Cr^(3+)、碱和表面活性剂对聚合物分子构型及渗流特性影响

用动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和岩心驱替等实验方法,研究了Cr3+、碱和表面活性剂对聚合物(HPAM)分子线团直径、结构形态和渗流特性的影响。结果表明,Cr3+、碱和表面活性剂可以改变聚合物分子线团直径,进而影响聚合物分子结构形态和渗流特性。通过改变Cr3+浓度和电解质浓度等实验条件,可以使聚合物分子形成具有不同分子构型的Cr3+聚合物凝胶。在高电解质浓度和低Cr3+浓度条件下,聚合物分子与Cr3+的交联反应主要发生在同一分子内不同支链间,具有"分子内"交联特征。在低电解质浓度和高Cr3+浓度条件下,聚合物分子与Cr3+的交联反应主要发生在不同分子链间,具有"分子间"交联特征。与相同浓度聚合物溶液相比较,"分子内"聚合物凝胶的表观黏度几乎保持不变,但阻力系数和残余阻力系数却要大得多,且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。与"分子间"聚合物凝胶相比较,"分子内"聚合物凝胶的分子线团直径较小,但它仍略高于相同浓度聚合物分子线团直径。碱使聚合物分子扩散层厚度减小,分子链卷曲收缩和变粗,分子线团尺寸减小,形成以支状为主、网状为辅的结构形态。表面活性剂使聚合物分子线团稍有减小,结构形态无明显变化。

碱/表面活性剂/聚合物对乳液稳定性的影响

研究了碱/表面活性剂/聚合物对乳液稳定性的影响规律,单一的碱、表面活性剂和聚合物对乳液的稳定性有较大的影响;3种化学剂之间存在明显的协同作用,对乳液的稳定性影响很大。含化学剂的乳液照片验证了多重乳状液的存在。

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 。

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。

碱和表面活性剂影响聚合物溶液性质实验研究

在聚合物溶液中添加表面活性剂和碱能够大幅度降低油水界面张力,但表面活性剂和碱的加入会对聚合物分子形态产生影响,进而影响聚合物溶液的流变性和粘弹性,并最终影响驱油效果。通过室内实验和理论分析,就碱和表面活性剂对聚合物分子形态的影响及其作用机理进行了分析。碱与聚合物分子链上部分负电荷中和,使分子链发生蜷缩和粘贴,形成部分"带状"分子结构,导致聚合物溶液粘弹性和流变性变差。

碱与储层矿物反应液中硅、铝浓度测定及表面活性剂和聚合物的影响

介绍了用钼酸铵、铬天青分光光度法分别测定碱与储层矿物反应液中硅、铝元素浓度所用的试剂、操作程序及标准工作曲线。使用硅和铝标准溶液建立的测硅和测铝标准曲线的线性范围分别为0～4μg/mL和0～0.8μg/mL。实验用碱与储层矿物反应液为0.5%～5%NaOH溶液、0.5%～5%Na2CO3溶液分别与石英、斜长石、高岭石、伊利石、蒙脱石等反应后的混合液。显色后的测硅溶液可以稀释后测吸光度而显色后的测铝溶液则不能稀释。浓度为50μg/mL的HPAM对铝浓度测定无干扰;10μg/mL的聚合物HPAM对硅浓度测定,10μg/mL的表面活性剂OP 10对硅、铝浓度测定有轻微影响但可以忽略(使吸光度略增大)。图6表2参5。

碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合体系乳化性能影响因素的探究

ASP三元复合体系的乳状液稳定性是影响石油采收率的重要因素之一。通过从表面活性剂、碱、聚合物3个角度进行分析发现,当表面活性剂的疏水基团与原油结构相近时,乳化性能最好,乳化稳定性和表面活性剂浓度呈现正相关关系,超过临界值后趋于稳定;碱可以和原油中的酸性物质发生反应生成乳化剂,加强乳化性能;聚合物分子和原油乳化后会形成强度较大的界面膜,对稳定性增加起到促进作用。上述研究不仅推进了ASP三元复合体系乳化性能的研究,更为推进新型三元体系提供了理论基础。

Cr^(3+)对碱/表面活性剂/聚合物复合体系性质影响

在由1.4 g/L HPAM、2.5 g/L石油磺酸盐、12 g/L Na2CO3组成的ASP污水溶液中分别加入0、17.5、35、70、140 mg/L(以Cr3+计)醋酸铬,在45℃下考察铬加量对驱油液多项性能的影响。加入铬交联剂使ASP驱油液的表观黏度~放置时间(0~20 h)曲线、界面张力~放置时间曲线、黏度~剪切速率曲线、储能模量~角频率曲线、损耗模量~角频率曲线均整体上移,铬加量越大则上移幅度越大。其中油水界面张力在放置时间≤5天时均在超低值范围(10-3mN/m),5天后加Cr3+17.5 mg/L的ASP的界面张力低于不加铬的体系。通过~1.27μm2的均质人造岩心的阻力系数特别是残余阻力系数,随加铬量的增加而大幅度增大。VK=0.89、K≈1.0μm2的层内非均质人造岩心在水驱后注入ASP时压力升高幅度随加铬量的增大而大幅增大,转水驱后注入压力的下降幅度则相差不多;水驱后注入0.38 PV不加铬和加Cr3+140 mg/L的ASP液,采收率增值分别为29.8%和34.1%,注入0.1 PV无铬ASP+0.18 PV加铬(140 mg/L)ASP+0.1 PV无铬ASP使采收率增值达到39.4%。图5表4参11。

碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元驱油技术的研究进展

当前世界上的油田基本都采用注水的驱油方式进行开采，但注水驱油的方式开采效率低，一般仅能开采20％～30％左右的地下油藏。近年来，随着石油储量的日益枯竭以及国际油价的上涨，为提高石油产率，采用新的驱油技术进行开采已势在必行。三元驱油技术采用碱-表面活性剂-聚合物（ASP）作为驱油剂，综合三种化学驱油剂优点，使之协同发挥作用所形成的一种新型化学驱油技术。尽管碱-表面活性剂-聚合物（ASP）驱油技术还处于研发与小试阶段，但其驱油效率高，具有良好的应用前景，引起了研究者的广泛注意。本文对碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元驱油技术研究与应用现状进行了分析与总结，同时讨论了该技术的缺陷及相关的解决方案。

碱/表面活性剂/聚合物相互作用对河间油藏油水界面张力特征的影响

在任丘油田河间油藏油层及流体性质（90℃温度、矿化度为5 192.2 mg/L的采出水和5 682.6 mg/L的注入水、河间原油）的条件下,研究了表面活性剂、碱和聚合物相互作用对油水界面张力的影响。结果表明,单一石油磺酸盐CDS-1在有效浓度为0.01%-0.3%范围内,瞬时动态界面张力和平衡界面张力降低到10^-2mN/m数量级。向浓度为0.05%的CDS-1溶液中加入Na2CO3,瞬时动态界面张力和平衡界面张力变化不大,仍在10^-2mN/m数量级;与Na2CO3高浓度相比,当Na2CO3浓度为0.5%时,平衡界面张力和瞬时界面张力降低明显,瞬时动态界面张力最低值低至10^-3mN/m数量级。分别在浓度为0.05%的CDS-1溶液和0.5%Na2CO3/0.05%CDS-1二元体系中加入不同浓度（浓度在500-2 500 mg/L范围内）的部分水解聚丙烯酰胺聚合物M2500,瞬时动态界面张力和平衡界面张力无明显变化,仍在10^-2mN/m数量级。该实验结果为河间油藏表面活性剂复合驱油配方的筛选提供了重要依据。

碱-助表面活性剂-聚合物体系相性质的研究

本文综述了采用乳化筛选试验法制作活性图,对碱-助表面活性剂-聚合物(APS)驱油体系相性质所作的研究。讨论了活性剂、碱对体系相性质的影响及相性质与界面张力、驱油效率之间的关系。在碱-原油体系中加入低浓度表面活性剂可使活性区加宽,体系最佳含盐量提高。过量碱在体系中起电解质作用。一价阳离子对相性质的影响次序为 K^+>Na^+>NH_4^+。最佳体系的界面张力可达到很低值。

复配型表面活性剂与碱/聚合物三元驱油体系的筛选实验研究

针对辽河油田某特定区块油藏特征和油品性质,对阴离子型表面活性剂重烷基苯磺酸盐、非离子型表面活性剂聚氧乙烯壬基醚、碱Na2CO3及疏水型聚合物进行复配,对复配体系与原油间界面活性和溶液增粘能力进行实验研究,应用正交实验法进行实验方案设计,通过直接比较和计算分析等方法得出最佳配方:阴离子表面活性剂质量分数0.1%～0.125%,非离子表面活性剂0.15%,Na2CO31.6%～1.8%,疏水型聚合物0.12%。该驱油体系具有较高的界面活性,长期热稳定性较好,而且解决了阴离子表面活性剂的盐析现象和非离子表面活性剂吸附损失大、需要的碱含量高、溶解性能差等问题,同时拓宽了表面活性剂、碱剂在复合驱油体系中的使用含量范围,筛选出的复配型驱油体系适应性更好。

应用碱—表面活性剂—聚合物复合驱体系提高石油采收率

叙述了碱—表面活性剂—聚合物复合驱体系提高石油采收率的主要机理和发展现状及前景

碱—表面活性剂—聚合物驱油技术提高原油采收率

碱、表面活性剂和聚合物都是高效的驱油剂，复配的优势在于既发挥单一驱油剂的长处，又可使其产生协同效应，获得更好的驱油效果。现场试验证明：碱－表面活性剂－聚合物（ＡＳＰ）驱油技术能采出部分剩余油，并大幅度提高采油采收率。文章讨论ＡＳＰ驱油技术的工作原理，先导试验和现场应用情况及其经济效益分析。

碱、表面活性剂和聚合物为主的三元复合驱油体系相行为研究

通过研究不同浓度Na2 CO3、KPS存在的条件下复合驱油体系的相行为变化 ,找到了形成中相最佳区的条件 ,揭示了相行为与油水界面张力及表面活性剂在不同相间分配量大小的相关性 ,从临界胶束浓度变化对相态转变机理给予合理解释。

润湿性对碱／表面活性剂／聚合物驱采收率的影响

本文总结了在碱／表面活性剂／聚合物驱（以后简称三元复合驱驱）驱油过程中，润湿性对采收率影响的室内研究。通过使用有机试剂，可以将水湿性贝雷砂岩改变为中性润湿和油湿。使用改进的Amott自吸法测定每块岩样的润湿性指数，使用室内岩心驱替实验，评价不同润湿性条件下三元复合驱和聚合物驱的驱替效率。实验结果表明，润湿性强烈影响水驱和三元复合驱的驱油效果，也是决定水驱和三元复合驱驱油采收率的重要因素。对于三元复合驱，水湿和油湿对获得高的油采收率是有利的，相反，在三种不同润湿性条件下，润湿性对聚合物驱采收率的影响很小。这些结论为在不同润湿性条件下，将三元复合驱和聚合物驱运用于油藏条件提供一个方向指导。

表面活性剂-碱-聚合物联合驱替与羧酸及其盐类表面活性剂在EOR中的应用

本文综述了国内外对表面活性剂-碱-聚合物联合驱替过程特征的研究,针对典型油藏进行的现场可行性初步分析,对羧酸、羧酸盐类表面活性剂的研究及其在 EOR 中的应用。

碱、聚合物对表面活性剂吸附影响分析

油藏对表面活性剂的吸附作用,是砂岩表面化学物质与表面活性剂间相互作用的结果。ASP复配体系溶液中,碱对表活剂的吸附影响较大,在表活剂溶液中加入碱后,砂岩对表活剂的吸附量下降,且吸附量下降幅度与碱浓度成正比。实验结果表明,碱可以使粘土矿物对阴离子表面活性剂吸附量降低70%~80%,而油藏砂岩对表活剂吸附量可降低10%~40%。聚合物对表活剂的吸附影响较小,数值模拟结果表明吸附量降低15%~30%。这是由于聚合物在表活剂溶液中水解后,部分分子团带有负电荷,这就抑制了砂岩对表活剂的吸附作用;另外,加入聚合物后,复配体系溶液变稠,使得溶液扩散速率降低,减小波及体积,进而削弱表活剂吸附效果。

国外碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱研究进展

介绍了2000-2018年委内瑞拉、加拿大等有大中型油藏国家针对碱-表面活性剂-聚合物(ASP)驱作为油田提高采收率储备技术的实际情况;在介绍ASP驱配方案例的基础上总结了实验结论,特别深入介绍了液氨、有机碱、阿拉伯胶等在ASP驱中的应用研究情况;在ASP驱面临的困境方面介绍了液氨和有机碱减小储层伤害的优势以及ASP体系粉末化和研发ASP驱用新型化学品的策略;提出了在超低界面张力成像设备研究上加快应用"3D+新公式"技术精准测试等具体建议。

表面活性剂和聚合物增强碱水驱的机理——在David Lloydminster及Wainwright Sparky油田的应用

进行了实验室研究,以辨明在复合的化学驱替中观察到的碱和聚合物间良好协合作用的机理,工作的焦点是缓冲碱,纯碱的应用。利用David Lloydminster油和盐水所作的岩心驱替试验对力学作用作了研究。要最有效地应用这一方法,需要同时注入碱和聚合物。这样做可以通过降低界面张力使残余油活化,和通过形成集油带有效地驱油。集油带的形成是碱—聚合物方法的一个非常重要的特性。碱预冲液(即碱注入先于聚合物注入)在这些工艺过程中将导致采收率减小,这是由于预冲液从油中除去了能生成表面活性剂的物质,在随后的聚合物注入时不能降低界面张力。岩心驱替试验也用以评估作为Alberta东部Wainwright油田三次采油方法的碱—表面活性剂—聚合物驱替。Wainwright原油和Wainwright盐水之间相特性和界面张力,以及几种表面活性剂类型的确定,有助于选择用于岩心驱替的最佳化学段塞。根据岩心矿物学,化学物质扩散和乳化作用,对取得较高三次采油采收率的Berea砂岩岩心塞和保存的储层岩心塞作了对比研究。也将研究结果与使用烧碱(来添加表面活性剂和流度控制剂)的早期研究作了比较。结果表明,碱—表面活性剂—聚合物驱替,对Wainwright油田可能是合适的三次采油方法,也说明了在储层岩心中进行岩心驱替试验的重要性。