碱/聚合物二元复合驱粘度稳定剂研究

针对碱/聚二元复合驱在现场应用中暴露的粘度不稳定问题,通过热氧老化实验,在研究三种粘度稳定体系的基础上,综合考虑复合驱不稳定因素,研制了GH-01复合型稳粘剂。结果表明,实验所用稳定剂都起到了一定粘度改善作用,其中GH-01效果尤为突出,仅需10mg/L即能使老化四个月的二元体系(碱1.25%+聚合物0.15%)粘度达到26.8mPa.s,比原体系粘度提高了5.5倍,同时该稳粘剂合成简单,价格低廉,对解决聚驱和复合驱过程中的粘度不稳定问题有积极意义。

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。

基于油藏化学驱能耗分配原理的理想流度控制型驱油剂研究Ⅰ:聚/表二元复合驱油体系的渗流阻力调控机理及应用

针对驱油剂的深部流度控制能力与近井地带注入性之间的矛盾,提出了理想流度控制型驱油剂应满足低黏度配制/输送、近井地带低吸附量长期稳定注入和低浓度产出液的技术要求,同时,在渗流过程中能够在储层深部不同位置建立多级渗流阻力峰值,并且前缘后驱替相渗流阻力应始终保持在较低水平。基于固/液界面吸附作用与分子间相互作用的协同效应,设计了在渗流过程中具备动态改变体系组成和微观溶液结构,从而改变其渗流阻力特征的疏水缔合聚合物/阴离子型表面活性剂二元体系。相较于HP-1(1500 mg/L),表观黏度相近、组成不同的二元体系HP-1(1500 mg/L)/SDSB(150 mg/L)和HP-1(1500 mg/L)/SDSB(200 mg/L),在段塞注入及其后续水驱过程中可以在多孔介质的中、后部构建数值更高、空间分布更优的动态渗流阻力,说明二元体系具备运移增黏特征和延迟突破特征,其前缘的流度控制能力更强,并且渗流阻力在储层的空间分布更合理,从而延长了段塞整体突破时间,有利于提高波及体积和驱油效率。在相对稠油、强非均质性和水驱含水率为80%的渤海某油田油藏条件下,采用基本相同剂量、相近成本的化学剂工业产品进行的驱油实验表明:二元体系后续水驱突破之前驱油剂段塞渗流阻力的空间动态分布特征是影响驱油效率的关键因素,二元体系(AP-P4(1400 mg/L)/ZX-27(300 mg/L),黏度为6.4 mPa·s)比疏水缔合聚合物AP-P4(1750 mg/L,黏度为62.9 mPa·s)多提高10%的原油采收率。

聚驱滞留聚合物对无碱二元复合体系影响研究

通过物理模拟试验研究了聚驱后聚合物滞留量随推进距离的变化规律,对比分析了有无聚驱在无碱二元复合体系中聚合物和表面活性剂滞留量随推进距离的变化规律。结果表明,聚驱聚合物滞留量随推进距离增加近似呈指数关系递减,同时注入端区域滞留大量聚合物。近注入端剩余油饱和度较低,复合体系损失少;注入端附近聚合物滞留量较高,有效减缓复合体系的滞留损失,滞留聚合物能保护复合体系,有助于复合体系进入剩余油饱和度较高的地层深部,提高聚驱后复合驱采收率。

碱/聚合物——二元复合驱油机理

化学驱油是提高原油采收率的方法之一,一般包括碱液驱油法、聚合物驱油法和表面活性剂驱油法等三种单一注剂的化学驱油方法。它们都以各自独特的优点而得到石油开采业的重视。但是无论注哪一种单剂都有一定的局限性。因此,近年来国际上提出了一种新的化学驱油方法——碱/聚合物二元复合驱油法。

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.

聚合物驱后二元复合驱油藏的层系调整——以孤东油田七区西为例

胜利油区的聚合物驱后油藏剩余储量丰富,现有的层系井网已不能满足后续开发的要求,为了更好地通过细分层系达到提高采收率和增加经济效益的目的,以孤东油田七区西二元复合驱油藏为代表,利用油藏数值模拟方法对聚合物驱后二元复合驱油藏进行层系调整研究。以化学驱投资与成本构成分析为基础,依据动态经济评价方法,建立了一套适用于聚合物驱后二元复合驱油藏开发的层系调整界限图版;应用此图版结合熵权算法计算得到的油藏各小层非均质综合指数和聚类分析确定的最优化分割方案,筛选出满足要求的最优化分割方案。依此方法对孤东油田七区西聚合物驱后二元复合驱油藏进行层系调整,调整后效果显著,采收率提高了3.45%,财务净现值增加了174.6×104元。

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。

大庆油田疏水缔合聚合物-碱-表面活性剂三元复合驱提高采收率研究

在大庆油田油层及流体性质条件下 ,研究了疏水缔合聚合物 碱 表面活性剂三元复合体系(ASP)的物理化学性质并进行了驱油效果评价。结果表明 ,疏水缔合聚合物具有良好的耐盐、耐碱性 ,在相同粘度 (例如 4 0mPa·s)下 ,缔合的聚合物用量比部分水解聚丙烯酰胺三元复合体系低 5 0 %～ 70 % ;体系具有良好的抗剪切性和相稳定性 ,在 75d内体系稳定 ,无相分离和沉淀 ;疏水缔合聚合物对ASP体系与大庆原油界面张力无明显影响 ;与部分水解聚丙烯酰胺聚合物相比 ,疏水缔合聚合物ASP体系表面活性剂在大庆油砂上的静态吸附量较低 ,对NaOH的静态吸附量无影响。岩心驱替实验结果表明 ,可比水驱提高采收率 2 0 % (OOIP)以上 。

聚合物—表面活性剂二元复合体系微观及宏观驱油特征——以河南双河油田某区块为例

采用微观驱油实验和油藏数值模拟,研究了聚合物—表面活性剂二元复合体系微观及宏观驱油特征。以河南双河油田S块H层系为例的研究结果表明,二元复合体系既能启动柱状、簇状残余油,又可减少孔隙和喉道处的膜状残余油,相比单一表面活性剂驱和单一聚合物驱,二元复合驱具有显著扩大波及体积和提高驱油效率的双重效果,比单一聚合物驱提高采收率3.03%～5.45%。对于层内非均质储层,二元复合驱可较大幅度地提高低渗透带的采收率,其次是中渗透带;而对于层间非均质储层,进一步改善低渗透层开发效果的能力有限,二元复合驱提高采收率由高到低的排序为中、高、低渗透层。

原油组成对碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱的影响

采用大庆油田不同区域油水样与碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合体系相互作用,研究了原油组成对三元复合驱增油效果及采出液性质的影响;采用FTIR,GC-MS,XRF等方法对原油油水样、萃取活性组分、萃余油组分及油相中硫元素含量进行表征。表征结果显示,各油水样中的萃取活性组分均具有典型一元饱和羧酸(脂肪酸和环烷酸)峰值特征,喇嘛甸油水样萃余油正构烷烃中的重质组分含量较高,其组成与表面活性剂重烷基苯磺酸盐的组分更接近。实验结果表明,油水样中萃取活性组分及萃余油与三元复合体系间界面张力虽较高,但原油与三元复合体系间却可实现超低界面张力。

聚驱后SDCM-1/聚合物二元复合体系提高采收率研究

表面活性剂SDCM-1为天然羧酸盐的氧乙烯基化产物。用矿化度4.5 g/L的矿化水配制的SDCM-1溶液,与孤岛河滩区原油之间的最低界面张力(70℃),在SDCM-1浓度大于1.0 g/L时达到10-4mN/m数量级。2.0 g/LSDCM-1+1.6 g/L HPAM溶液黏度超过原油黏度(70℃),与原油间的界面张力(70℃)在56 min时可降至稳定的最低值3.2×10-3mN/m,此即为所选二元复合驱配方。在岩心驱油实验中,水驱后、注聚后(1.6 mg/L,0.3 PV)、注二元复合体系(0.3 PV)并水驱后采收率分别为42.31%,5.21%,18.07%。在平板夹砂模型上采用相同工艺驱油,按所摄图像驱替面积测算各驱替液波及体积,注入水为51%,聚合物为48%,0.1、0.2、0.3 PV二元复合体系分别为54%、60%、64%,后续注入水为68%;用软件计算的水驱、注聚后、二元复合驱并水驱采收率,分别为44%,8%,16%。该体系是可用于聚驱后油藏的高效表聚二元复合驱油体系。

碱-聚合物复合驱油藏流线数值试井解释模型及其应用

将流线法应用于碱-聚合物复合驱油藏,对生产和测试两个阶段分别建立了碱-聚合物复合驱油藏流线数值试井解释模型,该模型中不仅考虑了油藏非均质性、油水两相流、复杂井网、生产历史等因素的影响,还充分考虑了碱-聚合物复合驱过程中各种重要驱油机理和物化现象。采用流线方法求解该模型并用遗传算法进行试井自动拟合解释,得到了油藏参数,形成了适用于中、高含水期碱-聚合物复合驱油藏试井解释新方法。通过求解反五点井网碱-聚合物复合驱油藏典型模型,研究了复合驱油藏中测试井的压力响应特征。编制了流线数值试井解释软件,油田应用实例证明了软件及模型的实用性。

聚合物/表面活性剂二元复合驱采出液的破乳研究

研究了破乳剂种类、采出液组成对聚合物/表面活性剂二元复合驱采出液破乳脱水效果的影响。考察了不同驱油体系的界面张力与电导率。从5种商品破乳剂中筛选出最佳非离子型破乳剂BSE-238。该破乳剂在50℃下的脱水速率快,脱水率高,最终达到83.33%,最佳用量为50 mg/L。在此条件下,含不同浓度HPAM、吡咯啉表面活性剂及其复合体系(浓度比1∶1)的采出液脱水率均随着驱油剂浓度的增大而降低,并且破乳难度依HAPM、表面活性剂、二元复合体系的顺序增加。在二元驱采出液中加入FeSO4、盐酸和氯化钠后,脱水率可小幅提高。驱油剂对界面张力的影响为:吡咯啉>二元复合体系>HPAM。相同浓度下的电导率大小为:二元复合体系>吡咯啉>HPAM,与脱水率相符。

醇对石油磺酸盐/缔合聚合物二元复合驱体系界面张力的影响

研究了不同碳链长度醇及混合醇对石油磺酸盐/疏水缔合聚合物二元复合体系界面张力的影响。研究表明,醇与石油磺酸盐具有很好的协同效应,醇的加入降低了油/水界面张力;在石油磺酸盐浓度为1000mg/L,醇的浓度为1000mg/L时,C4-C12及混合醇均能使油/水界面张力达到10-3 mN/m;混合表面活性剂与单独石油磺酸盐相比达到超低界面张力的时间更短,使用浓度更低。

α-烯烃磺酸钠与聚合物二元泡沫复合驱实验研究

为考察二元泡沫复合驱在大庆油田应用的可行性,利用泡沫扫描仪和泡沫驱油装置,在大庆油田油水条件下,考察了α-烯烃磺酸钠(AOS)浓度、聚合物(HPAM)浓度、发泡剂体系注入量及气液比对泡沫复合驱的影响。实验结果表明:二元体系泡沫稳定性随着AOS或HPAM浓度的增加出现极大值,而后降低;二元泡沫复合驱采收率随着AOS或HPAM浓度的增加而增加;在相同浓度和用量的条件下,二元泡沫复合驱效果好于单纯AOS泡沫驱或单纯聚合物驱的效果;增加泡沫注入量有利于提高二元泡沫复合驱的效果,注入量大于0.3 PV时,二元泡沫复合驱采收率趋于缓和;增加气液比有利于提高二元泡沫复合驱的效果,但气液比过大会出现气窜,在气液比为2∶1时,二元泡沫复合驱的采收率达到最佳。

中原油田表面活性剂／聚合物二元复合驱技术室内研究

针对高温高盐的中原油田，考察了石油磺酸盐MJ2和DQ分别与M=2．4×10^7的HPAM Y2、疏水基含量0.25％的疏水缔合聚合物AP—P5组成的4个表聚二元体系98℃下的界面张力、表观黏度、耐盐性和热稳定性。配液用水为矿化度122．4g／L、含钙镁的胡12块产出水，在考察耐盐性时使用NaCl盐水，基础实验体系含石油磺酸盐3．0g／L，含聚合物1．5g／L。含MJ2的表聚二元体系与胡12块原油间的界面张力在含盐量30～210g／L时维持10^-3～10^-4mN／m超低值，受含盐量的影响相对较小，动态界面张力迅速达到稳定。含Y2的表聚二元体系即使Y2浓度增至2．5g／L，黏度仍小于10mPa·s。含AP-P5的表聚二元体系在温度超过60℃后，黏度快速上升，在AP-P5浓度超过1．0g／L后，98℃黏度快速上升，含盐量达到230g／L时为54～59mPa·s。3．0g／L MJ2＋1．5g／LAP-P5体系为最佳体系，在98℃老化150天过程中界面张力波动小，150天后黏度31．3mPa·s。在98℃用此体系在天然岩心上驱油，注入段塞体积为0．25～0．30PV，采收率提高值为14．3％～15．8％。图8表3参2。

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。

碱/聚合物复合驱体系粘度影响因素分析

以聚合物HTP和活性碱NPS复配,制得碱/聚合物复合驱体系,考察了溶解氧、金属离子、H2S、剪切作用和温度对碱/聚合物复合驱体系粘度的影响。结果表明,空气中氧含量足以导致复合驱体系丧失流度控制能力;金属离子对其体系粘度具有很大影响;H2S对体系粘度伤害严重,但H2S吸收剂AS几乎可完全消除其影响;复合驱体系对剪切作用敏感;温度升高,复合驱体系粘度下降。本研究可为增强碱/聚合物复合驱体系的粘度稳定性提供依据。

砾岩油藏聚合物驱后二元和三元复合驱的优选

新疆克拉玛依油区七东区发育砾岩油藏,经聚合物驱后虽已进入高含水期,但仍具有较高的挖潜、开发、再利用价值。二元和三元复合驱是砾岩油藏聚合物驱后提高采收率常用的开发方式。利用柱状天然岩心进行室内物理模拟实验,分析对比聚合物驱后二元和三元复合驱的注入压力、含水率、采收率以及微观剩余油分布特征,优化选择砾岩油藏聚合物驱后的开发方式。实验结果表明:二元和三元复合驱的含水率和注入压力相差较小,三元复合驱的采收率略高于二元复合驱;通过紫外荧光显微镜观察二元和三元复合驱后的岩心薄片,分析微观剩余油分布类型,发现三元复合驱后的剩余油分布类型以粒间吸附状为主,容易堵塞渗流通道,开采困难;而二元复合驱后的剩余油分布类型以颗粒表面吸附状为主,对储层伤害较小,对后续开发影响较小。综合考虑采收率、施工成本和储层伤害等情况,最终优选二元复合驱作为研究区聚合物驱后的开发方式。