低渗透均质油层超低界面张力体系驱替毛管数的研究

针对经典毛管数理论在低渗透油层超低界面张力体系驱替中应用的局限性,在考虑低渗透油层水驱油渗流速度、超低界面张力对油水相对渗透率影响的条件下,给出了毛管数的修正公式;依据均质低渗透岩心超低界面张力体系驱油实验数据绘制了化学驱采收率与毛管数的关系曲线,提出了超低界面张力体系驱替条件下应用毛管数的注意事项,指出了用超低界面张力体系提高水驱低渗透油层采收率的合理途径.

超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验研究

超低界面张力泡沫体系驱是一种全新的三次采油方法,驱油效果优于三元复合驱,可比水驱提高采收率25％左右。通过室内综合研究,确定了超低界面张力泡沫体系驱试验方案,并在大庆油田进行了先导性矿场试验。试验结果,油层中有大量泡沫生成,扩大了波及体积,提高了洗油效率,注入井注入压力上升,注采压差大幅度增加,吸液指数和产液指数大幅度下降,增油降水效果显著,气窜现象得到抑制。超低界面张力泡沫体系驱应该采用双管分注工艺,否则易产生水化物;由于注气压力较高,应采用更高性能的压缩机设备,以保证达到设计的气液比要求。

对超低界面张力泡沫体系驱两个关键问题的讨论

针对大庆油田进行的超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验注气量不足的情况, 讨论了试验是否形成泡沫及究竟提高多少采收率的重要问题。通过对试验发泡条件及试验与三元复合驱、天然气驱的动态反应差别, 即超低界面张力泡沫体系驱注入压力、吸液指数、产液指数、地层压力的变化幅度都大大高于三元复合驱; 注采压差大幅度增加; 其注气压力大大高于天然气驱时的注气压力及气窜现象得到抑制等问题的讨论, 得出超低界面张力泡沫体系驱矿场试验在油层中形成了有效的泡沫的认识, 该试验已提高采收率 22 04%, 超过了三元复合驱提高采收率的幅度, 根据试验动态预测最终可比水驱提高采收率 25%左右。

不同润湿性条件下适合于不同渗透率油层的超低界面张力驱油体系

研制了无碱无聚合物且界面张力达到10-3mN/m超低值的表面活性剂驱油体系,对于岩石表面润湿性条件为强亲油、中亲油、弱亲油以及强亲水情况,随着渗透率的增加,该体系的采收率逐渐增加。当渗透率增加到某个值时,随着渗透率的增大采收率迅速提高;然后随着渗透率的进一步增大,采收率增加幅度明显降低,将采收率不再增加时的渗透率值称为临界渗透率值。岩石表面亲水性越强,临界渗透率越低,适合于超低界面张力驱油体系的渗透率越小。实验表明,随着岩石表面亲水性的增加,可以使残余油滴活化的最小孔喉半径或渗透率明显降低,在低渗透率、特低渗透率以及超低渗透率的条件下,可将残余油驱替出来。因此,超低界面张力驱油体系不仅适合于中、高渗透率的油层,在一定条件下还可用于低、特低和超低渗透率的油层。

不同链长石油羧酸盐和不同碳数纯烃之间的界面张力

实验考察了由平均碳数为23.16、26.01、28.70的大庆原油馏分油经氧化、皂化制备的石油羧酸盐A、B、C与正庚烷、正十二烷、正十六烷之间45℃下的界面张力(动态界面张力稳定值)与水相盐度的关系。石油羧酸盐在水相中的质量浓度为1g/L。对于每一种烷烃,随着石油羧酸盐平均碳数增大,产生超低界面张力所需的盐度范围缩小,最低界面张力对应的盐度(最佳盐度)减小;而对于每一种石油羧酸盐,随着烷烃碳数增大,产生超低界面张力的盐度范围扩大,最佳盐度增大但相互间差别减小。从达到的界面张力值、盐度范围和盐度值来看,对于正庚烷、正十二烷、正十六烷,较适宜的表面活性剂分别是石油羧酸盐A、B、C。研究结果表明,在超低界面张力体系中,石油羧酸盐的平均碳数与烷烃碳数之间、烷烃碳数与盐度之间有一定的对应关系;在石油羧酸盐的应用中,原油的EACN值和油藏矿化度都必须考虑。图6参5。

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。

适合低渗透砂岩油层的新型磺基甜菜碱表面活性剂的研究

报道了以中部有芳环的长链烷基为亲油基的一种新的驱油用磺基甜菜碱SLB-13，给出了化学结构，讨论了亲油基最佳结构。45℃时该表面活性剂水溶液在0．05～3．0g／L宽浓度范围可产生超低（10^-3mN／m）油水界面张力。在尺寸4．5×4．5×3．0（cm）、纵向渗透率变异系数0．72、平均渗透率29×10^-3～45×10^-3μm^2的石英砂胶结岩心上，使用黏度10mPa·s的模拟油，在45℃考察了水驱之后注入0．3PV化学剂段塞提高采收率的幅度及段塞注入性和提高波及体积能力（通过Ps／Pw值即注剂注水最大压差比），结果如下。1．0和3．0（g／L）SLB-13段塞仅提高采收率4．62％和3．41％，Ps／Pw值为0．37和0．43，注入性好但不能提高波及体积；0．4HPAM（M=4．8×10^6）段塞提高采收率7．22％，Ps／Pw=1．05；3．0＋0．4、1．0＋0．4、1．0＋0．8SLB-13＋HPAM复合段塞分别提高采收率8．68％、11．74％、16．20％，Ps／Pw值分别为1．04、1．37、2．30，最佳段塞为1．0＋0．4S阻13＋HPAM。SLB-13可用于大庆低渗油藏提高采收率。表3参6。

驱油用表面活性剂2-对烷基苯甲酰基-1-羧基乙磺酸钠研制

以含芳烃约52%、平均相对分子质量约432的大庆炼油厂糠醛抽出油为原料油,通过马来酸酐酰基化反应和Na2SO3磺化反应,制得了驱油用表面活性剂2-对烷基苯甲酰基-1-羧基乙磺酸钠盐(ABCES),纯度91%,简介了合成方法,用红外光谱确证了分子中磺酸基和羧酸基的存在.该剂平均相对分子质量576,20℃时临界胶束浓度1.76 mg/L,最低表面张力36.18 mN/m,表面活性好于由大庆减三线馏分油制备的石油磺酸盐(PS).0.3%的ABCES溶液在很宽的碱度范围(0.6%～1.2%Na2CO3)与大庆原油之间产生超低界面张力(45℃),0.3%ABCES+1.2%Na2CO3溶液在Ca2++Mg2+浓度≤600 mg/L时与大庆原油之间保持超低界面张力(45℃),在相同条件下PS只能在Ca2++Mg2+浓度≤300 mg/L时保持超低界面张力.ABCES是一种可用于三次采油的生产成本低、界面活性好、耐钙镁离子能力较强的表面活性剂.图7参3.