×103mg/L时达到超低值(10-3mN/m)。用注入水(矿化度3.7×103mg/L)配制的相同ORS 41和HPAM浓度、不同碱浓度(0、3.0×103、6.0×103、1.2×104mg/L)的ASP溶液在不同岩心上的驱油效率变化规律有很大不同,水驱后提高采收率的幅度,在人造非均质岩心上在碱浓度3.0×103和6.0×103mg/L时达到高峰值,在标准长度和加长至两倍长度的两组天然均质岩心上随碱浓度增大而逐步提高,在碱浓度增大至1.2×104mg/L时略有降低。高碱浓度ASP溶液尽管具有超低界面张力,但由于粘度低、粘弹性低,驱油效率也低;油水界面张力在10-1～10-2mN/m、粘弹性(和粘度)较高的ASP溶液在岩心上驱油效率最高;超低界面张力不是绝对必要的。图4表2参11。

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造成的井筒结垢、卡泵等问题 ,系统地研究了复合体系的流变行为 ,确定了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 -2 mN/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 ,为解决三元复合驱中的碱垢问题探索了新思路 。

低活性剂浓度三元复合体系驱油效果实验研究

近年来 ,三元复合驱作为一种最具发展潜力的提高采收率方法已在大庆油田投入多个矿场试验 ,取得了较好的增油效果。但由于现有三元复合体系化学剂费用投入大 ,经济效益差 ,使其应用受到极大限制。采用数值模拟方法对三元复合驱剩余油分布特征进行了较为系统的研究 ,结果发现 ,三元复合驱在一定程度上加重了油藏“层间和平面”矛盾。在此基础上 ,通过数值模拟方法对复合体系配方进行筛选 ,并利用物理模拟方法对优化配方的驱油效果进行了评价 ,采收率提高幅度超过 2 0 % ,节约化学剂费用 30 %以上。实验结果表明 ,“低活性剂、低碱浓度、高聚合物浓度”三元复合体系是一种高效、廉价的驱油体系。

大庆油田条件下疏水缔合两性聚合物三元复合驱和聚合物驱体系的应用性能

西南石油学院研制了一系列疏水缔合两性水溶性聚合物 ,其中一些可用于大庆油田的三元复合驱和聚合物驱。本文报道了以下室内研究结果。 ( 1 )在ASP体系中该聚合物用量仅为 70 0— 80 0mg/L ,而大庆产高分子量( 1 430万 )HPAM的用量为 2 0 0 0— 2 50 0mg/L ,超高分子量 ( 2 2 0 0万 )HPAM为 1 30 0— 1 40 0mg/L。 ( 2 )所配ASP体系的粘度、界面张力、稳定性等性能符合大庆油田要求 ,驱油效果不低于大庆油田现用体系 (提高采收率 >2 0 %OOIP)。 ( 3)用大庆油田采出污水配制的粘度达到 40mPa·s的聚合物溶液 ,浓度仅为 80 0— 90 0mg/L ,而大庆产高分子量 ( 1 430万 )HPAM的浓度为 1 70 0mg/L。这类聚合物的生产成本与超高分子量HPAM大体相当。

ASP复合驱油体系瞬时界面张力的研究

以胜利油田孤岛试验区原油为油相， 用正交试验筛选了碱／天然混合羧酸盐／聚合物驱油体系， 讨论了各组分对ＡＳＰ复合驱油体系油水瞬时界面张力的影响， 并探讨了各组分间的相互作用机理及其在油水界面的吸附机理．

三元复合体系的色谱分离现象及驱油效果

在人造均质岩心上进行了三元复合体系的驱油实验 ,研究了三元体系的注入量、粘度、注入方式对驱油效果及色谱分离的影响 .结果表明 :三元体系驱油过程中 ,3种化学剂间存在色谱分离现象 ,其流动顺序为 :聚合物在前 ,碱紧随其后 ,表面活性剂较为滞后 .随着注入量的增加 ,色谱分离程度增强 ,采收率提高 ,当注入量由 0 .3增至 1.5倍孔隙体积时 ,采收率由 11.5 %增至 2 9.5 % ;随着体系粘度的增大 ,色谱分离程度减缓 ,采收率提高 ,17.0mPa·s的低粘体系采收率为 11.8% ,而 35 .0mPa·s的高粘体系采收率为 2 1.2 % ;改变注入方式 ,即增加三元副段塞 。

渗透率对三元复合体系色谱分离及驱油效果影响的实验研究

论述了国内外化学驱油剂色谱分离的研究现状 ,提出了三元复合体系色谱分离的研究方法。在天然油砂充填的填砂管模型中进行了三元复合体系的流动实验 ,研究了渗透率对三元复合体系色谱分离的影响。三元复合体系在天然油砂充填的多孔介质中流动时化学剂间发生色谱分离现象 ,渗透率越低 ,色谱分离程度越明显。用天然岩心研究了渗透率对三元复合体系中表面活性剂滞留量和驱油效果的影响。当三元体系注入量为 0 .6PV时 ,多孔介质的渗透率越低 ,则表面活性剂在岩心中的滞留量越大。三元复合驱在中渗透率岩心中提高原油采收率的幅度最大。

Gemini型表面活性剂三元复合体系性能和驱油效果

以胱氨酸钠和油酰氯为原料,通过一步反应合成了一种新型阴离子Gemini表面活性剂二油酰胺基胱氨酸钠(Sodium dioleoylamino cystine,SDOLC),利用Texas-500C型界面张力仪和MCR301流变仪研究了Gemini型表面活性剂/HPAM/碱三元复合体系降低油水界面张力性能和黏弹性能,在均质和非均质岩心中评价了体系的驱油效果。结果表明,HPAM的加入不影响Gemini表面活性剂和碱复合溶液与原油界面张力最低值,但可以有效增加体系的黏度。综合考虑界面张力和黏弹性能,选择黏度44mPa·s且与大庆原油界面张力最低值2.4×10-2 mN/m的含质量分数为0.18%HPAM、0.1%SDOLC、0.15%NaOH和0.06%HEDP·Na4体系作为Gemini型表面活性剂三元复合驱油体系。注入0.6PV该体系在均质岩心中水驱基础上可提高采收率26.11%,在非均质岩心中水驱基础上可提高采收率22.25%。

大庆油田三元复合驱油体系注入方式物理模拟实验研究

通过在两维纵向非均质正韵律物理模型上开展的三元复合驱油实验研究，探讨了注入方式对驱油效果的影响。找到了几种较佳的注入方式，可在化学剂用量不变的条件下使原油采收率提高２％左右；

影响三元复合体系驱油效果因素的分析

进行了室内物理模拟实验,分析了不同层系组合、不同黏度比、不同表面活性剂质量分数对三元复合体系驱油效果的影响.结果表明,三元复合驱过程中层系间渗透率级差不能过大,应控制合理的黏度比;借鉴地层的吸附曲线进行表面活性剂质量分数的优化,以使表面活性剂在长距离传输过程中保持较高有效质量分数.文章加深了三元复合驱油机理研究,提出了三元复合驱提高采收率的主要技术攻关方向,为三元复合驱油技术奠定了理论基础.

三元复合体系相行为特征及其对驱油效果影响

针对大庆油田改善三元复合驱的实际需求,通过测试三元复合体系在驱油实验前后粘度和界面张力变化,讨论了表面活性剂、碱和盐等化学剂浓度变化对三元复合体系相行为特征和采收率的影响。实验结果表明,表面活性剂除了能降低界面张力外,还有利于增加体系的粘度,碱能促进原油的乳化,盐对复合体系相行为变化比较敏感。研究结果还发现,碱和盐在复合驱驱油机理上有相似之处,盐可以部分替代碱,这不仅能够减小碱对地层伤害、优化复合体系配方,而且可以取得较好的经济效益。

新疆油田三元复合驱油体系油水界面Zeta电位的影响因素

针对新疆油田,利用表面活性剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)以及不同的碱复配得到碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱,并分别配制成乳状液。利用Zeta电位分析仪和界面张力仪等考察了不同乳状液的Zeta电位和油水界面张力。实验结果表明,含石油磺酸盐阴离子表面活性剂(KPS)的乳状液的Zeta电位绝对值最大,含甜菜碱型表面活性剂(APS)的乳状液的Zeta电位绝对值最小。随表面活性剂含量的增大,乳状液的Zeta电位绝对值呈不同的增大趋势。对于LPS/KPS(LPS为烷醇酰胺类非离子型表面活性剂)复配表面活性剂,其乳状液的Zeta电位主要由KPS控制。LPS/KPS复配表面活性剂降低原油界面张力的效果明显。采用ASP三元复合驱时,表面活性剂对界面电位的影响变弱;随碱含量的增大,Zeta电位降低;随HPAM含量的增大,Zeta电位绝对值相应增大。

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理。又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率。三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主。驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75％。

聚合物溶液及三元复合体系驱替盲端油的微观机理

大庆油田聚合物驱已经开始了大规模的工业化应用 ,三元复合驱的矿场试验也已取得了极大的成功。为进一步推动两种技术的应用和完善 ,充分认识其驱油机理 ,利用微观仿真模型 ,对比研究了不同粘弹性体系驱扫盲端残余油的过程 ,并利用界面化学理论 ,解释了驱油过程中产生的界面现象 ,揭示了聚合物、三元复合体系粘弹性效应作用的差异、界限 ,以及粘弹性效应对提高微观驱油效率的不可忽视的作用。聚合物溶液可以很好地驱替盲端油 ,但因刚性水膜的存在而不适于水驱后亲油或中性盲端残余油。三元复合体系具有较强的驱替盲端残余油能力 ,一方面低界面张力可破坏水膜 ,三元复合驱替液深入盲端 ;另一方面 ,体系的粘弹性则使三元复合驱替液接触到更多的残余油。

三元复合驱采出液及其复配体系驱油效果实验研究

大庆油田杏二区三元复合驱采出液化学组成分析表明，矿场试验中、后期采出液内含有较高浓度的聚合物和其它一些注入化学成分，这为采出液的利用奠定了物质基础。在人造物理模型上对采出液及其复配体系不同注入方式组合驱油效果的实验研究表明，单独使用采出液驱可以在水驱基础上提高采收率１６０％，用其复配三元体系可以提高２３６％，用其作为复配体系的保护段塞可以提高３１５％，该数值与清水配制三元体系基本相当。上述实验结果为三元复合驱采出液的利用提供了３种途径，具有十分重要的现实意义。