砾岩油藏复合体系驱油机理研究——以克拉玛依砾岩油藏为例

砾岩油藏由于孔隙结构的特殊性，水驱油效率往往不高，近年来出现的复合体系驱替方法能够有效地提高油藏驱油效率。以克拉玛依砾岩油藏为例，利用微观模拟技术研究了砾岩油藏特殊孔隙结构条件下水驱残余油在复合体系作用下的起动、分散、运移及聚集问题。实验表明，三元复合体系各组分之间的协同效应使得它克服了单相化学剂驱油的缺点，聚合物较好地控制了流度，碱起到牺牲剂的作用，使表活剂能够向更深的地方扩散，既提高了驱油效率又降低了表活剂的用量，从而降低了成本；“油墙”的形成、发展与稳定运动对驱油效率有较大的影响，对“油墙”的形成机理进行了初步探讨；同时，详细分析了不同孔隙结构的驱油机理以及对驱油效率的影响。实验结果表明，三元复合体系能够较大幅度提高原油采收率，是提高砾岩油藏采收率的有效途径之一。图１表２参３（郭海莉摘）

新型在线复合调驱体系及其聚集特性研究

针对水窜速度大于5 m/d,渗透率超过5000×10^(-3)μm^(2)的地层,以丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等为单体,采用反相乳液聚合法制备了双层聚合物微球和乳液聚合物,并将其复配的制得一种新型在线复合调驱体系。实验结果表明:在65℃下老化5 d后,高浓度新型在线复合调驱体系聚集形成网状体型聚集体;双层聚合物微球与乳液聚合物之间的非共价键作用是体系增黏的主要原因;采用先注入乳液聚合物后注入双层聚合物微球的方式,其封堵效率可达86.6%。

复合驱体系化学剂对原油活性组分界面扩张性质的影响

采用小幅低频振荡方法,研究了复合驱体系化学剂如盐、碱、聚合物以及表面活性剂对原油活性组分界面膜扩张黏弹性质的影响和界面扩张模量及相角的变化趋势。研究结果表明,复合驱体系化学剂对原油活性组分界面膜的性质均有一定影响:盐通过改变活性物质在界面上的吸附而影响界面扩张黏弹性质;聚合物能增大低相对分子量活性组分的界面扩张黏度,对高相对分子量活性组分的影响不明显;碱与原油活性组分反应,使扩张黏度明显变化,界面膜的弹性大大增强;表面活性剂能将高相对分子量活性组分从界面上顶替下来,使界面体现为近似单独表面活性剂的性质,而对于低相对分子量活性组分,界面表现为活性组分与表面活性剂混合吸附膜的性质;扩张模量的相角在高工作频率下出现负值。探讨了表观负相角产生的机理。

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．

复合驱油体系与胜利原油间的动态界面张力特性

本文系统研究了不同离子强度和碱浓度条件下胜利原油 碱水体系的动态界面张力特性 ,考察了复合驱体系各组分对界面张力的影响。发现胜利原油与碱水间的界面张力在适宜的离子强度和碱浓度条件下达到最低 ,碱与表面活性剂之间在降低界面张力方面存在明显的协同效应 ,而表面活性剂与聚合物之间不存在明显的协同效应。

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 。

胜利油区复合驱油体系研究及表面活性剂的作用

为建立胜利油区复合驱油体系进行了室内实验。介绍了复合驱油的机理及表面活性剂的作用。

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。

无碱二元复合驱油体系室内实验研究

根据实验筛选了适合无碱二元复合驱油体系的最佳表面活性剂和聚合物,并在70℃下对该体系的性能进行了评价。结果表明,聚合物浓度为1 200mg/L、表面活性剂浓度为1 500mg/L形成的二元复合驱油体系,油水界面张力可达到0.002 17mN/m,粘度可达到16.8mPa·s;该体系具有一定的耐温性和耐盐性,适合在70℃、矿化度5 000～15 000mg/L的油藏使用;物模驱油实验结果表明,水驱后注无碱二元复合驱油体系可提高采收率32.17%。

非离子表面活性剂吐温80的复合驱油体系研究

针对胜利孤东油田的实际情况,通过相态试验、动态界面张力测定、吸附与模型驱油试验,研究了Tween80/复碱/部分水解聚丙烯酰胺复合驱油体系的性能,得到ASP复合驱油体系配方(w/%):0 3Tween80(S)+1 0复碱(m(Na2CO3)∶m(NaHCO3)=1∶1)(A)+0 1HPAM(3530S)(P)。研究结果表明,所提出的复合驱油体系能与胜利孤东油田原油形成中相乳状液,动态表面张力为10-4mN/m数量级,是一种优良的驱油体系。

化学驱采收率与三元复合驱体系黏度匹配关系研究

三元复合驱体系黏度是影响驱油效果的重要因素,为了研究其对化学驱采收率的影响,开展了不同黏度三元复合驱体系物理模拟驱油实验。驱油实验结果表明,在同一渗透率条件下,三元复合驱体系黏度过高或过低都不能达到最好的驱替效果,只有在某一体系黏度范围内,体系注入压力既保持了较高的升幅速度和升幅压力,又不会造成岩心堵塞,出现注入压力的突升突降,延长了三元复合驱体系在岩心中的作用时间,提高了三元复合驱体系波及体积能力和洗油效率,化学驱采收率才能达到最好效果,即化学驱采收率与三元复合驱体系黏度存在特定匹配关系。室内物理模拟驱油实验表明,岩心渗透率为0.5μm-2时,与该渗透率相匹配的体系黏度范围为20-30m Pa·s。大庆油田北二西矿场试验结果也说明,三元复合驱替体系在相匹配的黏度范围内,化学驱效果好,采收率达到29.02%。

混合羧酸盐复合驱油体系的研究(Ⅰ)——针对高酸值原油

针对胜利油田孤东采油厂高酸值原油,以自制的天然混合羧酸盐SDC-3为表面活性剂,通过相态研究方法,得出最佳配方体系。它与原油形成的中相乳状液达到French四级标准,即含有质量分数为90%原油的棕色乳状液。该体系与原油界面张力值的数量级可达10-3mN·m-1,室内平均模拟驱油效率为22 6%,其驱油成本为108 6元/t。最后结合现场使用需求开展驱油体系溶液制备过程中搅拌速度、温度、水质和贮存时间等因素对其性质影响的研究以及小试产品和工业产品的性能比较,以便满足配方在实际应用中的要求。

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。

有机复合调驱体系室内研究及现场试验

针对聚合物驱油田注入井近井地带调剖和储层深部调剖的需要,开发了有机复合调驱剂DK 1和DK 2。室内实验研究结果表明,这种调驱剂与浓度500～2000mg/L的聚合物溶液在70℃反应20h(DK 1)或5～7d(DK 2),可使聚合物交联,将聚合物溶液转变为流动凝胶;聚合物分子量越大(9.3×106,1.5×107,2.1×107)、水解度越低(4%,14%,30%),则成胶时间越短,生成的凝胶粘度越大;胜利油田聚合物驱中使用的8种国产聚合物与该剂的成胶效果均良好;溶液状态的体系受机械剪切基本上不影响成胶,生成凝胶后剪切使粘度下降,但粘度保留值很高;G′,G″曲线表明生成的凝胶具有良好的粘弹性,G′>G″。在孤岛中一区注聚区的中11N10注入井,在注入第二段塞(0.2PV×1750mg/L)的过程中,随同聚合物溶液(注入量100m3/d),按1000mg/L的浓度前7d加入KD 1,此后加入DK 2,每日注入0.5t,共注入4个月,使注入压力由6.5MPa上升到8.3MPa,表明储层内的高渗透条带被有效封堵。图10参5。

复合驱油体系的界面剪切粘度与界面张力研究

应用界面粘弹性测定仪和界面张力仪,测定了碱、表面活性剂和聚合物三元复合驱油体系的油/水界面剪切粘度和界面张力。实验表明,在一般情况下,碱和表面活性剂的降低界面张力作用与提高界面剪切粘度作用相对应。聚合物HPAM大多数情况下都使界面张力略有升高。且可使极低的界面剪切粘度升高,很高的界面剪切粘度降低。

大庆油田三元复合驱油体系相行为研究

通过表面活性剂浓度、含盐量、碱、醇等对相态影响研究发现 ,低浓度三元复合体系在合适的pH值和含盐量下 ,与模拟油或原油都可以形成三相。而且与模拟油形成的表面活性剂富集中间相的表面活性剂浓度非常高。这样的三元体系与原油可以形成超低界面张力和中间乳化相。但这种中间混合层不透明 ,为乳白色 ,可以稳定很长时间。通过分析发现中间混合层粒径大部分在 10 0nm以内。粒度分析和冷冻蚀刻透射电镜技术表明 ,中间混合层为胶束、微乳液、乳状液等表面活性剂聚集体共存的结构 ,其中微乳液结构占主要地位。

复合深部调驱体系注入参数室内研究

本文针对青海尕斯油田油藏条件,通过室内实验,筛选了适合该油藏条件的交联聚合物凝胶+水膨体颗粒复合调驱体系的注入参数,并对配方体系的驱油效果进行了评价。实验结果表明,在复合体系的配方为:1500mg/L HPAM+400mg/L有机酚醛+100mg/L稳定剂+100mg/L除氧剂+0.5%水膨体颗粒时,该复合调驱体系可有效封堵大孔道、改善注入水剖面,并有很好的驱油作用,其具体效果为封堵效率可达到90%以上,提高采收率可达到17.8%左右。

疏水缔合聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱体系界面张力特征研究

研究了疏水缔合聚合物／碱／表面活性剂三元复合驱体系与大庆原油形成低界面张力的特征。结果表明，在降低界面张力方面，碱与表面活性剂间存在显著的协同效应；疏水缔合聚合物具有一定的降低油水界面张力能力，其对三元复合驱体系的平衡界面张力影响不大，对体系的动态界面张力具有比较显著的影响。碱、表面活性剂质量分数对疏水缔合聚合物三元复合驱体系／大庆原油间界面张力有很大影响，碱和表面活性剂最佳质量分数分别为1．0％．1．2％和0．1％-0．3％。

三元复合驱油体系的界面扩张性质与乳化性能和界面张力的关系

为完善三元复合驱油机理,利用界面扩张流变测量方法,研究了NaOH-HABS-HPAM三元体系的界面扩张性质,分析了该三元体系界面扩张性质与乳化、界面张力和驱油效率的相关性。结果表明,NaOH-HABS-HPAM三元体系的界面扩张模量随频率增大而增大,而相角随频率的增大而降低。在高频处,HABS-HPAM二元体系的界面扩张模量最大,三元体系的界面扩张模量低于二元体系的,但高于HABS的。HABS-HPAM二元体系的相角为负值,HABS的相角最大,三元体系的相角低于NaOH-HABS二元体系的,表明三元体系的界面膜弹性最强。NaOH-HABS-HPAM三元体系的乳化时间、乳化率、乳状液稳定性和界面张力平衡时间与界面扩张模量成正比例关系变化,但油-水界面张力、注入压力和驱油效率与界面扩张模量不具相关性。

NaCMC与非离子表面活性剂复合泡沫驱油体系的研究

针对新疆油田实际情况,通过模糊正交设计和单岩心模型泡沫驱油实验研究了羧甲基纤维素钠(NaCMC)/壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)/聚氧乙烯辛基酚基醚(Triton X-100)复合驱油体系的性能,确定了体系各组分对体系性能产生影响的主效应、交互效应和较优配方。结果表明,所提出的驱油复合体系提高采收率达25.5%,是一种较为理想的驱油体系。