陆相页岩油岩芯样品洗油效率及洗油对孔隙结构的影响分析

页岩油储层按照储集空间类型可以分为裂缝型和基质型(姜在兴等,2014)。基质储集空间以纳米级孔隙为主,具有富含有机质、矿物成分复杂、低孔低渗的特点。同时陆相页岩油含蜡量偏高,粘度大,滞留烃占比高,易堵塞孔隙(杜金虎等,2019)。为了更好地研究页岩储层中纳米级孔隙系统,通过洗油预处理去除页岩样品内部可溶有机质至关重要。

影响驱油剂洗油效率的参数分析

为了评价驱油剂的洗油效率,给出了粘附功因子、界面张力因子和润湿性因子的定义,通过室内实验测定了几种化学驱油剂的接触角、界面张力和粘附功,进而计算出其3个因子值。分析结果表明:驱油剂通过降低界面张力因子和润湿性因子,使粘附功因子大幅度减小;化学剂对润湿性和界面张力的影响不同,可以用界面张力因子和润湿性因子来判断驱油过程中界面张力和润湿性发挥作用的程度,对油湿转向水湿的过程,润湿性因子越小,润湿性改变越大;界面张力因子越小,化学剂对界面张力的影响越大;粘附功决定着驱油剂的洗油效率,粘附功越小,洗油效率越好。

不同洗油体系及界面张力对油砂洗油效率的影响

通过界面张力实验,筛选了能把油水界面张力降到10-1～10-4 mN/m数量级的单一碱、油砂清洗剂RS1、RS2及复配洗油体系,测定了洗油体系在不同界面张力条件下的洗油效率。结果表明,在10-1～10-2 mN/m界面张力范围内,各种洗油体系洗油效率均小于90%。当界面张力达到10-3 mN/m的超低值时,油砂清洗剂RS1(质量分数1.2%)的最高洗油效率为95.5%。界面张力进一步降低至10-4 mN/m数量级时,碱(质量分数2.0%,m(NaOH)∶m(Na2CO3)=1∶1)/RS1(质量分数0.6%)复合洗油体系最高洗油效率为96.8%,略低于油砂清洗剂RS1(质量分数1.8%)的洗油效率,但复合洗油体系成本更低,具有更好的应用前景。

基于不同表面活性剂的洗油效率研究

表面活性剂能够大幅度的提高原油的洗油效率,本文通过洗油实验开展了基于不同表面活性剂的洗油效率研究,实验结果表明:油砂与表面活性剂的比值为1∶1和1∶2时的洗油效率差异明显,C19H42BrN、CPS、三乙醇胺油酸皂、AB-35在油砂与表面活性剂的比值为1∶2时的洗油效率均最高;洗油能力随着温度的升高而增加,除了AB-35之外其他表面活性剂在温度为30℃与45℃、60℃及75℃时的洗油效果差异较大;BS-12、AB-35和吐温80在浓度为0.5%时的洗油效率都最高,C19H42BrN只有浓度为2%时洗油效率才较高。通过不同表面活性剂洗油效率的研究对影响其洗油效率的因素有了更深的了解,为以后表面活剂的选择提供了一些帮助。

用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性高洗油效率表面活性剂复合物

选择了用于不同地质条件下的两种表面活性剂复合物 :СНПХ -95和СНПХ -950 2。开发了应用这些复合物的两项新技术 :刺激注入井的井底区域以增加注入量 ;利用СНПХ -95M提高采收率。在不同的温度和注入水矿化度的情况下 ,进行了现场测试。结果表明 ,在油田开发后期应用СНПХ -95试剂激励现场条件有很好的应用前景。

改性片状纳米流体的洗油效率及机理

纳米流体提高采收率已然成为油气勘探开发的研究热点。利用研发的改性片状纳米流体,在自制的可视化模型中研究固体界面油膜在接触到质量浓度为50mg/L的改性片状纳米流体后的收缩规律,并开展油砂洗油实验,明确50mg/L的改性片状纳米流体在不同条件下的洗油效率。研究结果表明,模拟地层水环境下,固体界面油膜收缩速率较慢,并未出现楔形区域;改性片状纳米流体环境下,固体界面油膜在收缩过程中出现明显的楔形区域,且出现两条接触线:外接触线和内接触线,外接触线的收缩速率为8.5817×10^(-5)cm/s,内接触线的收缩速率为0.6617×10^(-5)cm/s。油砂洗油实验表明,改性片状纳米流体的洗油效率随油砂尺寸的增大和温度的提升逐渐增加,随着油砂浸泡时间的延长先急剧增加后缓慢上升,存在最佳浸泡时间(8±2)h,油砂洗油效率可高达95.7%。该项研究成果突破了只有高浓度球形纳米颗粒才能形成结构分离压力的限制,为片状纳米流体在矿场的应用提供了可能性,也为矿场施工工艺提供了技术参考。

驱油流体吸附抑制剂的合成与评价

目的在化学驱的实施过程中,地层对驱油剂的吸附滞留是表面活性剂进入地层后含量损失的一种主要原因,为了减少驱油流体在地层的损耗成本而展开对驱油液体吸附抑制剂的研究。方法以二氰二胺(DCD)、1-十八胺盐酸盐(OHC)为原料,基于亲核加成的原理采用熔融法在150℃下合成了一种针对驱油流体的吸附抑制剂OHCB,该表面活性剂同时具备强疏水基、强极性原子和阳离子基团,因此具有较强的占据黏土矿物表面吸附位点的能力。对其进行了红外吸收、紫外吸收、元素分析、质谱等结构表征,采用静态吸附法研究了其作为添加剂的最佳配比,并验证在最佳配比下对驱油剂AEO7的吸附抑制效果,以及该体系相较AEO7单一体系的静态洗油效率、乳化性及润湿性的变化。结果OHCB抑制驱油剂AEO7在黏土矿物表面的吸附效果较好,在驱油剂与吸附抑制剂质量比为5∶1的情况下,抑制效果可达27%以上。结论OHCB不仅具有较好的吸附抑制效果,且其加入使AEO7的静态洗油效率提升至27.3%、γc m c降至27.1 mV/m,CMC降至38 mg/L、油-水界面张力降至0.5 mV/m以下,对体系性能起到了协同增效的作用,并且相较于需要预吸附的牺牲剂,其使用更为便捷。

用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性高洗油效率表面活性剂复合物

选择了用于不同地质条件下的两种表面活性剂复合物 :СНПХ -95和СНПХ -950 2。开发了应用这些复合物的两项新技术 :刺激注入井的井底区域以增加注入量 ;利用СНПХ -95M提高采收率。在不同的温度和注入水矿化度的情况下 ,进行了现场测试。结果表明 ,在油田开发后期应用СНПХ -95试剂激励现场条件有很好的应用前景。

页岩油岩心样品洗油实验效率对比分析

页岩储层中的裂缝和微纳米级孔隙是页岩油的主要赋存空间。岩心样品高效无损洗油是页岩孔隙结构表征和页岩油赋存研究的关键,但是目前的实验方案并不统一。通过调研总结常用的洗油方法,针对现行广泛使用的浸泡抽提法、快速萃取法以及气驱+索氏抽提法对大港油田沧东凹陷孔二段页岩(块样,1 cm×1 cm×1 cm)进行洗油测试,利用Rock-Eval热解仪和气相色谱仪对洗油前后的样品以及萃取出的可溶有机质进行了实验效果对比和三种方法之间的优劣性分析。研究结果表明,随着实验时间的延长萃取物中重烃含量逐渐增加,且低孔低渗的页岩岩心在常温常压下难以达到理想的洗油效果。升温和增压可以提高洗油效率,但长时间的高温作用会使部分重烃和吸附组分裂解,当裂解的速度大于轻烃组分被萃取的速度时,S_(1)值会出现随着洗油时间上升的现象;合适的压力条件可以有效促进洗油速率,但如果条件控制不好会造成样品破碎或者内部孔隙被破坏。建议在洗油过程中采用较低的压力、常温或者稍微加温以加快实验速度,驱替法和抽提法结合会有更好的效果。

高效解堵洗油剂室内研究与现场应用

介绍了一种高效解堵洗油剂的研制,考察了反应物浓度、碱液浓度、表面活性剂等因素对有关性能的影响。解堵洗油剂洗油效率可达90%以上,0.1%水溶液表面张力达20mN·m-1,具有良好的洗油能力和溶解胶质、沥青质的能力,能有效降低油水界面张力。该解堵洗油剂主要用于油井吞吐,现场试验表明可大幅度提高油井产能,是一种性能优良、价格低廉的解堵洗油剂。

提高油基钻井液固井质量的冲洗型隔离液技术

油基钻井液条件下固井作业时,一方面,套管和井壁处于"油湿"环境,水泥浆无法实现与二界面良好胶结;另一方面,油基钻井液与水泥浆完全不相容性,直接接触后流变性恶化和稠化时间急剧缩短,危及施工安全。为此,利用表面活性剂协同增效机理和功能材料应用技术,研究出提高油井钻井液固井质量的冲洗型隔离液。室内研究表明,隔离液在1.5~2.3 g/cm^3密度范围内具有良好的流变和稳定性能,耐温达到120℃,洗油效率达到95%以上,能够高效驱替油基钻井液,实现界面润湿反转,与钻井液和水泥浆相容性良好。该隔离液体系在四川地区页岩气油井钻井液条件下固井中成功应用100余井次,固井质量合格率90%以上。该冲洗隔离液能够起到隔离、清洁套管和井壁的作用,提高了油井钻井液条件下的固井施工安全和固井质量。

微乳液在油砂洗油中的应用

针对常规油砂开采能耗大,成本高,提出用微乳液洗油开采方法;研究了十二烷基苯磺酸钠(ABS)、OP-10微乳体系的形成及醇含量、盐含量等因素对体系的影响;并对ABS微乳液体系在油砂洗油中洗油效率及ABS在油砂和净砂上的吸附进行了测定。实验表明,在ABS质量分数 3．76％、正丁醇2．40％、氯化钠1．92％、油水体积比为1时形成的中相微乳液的洗油效率最好,可达 88．9％。ABS微乳体系随醇、盐含量的增加,可发生WinsorI→WinsorⅢ→Winsor→Ⅱ连续相转变。体系的最佳盐含量为1．92％。

大庆致密油储层压裂渗吸增产表面活性剂研制及性能评价

大庆外围致密油藏物性差、储层岩石表面弱亲水,常规压裂液用表面活性剂洗油性能差,渗吸作用不明显,与致密储层配伍性差。为提高致密油层压裂效果,延缓产量递减,提高采收率,利用Amott瓶渗吸洗油法,从渗透率、pH、矿化度和使用浓度等方面开展了岩心渗吸洗油效率影响因素评价实验,研制的一种压裂渗吸用表面活性剂XYJ-1可渗透到低渗透储层深部,改变岩石润湿性,并通过压裂后闷井一定周期,使表面活性剂渗吸到超低渗储层孔喉内,将更多原油渗吸置换出来,进而提高单井产量及采收率。通过红外光谱及核磁共振对分子结构进行了表征,结果表明特征吸收峰与产物符合。评价结果表明,该渗吸用表面活性剂能将储层岩石表面润湿性由弱亲水性改变为强亲水性,当表面活性剂质量分数为0.20%时,表面张力为24.01 mN/m,界面张力为0.061 mN/m,接触角为26.2°,渗吸洗油效率可达21.69%,比常规压裂用助排剂渗吸洗油效率提高了1.89倍,可用于超低渗透储层的增产改造,为压裂提高采收率提供有效手段。

孤东采油厂含油泥砂热水洗处理参数优选与机理分析研究

通过甲苯抽提实验确定出孤东采油厂油泥砂含油率较高,在不同条件下进行油泥砂的水洗处理,确定出利用热碱水处理的最佳水洗参数:温度80℃、碱浓度0.3%、固液比2:3(新鲜)/1:2(积存)、搅拌机转速250r/min、水洗时间60min,并对热水洗处理的机理进行了分析。

普通稠油SP二元复合驱波及系数与驱油效率的关系

改变甜菜碱表面活性剂的质量分数建立具有相同黏度不同界面张力的二元复合驱油体系,通过填砂管驱替实验评价驱油体系提高胜利普通稠油采收率的能力。结果表明,二元体系提高采收率的幅度随着表面活性剂质量分数的增大而减小;添加少量(质量分数0.01%)的表面活性剂,能够降低界面张力,但是高于超低界面张力值(10-3 mN/m),二元复合体系的采收率获得较大的提高,聚合物与表面活性剂产生良好的协同效应。微观驱替实验表明,扩大波及系数能更为有效地提高普通稠油化学驱采收率。降低界面张力至超低值能够提高洗油效率,但会降低复合体系扩大波及系数的能力,从而影响采收率的提高。

微乳液体系制备及对含油污泥清洗性能的研究

针对冀东油田含油污泥特点,选取SDS(十二烷基磺酸钠)/正庚烷/正丁醇/氯化钠/水微乳液体系对其进行无害化处理.25 ℃下,当正庚烷与水的体积比为 1∶1,SDS、正丁醇和氯化钠的加入质量分数分别为 2.43%、11.82%和3.89%时,体系的洗油效率最高,为79.8%;采用SDS/RFWR-1复配(质量比为4∶1)取代SDS制备微乳液体系,洗油效率提高至83.6%.进一步优化洗油工艺,30 ℃下洗涤2 h,含油污泥单次处理量为20 g时,洗油效率可提高至86.2%,微乳液体系可循环使用3次,洗油效率基本保持稳定.

双偏振光极化干涉技术在化学剂洗油能力评价中的应用

为了准确评价化学驱过程中化学剂的洗油能力和表面活性剂、聚合物、碱剂及三元复合体系驱油过程中的吸附损失,利用双偏振光极化干涉(简称DPI)技术,对克拉玛依油田七东1区化学驱用化学剂的洗油能力和吸附特征进行了评价。结果表明,以体积比为1∶1的甲苯和正庚烷混合溶液作为溶剂,在原油质量浓度为2000 mg/L、匀胶时间60 s,匀胶转速1000 r/min的条件下,可以在氧化硅芯片表面获得均匀性较好的原油膜。化学剂注入芯片时间为400 s时,单一碱剂和单一聚合物溶液均能使芯片上油膜的质量和厚度明显减小,对原油具有较强的洗脱能力;使用单一表面活性剂驱替后,芯片单位面积物质的质量增加11.7%,厚度增加25%,表面活性剂与原油的吸附作用较强;在表面活性剂的吸附作用与聚合物、碱对油膜的洗脱作用双重作用下,三元复合体系对油膜的洗脱效果较差,驱替后芯片单位面积物质的质量增加0.2%,厚度增加4.43%。4种化学剂的油膜洗脱能力从大到小依次为:碱剂>聚合物>三元复合体系>表面活性剂。岩心驱油实验结果表明,各化学剂的驱油效率与其原油洗脱能力对应性较好。

低渗透油藏自发生成中相微乳液洗油体系

针对低渗透油藏作业、洗井过程中,储层流体返吐至井筒易导致启注压力升高的难题,通过室内实验优选出一种快速自发生成的中相微乳液。考察了中相微乳液体系受地层水混入的影响及自发生成中相微乳液的洗油效率和降压增注效果,并基于注水参数及微乳液“鱼状”相图特征,设计了自发生成中相微乳液的注入工艺。结果表明,中相微乳液的组成为:1%~8%复配表面活性剂(非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂质量比为3∶1)、1.5%~3.5%C_(5)醇和3.5%KCl水溶液。该体系形成中相微乳液的时间为15~30 min。当地层水混入量低于50%时,中相微乳液增溶能力及中相微乳液中油和水的低界面张力性能不受影响。自发生成中相微乳液的洗油效率大于99%。岩心驱替实验中,自发生成中相微乳液可使水驱驱替压差降低50.0%,降压效果显著。按设计的自发生成中相微乳液的最小注入参数计算,可使半径为3.0 m的储层均得到清洗,达到降压增注的目的。

页岩气开发中油基钻屑高效化学清洗技术研究

在油基钻井过程中产生的钻屑被称为油基钻屑,它是一种含油量较高的危险固体废弃物,若不能对其进行有效的处理,会对生态环境造成极大的危害。针对含油钻屑基本属性,利用化学法对钻屑进行清洗处理,降低含油钻屑含油率,是一种可行的处理方法。本研究在分析了含油钻屑组成的基础上,研究了清洗剂类型、配比、加量以及相应除油工艺,形成了针对含油钻屑具有高效清洗除油处理的配方体系。通过实验研究,得到清洗剂配方10%QXJ+1.2%CTAC+余量清水,其清洗除油优化工艺为:油基钻屑∶清洗剂=1∶4(质量),清洗温度40℃,清洗时间20min,离心转速2000r/min,离心时间10min。经清洗处理后的钻屑残渣含油率可降至0.24%,洗油效率可达到97.53%,达到了GB4284-2018《农用污泥中污染物控制标准》中B级土2500mg/kg(0.25%)的控制要求。

油井堵水洗油技术研究

传统的注水井调剖和油井堵水可以提高注入水的波及系数，而不能提高注入水的洗油效率，从提高采收率的机理上看其作用有所不足。本研究通过高效洗油剂吞吐与油井堵水的结合，既提高注入水的波及系数又提高其洗油效率，使提高采收率的机理更全面，能更有效地减少油井产液的含水率，提高油井的产油量。