阳离子型Gemini润湿反转剂提高砂岩岩心原油采收率

本文研究了阳离子Gemini型表面活性剂(GS12-2-12)对砂岩岩心原油采收率的影响。结果表明:GS12-2-12在岩石表面能够产生动态吸附,动态吸附量为0.3 0.7 mg/g。在润湿反转剂驱替后,亲水/亲油岩心表面都呈现向中间润湿状态转变的规律,接触角最大变化有50°。在此过程中,原油与岩心表面的黏附功有下降趋势,此趋势有助于减弱"贾敏"效应,降低油水运动阻力,驱油效率提高5%。在用可视化光刻蚀微观驱油模型研究润湿反转剂驱油过程中观察到了明显的油膜剥离现象,发现这种剥离式驱替方式启动了水驱难以启动的残余油。

阳离子型Gemini表面活性剂对固体表面润湿反转行为的研究

本文采用油/水/固三相接触角法研究了阳离子Gemini表面活性剂(GS12-2-12)分别改变亲油/亲水云母表面润湿性的能力,利用原子力显微镜考察了Gemini表面活性剂在亲油/亲水云母表面润湿反转前后的吸附形貌。实验结果表明,在GS12-2-12浓度为800 mg/L时均能使亲油表面和亲水表面发生润湿性反转。原子力显微镜吸附形貌分析数据证明润湿反转的本质是Gemini表面活性剂在固体表面形成单层吸附的结果。对于亲水固液界面,Ca2+和Na+都能够使GS12-2-12改变固液界面润湿能力增强;而使亲油固液界面的润湿能力减弱。在Na+或Ca2+存在下,GS12-2-12溶液在亲油云母表面接触角均随pH值的增加而减小;而在亲水云母表面接触角随着pH值的增加而增加。

润湿反转剂提高灰岩裂缝油藏基质系统水驱采收率实验

大港油田官3断块属生物灰岩,裂缝发育,水驱条件下储量动用难。针对润湿反转剂的界面吸附和润湿反转特性,结合该断块灰岩油藏混合润湿的特点,进行了油藏岩心水驱效果评价及润湿反转剂提高水驱采收率方法的室内研究。结果表明,润湿反转剂具有低吸附、高活性的特点,可有效地提高基质系统原油采出程度,实验条件下,可提高水驱采收率8％以上。

一种新型高温稳定的油基钻井液润湿反转剂

对于油基钻井液而言润湿反转剂是一种重要的处理剂。在此优选出了一种新型的阳离子表面活性剂XNWET作为油基钻井液的润湿反转剂 ;它具有来源广、价格低、亲油性强的特点。陈化前后对比实验表明 ,在 2 2 0℃高温下 ,XNWET仍能与亲水性固体有很好的吸咐性能 ,其最优加量为 1.2 g/ 10

润湿性反转剂在低渗透和底水油藏中的应用

低渗透油藏和底水油藏的开发难度大,有很多技术问题亟待解决。低渗透油藏在开发过程中需要很大的注入压力,造成驱替液注入困难,而且油藏压力难以保持平衡;底水油藏极易产生底水锥进,见水后如不及时采取有效的控水措施,油井就有可能被水淹而导致油产量大幅度下降。润湿性反转剂可作为一种新型的堵水剂应用于低渗透油藏和底水油藏的开发,通过实验和数值模拟2个方面来证实特定润湿性反转剂应用于低渗透油藏和底水油藏的开发过程时,能实现降水增油和提高最终采收率的目的。

润湿反转剂的制备与性能评价

针对气体钻井过程中气液转换时井壁坍塌失稳等问题,以胺基硅醇和聚合醇为主要原料制备了润湿反转剂RSFZ-5,并对其性能进行了评价。室内研究结果表明,润湿反转剂RSFZ-5可降低表面张力,增大其溶液与岩石的接触角,减缓钻井液滤液侵入地层的速度,具有良好的抑制膨胀能力、疏水性能和配伍性。RSFZ-5吸附在黏土表面形成疏水膜,减弱水分子与黏土接触,阻碍黏土吸水,能增强钻井液的抑制性和降低钻井液的滤失量,减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生。

用于解水锁的气润湿反转剂的合成与性能评价

使用不同摩尔比的含氟丙烯酸酯单体和丙烯酸单体合成含氟丙烯酸酯聚合物,通过接触角测量法、自吸吸入法和Owens二液法评价了含氟丙烯酸酯聚合物对岩心表面气润湿反转程度,并考察了处理浓度、无机盐浓度、p H值以及温度对岩心气润湿性的影响。研究发现,当含氟丙烯酸酯单体与丙烯酸的摩尔比为1∶2时,合成的含氟丙烯酸酯聚合物FP-2具有良好的润湿反转能力。质量分数为1%的FP-2可将水相和油相在岩心表面的接触角由未处理时的23°和0°反转为137°和57°,岩心表面自由能由67.52 m N/m降至1.66 m N/m,岩心表面的润湿性由液润湿性反转为中性气润湿。自吸实验结果表明,处理后岩心液相饱和度明显降低,岩心的含水饱和度相比含油饱和度的减小程度更为显著。当无机盐质量浓度达到10 000 mg/L、温度达到120℃、p H值为5~7时,岩心表面仍能够保持中性气湿。

单、双、三联季铵盐型表面活性剂的润湿反转能力

研究了三联季铵盐型阳离子表面活性剂(3RQ)、双联季铵盐型阳离子表面活性剂(2RQ)和单联阳离子表面活性剂(CTAB)在亲油表面上的润湿反转性能和吸附性能。油/液/固三相接触角实验结果表明,将亲油表面润湿反转为中间润湿状态(接触角90°左右)的过程中,3RQ的浓度为2.17×10-3mmol/L,比2RQ(0.016 mmol/L)和CTAB(0.27 mmol/L)的浓度分别低了1数2个数量级;同时,3RQ、2RQ和CTAB获得稳定接触角的时间分别为20 min、35 min和35 min。此外,中间润湿状态浓度下,3RQ在亲油云母片上的吸附是连续的片状分布;而CTAB和2RQ分别是点状分布和带状分布。中间润湿状态浓度下,3RQ在油砂上的吸附更加彻底。三种表面活性剂润湿反转的能力与它们在亲油表面上的吸附能力相关。

润湿反转剂的优选及在气体钻井中的应用

火北地区是新疆油田公司致密油勘探的重要战场之一,气体钻井技术是解决该区石炭系地层厚度大、可钻性差的有效方法。应用火北地区空气钻井井段获取的岩屑、相应钻井液及邻近对应地层获取的岩心,在室内从起泡性、表面张力、润湿反转能力、与钻井液配伍性和抑制性方面对润湿反转剂进行综合评价,最终给出了加量为1.5%的RSFZ-5配方适合于该地区地层。通过对几口探井的成功应用,表明优选的润湿反转剂完全满足该地区气体钻井气液转换工艺的要求。

钻井液氟碳润湿反转剂作用机理的量子化学研究

针对低孔低渗储层钻井过程中极易受到水锁损害的特点,对氟碳类润湿反转剂的作用机理进行量子化学研究。建立了两种模拟砂岩的原子簇模型。利用量子化学从头计算法(HF-3-21G)计算了两种不同分子结构的氟碳润湿反转剂与砂岩模型的相互作用关系;并计算了水分子与砂岩以及润湿反转剂模型的相互作用关系。结果表明,两种氟碳润湿反转剂均倾向于以HOMO轨道和砂岩的LUMO轨道发生结合,结合后氟碳链官能团向外伸展,对内部结构及砂岩起到了屏蔽保护的作用;水分子在砂岩模型表面的吸附势阱绝对值大约在40 kJ·mol-1左右,为氢键力作用,在氟碳润湿反转剂模型表面的吸附势阱均绝对值小于10 kJ·mol-1甚至更小,为物理凝聚;此外,水分子在润湿反转剂模型表面的吸附距离也远大于砂岩模型表面,说明钻井液与砂岩的接触过程中,氟碳润湿反转剂倾向于以不含氟官能团吸附在砂岩表面,且吸附后砂岩表面与水分子的作用力明显减弱。

固井用润湿反转剂的研究与应用

注水泥前将黏附在环空界面上的油基钻井液和油膜清除,并将井筒内油基钻井液与隔离液的混合液转变成水润湿体系,是提高固井质量的关键因素,为此笔者研发了针对油基钻井液用润湿反转剂PC-W31S和PC-W25L,其加量范围为:PC-W31S为0.5%～1.0%(占水的质量百分数)、PC-W25L为5%～10%(占水的质量百分数),并探讨了其作用机理;重点研究了该润湿反转剂对隔离液水润湿能力的影响,2者相互促进,复配使用。评价结果表明,以PC-W31S和PC-W25L为主剂的隔离液占混合液(油基钻井液与隔离液)的体积分数不大于50%,可使混合液从油连续相完全转变为水连续相;该隔离液冲洗黏有油基钻井液的转子,冲洗效率达80%以上,冲洗后的界面为水润湿;且与油基钻井液、水泥浆的流变相容性良好,对水泥浆稠化时间和抗压强度的影响均在可控范围内。该产品在LD8-1-7井成功应用,并中标东南亚某固井项目。

气湿反转剂对致密砂岩气藏润湿性的影响研究

针对鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏水锁严重,难开采等问题,该文通过接触角法和自发渗吸实验分别研究了纳米SiO2、滑石粉、十八烷基三氯硅烷-纳米SiO2(OTS-纳米SiO2)和聚四氟乙烯(PTFE)这几种气湿反转剂对致密砂岩气藏岩石表面的气润湿性改善效果。结果表明,滑石粉和未经改性的纳米SiO2不能有效增加岩石表面的气润湿性,而PTFE和经过疏水改性的纳米SiO2可以显著增加固-液接触角,分别增加了125.4毅和85.6毅,岩石表面从水润湿转变为气润湿,而且吸水量明显降低,分别下降了63.7%和54.3%,说明针对致密砂岩气藏,PTFE具有更好的气润湿性改善效果。该研究结果为致密砂岩气藏压裂液助剂的优选及提高天然气采收率提供了新的解决思路。

润湿性反转剂在低渗透油藏中的应用

低渗透油藏在开发过程中需要很大的注入压力,造成驱替液注入困难,而且油藏压力难以保持平衡;加入润湿性反转剂的作用就是改变接触面界面张力,使得岩石的润湿性向有利于提高采收率的方向转变。在模拟低渗透油藏条件下完成了润湿性反转剂溶液驱替实验,得出结论:岩石润湿性朝特定方向转变后,注入压力降低,可有效提高最终采收率。

致密砂岩气藏润湿反转剂适应性分析及工艺设计

致密砂岩受储层岩性及物性影响,呈现强亲水性,且束缚水饱和度高,气相渗透率随之升高而下降,严重影响致密气藏产量。针对该问题,利用润湿反转剂对岩石表面润湿性加以改善,从而调整相渗曲线,最终提高单井产量及采收率,但润湿反转剂效果受限于储层物性及地层流体性质,需展开润湿反转剂优选性实验,并进行配套工艺设计,从而满足施工要求。针对苏里格A区块,通过室内实验结论选取影响因素,根据灰色关联的方法确定影响因素的权重,同时优选出与A区块匹配的润湿反转剂,进行相渗曲线的数值模拟,并进行微压裂工艺设计,进而形成了一套适用于该区块的润湿性反转适应工艺方案,提高了单井产能和采收率。

润湿反转机理的研究进展

介绍了近年来国外针对润湿反转作用提高采收率的研究进展.首先介绍了一种测定润湿角的方法——双滴双晶法(DDDC).对比了近几年国外常用的几种润湿反转剂.研究表明:阳离子、阴离子以及非离子表面活性剂在有效作用浓度以及作用机理上存在明显区别.综合各种试验结果,认为含有聚氧乙烯(丙烯)基的阴离子或是非离子活性剂具有较好的应用前景.最后通过分析固体表面润湿反转导致的油珠剥离过程,以及不同阶段的力学变化规律,发现润湿反转作用主要受到固液界面张力的影响,而油水界面张力并不是决定性的影响因素.因此,有必要进一步研究表面活性剂对固液界面张力的影响规律.

致密储层体积改造润湿反转提高采收率的研究

以致密油气体积改造注入的压裂液为切入口,将表面活性剂复配至压裂液中,探索在压裂过程中改变储层基质润湿性,提高采收率的方法.基于接触角和界面张力测量,在压裂液中分别添加阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂,在不同润湿状态下对致密岩心进行渗吸物模实验.通过改变润湿反转前后的相渗曲线和毛管压力曲线,对该过程进行模拟研究.结果显示:仅依靠压裂液不能引起润湿反转,渗吸采收率仅为4.95%.添加表面活性剂后润湿性发生变化,渗吸采收率有大幅提高,其中阳离子表面活性剂改变润湿性的能力要好于非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂;考虑润湿反转的模型可对表面活性剂润湿反转过程进行较好描述,模拟结果与实验数据拟合较好;现场一平台井压裂液中加入润湿反转剂DL-15后,体积压裂形成复杂裂缝,产量比邻井提高2~4 t/d.建议体积改造形成复杂缝网的前提下,在压裂液中添加表面活性剂,延长焖井时间,依靠停泵后的压差驱替和渗吸置换作用,提高开井后产量.

CTAB与原油酸性物质的作用及润湿性反转

在阳离子表面活性剂(CTAB)相间传质实验过程中,分析CTAB在油水之间的相间传质行为及其与原油中酸性物质之间的相互作用;研究水相pH值、原油酸值对分配系数的影响及其对碳酸盐岩表面的润湿性反转作用。研究结果表明:原油羧酸与CTAB相互作用,形成离子对,能促进CTAB在油水之间的传质与分配,且随着水相pH值的增加,CTAB在油水相间传质能力增强;原油羧酸-CTAB相互作用形成的离子对成为油湿表面的有效亲核,可使碳酸盐岩表面的润湿性转变为水湿,而且浓度高于CMC的浓度时,润湿反转作用更强,因为CTAB溶液中胶束的存在有利于岩石表面羧基化合物的解离。

表面活性剂对油湿性致密砂岩渗吸作用与界面协同效应

为探索不同表面活性剂对油湿性致密储层的渗吸排油效果,系统对比阴离子、非离子、阳离子和两性离子4大类型17种表面活性剂渗吸排油效率,分析不同类型活性剂对致密储层渗吸排驱效果的差异及其机制,开发致密储层高效排驱的表面活性剂配方,确立致密储层高效排驱对表面活性剂界面张力和接触角性能的界限。结果表明:试验条件下阴离子、非离子表面活性剂对致密岩心的渗吸排油效率在18.4%~27.2%,显著高于阳离子、两性离子表面活性剂的0~2.4%;阳离子和两性离子表面活性剂不适宜单独作为油湿性致密储层的渗吸排油剂;润湿性调控能力是表面活性剂产生高效渗吸排油的主要原因,界面张力和接触角存在协同效应;复合渗吸排油剂渗吸排油效率超过38%;表面活性剂对致密储层高效渗吸排油的接触角和界面张力分别为15°~35°、0.1~2 mN·m^(-1),对应的N^(-1)B大于15,毛管力是渗吸排油的主要动力。

苏里格气田低渗储层解水锁剂的制备及性能评价

针对苏里格气田低渗储层岩石表面特性及水锁成因,通过对润湿反转剂、酸液及缓蚀剂等药剂进行筛选优化,确定出最优的解水锁剂配方;并在此最优解水锁剂配方下,进行了解水锁剂性能评价、岩心自吸实验及苏里格气田5口低产井解水锁实验。实验结果表明,最优的解水锁配方为0.5%(w)乙烯基三甲氧基硅烷+0.01%(w)非离子表面活性剂+10%(w)CH_(3)CH_(2)OH+1.5%(w)缓蚀剂+0.5%(w)HCl+1.0%(w)CH_(3)COOH+3.0%(w)HF;解水锁剂可将亲水性岩石表面反转为强气润湿性,接触角从58.73°增加到130.81°;解水锁剂处理后的岩心自吸水量降低74.8%,岩心气测渗透率回复率达到80.6%~88.7%;施工后的气井产能显著提高,日增气量达到(0.54~3.09)×10^(4)m^(3),起到了很好的解水锁效果。

非常规油气开发中润湿性反转技术的应用

研究了适用于非常规油气储集层的岩石润湿性测量方法,总结了非常规油气储集层岩石润湿性特征,分析了非常规油气储集层岩石润湿性反转技术的应用情况,并介绍了研究表面活性剂与非常规油气储集层岩石润湿性间关系的实验方法。研究表明:接触角法、核磁共振法和Zeta电位测量法是评估非常规油气储集层岩石润湿性最恰当的方法,非常规油气储集层呈现出中性润湿到油湿的混合润湿特性。润湿性反转技术在非常规油气储集层中的应用目前仅限于添加表面活性剂。在压裂液中加入表面活性剂可改变非常规油气储集层岩石润湿性从而提高原油采收率。借助稳定性实验、润湿性反转评估实验、界面张力实验、自吸实验、压吸实验和吸附实验等可评估表面活性剂改变润湿性及提高采收率的效率。