An Experimental Study on Alkaline/Surfactant/Polymer Flooding Systems Using Natural Mixed Carboxylate

Orthogonal-test-design method has been used to determine the optimal formula by phase behavior and interfacial tension studies, respectively. The effect of each component of two alkaline/surfactant/polymer flooding systems on interfacial tension is discussed, in which a low-price natural mixed carboxylate (SDC) is used as the major surfactant. The results indicate that the optimal composition is SDC (0.5%), alkaline NaHCO3/Na2CO3 with mass ratio of 1 (1.0%), and hydrolyzed polyacrylamide(0.1%). In the coreflood experiment, their oil recovery is increased by about 25.2% and 26.8% original oil in place, respectively.

化学驱提高普通稠油采收率的研究进展

针对普通稠油油藏水驱采收率低,而且经济上不适合于热采的特点,介绍了国内外化学驱提高普通稠油采收率技术的一些研究进展,主要包括聚合物驱,碱驱,碱/表面活性剂驱。综述了各种方法提高普通稠油采收率的研究现状和机理研究进展,并指出了不同方法存在的问题和当前的研究热点。

大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征

相对于其他提高采收率方法 ,三元复合驱对原油性质和油藏性质更为敏感。为此 ,大庆油田在室内研究成功的基础上 ,先后进行了 5个三元复合驱矿场试验 ,研究了不同油藏特性、不同井距和不同配方的三元复合驱特征。试验结果表明 ,与聚合物驱相比 ,三元复合驱过程中注入能力下降幅度低 ,采出能力和综合含水的下降幅度大 ,在低含水期出现了乳化和结垢现象 ,三元复合驱比水驱提高采收率 2 0 %以上。尽管注采能力下降 ,但由于含水率大幅度降低 。

三元复合驱中乳化作用对提高采收率的影响

评价了不同机械搅拌力、不同含水率条件下 ,碱、表面活性剂、聚合物溶液与原油间的乳化能力 ,研究了这种三元复合驱过程中形成的乳化液类型及其稳定性 ,给出了油水比、化学剂类型、浓度、外力及其综合作用对产生乳化的影响程度。分析了大庆油田三元复合驱矿场试验中采出液产生乳化的原因。室内物理模拟实验表明 ,三元复合驱过程中产生的原油乳化作用是提高驱油效率。

普通稠油化学驱油技术现状及发展趋势

对于普通稠油,一次采油后常采用注水开发和热采方法。据中石化2007年底统计,采用注水开发动用的普通稠油储量占稠油总储量的30.1%,但由于水油流度比高,使得普通稠油油藏水驱采收率低。当油层太薄或埋藏太深时,热量损失严重,经济上不适合采用热采方法。化学驱方法是一个重要的接替手段。因此,文中重点综述了聚合物驱、碱驱、碱/表面活性剂驱、碱/聚合物驱技术在普通稠油油藏中应用的国内外研究现状和机理研究进展,指出了稠油化学驱中出现的问题和未来的发展趋势。

梳形聚丙稀酰胺的特性及应用

梳形聚丙烯酰胺的现场应用结果表明 ,在相同条件下 ,梳形聚丙烯酰胺比大庆产聚丙烯酰胺的增粘能力高 5 8%～ 81%,比日本三菱公司产MO 40 0 0的增粘能力高 2 2 %～ 70 %;其驱油效果比聚丙烯酰胺约提高一倍 ,降低聚合物用量 3 0 %以上。梳形聚丙烯酰胺在油田聚合物驱、三元复合驱和深部调驱中已取得很好的经济、社会和环境效益 。

三元复合驱油体系粘弹性及界面活性对驱油效率的影响

实验研究了大庆油田所用ASP三元复合驱替液的驱油效率与碱浓度之间的关系。在45℃(大庆油藏温度)下,随碱浓度增大(0～1.5×104mg/L),NaOH/ORS 41/HPAM蒸馏水溶液在全部实验剪切速率范围内的粘度及在全部实验剪切振荡频率范围内的损耗模量、储能模量、松弛时间均不断下降,表明溶液粘弹性不断减小;溶液与原油间的动态界面张力(60min稳定值)基本上不受聚合物浓度的影响,而随碱浓度的增大而下降,在碱浓度≥8.0×103mg/L时达到超低值(10-3mN/m)。用注入水(矿化度3.7×103mg/L)配制的相同ORS 41和HPAM浓度、不同碱浓度(0、3.0×103、6.0×103、1.2×104mg/L)的ASP溶液在不同岩心上的驱油效率变化规律有很大不同,水驱后提高采收率的幅度,在人造非均质岩心上在碱浓度3.0×103和6.0×103mg/L时达到高峰值,在标准长度和加长至两倍长度的两组天然均质岩心上随碱浓度增大而逐步提高,在碱浓度增大至1.2×104mg/L时略有降低。高碱浓度ASP溶液尽管具有超低界面张力,但由于粘度低、粘弹性低,驱油效率也低;油水界面张力在10-1～10-2mN/m、粘弹性(和粘度)较高的ASP溶液在岩心上驱油效率最高;超低界面张力不是绝对必要的。图4表2参11。

新型驱油用表面活性剂天然混合羧酸盐

本文是一篇专论，介绍了天然混合羧酸盐的原料（油脂下脚料），界面活性及抗二价离子的能力，简述了ＡＳＰ三元复合驱油体系配方筛选方法，介绍了针对我国不同酸值原油研制的含天然混合羧酸盐的３个ＡＳＰ典型配方。

用于三次采油的新型弱碱表面活性剂

以α-烯烃为初始原料,经过烷基化及磺化、中和,研制出了组分相对单一、结构合理的新型弱碱烷基苯磺酸盐表面活性剂。室内评价结果表明,这种表面活性剂具有良好的界面活性,配制的复合体系在较宽的表面活性剂浓度和碱浓度范围可与原油形成10-3mN/m数量级的超低界面张力。同时,该表面活性剂对大庆油田不同区块、不同油层的油水条件有很强的适应性。另外,由于表面活性剂组成较为单一,可大大降低表面活性剂在地层中因吸附滞留而产生的色谱分离效应。室内天然岩心驱油实验表明,三元复合体系平均驱油效率可比水驱提高约20%。小井距三元复合驱矿场试验结果表明,三元复合驱比水驱提高采收率24.66%。这种表面活性剂为三元复合驱技术在大庆油田的工业化推广,特别是在二类油层的应用奠定了基础。

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油水界面张力,且能大幅提高波及能力.通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）缔合聚合物（HAPAM） NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比.研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5％～1.2％、ABS浓度为0.025％～0.300％时具有良好的界面活性,油水界面张力可达101-3 mN/m数量级.0.16％ HAPAM 0.3％ ABS 1.2％ NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265％,因此HAPAM可降低聚合物用量40％.驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13％以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6％以上.HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段.

三元复合和聚合物驱油液粘度对驱油效果影响实验研究

在模拟大庆油田某化学驱试验区油藏条件下 (4 5℃ ,原油粘度 9mPa·s) ,用 7个水油粘度比的三元复合和聚合物驱油液驱替非均质 (平均渗透率Ka=0 .83μm2 ,变异系数 0 .5 9)和均质 (Ka=1.2 μm2 )人工砂岩岩心的水驱剩余油 ,测定采收率提高幅度。在三元复合驱实验中 ,主段塞 0 .3PV ,相同粘度的聚合物保护段塞 0 .2PV ,在聚合物驱实验中聚合物段塞 0 .5 7PV ,后续注水均为 5PV。当驱替液粘度与被驱替原油粘度之比由 1,2阶梯式增加到 7时 ,三元复合驱和聚合物驱的采收率提高值均不断增大 ,但对应于每一粘度比增加阶梯的采收率增幅却减小 ,在粘度比超某一范围后采收率增幅的减小变得十分显著。实验结果表明 ,在非均质岩心上 ,驱油液与原油的粘度比宜取 2— 4,这时三元复合驱提高采收率 2 0 .6 %— 2 4.0 % ,聚合物驱提高采收率 13.3%— 16 .8% ;在均质岩心上该粘度比宜取 2— 3,这时三元复合驱提高采收率 17.0 %— 19.1% ,聚合物驱提高采收率 11.8%— 13.1%。根据驱油机理讨论了产生这一实验结果的原因。

大庆油田三元复合驱矿场试验效果评价方法分析

大庆油田中区西部、杏五区三元复合驱先导性矿场试验和正在开展的北一断西、杏二区扩大矿场试验均见到较为明显的增油降水效果。为了科学、合理地评价三元复合驱矿场试验效果，根据正方形面积、流线面积和饱和度变化情况对其采收率进行了初步评价，结果表明，注采比对三元体系波及范围有重要影响；流线法和含油饱和度法所得的采收率值能较好地反映模拟三元复合驱效果的实际。三次采油的采收率评价需要建立一套技术指标、经济指标评价方法，三元复合驱采收率计算方法尚需深入分析。图２表１参３（郭海莉摘）

三元复合驱提高原油采收率关键理论与技术

三元复合驱是比聚合物驱提高采收率幅度更高、技术更复杂的驱油技术，中国适合于三元复合驱的地质储量约为83×108 t，仅大庆油田就有近14×108 t的储量，其潜力巨大，但由于很多关键技术问题没有得到有效解决，因此未能进入工业应用。通过多年的研究与实践，突破了大庆油田低酸值原油无法形成超低界面张力的技术界限，发明了三元复合体系新配方；研制出了烷基苯磺酸盐表面活性剂，并实现了工业化生产；优化确定了适合于三元复合驱的井网井距、层系组合和注入参数；攻克了防垢举升、采出液处理等关键配套技术，整体上达到了工业化应用条件。现场应用实践表明，三元复合驱可在水驱基础上提高采收率20% 以上，比聚合物驱提高采收率多10% 。三元复合驱技术作为大庆油田持续稳产的战略接替技术正在工业化推广，并可以为其他高含水开发阶段的老油田挖潜和陆相砂岩油田的高效开发提供技术支持。

大庆油田二类油层复合驱注入方式优化

三元复合驱技术在大庆油田的应用对象将主要集中于剩余地质储量相对较大的二类油层。与主力油层相比,二类油层储层物性条件明显变差,平面、纵向非均质性更为严重。针对二类油层非均质性更为严重的特点,系统地开展了二类油层复合驱注入方式优化研究,并找到了一种更适合于二类油层的复合驱注入方式,即不同分子量聚合物组合的高黏度聚合物段塞与低黏度三元体系交替注入方式,并对该注入方式进行了优化研究。研究结果表明,采用该注入方式进一步扩大了复合驱波及效率,提高了复合体系在低渗层的吸液量,有效改善了3种化学剂的利用率。与三元体系笼统注入方式相比,采用该注入方式进一步提高采收率5%(OOIP),同时化学剂费用降低近20%。

孤岛油田西区三元复合驱矿场试验

孤岛油田西区三元复合驱矿场扩大试验区包括 6口注水井和 13口采油井。介绍了试验区油藏地质特征。所设计的超低界面张力三元复合驱油溶液 (主段塞 )配方为 :1.2 %Na2 CO3+0 .3%复配表面活性剂 (阴离子表面活性剂BES +木质素磺酸盐PS) +0 .15 %聚合物 35 30S。从 1997年 5月开始实施化学剂注入 ,实际注入情况如下 :前置段塞(0 .2 0 %聚合物溶液 ) 0 .0 97PV ;主段塞 0 .30 9PV ;后置段塞 (0 .15 %聚合物溶液 ) 0 .0 5PV ,2 0 0 1年 11月转后续水驱。本文介绍注完化学剂时的试验效果 ,包括 :全区油井综合含水由 94 .7%降至 84 .5 % ,日产油量由 82t升至 194t,累计增油 10 .4 2× 10 4 t,提高采收率 5 .2 7% ,预计最终提高采收率 12 .0 4 % ;注水井纵向各层吸水均匀化 ,注水井流动系数和流度下降 ;注水利用率提高 ,每采出 1t原油的耗水量由 17.9t降至 10 .4t。从受效方向、油层构造、沉积微相、窜流等 4个方面分析了各油井增油减水效果不同的原因。图 3表 3参 7。

大庆油田三元复合驱结垢样品中碳酸钙的结晶特性及形貌特征

采用EDAX,XRD和SEM等方法对大庆油田三元复合驱结垢样品中碳酸钙的结晶特性及形貌特征进行了研究.结果表明,结垢样品中的碳酸钙呈现出球形、棒状和花状等形貌特征和层状生长的结晶特征.部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)降低了重烷基苯磺酸盐(HABS)表面活性剂的临界胶束浓度(cmc),促进了其胶束化作用;HABS使溶液中HPAM链的刚性增强,负电吸引能力增强;二者均会形成模板,导致结垢样品中的碳酸钙具有不同的形貌特征.聚丙烯酰胺和表面活性剂的存在未改变结垢样品中碳酸钙的层状生长特征.

三元复合驱油液各组分在矿场试验中的滞留研究

介绍了大庆油田已完成的 4个三元复合驱矿场试验情况 ,包括试验区油藏目的油层地质概况 (给出了粘土矿物组成 ) ,井位图和井网结构 ,地层水和配液水基本矿化组成 ,三元复合驱替液组分组成、段塞结构及大小 ,注入概况 ,全区 (以及个别典型井 )采收率提高值以及驱油液及组分在油层内的滞留。这 4个矿场试验是 :中区西部先导性试验 ;杏五中块先导性试验 ;小井距试验区加牺牲剂RH的先导性试验 ;杏二区扩大性试验。在 4个试验区各选1口典型井 ,中部西区加选中心井 ,共 5口井 ,连续测定矿场试验期间这 5口井采出液中碱NaOH、聚合物HPAM、表面活性剂ORS41或B(以及生物表面活性剂RH)的浓度 ,给出相对浓度 (实测浓度与注入浓度之比 )随注入PV数的变化曲线 ,主要关联粘土矿物含量以及驱油液组成、段塞大小 ,讨论了各组分的滞留、曲线峰值及峰位等。结论如下 :①在 3个组分中表面活性剂ORS41(和B)在油层中滞留量最大 ,油层粘土含量越高 ,滞留量越大 ;②生物表面活性剂作为牺牲剂与磺酸盐ORS41复配 ,可以减少ORS41在油层的滞留量 ,减少三元复合驱配方中ORS41的用量 ;③ 3种组分在采出液中出现的顺序 ,先是碱或聚合物 ,二者相对浓度峰位接近 ,表面活性剂的产出滞后。

复合驱油体系中碱对地层伤害的研究

实验温度45℃。将大庆油田萨北小井距三元复合驱试验区储层岩心用含12 g/L NaOH的三元复合驱溶液浸泡30天,在扫描电镜下观测到岩心中石英、高岭土及长石受到明显溶蚀,岩心孔隙结构发生改变,液流通道破坏或堵塞;用该溶液驱替8小时的岩心中有新生矿物晶体形成,其主要成分为硅酸钙。复合驱试验区油井生产6个月后,3口油井油管垢样主要由钙垢和硅垢组成,钡垢量多少不等,垢样从近壁层到远壁层,硅垢量增加而钙垢量减少,即钙垢的形成快于并早于硅垢的形成。储层油砂、石英、高岭土、长石、蒙脱土在含6、12、20 g/L不同碱剂的三元复合驱溶液中浸泡120天,测定液相中Si、Al浓度,地层矿物的溶蚀在强碱(NaOH)液中最严重,混合碱(1∶1的NaOH+Na2CO3)液中次之,弱碱(Na2CO3)液中最轻,且溶蚀程度均随碱浓度的增大而增大;在3种黏土矿物中,蒙脱土的溶蚀程度最大,长石最小。讨论了岩石矿物与碱的反应机理及高岭土、蒙脱土与碱反应时生成的新矿物。图5表2参6。

大庆油田三元复合驱油体系注入方式物理模拟实验研究

通过在两维纵向非均质正韵律物理模型上开展的三元复合驱油实验研究，探讨了注入方式对驱油效果的影响。找到了几种较佳的注入方式，可在化学剂用量不变的条件下使原油采收率提高２％左右；

碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱方案的设计与优化

以能与大庆原油产生超低界面张力的碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱油体系为例，介绍了三元复合驱方案的设计与优化方法，包括化学剂碱、表面活性剂、聚合物的筛选及浓度确定，驱油试验效果评价。