塔河油田高温高盐苛刻油藏高效起泡剂优选与性能评价

 为进一步提高塔河油田高温高盐油藏的采收率,探索高温高盐油藏泡沫驱油的可行性,通过Ross-Miles 法,以泡沫综合值为评价指标优选了耐高温耐高盐起泡剂体系,评价其稳定性、表/界面张力和高温高压下泡沫起泡性能,并通过物理模拟实验研究了泡沫对地层的适应性和驱油效果。实验结果表明:优选的起泡剂为HTS-1 两性表面活性剂,高温高盐稳定性好,且能使油水界面张力降低到10^-1 mN/m 数量级;在高压高温下起泡剂的起泡和稳泡性能大幅度提高,且随着压力的增加,起泡性能有进一步增加的趋势;单管岩心物理实验证明泡沫对地层有较广的适应性,在一定地层渗透率范围下,泡沫的封堵性能随渗透率的增大而增强,超过一定渗透率后泡沫的封堵性能下降;驱油实验显示出泡沫能有效封堵高渗层,实现液流转向,并能提高洗油效率,采收率增值达到17%左右。     

QW-2型氮气泡沫驱起泡剂的研究及其性能评价

为了选择一种适合BZ25．1油田氮气泡沫驱用的起泡剂,利用Waring Blender法分别从多种起泡剂体系和稳泡剂体系中筛选出起泡性能好的起泡剂QP-2和稳泡能力强的稳泡剂WP-3,采用复配增效原理,研制成QW-2型泡沫剂．该体系具有良好的耐温抗盐陛和耐油性能,通过泡沫体系物理模拟试验,测定了泡沫在岩心中驱油效果．室内试验表明,QW-2体系能提高采收率14．5％．     

基于气流法筛选复合泡沫驱用起泡剂体系

针对某油田复合泡沫驱用起泡剂的性能评价,采用气流法对复合泡沫体系驱油用起泡剂的起泡性、稳泡性及其影响因素进行研究。静态试验结果表明:起泡剂浓度、地层水矿化度、气液比等因素对体系性能具有重要影响。通过对比试验发现,阴离子型起泡剂的起泡性能和稳泡性能最优,其中QP-2在不同的气液比和地层水矿化度条件下都具有较好的起泡性能和稳泡性能,并且其最佳使用浓度为0.5%,在不同气液比情况下随矿化度的增加,起泡剂的综合性能逐渐降低,但影响不大,随气液比的增大,起泡剂的起泡性和稳泡性也随之增加。     

钻井液封堵剂高温高压封堵性能评价方法

钻井过程中通常因封堵性能欠缺出现井塌、井漏以及油气层损害等问题,在高温高压井中尤为严重。而现有的封堵性能评价方法在评价高温(200℃)高压(10 MPa)钻井液的封堵性能时具有一定的局限性,为此建立了高温高压驱替法用以评价钻井液封堵剂的高温高压封堵性能。该方法通过填砂管模拟地层,在填砂管中以不同温度和不同驱替压力驱替封堵剂基浆或钻井液,根据填砂管渗透率的变化情况评价封堵剂或钻井液在不同温度不同压力条件下的封堵性能。选取了LRF、LPF和LSF三种封堵剂进行评价,在3 MPa和200℃下封堵性能最好的是LPF,在10 MPa和200℃下封堵性能最好的是LSF,为进一步验证该方法的可行性,通过高温高压滤失量法及压力传递法评价LRF、LPF和LSF三种封堵剂的封堵性能,实验结果与高温高压驱替法一致,验证了新建立的钻井液封堵剂高温高压封堵性能评价方法的可行性。研究结果表明,所建立的评价方法可以简单有效地评价封堵剂以及钻井液的封堵性能。     

浮选起泡剂的起泡性能测定实验设计

针对气流法测定浮选起泡剂性能实验中气流稳定性差、气体流量不易于精确控制等问题,利用缓冲瓶、气体阀门、背压阀和气体质量流量计等设计了一套起泡性能测定新装置。采用新装置设计了甲基异丁基甲醇的起泡性能测定实验,应用于本科生"精细化工导论"实验教学中,使实验教学效果和效率得到了明显的提高。将新装置应用于新型起泡剂的研究开发中,测定了改性X油、FG25起泡剂和甲基异丁基甲醇起泡剂的起泡性能,实现了起泡剂起泡性能的准确、快速评价和起泡剂的定量筛选。     

氮气泡沫驱用起泡剂优选及起泡性能评价

以综合起泡能力作为评价指标,利用Waring Blender评价方法,在对常用起泡剂进行初选的基础上,对起泡剂的起泡性能及起泡剂加入浓度、稳泡剂加入浓度进行了评价和优选.结果表明:HY-2型起泡剂在模拟油田地层水下具有较好的综合起泡能力,起泡剂加入浓度为0.5%,液相黏度对起泡剂的稳定性影响较大,存在一个最优的液相黏度值,稳泡剂加入浓度不应小于700 mg/L.原油的存在使泡沫的起泡体积和稳定性均呈现下降的趋势.泡沫的这种特性,有利于调整高低渗透层中的流度差异.     

煤层气井用高效双子型起泡剂ULT-1的研制

分析起泡剂的分子结构与起泡量、泡沫稳定性的关系,设计新型起泡剂ULT-1的分子结构,室内合成该起泡剂。红外光谱和质谱对起泡剂的结构表征与分子结构设计一致。对起泡剂ULT-1进行性能评价。研究结果表明:质量分数为0.2%的起泡剂ULT-1水溶液的表面张力达到20.40mN/m,较蒸馏水降低了71.82%,发泡体积达501 mL,半衰期长达1 440 s,与质量分数0.5%的常规起泡剂相比,泡沫半衰期提高3倍以上。起泡剂ULT-1的抗盐及抗温性能较好,煤样润湿性恢复值高达93.70%,起泡剂ULT-1容易在煤岩表面脱附,有利于储层保护。     

延113气田耐盐耐油耐高温起泡剂研制与现场应用

针对延113气田井底高温,产水含高矿化度和高凝析油的实际情况,研制出在高温、高矿化度和高凝析油条件下起泡性和泡沫稳定性良好的起泡剂,能显著提高气井产气量。采用Ross-Miles法对10种起泡剂进行起泡性能研究,利用起泡剂之间的协同作用,筛选出AOS、FT-5和TCJ-8进行复配,选取复配后性能最优的组合2∶2∶1作为新型起泡剂的比例。在现场对新型起泡剂进行试验,试验井的油套压差缩小量超过30%,产量增加量超过50%,泡排效果好。研究结果不仅可以大大提升该气田的开发效率,也对其它同类型井区起泡剂的研究有借鉴意义。     

高压下泡沫性能参数的研究

针对华北油田河间东营油藏温度,开展了SD起泡剂高温高压空气泡沫性能评价实验。研究结果表明,在10 MPa压力下,有效物浓度为0.08%时,起泡剂性能最佳,起泡体积达1 972 mL,泡沫半衰期为2 422 s。不同压力下对有效物浓度为0.08%的SD起泡剂进行评价。结果表明高压下泡沫性能有所提高,空气泡沫起泡体积和泡沫半衰期的增长幅度分别为8.45%和55.56%。通过对SD、OP起泡剂在可视化条件下实验,测得SD、OP泡径约为4.714×10-4m,这与经验公式计算得到的数值相近。     

基于非离子表面活性剂的高压CO2泡沫稳定性试验

针对壬基酚聚氧乙烯醚系列非离子表面活性剂,利用高温高压可视化泡沫仪,在不同温度、压力和矿化度条件下对CO2泡沫性能进行测试,分析(聚氧乙烯基)EO聚合度、矿化度、压力和温度对CO2泡沫性能的影响。同时通过驱替试验对CO2泡沫作为驱油剂的封堵和流度控制能力进行测试,并与高温高压泡沫仪的试验结果进行对比,分析泡沫仪测试的泡沫综合性能指数与泡沫在驱替试验中的阻力系数的相关性。结果表明:随着EO聚合度的增大,表面活性剂的亲水性增加,所产生CO2泡沫的性能及稳定性提高;泡沫液矿化度增大、压力增大和温度升高都会导致CO2泡沫性能下降。驱替试验结果揭示了表面活性剂分子结构对CO2泡沫的影响,对CO2泡沫用非离子表面活性剂的设计和性能提高具有指导意义。     

强化泡沫驱油体系性能研究

利用Waring搅拌器测定了不同泡沫体系的泡沫性能 ,利用岩心驱替试验测定了泡沫在岩心中的阻力压差及驱油效果 ,研究了不同浓度的聚合物对泡沫体系起泡性能和稳定性的影响 ,确定了聚合物在强化泡沫驱油体系中的最佳使用量。对单一聚合物体系、单一泡沫体系与强化泡沫体系在水驱后的稳定性及驱油效果进行了对比分析 ,结果表明 ,强化泡沫体系比单一泡沫体系具有更强的稳定性 ;比聚合物及单一泡沫体系的驱油效果更好 ,是一种较为实用的驱油体系。室内试验表明 ,该体系能够较大幅度地提高采收率。     

高温高压条件下泡排剂PP-F13发泡性及稳定性评价

使用改进气流法,对泡排剂PP-F13在高温高压条件下的发泡能力、稳定性及携液能力开展了实验评价。结果表明,高压有利于泡沫性能,随着压力的增大,泡沫稳定性显著提高,20 MPa的泡沫半衰期较常压增幅为199.14%,并且压力高于10 MPa后,泡沫稳定性提高幅度不大;而随着温度的增加,泡沫稳定性大幅度降低。压力与温度对泡沫的发泡性影响都不大。稳泡剂能够改善泡排剂的高温稳定性,其中无机稳泡剂SiO_2稳泡能力优于有机稳泡剂HPAM及CMC,适用于高温气藏条件。当压力10 MPa、温度120℃时,含SiO_2复合泡沫体系的泡沫半衰期是相同条件下无稳泡剂泡沫体系的3.59倍,达到1 295 s。高温高压动态携液实验表明,气流速度较低时,SiO_2稳泡剂对泡排剂携液能力作用小,但随着气流速度的增大,SiO_2复合泡沫体系携液能力较无稳泡剂泡沫体系有显著提高。     

强化泡沫驱油体系性能研究

利用Waring搅拌器测定了不同泡沫体系的泡沫性能,利用岩心驱替试验测定了泡沫在岩心中的阻力压差及驱油效果,研究了不同浓度的聚合物对泡沫体系起泡性能和稳定性的影响,确定了聚合物在强化泡沫驱油体系中的最佳使用量。对单一聚合物体系、单一泡沫体系与强化泡沫体系在水驱后的稳定性及驱油效果进行了对比分析,结果表明,强化泡沫体系比单一泡沫体系具有更强的稳定性;比聚合物及单一泡沫体系的驱油效果更好,是一种较为实用的驱油体系。室内试验表明,该体系能够较大幅度地提高采收率。     

新型抗高温耐盐起泡剂AGS合成与性能研究

采用环氧氯丙烷在TTA路易斯酸催化作用下分别与正辛醇、正癸醇和正十二醇发生开环反应,然后在碱性条件下闭环,最后与亚硫酸氢钠在高温条件下发生磺化反应的三步法,合成出一系列烷基甘油基醚磺酸钠（AGS）表面活性剂AGS-12,AGS-10和AGS-8,并利用红外光谱对其结构进行分析,测定其Krafft点,评价AGS作为起泡剂的抗高温性能以及盐和油类物质对其泡沫性能的影响。结果表明,AGS表面活性剂可耐250℃高温,无论是在5％NaCl或5g／L Ca2＋的盐水溶液中,还是在15％柴油或原油的高含油溶液中都具有良好的泡沫性能。     

泡沫体系下起泡剂在河间东营油砂上的吸附

针对华北油田河间东营油藏所筛选优化出的泡剂体系,开展了泡沫体系下起泡剂在油砂表面上的静态吸附特征研究。研究结果表明,起泡剂在油砂上的吸附不符合Langmuir等温吸附曲线。当表面活性剂平衡浓度≤0.01%时,对应的油砂的吸附量仅为0.178 mg/g。随着表面活性剂浓度的增加,曲线的斜率增加很大,导致吸附量迅速增加。表面活性剂浓度继续增加,达到最大吸附量,此时浓度为0.30%,油砂吸附值为1.06 mg/g。随着表面活性剂浓度的进一步增大,油砂吸附量下降。随着矿化度的不断增加,泡沫体系下的起泡剂在油砂上的吸附量也逐渐增加。     

抗油抗高矿化度泡沫排水剂的室内研究

针对国内高温深井、高凝析油气井开采后期井底产生大量积液影响正常生产的实际情况,研制出了一种
在高温高含凝析油条件下起泡性和泡沫稳定性良好的泡排剂,能显著提高气井采收率,稳定气井产量。采用改
进Ross–miles 法对各种单一起泡剂的起泡性和泡沫稳定性进行评价筛选,最终选用SDS、CAB、SBFA–30 进行复
配,为了进一步提高泡沫的稳定性,还添加聚乙烯醇（PVA）作为稳泡剂。通过正交实验优化出最佳复配体系为
0.1%SDS+0.1%CAB +0.05%SBFA–30+0.02%PVA,实验结果表明,该复配体系在150 ℃、凝析油体积分数高达50% 具
有良好的起泡性和稳泡性。     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

复合泡沫酸体系的优选及性能评价

泡沫酸是针对常规酸化反应速度太快、腐蚀作用强、难以返排的缺点而提出的一种缓速酸体系,是以常规酸液及其添加剂为基液,由起泡剂发泡和稳泡剂稳定构成的多相体系。实验对泡沫酸的起泡性能进行了评价,并从温度、原油含量、稳泡剂浓度对起泡性能的影响等方面进行了对比,分别优选出起泡能力和稳泡能力较强的起泡剂和稳泡剂。同时,通过复合泡沫酸体系与石英砂、钢材N80的实验可以看出,泡沫酸体系具有很好的缓速作用和缓蚀作用。泡沫酸具有泡沫所具有的表观粘度高,易返排,携带能力强,以及对地层渗透率和对油水层的选择性的特点,通过室内物理模拟实验,确定了满足现场施工条件的复合泡沫酸体系,为酸化工艺的实施提供了重要的理论依据。     

玉门H低渗透裂缝油藏强化泡沫防气窜实验研究

玉门油田贫氧空气驱油先导试验中3口采油井过早发生明显的气窜，使产液量与产油量大幅下降，影响正常生产。采用Waring Blender方法测定了矿化度8.3×10⁴ mg/L、温度114℃条件下的不同配方体系的泡沫性能，确定了较优的0.2% WP4+0.3% NS强化泡沫体系配方，通过岩芯驱替实验研究了该体系的高温高压稳定性、低渗透裂缝岩芯封堵性及气驱后贫氧空气泡沫调驱提高采收率的效果。实验结果表明，强化泡沫在高压条件下稳定性明显提高；能够增加流体在基质及裂缝中流动时的阻力，具有流度控制能力，阻力因子分布在5.09~38.66；对于贫氧空气驱后采用强化泡沫调驱的岩芯，提高采收率可达16.70%~38.11%。     

驱油用抗温空气泡沫体系研究

空气泡沫驱技术全面的驱油机理与独特的气源优势令其发展应用前景广泛。为保证该技术在高温油藏的成功应用,开展了抗温空气泡沫体系的相关研究。通过在温度110 ℃、地层水矿化度6  104 mg/L 条件下,对10 种耐温表面活性剂起泡体积和析液半衰期的考察,筛选出高温泡沫性能良好的阴非离子表面活性剂LS。模拟油藏条件对LS 的泡沫性能进行了评价,结果表明,LS 在高压密闭条件下能形成比常压下更丰富的泡沫,且多孔介质的持续剪切、空气的持续供给有利于产生丰富的泡沫。向LS 中添加浓度0.1% 以上的稳泡剂WP,可明显提高其析液半衰期;将0.2%LS+0.1%WP 的泡沫体系在110 ℃、6  104 mg/L 下老化90 d,析液半衰期仅缩短20%,与大港官80 油田原油的界面张力保持在10􀀀2 mN/m。同时,空气泡沫体系原油乳化分散性能良好,且能实现油水的彻底分离。