三元复合驱体系各组分静态吸附规律

当三元复合驱体系各组分流经地下多孔性油藏时,与岩石基质长时间作用会引起各组分吸附损失,甚至使各组分脱离最佳配比,影响驱油效率。为了尽量减少吸附损失,提高驱油效率,研究了一元、二元、三元体系中各组分在苏丹油田油砂上的吸附量,比较了同一化学剂在不同体系中吸附量的差别,并分析了各组分间相互作用对吸附量的影响。结果表明:对于一元体系,石油磺酸盐和碳酸钠在砂粒表面的最大吸附量分别为4.82和1.50 mg/g;而在石油磺酸盐质量分数为0.1%的表面活性剂—聚合物二元体系中,石油磺酸盐在砂粒表面的吸附量降至3.55 mg/g;在三元体系中,碳酸钠在砂粒表面的吸附量增至1.70 mg/g,且当碱的质量分数超过1.0%后,表面活性剂和聚合物的吸附量均持续上升。在各组分之间的综合作用中,当碱的质量分数小于1.0%时,聚合物降低扩散速率居于主导地位,而大于1.0%后,聚合物的水解作用占主导地位。

大庆三次采油用表面活性剂技术现状及发展方向

目前大庆油田三元复合驱的主导技术是能大幅降低油水界面张力及成本的强碱三元复合驱,其主表面活性剂是重烷基苯磺酸盐表面活性剂,在试验区应用后,中心井采出程度24.79%,阶段提高采收率20.3%;石油磺酸盐和石油羧酸盐的技术虽然仍不成熟,但由于原料来源充足,产品价格低廉,极具发展空间。强碱复合驱的使用带来了现场施工工艺复杂、油藏及井底结垢、生产井产液能力下降、检泵周期缩短以及采出液破乳脱水困难等问题,严重制约着复合驱技术的进一步应用,因此,弱碱化甚至无碱化是三元复合驱技术发展的必然趋势。弱碱三元复合驱包括弱碱烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐和烷基苯磺酸盐复配、烷基苯磺酸盐与生物表面活性剂复配;无碱二元驱技术中有望实现无碱化的有烷基芳基磺酸盐、Bola型表面活性剂、Gemini表面活性剂、甜菜碱系两性表面活性剂等。

强碱三元复合驱对储层的伤害及结垢研究

为研究强碱三元复合驱对储层的伤害，了解强碱体系是否造成储层内部结垢，对位于大庆油田杏二区中部强碱三元复合驱工业性试验区注三元复合体系前后分别钻取的2口密闭取心检查井的同层位岩心进行了对比检测研究。2口检查井岩心的X-射线衍射谱图形一致，特征衍射峰的形状、位置对应较好；能谱结果显示三元体系驱替后的岩心中钙镁元素没有发生聚集。表明三元复合驱体系对储层的伤害很小，三元复合体系驱替后储层孔道内没有生成堵塞性钙镁结垢。

三元复合驱采出水处理技术研究进展

针对三元复合驱采出水中含油量和悬浮固体含量高、油水乳状液性质稳定、油水分离困难等问题,简要介绍了三元复合驱采出水的水质特性和油水分离特性,以及破乳、悬浮固体处理等方法的研究进展。重点介绍了目前国内三元复合驱采出水矿场试验采用的处理技术和处理工艺。最后对今后的研究提出了一些建议。

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。

电渗析处理后油田污水在聚合物驱和复合驱中的应用

利用电渗析法处理油田污水,研究了处理前后3种水所配制的聚合物溶液的流变性;淡水所配制的聚合物溶液黏度最高;指出矿化度和阳离子是造成3种水聚合物溶液流变性不同的根本原因,淡水可以作为聚合物驱的配注水。通过3种水在不同质量分数碱(0 4%、0 6%、0 8%、1 0%、1 2%)的三元复合体系的界面张力曲线,得出浓水三元复合体系达到超低界面张力时碱的质量分数范围最宽(0 4%～1 1%)。根据现场三元复合体系配方(聚合物质量浓度为1350mg/L,ORS-41的质量分数为0 3%,碱的质量分数为1%)选择了浓水三元复合体系碱的质量分数为0 6%时,两个三元复合体系黏度相近。对两个三元复合体系配方在光刻模型上进行了微观驱油实验,结果表明:浓水低碱三元复合体系也能驱替各种残余油,具有良好的驱油效果。

ZL-1型辐射改性聚合物调剖剂性能评价

为解决三元复合驱注入液、采出液的强碱性影响原有堵剂封堵效果的问题研究了一种以辐射改性聚合物为主剂,(NH4)2S2O8为引发剂,聚丙烯酰胺为增强剂,水泥为添加剂的抗碱堵剂,通过室内实验的方法对影响调剖体系性能的因素进行评价。首先,根据各个组分对堵剂封堵效果影响的变化规律确定各组分质量分数的合理范围,再利用正交实验优选最佳配比,最终优选出堵剂体系的最佳质量分数为主剂13%,引发剂0.12%,增强剂0.06%,水泥5%。并且利用上述配方配制的调剖体系进行了3组调剖高低渗透层的岩心实验,验证了所配制调剖体系对于高渗透层具有良好的封堵效果,对低渗透层无污染,证明了配方的合理性。

提高采收率的三元复合驱原油破乳研究

三元复合驱油（ASP）是提高采收率主要措施,由于含有聚合物、表面活性剂、碱等物质,其采出液（含水原油）破乳脱水是油田开发的一个技术难点。用原油和产层水配置出ASP驱油的模拟采出液,通过实验考察了聚合物、碱、表面活性剂和pH值对模拟采出液破乳效果的影响;优选出了一种破乳效果较好的破乳剂ZW1-1;研究了破乳剂ZW1-1对不同浓度的ASP体系模拟采出液的破乳效果,对三元复合驱油体系的设计有一定的参考意义。实验结果表明：ASP驱油体系的各种化学驱油剂对破乳效果的影响大小顺序是聚合物〉表面活性剂〉碱;ASP驱油体系采出乳状液水相pH值控制在4~7时对采出原油的破乳有利;当ASP驱油体系模拟采出液的三种化学剂浓度都为400mg/L时,破乳剂ZW 1-1的破乳率可以达到78%。

鼠李糖脂作为牺牲剂对大庆油田三元复合体系抗吸附性能及驱油效果的评价

强碱三元复合驱技术广泛应用于大庆油田,随着国际原油价格持续走低,降低开采成本成为迫在眉睫的技术难题。为此,研究在三元复合体系中加入适量的廉价牺牲剂,以减少高成本表面活性剂在地层油砂中的吸附损失,进一步提高驱油效率。以生物表面活性剂鼠李糖脂为研究对象,分别采用复配及预吸附的方法,对其改变岩石润湿性、抗吸附及驱油性能进行评价。实验结果表明,鼠李糖脂与烷基苯磺酸盐复配后,二者之间存在着明显的协同效应;鼠李糖脂及其代谢产物可以有效地改变岩石的润湿性,相对润湿指数均由弱亲油性向弱亲水性方向移动;鼠李糖脂可有效降低表面活性剂和碱的吸附损失,可降低表面活性剂吸附损失9.4个百分点,Na OH可减少吸附损失9.8个百分点;在等黏度的驱油条件下,前置段塞注入方式优于复配混合注入方式,前者可使总采收率提高近5个百分点。

化学剂对三元复合驱体系性能影响的研究

三元复合体系粘度、与原油间的界面张力以及乳化能力对驱油效果有直接的影响,并且已经成为评价三元复合驱体系性能的重要指标。本文主要研究了复合体系中各种化学剂对体系性能的影响规律,并对影响机理进行了初步的探讨。研究结果表明,NaOH与原油易生成W/O型乳状液,碱和表面活性剂浓度对平衡界面张力有很大的影响,且二者均存在最佳浓度范围。碱的加入可以使聚合物溶液的粘度大幅下降,表面活性剂却可以使溶液粘度小幅上升。矿化度的增加可以引起聚合物溶液粘度下降,2500万HPAM的三元复合体系受矿化度影响较小,而疏水缔合I型三元复合体系的粘度随着NaCl浓度的增加而增加。

三元复合驱采出水处理技术工艺新进展

随着三元复合驱采油技术的广泛应用,三元复合驱采出水处理技术及处理工艺的研究成为一项重要的任务。针对三元复合驱采出水水质复杂的问题,存在矿化度高、黏度大、含油乳化程度高、小油滴含量高、油水分离困难等特点,分析了影响三元复合驱采出水油水分离特性的各种因素,重点介绍了目前国内油田用于三元复合驱采出水处理的创新技术和先进工艺,阐述了各种处理技术的应用效果和前景及各种处理工艺的优缺点,并对今后的研究工作提出了一些展望。

三元复合驱采出水性质及稳定性机理研究

通过对大庆油田二厂南四-8(弱碱)和四厂三元-6(强碱)三元复合驱采出水水质、含油量-沉降时间关系和驱油剂-油滴粒径关系等进行测定分析,得到了三元水的基本性质及驱油剂对其稳定性的影响。碱对三元水稳定性影响具有双重性,随着碱量增大,小粒径油滴分布增多,少部分油滴粒径已达到胶体粒径范围,碱量增到一定值,采出水油滴会发生聚并而分离;表面活性剂降低油水界面张力,促进油滴分散,其长链分子间存在斥力,可阻碍油滴聚并;聚合物增加采出水黏弹性,增大油滴聚并阻力,减小上浮速度。碱和表面活性剂的协同作用可使原油中的活性物质发生皂化,同时碱在一定程度上促进了聚合物自身水解,增大界面活性,使得采出水稳定性增强。

不同非均质条件下的复合驱油体系优选

地层非均质程度不同,驱油体系有效提高采收率所需的黏度及界面性能有所不同。本文针对双河油田IV5-11层系油藏及原油特点,设计不同非均质条件仿真物理模型,对室内静态实验优选出的4个化学驱油体系进行室内岩心驱替实验。实验结果表明,均质条件下,表面活性剂浓度(3g/L)一定,聚合物浓度分别为1.5g/L和1.0g/L的SP二元体系提高采收率幅度基本相同;Na2CO3浓度(10g/L)、表面活性剂浓度(3g/L)一定,聚合物浓度1.5g/L的弱碱ASP三元体系提高采收率幅度比聚合物浓度1.0g/L的弱碱ASP三元体系高2.26%。优选聚合物浓度为1.5g/L的复合体系,改变渗透率级差至2倍、3倍和5倍,随非均质性增强,与SP二元体系相比,弱碱ASP三元体系提高采收率优势逐渐变弱;在模拟具有油藏代表性的3倍渗透率级差条件下,聚合物浓度1.5g/L的弱碱ASP三元体系提高采收率比SP二元体系高出2.15%,最终确定适合双河油田IV5-11层系的驱油配方为弱碱ASP三元体系,即1.5g/LZL-Ⅱ+3.0g/LQY-3+1.0g/LNa2CO3。

三元复合驱采出水的基本性质及变化研究

通过对大庆油田采油一厂中106等5处三元复合驱采出水水质、含油量-沉降时间关系和采出水特性-时间关系等方面进行分析,初步得到了各三元站采出水的基本性质.三元采出水中含有大量的原油、悬浮固体、驱油剂等成分,由于各成分的协同作用,采出水的pH值、粒径、粘度及表面张力在沉降72 h后基本保持不变,说明采出水性质相对比较稳定,处理难度增大.

三元采出水掺混比优化及静沉效果研究

三元复合驱采出水的油水分离困难乳化严重,如何降低现有工艺的污水处理难度是油田亟待解决的问题.采用三元采出水掺混聚驱采出水的方法,降低污水处理难度.考察三元复合驱采出水的最佳掺混比例以及物理沉降效果,并对掺混的三元采出水进行了油水分离特性分析.研究表明,三元采出水和聚驱采出水的物理沉降掺混的最佳比为70%;该比例下掺混水的沉降性较好,静沉8 h后水中含油量降低到100 mg/L以下;物理静沉试验随着三元采出水掺混比例的降低,采出水含油量达到100 mg/L以下所用静沉时间逐步缩短且沉降效率逐步增加,有助于提高三元采出水的油水分离效果,有利于悬浮物的去除和粒径中值降低,对于降低现有三元污水处理工艺的污水处理难度具有重要的实际意义.

双偏振光极化干涉技术在化学剂洗油能力评价中的应用

为了准确评价化学驱过程中化学剂的洗油能力和表面活性剂、聚合物、碱剂及三元复合体系驱油过程中的吸附损失,利用双偏振光极化干涉(简称DPI)技术,对克拉玛依油田七东1区化学驱用化学剂的洗油能力和吸附特征进行了评价。结果表明,以体积比为1∶1的甲苯和正庚烷混合溶液作为溶剂,在原油质量浓度为2000 mg/L、匀胶时间60 s,匀胶转速1000 r/min的条件下,可以在氧化硅芯片表面获得均匀性较好的原油膜。化学剂注入芯片时间为400 s时,单一碱剂和单一聚合物溶液均能使芯片上油膜的质量和厚度明显减小,对原油具有较强的洗脱能力;使用单一表面活性剂驱替后,芯片单位面积物质的质量增加11.7%,厚度增加25%,表面活性剂与原油的吸附作用较强;在表面活性剂的吸附作用与聚合物、碱对油膜的洗脱作用双重作用下,三元复合体系对油膜的洗脱效果较差,驱替后芯片单位面积物质的质量增加0.2%,厚度增加4.43%。4种化学剂的油膜洗脱能力从大到小依次为:碱剂>聚合物>三元复合体系>表面活性剂。岩心驱油实验结果表明,各化学剂的驱油效率与其原油洗脱能力对应性较好。

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。

基于临界胶束浓度的三元复合驱采出水稳定性研究

通过对大庆油田二厂南四-8(弱碱)和四厂三元-6(强碱)三元复合驱采出水水质特性进行测定,结合采出水粒径分布和形貌特征,利用临界胶束浓度(CMC)理论探索采出水的稳定性,并分析了驱油剂、温度、p H和无机盐对采出水CMC的影响.采出水CMC远小于原水浓度,表明三元水体系中形成双分子层;采出水CMC受体系p H影响相对较大,即驱油剂中的碱可与原油中的活性物发生皂化反应生成有机酸盐,具有一定的亲水亲油活性;聚合物在增大采出水黏度同时具有表面活性剂的性质,在碱的作用下部分水解,形成聚电解质,促进双电子层的形成.

国产碟片离心机处理三元采出水

针对大庆油田三元采出水乳化程度高、处理难度大的问题,在大庆油田采油六厂某强碱三元污水处理站开展国产碟片离心机现场中试研究。中试结果表明:在采用70 mm比重环、处理量为0.5 m3/h、不加药的情况下,除油率达到了98%以上,对SS的去除率则达到了50%以上,去除效率较传统自然沉降罐平均提高了30%以上。现场中试结果为今后三元采出水的处理提供了一种新的方法。