两亲碳点的表界面性能与驱油性能

高界面活性纳米驱油材料的制备是纳米技术在超低渗透油藏提高采收率中应用的关键问题。考察了自制两亲碳点(CDs)的表界面活性,研究了无机盐和老化温度对两亲CDs界面活性的影响,并研究了两亲CDs的油膜剥离性能和润湿反转性能,通过岩心驱替实验评价了两亲CDs的驱油性能。研究结果表明,两亲CDs具有与表面活性剂相似的表面张力曲线,其临界胶束浓度和平衡表面张力分别为150.21 mg/L和28.43 mN/m。在60℃、100 g/L NaCl和25 g/L CaCl_(2)条件下仍能保持较高的界面活性,可将油水界面张力由0.578 mN/m分别降低至0.032 mN/m和0.015 mN/m。此外,两亲CDs具有优异的油膜剥离性能和润湿反转性能,经两亲CDs处理后,油膜面积分别减少了79.3%,并且具有润湿反转能力,可将亲油玻璃片表面的水滴接触角由109.2°降至44.8°。岩心驱油实验表明,在85 g/L NaCl和10 g/L CaCl_(2)条件下,两亲CDs驱油效率为17.4%,具有较好的耐盐性。因此,两亲CDs作为一种高界面活性的耐高温耐盐纳米颗粒,在高温高盐油藏提高采收率方面具有广阔的应用前景。

新型耐特高温抗水解型聚合物驱油性能

胜利油区特高温油藏温度为95~120℃,目前已有的驱油用聚合物在该温度下放置30 d后水解度约为100%,黏度仅为1 mPa·s,驱油性能大幅降低,无法满足此类油藏聚合物驱要求。为了改善聚合物在特高温条件下的热稳定性和驱油性能,通过引入AMPS单体和耐特高温的N-乙烯基吡咯烷酮单体,优选了新型耐特高温抗水解型聚合物,研究了聚合物在特高温油藏下的增黏性能、流变性能、注入性能及驱油性能,重点研究了聚合物在120℃下的水解度和黏度热稳定性。结果表明,与相对分子质量相近的常规部分水解聚丙烯酰胺相比,耐特高温抗水解型聚合物初始黏度提高1倍以上,黏弹性能大幅增加,且具有良好的注入性和驱油效果,120℃下放置30 d后水解度仍为0,黏度不变,具有良好的热稳定性,有望应用在胜利油区特高温油藏,突破化学驱提高采收率温度界限。

大庆中低渗油层聚合物溶液注入性和驱油性能分析

采用标准岩心和多测点岩心,通过室内的岩心流动和驱替实验研究了相对分子质量1.0×107、浓度500 mg/L、750 mg/L和1000 mg/L的聚合物溶液在大庆中低渗油层的注入性和驱油性能。考察了流速对注入压力动态的影响和压力的沿程变化。通过引入当量PV数将物模岩心实验的线性流动转换为油藏的径向流动,对聚合物溶液在油藏各处的压力动态进行了预测。对比分析了不同浓度聚合物溶液的阻力系数动态分布和采出液流变性的变化。研究结果表明,聚合物溶液在油藏中的实际工作黏度是决定大庆中低渗油藏注聚效果的关键因素,近井地带聚合物溶液的黏度损耗最为严重。流速过高和近井地带堵塞会带来注入压力过高,聚合物溶液不吸入等问题。

酯基型双子表面活性剂的合成及驱油性能

采用丁二酸酐、N,N-二甲基乙醇胺和溴代烷C_nH_(2n+1)Br(n=10、12、14、16、18)通过两步反应制备了含酯基的阳离子双子表面活性剂[简称为GSn-EG-n(n=10、12、14、16、18)]。利用FTIR、~1HNMR对GS14-EG-14结构进行表征,用表面张力仪、电导率仪、荧光光谱仪(FLD)、光学接触角测量仪和界面张力仪对GSn-EG-n的溶液性质进行测定。结果表明,随着碳链长度的增加,表面活性剂越易聚集缔合成胶束,GS18-EG-18临界胶束浓度(CMC)最低达到2.14×10^(-5)mol/L,GS14-EG-14溶液的表面张力最低降至33.50 m N/m。通过测定不同温度下溶液的电导率,发现其电导率随着温度的升高而增大。乳化性和润湿性测试结果表明,GS14-EG-14乳化系统中,油/水分离时间达到180 min,且在聚四氟乙烯板(简称PTFE)上的接触角为69.3°,说明GS14-EG-14具有很好的乳化性能和润湿性能。GS18-EG-18仅用28 min可以将油/水界面张力降低至8.6×10^(-3)m N/m。GSn-EG-n的最终驱油效率达54.2%。

纳米SiO2/HPAM/SDS分散体系稳定性的改进及其对驱油性能的影响

分析了60℃、1.0×10^4mg/L氯化钠盐水和模拟地层水中纳米SiO2/HPAM/SDS分散体系的浊度实验及Zeta电位,发现Ca^2+、Mg^2+离子是体系失去稳定性的主要原因。根据沉降实验及Zeta电位分析仪探讨了降低pH值和添加络合剂对模拟地层水中纳米SiO2/HPAM/SDS体系稳定性的改善效果及机理,同时利用流变仪及界面张力仪分析了两种方法对体系驱油性能的影响。结果表明,pH值降低,体系的Zeta电位绝对值降低,但SiO2周围H^+保护层的形成及水化作用力的增强改善了体系的稳定性;络合剂Na2EDTA、ATMP和Na4EDTA均能增强体系的稳定性,Na2EDTA和ATMP络合Ca^2+、Mg^2+的同时降低了体系的pH值,而体系的黏度随pH值的降低急剧下降;Na4EDTA加入后,体系的pH值增大,稳定配位化合物的形成使体系的Zeta电位绝对值、黏度、储能模量和损耗模量增加,降低界面张力的能力增强。因此,在SiO2质量分数为0.5%的体系中加入质量分数为0.4%的Na4EDTA(最佳质量分数),采收率提高了3.1%。

超高分子缔合聚合物溶液特性及驱油性能研究

超高分子缔合聚合物是一种新型的驱油聚合物,该聚合物既有较高的相对分子质量且分子间又有一定的缔合作用,和常规驱油聚合物相比它具有不同的驱油性能和聚集体形态。为此选择了一种超高分子缔合聚合物,通过安东帕流变仪,冷冻蚀刻扫描电镜和驱油物理模拟流程分别研究了它的增黏性、黏弹性、聚集体形态、调剖及驱油性能。研究结果表明:相对于常规聚合物,超高分子缔合聚合物具有更好的增黏性和黏弹性,且在胜利油田高温高盐油藏条件下表现出优良的驱油效果,具有良好的应用前景。

一种具有环糊精结构的新型聚丙烯酰胺驱油剂的制备及驱油性能

以丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙基二甲基丁基氯化铵以及烯丙基环糊精为聚合单体(质量比为110∶77.5∶1),采用自由基聚合制备了新型的具有环糊精结构的聚丙烯酰胺驱油剂,计算得到其相对分子质量为1.67×10~6。通过核磁共振、扫描电镜和模拟岩心驱替试验装置表征测试其结构、形貌和驱油性能。研究结果表明:环糊精结构的引入,增加了丙烯酰胺类聚合物的抗温抗盐性能,聚合物溶液浓度为2 000mg/L时,驱油性能可达15.62%。

生物表面活性剂驱油性能

利用界面张力、乳化性能、润湿和驱油效率等测试手段研究槐糖脂、鼠李糖脂和脂肽3种类型生物表面活性剂的驱油性能。结果表明生物表面活性剂油水界面张力为10^(-1) mN/m数量级,润湿指数为0.36,由于鼠李糖脂和脂肽同时具有较强的降界面张力和润湿反转性能,能大幅降低原油从岩石表面剥离的黏附功(黏附功下降幅度超过99.5%),但该过程需要较长作用时间(多于5 d);槐糖脂具有较强的原油乳化性能,400 min后乳化原油析水率仍保持在25%,试验区块原油降黏率达到85%;直接驱替过程生物表面活性剂驱油效率较低,仅为3.5%~4.8%,将生物表面活性剂注入后作用7 d再驱替,鼠李糖脂、槐糖脂和脂肽驱油效率分别达到8.46%、14.31%和10.07%,驱油效率大幅提升;3种类型生物表面活性剂驱油机制不同,鼠李糖脂和脂肽除了有降低油水界面张力的作用,主要通过润湿反转提高原油剥离能力,而槐糖脂主要通过对原油乳化降黏、增强流动性提高驱油效率。

PAM/GO复合材料制备及驱油性能研究

利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(Graphene oxide,GO),并利用原位聚合法引入丙烯酰胺(AM),制备PAM/GO复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、激光粒度分析和驱油实验等分析方法对PAM/GO复合材料的官能团和驱油性能进行了研究。X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)实验结果表明,PAM/GO的谱图中,在2θ=9.4°的氧化石墨的特征峰消失,在2θ=23°出现一个宽的衍射峰,说明PAM/GO为无定形结构,也说明氧化石墨与PAM兼容性良好,没有发生明显的团聚。傅里叶变换红外光谱分析表明,PAM/GO红外谱图中具有很明显的丙烯酰胺特征峰,说明丙烯酰胺成功引入到氧化石墨烯中。激光粒度分析结果表明,石墨烯复合材料的平均粒径范围在0.19~1.45μm。界面张力分析表明,0.3%浓度的石墨烯材料降低油水界面张力的能力较好,与注入水相比,能将油水界面张力从101降低到100数量级左右。PAM/GO复合材料应用于低渗透岩心的动态驱替实验表明,0.3%浓度的石墨烯复合材料对低渗透油藏提高采收率在10%左右,且驱替压力变化平稳,不会对地层造成堵塞伤害。

T型聚合物双管并联岩心驱油性能研究

本文主要研究了T型聚合物在双管并联岩心中的驱油性能。实验结果表明:T型聚合物具有良好的增粘性和粘弹性,在双管并联岩心驱油实验中,水驱达到含水95%后,注入T型聚合物可进一步提高采收率22.14%,含水最低下降27.95%,表现出良好的驱油性能。

一种耐温抗盐型表面活性剂的制备及其驱油性能评价

脂肪醇聚氧乙烯醚和马来酸酐通过酯化反应,合成改性聚醚酯中间体,中间体与α-烯基磺酸钠通过水溶液自由基聚合,合成了一种低聚表面活性剂,对其进行了结构表征,并对抗盐耐温性、表界面张力、润湿性、乳化性以及静态洗油效率等驱油效果进行验证。结果表明,该表面活性剂耐温耐盐性能较好,并且有较好的洗油效果,洗油效率最大增幅可达27%,在使用质量浓度为0.3%时,可以将界面张力降低到10mN/m;具有较好的润湿性,可以将油岩接触角降低至41°;乳化性能良好,当体系含水率为50%时,24 h析水率仅为60%左右,并可与原油形成稳定乳状液,具有一定在油田应用的价值。

一株产脂肽菌的鉴定及其代谢产物驱油性能评价

从油田采出水中分离得到一株产脂肽的细菌,经鉴定为枯草芽孢杆菌,该菌株发酵液表面张力最低为28.00mN·m-1。分离提纯其代谢产物,经红外光谱分析表明为一种脂肽类生物表面活性剂。该脂肽类表面活性剂具有较低的临界胶束质量浓度（CMC）,为3.3 mg·L-1,其水溶液最低表面张力为26.60 mN·m-1,油水界面张力为0.01mN·m-1。理化特性分析表明,该脂肽类生物表面活性剂具有耐温（120℃）、耐盐（2×105 mg·L-1）,pH适应范围较广（6.0~10.0）等特性,对原油具有较强的乳化性能。物模驱油评价实验表明,在水驱基础上,可提高采收率9%以上。该研究为油田微生物采油工业化应用提供理论依据。

联结基团对酯基型双子表面活性剂驱油性能的影响

以丁二酸、辛二酸、N,N-二甲基乙醇胺、2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇和溴代十四烷为原料,合成了具有不同联结基团的酯基型阳离子双子(Gemini)表面活性剂(GS14-EG m-14和GS14-EEG m-14(m=2,6)).通过核磁共振氢谱(1H NMR)和红外光谱(FTIR)对其结构进行表征,并利用表面张力仪、荧光光谱仪、光学接触角测量仪和界面张力仪对乳液相行为进行探究.结果表明,联结基团中乙氧基的引入会使Gemini表面活性剂的表面张力从33.50 mN/m增加到37.11 mN/m;同时,随着联结基团疏水链长度的增加,Gemini表面活性剂临界胶束浓度(CMC)逐渐增加,GS14-EG m-14的CMC最低为2.05×10-4 mol/L.乳液相行为研究表明,表面张力较低的GS14-EG m-14乳化体系可以最大限度把油滴增溶到表面活性剂形成的胶束中,形成均一稳定的乳化体系,油-水分离时间最高可达210 min.GS14-EG 6-14仅用24 min即可将油/水界面张力降低至1.55×10-2 mN/m,其最终驱油效率为54.3%.

低渗透油藏二氧化碳驱油性能的模拟分析

设计了细管实验法实验,对5组长细管进行驱油实验研究,分别研究6,9,12,15,18,21,24,27,30MPa压力值下的采收率,得出图像拐点位置出现在20MPa压力数值,为最小混相压力。进而设计人造岩心室内模拟实验,在6,13,20,27MPa压力值下与不同PV值下进行二氧化碳驱油效率实验,研究温度以及杂质气体与二氧化碳近混相驱替之间的关系,为低渗透油藏开采提供了参考意见。

三次采油用重烷基苯磺酸盐驱油性能研究

在三次采油中,驱油用表面活性剂是重要的使用材料之一,而重烷基苯磺酸盐作为常用的驱油用表面活性剂,其驱油性能对采油效果产生直接的影响,因此,着重研究了重烷基苯磺酸盐的驱油性能,为实际应用及采油效率的提升提供参考。

高黏弹性聚合物流变性及驱油性能研究

优选两种高黏弹性聚合物,分别为HJ-3500、DQ-3500,与现场正在使用的Ⅱ型聚合物进行性能对比实验,并利用石英砂充填的管式模型开展了室内模拟驱油实验,结果表明高黏弹性聚合物具有良好的黏弹性能和驱油性能。

耐温抗盐强乳化聚-表二元复合驱油体系研究及应用

针对高温高盐油藏采用常规聚合物和表面活性剂驱油效果较差的问题,将耐温抗盐型聚合物SPAM-1和阴-非离子复合型表面活性剂YANC-E进行复配,研制了一种适合高温高盐油藏的耐温抗盐强乳化聚-表二元复合驱油体系,并通过室内实验评价了驱油体系的综合性能。结果表明:该二元复合驱油体系的耐温性能较强,在115℃下老化后,体系的黏度保留率仍能达到90%以上,界面张力仍能达到10^(-3)mN/m数量级;体系具有良好的抗盐性能,当矿化度大于100000 mg/L时,体系仍能保持较高的黏度和较低的界面张力;体系具有良好的长时间老化稳定性能,在储层温度和矿化度条件下老化60 d后的黏度保留率在85%以上,界面张力始终维持在10^(-3)mN/m范围内;驱油体系与原油形成的乳状液稳定性较强,放置120 min后乳状液的分水率小于20%,具有较强的乳化性能;驱油体系在地层条件下吸附6次后仍能保持较高的黏度和较低的界面张力,具有良好的抗吸附性能。另外,岩心水驱结束后注入0.5 PV二元复合驱油体系,能使采收率继续提高25%以上,驱油效果较好。A区块内5口采油井在实施耐温抗盐强乳化聚-表二元复合驱油措施后,日产油量显著提高,含水率明显降低,取得了良好的现场应用效果。

耐油起泡剂筛选及驱油性能评价

一直以来,我国采取注水的方式对油藏进行开发,导致大量的油田含水量过高。此外,水驱之后地下仍然会滞留40%或50%以上的剩余原油,而且原油的开采产量也在不断的下降,注水开发带来的经济效益越来越差。本文首先介绍了起泡剂驱油原理,同时分析了耐油起泡剂的筛选,之后采取相关评价方法对耐油起泡剂驱油性能进行了评价,具有一定的现实参考意义。

氟碳型两性聚丙烯酰胺驱油剂的制备与性能

以全氟辛基乙基丙烯酸酯(FM)为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)通过自由基胶束共聚法制得氟碳型两性聚丙烯酰胺(FPAM)驱油剂。考察了影响共聚反应的各种因素和变化规律,确定了合理的聚合工艺条件。FPAM水溶液中存在强烈的分子间缔合作用;在共聚反应温度50℃、共聚反应时间8 h、疏水单体FM质量分数为0.3%、AMPS质量分数为15%、DMC质量分数为8%、引发剂K2S2O8质量分数(占单体质量)为0.3%、乳化剂与疏水单体摩尔比(n(OP-10)/n(FM))为10的条件下,合成的氟碳型两性聚丙烯酰胺驱油剂的抗盐、抗剪切、耐高温和驱油性能均良好。

十二烷基苯磺酸钠与非离子氟碳表面活性剂复合驱油剂的研究

研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/氟碳Intechem-01表面活性剂(FC-01)复合驱油剂的性能,以驱油率、界面张力、与注入水和模拟地层水的配伍性为考察指标,正交实验结果表明,氟碳Intechem-01表面活性剂的质量分数为0.05%,十二烷基苯磺酸钠的质量分数为0.15%,碳酸钠、碳酸氢钠的质量分数都为0.25%时,复配体系的效果较好,且复配体系与定边油田采油注入水和模拟地层水有良好的配伍性。