聚表二元相互作用对提高采收率的影响研究

实验证明,聚合物和表面活性剂之间存在相互作用。由于高分子聚合物的增黏作用,表面活性剂分子在聚合物溶液中的运移速度明显降低,使得界面张力的稳定时间变长;同时,由于聚合物分子和表面活性剂分子在油水界面上的竞争吸附,通常情况下二元共存时的界面张力比单一表面活性剂时的界面张力高。此外,对于不同的二元体系,二元共存时的溶液黏度与单一聚合物溶液的黏度也可能不同。首先对聚表二元共存时的界面张力和溶液黏度进行了测试,然后采用多元回归方法得到了聚表二元共存时的界面张力表征模型;并将该模型应用在数值模拟模型中进行了编程求解;最后以五点法井网的四分之一为研究对象,对比了聚表二元的相互作用对提高采收率的影响。     

SJT-B/表面活性剂/聚合物体系传输和转向能力实验研究

三元复合驱是最具应用前景的提高采收率技术之一，但采出液所引起的采油设备腐蚀和结垢问题制约着该技术的大规模推广应用。SJT-B助剂是一种磷硅酸盐化学添加剂，它具有良好的缓蚀防垢和降低界面张力效果。本文通过相关物理模拟实验研究，考察了“聚合物/SJT-B助剂/活性剂DQ”和“聚合物/SJT-B助剂”复合体系的传输和转向或调剖能力。结果表明，与聚合物溶液或普通三元复合体系相比较，添加SJT-B助剂后二元和三元复合体系的传输能力减弱，转向能力增强，这表明SJT-B助剂不仅具有良好的缓蚀防垢和降低界面张力效果，而且具有较强的调剖能力。     

超低界面张力的二元驱油体系对水驱残余油启动和运移机理

针对三元复合驱含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降,碱还会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,从而降低波及效率等问题,利用新研制的不加碱可形成超低界面张力两性表面活性剂,通过微观模型驱油实验,分析了聚丙烯酰胺/两性表面活性剂二元复合体系对残余油启动、运移的过程,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.研究表明:具有超低界面张力的聚表二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂体系的超低界面张力特性,使采收率大幅度提高.残余油的启动主要以拉成油滴和油丝两种形式,在运移过程中,较大的油滴又形成更容易被驱替液携带的小油滴,从而使驱油效率提高.     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

BHJ型甜菜碱表活剂物理驱油实验研究

针对三元复合驱中碱的注入所带来的采出液处理困难以及对地层造成损害等问题,运用新型甜菜碱表面活性剂BHJ,论述了不加碱又能达到低界面张力聚合物／表面活性剂二元驱油体系性能。综合所有均质和非均质岩心的实验结果并通过分析,我们认为采用甜菜碱BHJ活性剂的无碱二元驱油体系驱油效果好于采用Ss的弱碱（Na2CO3）三元体系和采用Sy的强碱（NaOH）三元体系。     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小.在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高.界面张力由10-2 mN/m降至10-3 mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2 mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率.     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系，通过流变性实验，分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物／表面活性剂二元复合体系流变性的影响；通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验，分析了聚合物／表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响，研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明，实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力，表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中，形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用，使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且该二元体系的粘弹性越大，采收率越高。界面张力由10^-2mN／m降至10^-3mN／m时的最终采收率均高于界面张力为10^-2mN／m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。     

低张力聚合物微球粒径变化规律及油藏适应性研究

目前,我国大部分油田已进入高含水或特高含水阶段,调剖堵水已成为降低含水率、实现老油田稳产的一个重要措施。一般的调剖只能实现近井地带的调剖,而且对温度和矿化度都有一定的的限制。针对中原文-25东油田高温、高矿化度、高含水率的"三高"情况,该油田运用了一种新的调剖堵水方式——低张力聚合物微球调剖。研究表明聚合物MS-C的初始粒径为43.5 nm,高温溶胀一周后,粒径能增大16倍,且在不同矿化度和不同离子地层水中的稳定性较好。通过填砂管物模实验发现,注入微球后驱替压力有明显上升,且采收率提高了10.73%;注入表面活性剂后采收率提高了8.57%;聚合物微球和表面活性剂交替注入的低张力微球体系可使采收率提高15.74%。在1∶1.5的渗透率极差下,低张力微球体系驱提高低渗管采收率34.32%,综合采收率提高19.91%。聚合物微球的抗温耐盐特性、高温下的良好膨胀性能以及物模驱替实验结果综合表明:低张力聚合物微球调驱结合提高采收率是切实可行的。     

高温化学复合驱油方式优化评价研究

针对双河油田VI油组高温非均质油藏,使用油层砂充填长管模型,研究几种化学复合驱油体系中表面活性剂、聚合物、低度交联聚合物、有机碱以及交联剂之间的色谱分离特征。实验结果表明,95℃下三元复合体系流经填砂管时,聚合物最先突破,碱随后突破,表面活性剂的突破滞后最大;有机碱的加入能起到降低表面活性剂吸附的作用,而交联剂对于表面活性剂吸附影响不明显。根据色谱分离程度,采用层间非均质人工压制物理模型,对比评价了二元、三元复合驱油体系及几种组合驱油方式的驱油效果,优选出主段塞为有机碱三元复合体系、前后保护段塞为交联聚合物的驱油体系,水驱后可提高采出程度24.2%。该研究成果可以对高温非均质油藏三次采油的高效开发提供参考依据。     

三元复合驱组分协同作用规律研究

三元复合驱中聚合物、碱以及表面活性剂的协同作用能够大幅提高原油采收率,各组分存在的色谱分离会使协同作用大为减弱。通过一维长岩心研究二元/三元体系各组分在线性流过程中吸附规律差异,然后制作二维平面物理模型研究三元复合驱径向流过程中各组分运移规律,判断出三者的协同作用距离,通过数值模拟以及矿场试验结果论证用变浓度多段塞代替单一段塞的可行性。研究表明:三元体系中由于碱的存在可以使超低界面张力保持距离和乳化能力强于二元体系,三元体系一维长岩心的采出程度比二元体系增加了6.32%;三元体系各组分协同作用距离集中在主流线1/2处,各组分运移距离为:聚合物碱表面活性剂,在后续水驱的过程中表面活性剂存在解吸附现象;使用变浓度多段塞组合注入,可以在保持相近采收率情况下减少15%的表面活性剂和4.5%的聚合物用量。     

聚合物/表面活性剂二元复合驱研究进展

从聚合物/表面活性剂二元体系的特点出发,综述了聚/表聚/表二元复合体系的实验室研究现状以及在胜利油田孤东七区54-61进行的矿场试验情况。聚/表二元复合驱是在聚/表/碱三元复合驱的基础上去掉碱所形成的低浓度的驱油体系,可以最大限度地发挥聚合物的粘度和弹性,减少乳化液处理带来的负面影响,减弱由于碱的存在引起的地层以及井筒结垢的现象。通过国内外研究结果分析表明,聚/表二元复合体系提高原油采收率幅度在20%左右;矿场试验取得了较好的效果。聚/表二元复合体系可以克服三元体系的缺点,作为一项新的驱油方法具有宽阔的发展空间。     

聚合物驱产液指数变化物理模拟实验研究

针对由水驱转变为聚合物驱过程中的产液指数的变化规律问题,通过物理模拟实验的手段研究不同注聚含水率时机、不同聚合物黏度、不同渗透率条件以及不同浓度表面活性剂影响条件下的聚合物驱产液指数变化。实验结果表明,由水驱转为聚合物驱过程中,产液指数变化整体上经历水驱上升段、聚驱速降段、聚驱缓降段以及聚驱回返段四个阶段;聚合物驱阶段的产液指数下降幅度主要受注聚含水率时机以及聚合物溶液黏度的影响;聚合物驱产液指数由最大值下降到最小值对应的注入孔隙体积之差受聚合物溶液黏度、渗透率条件以及表面活性剂浓度的影响。研究结果对于判定聚合物驱合理产液下降幅度、甄别聚堵生产井、预测产液下降周期等具有一定的指导意义。     

非均质油层粘弹性凝胶颗粒提高采收率机理研究

通过非均质双填砂管调驱实验、平板夹砂模型驱油实验和微观驱油实验对黏弹性凝胶颗粒(PPG)提高非均质油层采收率机理进行了研究。非均质平行管岩心调驱实验表明:PPG可在孔隙介质中不断重复封堵与运移,具有良好的调驱性能;PPG优先进入并封堵高渗透层,调整非均质地层吸水剖面,将高渗和低渗岩心的分液量比由原来的高于90∶10调整至30∶70,具备显著的液流转向及油层分流能力;同时,PPG可将低渗透油层的采收率在水驱基础上再提高32.1%;而高渗透油层及整体采收率则分别提高13%和22.9%。微观驱油实验结果表明,PPG能够对不同孔径的孔道进行动态交替封堵,具有显著的封堵高渗孔道、调整非均质、增大波及系数的能力。非均质平板夹砂模型驱油实验中,PPG对不同渗透率条带中的原油都有驱动作用,最终采收率达89%。微观驱油实验结果表明,PPG在非均质油层中实现动态液流转向、扩大波及系数是其提高采收率的主要机理。     

聚合物/表面活性剂二元驱扩大波及体积性能

利用微观刻蚀、层间非均质平板、层内非均质平板模型驱油实验研究聚合物/表面活性剂二元驱扩大波及体积性能。结果表明,残余油多以膜状、岛状、喉道、盲端、柱状、簇状等6种形式存在。微观上,二元驱转向水驱无法波及的含油孔隙区域内驱替残余油;宏观上,其对高渗透区域产生封堵,迫使其进入渗流阻力较小的低渗透区域内驱替残余油,扩大波及体积效果显著,提高采收率13.4%~14.3%。二元驱通过聚合物增加驱替液黏度,使其吸附及滞留在孔隙中,降低驱替相渗透率,驱替相流度减小;二元驱对油黏度影响很小,油聚集在驱替液前缘,增加油相渗透率,油相流度变大。由此,两相流度比减小,克服注水指进,增加吸水厚度,提高波及系数,进而提高采收率。     

二元复合驱流度控制作用效果及其合理流度比研究

针对大港油田港西三区油藏,研究聚合物-表面活性剂二元复合体系流度控制作用对驱替效果的影响,考察二元复合驱合理流度(黏度)比的影响因素。结果表明:随油藏原油黏度、储层平均渗透率和渗透率变异系数增大,流度控制作用对二元复合驱采收率的贡献率增加;与聚合物溶液相比较,表面活性剂溶液流度控制作用效果较差,它在储层内仍沿原水流通道流动,仅靠降低通道内剩余油含油饱和度提高采收率,增油效果较差;流度控制作用对二元复合驱采收率的贡献率超过65%,大港油田港西三区合理黏度比为0.81~1.45。     

二元复合体系稳定性室内研究

针对二元复合体系黏度及界面张力稳定性开展室内实验研究,实验结果表明:2 500万分子量聚合物和3 500万分子量聚合物,在前7天黏度均降低较快,15天之后体系黏度渐趋稳定,但是后者抗老化能力明显比前者强;体系界面张力值随时间变化呈现出先降低,然后再升高,逐渐平稳的趋势,15天之后体系界面张力渐趋稳定;老化时间和表活剂浓度一定时,聚合物浓度越高,体系黏度越大,体系的界面张力越大;当老化时间和聚合物浓度一定时,二元体系表面活性剂浓度增大黏度略微增大,界面张力值随表面活性剂浓度增加而降低。     

适合海上B油田聚驱后非均相在线调驱性能评价

针对渤海B油田聚合物驱后储层非均质性增强,注水突进严重,产油量低等问题,通过室内实验评价研究,优选了两种非均相在线调驱体系FJX-1和FJX-2,开展了海上油田聚驱后,高含水期阶段非均相在线调剖、调驱性能评价及驱油效率分析。结果表明,聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系的封堵效率分别为61.42%、83.45%、93.17%,FJX-2调驱体系的复合黏度、弹性模量均好于聚合物和FJX-1调驱体系,表明其封堵性能与粘弹性能最好,对比液流转向能力,注入聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系后,高、低渗透率层的产液分数比分别从87:23、89:21、88:12下降到最低的61:39、48:52和35:65,在后续水驱中FJX-2在线调驱体系的岩心的高、低渗透率层的产液分数比依然可以达到66:34,FJX-2在线调驱体系对高渗透率层封堵效果明显。驱油实验可以看出,三种体系驱过程中最低含水率分别为：54.58、52.97、44.39。聚合物驱后继续FJX-1、FJX-2体系驱,可以提高采收率值分别为6.32%和11.84%,对比可知,最佳的调剖与调驱段塞组合为调剖(1500mg/L PL+1500mg/L JLJ)+调驱(1500mg/L RY+300mg/L PPG),非均相复合体系的调剖与调驱性能,通过对高渗透率层的有效封堵,不仅使中、低渗透率储层中的原油得到动用,同时对残留在储层内的部分原油也发挥了驱替效果。同时,矿场试验也表明,非均相复合驱在海上油田具有广阔的发展前景。     

聚合物溶液改善吸水剖面能力实验研究

针对聚合物驱过程中窜聚影响聚合物驱效果的现象,开展了聚合物溶液在注入过程中和突破后对吸水剖面改善能力的双管并联岩心驱替实验。对比分析了水驱、恒速聚驱和变速聚驱对吸水剖面的影响程度,绘制了填制不同渗透率岩心所用不同粒径石英砂含量配比图;并通过考虑管线和填砂管端面引起的压力损失对室内计算渗透率进行了改进。结果表明:水驱速度小于2 m L/min时,高低渗分流比远大于渗透率级差,大于4 m L/min分流比与级差吻合;恒速聚驱时在聚合物注入过程中能够有效的改善吸水剖面,但一旦产出端见聚,吸水剖面将会迅速翻转。聚驱速度小于2 m L/min时,高低渗分流比也大于渗透率级差;但比水驱影响小很多。大于4 m L/min时与水驱相同,合理控制注聚速度对聚合物驱提高采收率意义重大。