表面活性剂对长庆超低渗砂岩油藏化学渗吸的影响

以长庆油田超低渗储层Y284区块为研究对象,通过静态渗吸、油水界面张力、润湿性以及油水黏度比测量等实验,研究了表面活性剂性能对化学渗吸采收率的影响。结果表明:在超低渗Y284砂岩储层中,阴离子型表面活性剂的渗吸效果最好,并且阴离子亲油基碳链长度的增加可以增强渗吸作用;溶液p H大于两性离子等电点时,甜菜碱型表面活性剂可促进渗吸作用;阳离子表面活性剂不适用于砂岩油藏的化学渗吸采油中;当界面张力处于10-1m N/m数量级时,界面张力下降,渗吸采收率升高,当界面张力处于10-2m N/m数量级时,界面张力上升,渗吸采收率升高;表面活性剂可以改善岩石表面润湿性,增强渗吸作用;给出了油砂静态渗吸的毛管数表达式,润湿相黏度的适当增加或非湿相黏度的降低有利于毛管数的增加,可以增大渗吸采收率。     

影响驱油剂洗油效率的参数分析

为了评价驱油剂的洗油效率,给出了粘附功因子、界面张力因子和润湿性因子的定义,通过室内实验测定了几种化学驱油剂的接触角、界面张力和粘附功,进而计算出其3个因子值.分析结果表明驱油剂通过降低界面张力因子和润湿性因子,使粘附功因子大幅度减小;化学剂对润湿性和界面张力的影响不同,可以用界面张力因子和润湿性因子来判断驱油过程中界面张力和润湿性发挥作用的程度,对油湿转向水湿的过程,润湿性因子越小,润湿性改变越大;界面张力因子越小,化学剂对界面张力的影响越大;粘附功决定着驱油剂的洗油效率,粘附功越小,洗油效率越好.     

影响驱油剂洗油效率的参数分析

为了评价驱油剂的洗油效率,给出了粘附功因子、界面张力因子和润湿性因子的定义,通过室内实验测定了几种化学驱油剂的接触角、界面张力和粘附功,进而计算出其3个因子值。分析结果表明：驱油剂通过降低界面张力因子和润湿性因子,使粘附功因子大幅度减小;化学剂对润湿性和界面张力的影响不同,可以用界面张力因子和润湿性因子来判断驱油过程中界面张力和润湿性发挥作用的程度,对油湿转向水湿的过程,润湿性因子越小,润湿性改变越大;界面张力因子越小,化学剂对界面张力的影响越大;粘附功决定着驱油剂的洗油效率,粘附功越小,洗油效率越好。     

考虑润湿反转效应的相对渗透率动态计算方法

润湿反转剂是化学驱提高采收率常用试剂之一,润湿反转剂驱后将改变原始储层岩石性质,对开发中后期油水渗流能力产生较大影响。针对润湿反转过程中相对渗透率曲线难以确定的问题,综合考虑了润湿反转剂导致的界面张力降低及润湿性变化特征,建立了相对渗透率及毛管压力曲线动态计算方法,并分析了润湿反转过程中相对渗透率及毛管压力变化规律。研究表明：油水两相相渗曲线变化同时受到毛管数和润湿性的影响,低毛管数条件下,相渗曲线形态主要受到润湿性的影响,随着毛管数逐渐增大,润湿性的影响减小,最终可以忽略不计。同时,润湿反转剂使得界面张力和毛管力减小,将对渗吸过程产生显著影响,因此,在渗吸驱油过程中,需要对润湿反转剂进行优选,以实现对驱油速度和采收率目标的相对最优。研究结果明确了润湿反转提高采收率过程中相对渗透率及毛管压力的变化规律,为研究润湿反转提高采收率的计算及油藏数值模拟提供了理论基础。     

高界面活性助排剂的配方设计和助排效果研究

利用氟表面活性剂FC-XF、Ⅱ型润湿性改变剂和两性表面活性剂APS复配制备了一种新型高界面活性助排剂,研究了体系组分含量对表/界面张力、接触角的影响及其内在机理,并与常规助排剂的助排效果进行了对比。结果表明,组成为0.1%APS、0.2%Ⅱ型润湿性改变剂和0.02%FCXF的混合体系具有21.7 m N/m和0.046 3 m N/m的低表/界面张力,并且与岩石达到接近中性润湿的接触角83°。这种新型高界面活性助排剂由于具有降低表/界面张力和改变岩石表面润湿性的双重作用,表现出优于在用常规助排剂的界面性能和助排效果。     

高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸效果影响因素研究

为进一步探究高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸机理,以高温低渗的头台油田扶余油层为例,以渗吸过程中黏附功降低因子以及毛管力与重力比值N-1B为评价指标,通过实验研究了表面活性剂溶液组成、裂缝发育程度和岩石渗透率对渗吸效果的影响。结果表明:表面活性剂可有效改善岩心渗吸效果,但选择表面活性剂时,应在改变界面张力降低黏附功、提高洗油效率的同时兼顾界面张力对毛管力的影响,不应一味追求过低油水界面张力。类似扶余的低渗透裂缝性储层,随裂缝系统发育程度增加,毛管力与重力比值N-1B增大,基质岩石与裂缝系统之间的交渗速度加快,达到平衡时间缩短,渗吸采收率增加。实验岩心渗透率范围内,随岩心渗透率增加,油水交渗速度加快,渗吸达到平衡时间缩短,渗吸采收率增加。     

低渗油田表面活性剂驱油机制

以降低启动压力理论为依据,结合表面活性剂溶液对相对渗透率影响等实验,研究表面活性剂降低油层注入压力的机制。结果表明,表面活性剂可降低油水界面张力,增加原油流动能力;表面活性剂能改变岩石表面润湿性,使岩石润湿性向亲水方向转变,减小水驱毛管阻力;表面活性剂能增加水相渗透率,降低注入压力;当表面活性剂质量分数为0.2%、注入量为0.5 VP(VP为孔隙体积)时,选择含水率低于70%注入活性剂驱油效果较好。     

温度与表面活性剂协同作用下的特超稠油油水固界面行为分析

温度与表面活性剂都是影响稠油油水固流变性的重要因素;但目前针对稠油的流动性改善研究一直停留在以采收率增加量衡量流变效果的层面,忽略了从界面行为变化的角度上分析增强流动性的机理。针对以上问题设计了一系列测量不同因素对流变性、界面张力及接触角的影响试验,探究了温度与表面活性剂协同作用下是否会对改质降黏过程产生增效影响。结果表明稠油对温度敏感性较高,且升高温度与加入表面活性剂都可降低界面张力、改变润湿性、提高流动性。研究还发现,当二者协同作用时会比单一因素影响获得更好的降黏效果。     

适用特低渗透油藏降压增注复合表面活性剂体系及降压因素分析

针对吉林新木油田特低渗透油藏储层物性差、水井注水压力高、部分水井压力接近地层破裂压力、欠注问题严重,研制了一种复合表面活性剂驱降压增注体系并对体系的界面张力、润湿性、防膨性、防垢性和吸附性进行了评价。结果表明,该体系把亲油石英片接触角由90.39°降低至31.38°,防膨率达60.01%,防垢率达77.14%,动态吸附量为0.13 mg/g。选取注入时机、注入段塞及界面张力设计L9(43)正交实验,利用油藏数值模拟技术预测不同方案的降压率;并对实验指标进行极差分析和方差分析。结果表明,影响降压效果的主次因素顺序为界面张力、注入段塞、注入时机,其中界面张力和注入段塞体积对降压效果具有显著性影响。该体系为特低渗透油田水井降压提供了技术支持。     

毛管力自吸采油

水自进吸入裂缝性碳酸盐储层是一种价廉、重要的二次采油方法.但是在油润湿-中间润湿时由于毛管力为负值,水不可能自吸进入基质孔隙.在所有已探明的碳酸盐储层中约有80%为油润湿-中间润湿,所以必须寻求将油润湿变为水润湿方法.表面活性剂长期以来在石油开采中主要用来降低油水界面张力,用于调节润湿性的研究尚在探索和开发之中.前人的实验室研究表明,海水具有将碳酸盐岩调节至弱水润湿性的作用,有助于通过自吸提高采收率,温度较高时效果尤为明显.在高黏油注水时,一般认为毛管力可以忽略.对两种黏度高达11500mPa·s的重油研究结果表明,在水驱重油时毛管力仍起主要作用.在注水速度低时,水自吸有助于通过稳定水驱提高采收率.本文根据并联双孔隙模型和Poiseuille公式研究表明,在注水速度等于和小于某一临界值时不会滞留原油,与其他作者的某些结果不尽一致.     

界面特性对聚合物驱油时驱替速度的影响分析

针对界面特性（界面流变特性、界面张力特性、润湿性）在聚合物驱油过程中的重要性,将油藏孔隙介质简化成具有相继收缩和扩张的波纹管模型,根据能量平衡原理建立了波纹管中聚合物溶液驱替时的界面特性参数和驱替速度之间的数学模型,用有限差分方法求解,研究了界面粘度、界面张力、润湿角变化对聚合物/油界面速度的影响。研究结果表明：润湿性变化影响界面的驱替速度,当界面的曲率方向与驱替方向相反时,无因次界面张力和无因次界面粘度的增加都使无因次界面轴向速度降低,且界面轴向驱替速度关于孔隙单元中心不对称。     

丙烯酰胺共聚物与表面活性剂复配体系研究

利用锥板粘度计和旋滴界面表张力仪研究了丙烯酰胺 ( AM) - N-乙烯基 - 2 -吡咯烷酮 ( VP) - 2 -丙烯酰胺基 - 2 -甲基丙磺酸 ( AMPS) ( AM- VP- AMPS)共聚物水溶液与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 ( C18H2 9Na O3 S)及中性表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚 ( OP- 1 0 )的相互作用以及该复配体系与原油之间界面张力 .研究结果表明 :AM- VP- AMPS共聚物水溶液与表面活性剂复配会降低水相 /油相界面张力 ,阴离子表面活性剂 ( C18H2 9Na O3 S)会引起共聚物水溶液表观粘度的下降 ,而中性表面活性剂 ( OP- 1 0 )对共聚物水溶液表观粘度影响不大     

十六烷基三甲基溴化铵和3种十二烷基阴离子表面活性剂复配驱油体系的性能

研究3种不同亲水基结构的阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠(sodium alkyl benzene sulfonate,ABS)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基羧酸钠(sodium dichloroisocyanurate,SDC)）与阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(cetyltriethyl ammonium bromide,CTAB))的复配体系的性能,考察复配体系的相容性、泡沫量、泡沫稳定性、接触角、表面张力和界面张力.研究结果表明,阴阳离子复配体系在摩尔比接近1∶1时,整个体系的泡沫性能下降,表面张力和界面张力趋于最大值,接触角趋于最小;在SDC-CTAB体系中,当w(CTAB)=10%~30%时,复配体系和胜利油田的原油形成超低界面张力.     

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。     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

CO2混相驱多级接触过程机理研究

目前中国陆上油田综合含水达81%,产量出现递减,发展注气提高采收率技术成为陆上石油工业发展的迫切战略性任务。由于CO₂混相驱在油田小范围的应用非常成功,开始进一步研究CO₂混相机理指导油田大规模开采。CO₂混相驱静混相机理,如CO₂在油中膨胀并降低原油粘度很完善,但动混相机理即CO₂混相多级接触过程中气液两相物性参数变化未详尽研究。建立计算CO₂多级接触过程流体物性参数的一维数值模拟方法,结合中原油田井流物数据对混相前缘及后缘气液相组成、密度、粘度等参数动态变化进行研究,对发展注气提高采收率具有重大意义。