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%。

二元复合驱提高石油采收率技术研究

二元复合驱是控制注水井区含水上升速度,进一步提高采收率的方法,并能有效提高驱油效果,它与三元复合驱相比,具有施工简单、成本低、地层伤害小等优势。二元复合驱技术在油田中的应用逐渐普及,如何通过二元复合驱实现稳油控水,提高油田采出程度成为亟待探究的内容。基于此,通过对XZ油田提高采收率现状及常用技术进行调研与对比,提出目前XZ油田在提高采收率方面面临的挑战,通过室内实验研究了二元复合驱,并在现场取得了一定的效果。

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。

聚合物/羧基甜菜碱二元复合体系驱替水驱后残余油的机理

实验研究在30℃下进行。实验聚表二元复合体系为1.0 g/L HPAM、2.0 g/L羧基甜菜碱在矿化度3.7 g/L的模拟大庆油田采出水中的溶液,与模拟大庆油(黏度10 mPa.s)间的界面张力为5.8×10-3mN/m,1-1000 s-1范围的表观黏度与1.0 g/L HPAM溶液十分接近。在玻璃刻蚀大庆油藏仿真均质微观模型上,水驱20 PV的采收率为55.795%,注入20 PV二元体系使采收率增加39.724%;在二元复合体系驱替过程中,注入、采出口之间主流区域内的水驱后残余油在二元复合体系作用下发生变形,伸长并形成油丝,主要以油丝的形式被驱出;过渡区和边角区的残余油则主要以W/O乳状液的形式被驱出。W/O乳状液中的乳化水滴通过圈闭、Y型孔道挤压及水滴变形、断裂这3种方式形成并汇集为比较连续的W/O乳状液流,二元复合体系以W/O乳状液的形式由主流区扩展到两侧的过渡区,再进入边角区,启动死油区的残余油,从而扩大了波及体积,提高了驱油效率。图5参11。

无碱超低界面张力下二元复合体系对水驱残余油采收率的影响

通过可视化微观模型驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元复合体系的界面张力和黏弹性对水驱后采收率的影响,为聚合物/表面活性剂二元复合体系的广泛应用提供理论基础.研究结果表明:随着二元复合体系与油间界面张力的降低,聚合物质量浓度和相对分子质量的增大,最终采收率和采收率的提高值逐渐增大;二元复合体系与油间界面张力达到超低(10-3mN/m数量级)时采收率提高幅度最大;聚合物溶液的黏弹性可以提高波及体积和驱油效率.

无碱二元复合体系驱油试验研究

针对大规模三元复合驱工业化应用中出现的一些问题 ,特别是注入的碱能引起地层黏土分散和运移 ,导致地层渗透率下降 ,碱也与油层流体及岩石矿物反应 ,形成碱垢 ,对地层造成伤害并影响油井正常生产 ;碱还会大幅度降低聚合物的黏弹性 ,从而降低波及体积等 ,研究合成了NEP无碱二元体系 ,对体系进行了评价 ,并进行了驱油试验研究与数值模拟 ,证明优化后的体系既克服了三元复合驱的缺点 ,又达到了其效果。在无碱二元体系中 ,表面活性剂的选择是关键技术 ,按界面张力达到 10 -2 mN/m数量级标准 ,最终选定了配制的活性剂NEP。系列驱油试验结果表明 ,所选体系也可以提高采收率约 2 0个百分点。

无碱二元体系石油磺酸盐驱油效果及影响因素研究

二元体系(聚合物—表面活性剂)与三元体系比较,因为没有了碱的协同作用,仅仅依靠低的界面张力,很难达到三元体系的驱油效果。为提高二元体系驱油效果,除优化产品配方外,还需综合考虑提高体系抗吸附性能、产品乳化性能等。文中通过开展室内驱替实验,研究了无碱二元复配体系(简称二元体系)中石油磺酸盐浓度、油水界面张力、二元体系吸附性、乳化性等因素对驱油效果的影响。

无碱二元复合体系驱油特性研究

针对高温高盐油藏化学驱的需要,研究了一种无碱二元复合驱油体系。该驱油体系由0.175%缔合聚合物和0.2%高界面活性表面活性剂组成。抗温抗盐性能评价试验表明,在矿化度30000mg/L和温度75℃以下,该体系可以同时获得40mPa.s以上的粘度和超低界面张力。非均质岩心模拟驱油试验证实,水驱达到含水70%时,该二元体系可以继续提高34%的采收率。在化学驱阶段,二元复合驱和聚驱可以获得大致相当的采收率,并且在后续水驱阶段还可以额外贡献约6%的采收率。同时发现采用缔合聚合物的聚驱和二元复合驱有两个明显的含水漏斗。

无碱式二元复合驱油体系的研究与实践

针对孤东油田油藏条件,室内试验研究了复合驱油体系界面张力,通过助活性剂筛选、复配,确定了以胜利石油磺酸盐为主剂的聚合物二元复合驱油体系配方,通过它们之间的协同效应,增加水驱波及体积和洗油效率。该驱油体系在孤东油田七区西馆上5-6层进行先导试验,取得了较好效果,为特高含水期继续提高采收率具有重要意义。

无碱二元体系的黏弹性和界面张力对水驱残余油的作用

三元复合驱含碱驱油体系会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,引起地层粘土分散和运移、形成碱垢及导致地层渗透率下降。为此提出利用不加碱可形成超低界面张力的聚合物/甜菜碱表面活性剂二元复合体系驱油。通过流变性实验及微观模型驱油实验,分析了表面活性剂对聚合物表面活性剂二元复合体系黏弹性的影响和聚合物表面活性剂二元复合体系的黏弹性及界面张力对采收率的影响。对聚合物表面活性剂二元复合体系提高水驱后残余油采收率机理的研究表明:在驱替水驱后残余油过程中,聚合物表面活性剂二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂的超低张力界面特性,水驱后残余油以油丝和乳状液形式被携带和运移,随着二元驱油体系的黏弹性的增加和界面张力的降低,水驱后二元驱后的采收率增加,降低界面张力的驱油效果(指达到超低)比提高体系的黏弹性的效果更明显。

聚合物驱后凝胶与二元复合体系段塞式交替注入驱油效果

针对大庆油田N5区西部P1试验区块聚合物驱后含水率上升速度加快,产油量降低,且尚存大量剩余油的现状,提出进一步提高聚合物驱后剩余油的凝胶与二元复合体系段塞式交替注入驱油技术,通过实验分析铬离子凝胶体系黏度的影响因素,研究聚合物驱后凝胶体系与二元复合体系(相对分子质量为2 500万的聚合物和RMA-1型表面活性剂)段塞式交替注入驱油的效果;通过数值模拟分析聚合物驱后凝胶与二元复合体系段塞式交替注入驱油的可行性.结果表明:凝胶与二元体系段塞式交替注入驱油阶段采收率在聚合物驱基础上提高10%以上,说明该技术可以作为聚合物驱后进一步提高原油采收率的技术储备.

不同碱/表面活性剂二元复合驱体系的性能对比

分别研究了含有有机碱、无机碱的碱表面活性剂AS二元复合驱体系的降低油水界面张力、耐温抗盐性能、乳化性能、表面活性剂在油砂表面的吸附量、地层水结垢趋势、提高原油采收率及驱油特性的性能。研究结果表明:与单一碱的二元复合驱油体系相比,复合碱的驱油体系可以提高抗盐性能、原油乳化性能及原油采收率幅度;碱的种类影响驱油体系的耐温抗盐性能及乳化性能,含有有机碱的驱油体系的抗盐性能好,抗盐可达50000mg/L,含有无机碱的驱油体系抗温性能及对原油乳化能力好,抗温达90℃,原油脱水率最低(8.5%);碱的加入可降低石油磺酸盐在油砂表面的最大吸附量,降低量为25%数30%;复合有机碱及复合无机碱的二元复合驱油体系均可以较大幅度提高原油采收率,提高采收率幅度超过18%,但与复合无机碱的驱油体系相比,复合有机碱的驱油体系可以有效减弱地层水的结垢趋势;复合有机碱与复合无机碱/表面活性剂二元复合驱油体系的微观驱油特性不同。

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/表二元复合体系配方优选及其驱油效果评价

以大庆喇嘛甸油藏地质特征和流体为研究对象,开展了聚/表二元复合体系组成对驱油效果的影响研究。结果表明,在等药剂费用且固定聚合物质量浓度(2200 mg/L)的条件下,在适当浓度范围内,随表面活性剂浓度增加和碱浓度降低,驱油剂视黏度增加,界面张力逐渐增加;与碱/表/聚三元复合体系相比,聚/表二元复合体系阻力系数和残余阻力系数较大,液流转向能力较强,但当表面活性剂加量过高(2.0%)时,阻力系数和残余阻力系数降低。表面活性剂质量分数由0.5%增至5.0%时,聚/表二元复合驱采收率增幅先增加后降低,在表面活性剂加量为1.5%时达到最大值22.5%;"产出/投入"比由6.7降至0.8。当表面活性剂加量在0.5%~1.5%时,二元复合驱技术经济效果较好。碱加量由0.4%增至1.2%时,聚/碱二元复合驱采收率增幅由14.2%降至9.9%。聚/表二元复合体系优选配方为聚合物质量浓度2000 mg/L,表面活性剂质量分数0.5%~1.5%。

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%。

碱/表面活性剂复合驱油体系与胜利孤东原油间协同效应的研究

考察了碱／非离子表面活性剂ＯＰ１０＋石油磺酸盐Ｃｙ体系与胜利孤东原油及萃取其酸性组分后的剩余油间的动态界面张力特性，发现复合驱油体系中的外加表面活性剂、碱与原油原位生成的表面活性物质之间存在明显的协同效应。这种协同效应对低离子强度下短时间内的界面张力影响较大；外加表面活性剂对高离子强度下长时间的界面张力影响较大。

污水配制活性碱/聚二元复合驱体系实验研究

在碱/聚合物二元复合驱现场试验过程中,碱与配制用污水或地层水出现不匹配的问题,造成地面管线大量结垢及驱油体系性能大幅度下降。为解决这一问题,以大港羊三木油田三断块馆Ⅱ上油组油藏为依托,开展了污水配制碱/聚二元复合驱体系评价实验研究。选用污水匹配的活性碱(多元复合碱)及碳酸钠进行对比试验,在羊三木油田污水条件下,活性碱与污水的匹配性较好,比碳酸钠溶液的油水界面张力低2个数量级,达到10-3mN/m,抗钙镁能力达到500mg/L,并且与原油的乳化性强;二元复合驱体系对五种聚合物与碱进行了配伍性实验,其中污水聚合物HTPW-111与碱的匹配性好。研究表明,污水配制的活性碱/聚二元复合驱体系保持了聚合物驱的增黏性和降低油水界面张力的特性。

利用采出液配制二元复合体系驱油实验研究

为了在二元复合驱油过程中,既取得增油效果,又达到节约化学剂用量和减少污染的目的,利用不同采出阶段采出液及其配制的二元复合体系,进行了采出液二次利用驱油的物理模拟实验。将采出液原样、采出液原样配制的二元复合体系、深部处理污水配制的二元体系这3种试剂进行驱油效果对比。结果表明:使用采出液原样配制的二元复合体系的驱油效果与深部处理污水配制的二元复合体系驱油效果相当,优于直接使用采出液原样。

甜菜碱/聚合物二元体系驱油性能研究

在模拟大庆油田条件下测定了0.5、1.5、2.5 g/L聚合物污水溶液的黏度、储能模量G'和损耗模量G″,由G'和G″按文献公式计算了溶液的第一法向应力差N1;用以表征黏弹性溶液的弹性时,频率10 Hz下的N1值比G'值要明锐些。用聚合物浓度0、0.5、1.5、2.5 g/L,表面活性剂(磺基甜菜碱BS)浓度0～0.3 g/L的16个实验驱油体系连续驱替油饱和的含水中性润湿人造岩心,由驱替压力梯度和实测油水界面张力计算了毛管数,考察了采收率与聚合物浓度关系(等毛管数条件)和采收率与表面活性剂浓度关系(等聚合物浓度条件),结果如下:为达到同一毛管数值(数量级)所需的表面活性剂浓度随聚合物浓度增大而略有减小;适宜浓度聚合物不影响表面活性剂的驱油效率,而且可提高采收率;聚合物浓度超过适宜值范围会降低表面活性剂和聚合物本身的驱油效率;聚合物浓度适宜范围的上限随毛管数增大而减小,亦即随油水界面张力减小而减小。

聚驱后聚表二元复合体系提高残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺/甜菜碱表面活性剂二元复合体系,通过流变性实验,分析了活性剂质量浓度对聚表二元复合体系黏弹性的影响;通过在仿真岩心模型上的驱油实验,分析了不同黏弹性的聚表二元复合体系对聚驱后采收率的影响.研究表明:实验用的两性表面活性剂体系对无碱二元体系的黏弹性影响很小,二元驱油体系的黏弹性越大,聚驱后二元驱的采收率增加幅度也越大.在注入压力允许的条件下,界面张力不一定要达到超低,适当增加聚合物溶液的黏弹性,也可以达到超低界面张力时的驱油效果.