弱碱三元体系乳化及界面张力性能影响因素研究

本文以弱碱三元体系为研究对象,主要考察了矿化度、温度以及pH值变化对弱碱三元体系界面张力及乳化性能的影响。从水解反应热力学及动力学观点出发,推导了矿化度对体系pH值影响的理论计算过程,分析了导致弱碱三元体系pH值变化的影响因素。得到结果如下:随着矿化度的增加,体系界面张力值出现先下降后上升的趋势;体系乳化析水率呈现先下降后上升的现象,当体系的总矿化度超过20000 mg/L时,表面活性剂会出现盐析现象;80℃以内,弱碱三元体系界面张力随着温度的升高呈现逐渐下降趋势,而随着温度升高乳状液的稳定性不断下降;弱碱三元体系的pH值随着水中的总离子强度的增加而降低。

弱碱三元复合驱结垢分析及除防垢技术研究

北三西弱碱三元复合驱矿场试验投产后,在注入液配制设备中经常产生大量的结垢物并出现注塞泵部件结垢无法工作的问题,而且随着试验的不断推进,注入系统中的结垢问题日益突出,给现场试验造成极大不便并增加了维修成本。本文以弱碱三元复合驱的结垢问题作为切入点,通过大量的化验数据分析了结垢原因和结垢机理,研究了一系列除防垢技术,并提出了下一步的攻关方向。

强碱三元复合驱后提高采收率影响因素

为了优选强碱三元复合驱后进一步提高采收率的调驱剂体系,以大庆杏树岗油田为试验平台,以采收率、含水率和注入压力为评价指标,开展了进一步提高采收率方法增油效果试验研究。结果表明:强碱三元复合驱后注入高浓度聚合物溶液、聚表二元复合体系、弱碱三元复合体系、"调剖剂+聚表二元复合体系"组合和"调剖剂+弱碱三元复合体系"组合均可以进一步提高采收率;"凝胶2+体膨颗粒+弱碱三元复合体系"组合的流度控制能力和洗油效率均较强,采收率增幅达10.7%;高浓聚合物驱的产出投入比最大,试验效果最好。

碱剂对复合驱油体系性能的优化

结合河南油田储层特性,在ZL-Ⅱ型聚合物+SHSA-HN6表面活性剂二元复合驱油体系的基础上,研究了碱剂Na2CO3的加入对复合体系各项性能的优化程度。实验结果表明,加入碱剂一方面可进一步降低复合体系的界面张力,另一方面,由于竞争吸附,碱在一定程度上对表面活性剂起到保护作用,复合体系加入碱后,溶液的乳化性能得到改善。河南油田天然岩心在进行复合驱后,其润湿性由弱亲水转变为强亲水。现场试验证明,采用弱碱三元复合驱油体系驱油可获得较高的注采比。

石油磺酸盐弱碱体系采出液分离及影响因素

跟踪石油磺酸盐弱碱体系三元复合驱矿场试验主段塞注入阶段,对采出液进行了系统研究,模拟了碱、表面活性剂和聚合物对采出液油水分离特性的单一和协同影响。结果表明:碱与原油中的天然物质反应生成界面活性物质,降低油水界面张力,使原油乳状液乳化强度增大,O/W型乳状液中的分散相油珠粒径显著下降,稳定性增强;在低表面活性剂质量浓度下,活性剂吸附到油水界面上顶替了部分原油中的天然表面活性物质及碱与原油反应生成的界面活性物质,插入到油水界面上胶质和沥青质聚集体之间,降低了胶质和沥青质聚集体之间的作用力,但加强了界面黏弹性,使原油乳状液稳定性增强;聚合物使水相具有黏弹性,使得水滴难以破裂,导致原油乳状液中水滴尺寸增大,稳定性下降。

弱碱三元复合驱硅质垢形成影响因素与机理研究

在弱碱三元复合驱驱油过程中,弱碱药剂碳酸钠会导致油层及采出系统中形成硅质垢,不仅会造成油层伤害,还会给生产带来极大不便.因此,开展弱碱三元复合驱硅质垢形成影响因素与机理研究,可对现场防垢除垢技术起到理论指导作用,进一步促进弱碱三元复合驱技术的推广应用.采用硅钼黄分光光度法,研究了pH值、温度和碳酸盐垢等3个主要因素对硅质垢形成的影响.结果表明,pH=8.2-10.2,随pH值增大,硅成垢趋势减弱;温度为25℃-65℃,随温度升高,硅成垢趋势减弱;碳酸盐垢可促进硅质垢生成,并且随碳酸盐垢含量的增加,硅成垢趋势增强.此外,依据硅酸聚合经典理论,详细分析了弱碱三元复合驱中硅质垢的形成机理,概括为：单分子硅酸→多聚硅酸→硅酸凝胶→硅质垢.

大庆油田弱碱三元复合驱采出液电脱水性质研究

为确定弱碱三元复合驱采出液处理技术,进行了弱碱三元复合驱采出液电脱水性质研究。利用电导率测定仪、原油智能脱水试验仪、原油介电强度自动测试仪等仪器测定弱碱三元复合驱采出液电导率、含水率、击穿场强。结果表明:弱碱三元复合驱采出液电导率测试值约在4×10~3~2×10~4μs/cm之间;在保证原油含水达标合理的情况下电场强度为1 400~1 700 V/cm,电脱时间为60~90 min;影响击穿场强主要因素是含水量、活性剂含量,其次是温度。

弱碱三元复合驱驱油体系中表面活性剂浓度优选研究

在三元复合驱过程中，加入表面活性剂有助于提高原油的采收率. 但是表面活性剂价格昂贵，而且表面活性剂对乳状液稳定性的影响随浓度变化而变化，因此为了得到合理的表面活性剂浓度，需要对几种不同方案进行对比研究. 采用数值模拟与物理实验相结合的研究方法，在CMG数值模拟软件中，通过调整注入的三元体系中表活剂的浓度，对模拟区块进行预测，对比原油采收率及采出程度等指标，优选出最佳的表面活性剂浓度. 与此同时，在室内利用不同表活剂浓度的三元复合溶液对人造岩心进行驱油实验，驱油实验的结果表明了数模结果的正确性. 结果表明，原油采出程度随着表面活性剂在三元体系中浓度的增加而增加，表面活性剂在主段塞中合理的浓度为0.3%；在副段塞中合理的浓度为0.15%～0.2%；相比于增加副段塞中表面活性剂的质量分数，增加主段塞中表面活性剂的质量分数时，采收率的提高值更大，说明主段塞中表面活性剂的用量对驱油效果的影响更大.

弱碱三元驱油剂对油滴聚并能力的影响

弱碱三元驱是目前效果较好的一项提高采收率技术,基于单滴法研究弱碱三元驱油剂对油滴聚并能力的影响,为方案设计提供参考依据。研究结果表明,增加Na2CO3浓度可压缩扩散双电层,对液膜影响较大,对界面膜影响较小;增加石油磺酸盐和聚合物浓度可提高在液膜和界面膜的强度,可提高乳状液的稳定性。

弱碱三元溶液流经分压注入工具的模型

针对高温高矿化度印尼油田弱碱三元复合驱分层开采时所使用的分压注入工具,建立了分压注入工具内环形降压槽结构几何模型,同时建立了弱碱三元复合溶液在其降压槽内流动的控制方程、湍流模型和本构方程,并确定了初始条件及边界条件,最终确定了三元复合溶液流经分压注入工具时的数学模型。对研究分压注入工具内的流场分布和优化其结构参数具有重要意义。

聚驱后强水洗油层微观剩余油量化分布及挖潜研究

聚驱后油层剩余油分布高度零散,水洗程度严重且分布比例逐年增大,如何挖潜聚驱后强水洗油层剩余油对于聚驱后进一步提高采收率至关重要。此文通过统计聚驱前后密闭取心井和二类上返井水淹层解释资料,深化了聚驱后强水洗层剩余储量潜力认识及微观剩余油量化分布特征。利用现代物理模拟和激光共聚焦扫描显微分析等方法,在前期统计聚驱后剩余油饱和度数据为基础建立强水洗天然岩心模型,开展聚驱后不同驱油体系对微观剩余油的动用效果室内实验。结果表明:聚驱后强水洗层段自由态、束缚态微观剩余油比例相差不大,以颗粒吸附状、粒间吸附状、簇状、孔表薄膜状为主。中水洗层段自由态较强水洗层高3.7%;聚驱后强水洗岩心弱碱三元复合驱降低束缚态剩余油能力强于高浓度聚驱,多降低7.1%,降低孔表薄膜状剩余油效果明显,最终采收率增幅较高浓度聚合物驱多提高4.7%。

弱碱三元驱后剩余油定量分析

三元驱后地层中仍存在大量剩余油,明确剩余油类型及数量对进一步提高采收率具有重要意义。利用电子计算机断层扫描(computed tomograph,CT)及图像分析软件定量分析了水驱后、弱碱三元驱后不同渗透率岩心中各种类型的微观剩余油。结果表明:水驱后剩余油主要类型为簇状、柱状、盲端状;弱碱三元驱对水驱后各类剩余油均有不同程度的驱替作用,对簇状剩余油驱替效果最好;盲端状剩余油饱和度在三元驱后有小幅度升高。弱碱三元驱后剩余油形态与水驱后一致,簇状剩余油占比最高,需要进一步动用该类剩余油以提高采收率.

弱碱三元复合驱注入端结垢规律分析

弱碱三元复合驱是一项重要的三次采油技术,与水驱相比,使用该技术可使采取率提高20%以上,但Na_2CO_3的加入导致注入端出现结垢现象,影响注入设备的平稳运行和注入方案的有效实施。为此,对配注工艺垢样进行了分析,结果表明,弱碱三元复合驱注入端受注入水质离子组分影响,垢样以碳酸盐垢为主,质量分数>77%,硅铝酸盐垢质量分数≤2%,其中碳酸盐垢中以碳酸钙垢为主,质量分数>50%;受碳酸钡垢密度相对较大和高压二元体系黏度低的影响,高压二元管线中碳酸钡垢沉积速度比碳酸钙垢快,比例相对较高,而三元注入管线中碳酸钡垢比例相对较低。确定低压三元,高压二元配注工艺垢样的化学组分,结合工艺流程分析结垢特点及规律,可为清垢措施的制定提供依据。

弱碱三元复合驱动态特征及其对驱油效果影响

弱碱三元复合体系在油藏多孔介质内结垢不仅会增大流动阻力、减少吸液量，而且会影响油水井生产动态特征，进而影响复合驱增油效果。依据复合驱提高采收率原理，通过分析油水井生产和测试资料，归纳和总结了弱碱三元复合驱动态反映特征。结果表明，成垢作用是造成注入压力升高、吸液量下降、吸液和产液剖面变化的主要原因。在复合驱初期，成垢作用可以改善吸液剖面、扩大波及体积，但中后期它却是加快“吸液剖面反转”的主要因素。分析研究还发现，成垢作用可以改善油井产液剖面、增加中低渗透层剩余油动用程度。

基于电中和方法治理弱碱三元复合驱采出液脱水电场失稳

碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱采出液乳化稳定程度高,影响原油电脱水系统的平稳运行和脱水分离效果。针对这一问题,以聚合氯化铝(PAC)作为电中和调节剂,利用电中和方法治理脱水电场的失稳。实验结果表明,以PAC作为三元复合驱采出液处理调节剂,可降低体系电负性、减小脱水峰值电流、缩短脱水峰值电流持续时间、提高电场的响应性能和采出液脱水率。加入PAC后,采出液脱水率从PAC加入前的95%以下增至平均97.5%以上,且以PAC加量为180~240 mg/L时的电场脱水响应与作用机制发挥最为显著,脱水电流小、维持时间短且变化平稳,脱水后原油含水率控制在0.30%以内、60℃下的污水含油量控制在100 mg/L以内。随着脱水温度的升高,治理效果进一步提升。PAC充分发挥电中和作用机制和静电吸附作用机制,降低体系电负性、削弱油水界面膜强度、提高电场脱水性能,可用于改善弱碱三元复合驱采出液脱水电场失稳的问题。

热化学破乳对弱碱三元复合驱乳状液破乳效果影响研究

弱碱三元复合驱采出液乳化严重,油水分离的速度及程度,影响其经济效益。采用恒温静沉分离、多重光散射仪、脱水率等手段,研究了加热条件下清水型、聚醚型、多乙烯多胺型破乳剂对大庆油田某弱碱三元复合驱乳状液的破乳效果。结果表明,在加热条件下,3类破乳剂对弱碱三元复合驱均有不同程度的破乳效果,3类破乳剂中100#(聚醚型)破乳剂的破乳脱水速率较快。温度越高,破乳速率越高,乳状液的分离效果越好,温度升高至55℃时,出现极值温度点,乳状液的破乳效果最好,温度继续升高,乳状液反而出现乳化现象。100#聚醚型破乳剂在10mg·L^(-1)油相、水相具有良好的破乳效果,适合大庆油田某区块弱碱三元复合驱采出液破乳。

KX组油藏弱碱三元复合驱的储层损害研究

近年来化学复合驱技术在现场试验取得了显著的效果,但给储集层带来的伤害也非常严重。为探索KX组油藏弱碱三元复合驱的可行性,结合X射线衍射仪和扫描电镜对储集层岩石组成和微观特征进行了分析,利用岩心驱替实验开展了弱碱三元体系对储集层的损害研究。研究表明,KX组油藏黏土含量较低;弱碱三元复合体系中聚合物的平均水动力尺寸为0.42μm,聚合物分子能够通过窄小的流动通道,不会造成堵塞而损害储集层;弱碱三元复合体系中固相颗粒平均粒径为0.189μm,与储集层孔喉直径匹配关系良好;研究区域储集层为中等偏强碱敏,p H值为10.95时,储集层渗透率损失率为94.44%。研究结果对注入体系的筛选和预防碱对储集层的损害起到了理论指导作用,促进弱碱三元复合驱油技术在KX组油藏的快速应用。

弱碱三元复合驱采出液乳化特性研究

为确定弱碱三元驱采出液油水分离工艺及操作参数,进行了弱碱三元驱采出液乳化特性研究,利用电位仪、界面流变仪等仪器测定采出液乳化程度、双电层电位及界面张力。结果表明:弱碱三元采出液乳化状态复杂,呈现为多种乳状液共存状态;乳状液内相颗粒平均粒径为4.48-5.5μm,且界面膜厚度大;采出液带电离子的扩散双电层的Zeta电位均在-30^-50 m V之间;采出液界面张力一般在0.01~1 m N/m之间,弱碱三元复合驱采出液比强碱三元驱采出液处理难度小。

弱碱三元复合驱开采特点及综合调整方法研究

弱碱三元复合驱油技术已在大庆油田全面推广,但不同试验区块注采井动态反映、受效规律和调整方法不同,为明确二类油层弱碱三元复合驱开采特点和调整方法,分析了北二西二类油层弱碱三元复合驱油矿场试验的驱油动态变化特点,研究了二类油层弱碱三元复合驱油的油层动用状况及驱油效果,总结了弱碱三元复合驱综合调整方法。结果表明:弱碱三元复合体系与萨北开发区二类油层配伍性好,中心井区比水驱提高采收率20.0%以上;弱碱三元复合驱具有较强的注采能力、较高的采油速度,扩大了驱替液的波及体积,提高了油层的动用状况;与强碱三元复合驱和聚合物驱相比,其注采能力强,提高采收率与强碱三元复合驱相当,但高于聚合物驱10%以上;总结出了"梯度增黏,均衡压力"等综合调整方法。

弱碱三元复合驱采出液处理系统运行效果分析

结合弱碱三元复合驱采出液处理系统运行中出现的采出液成分复杂、处理难度大、脱水系统运行不平稳等问题,通过采取适时合理的指标调整、药剂优化、运行优化、工艺完善等措施,对运行效果进行了分析,也保障了集输系统平稳运行。