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.     

26CrMo4套管钢在三元复合驱溶液的腐蚀行为研究

采用电化学工作站测试了P110级套管钢(26CrMo4)在三元复合驱(ASP)溶液中的腐蚀电化学行为。研究了ASP中各主要成分、浓度和温度对26CrMo4钢腐蚀行为的影响。用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对静态浸泡腐蚀后的试件表面进行了测试分析。结果表明,26CrMo4钢在ASP、AS、A、AP溶液中,腐蚀速率依次增大。随ASP浓度增加,腐蚀电位增大,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率也随之减小。无论对于强碱或弱碱ASP溶液,随着温度增加,26CrMo4钢的腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快。经80℃静态浸泡192 h后,26CrMo4钢主要发生均匀腐蚀,腐蚀产物主要为Fe(OH)3、FeCO3、Fe2O3。     

热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中电化学腐蚀行为

采用电化学阻抗法研究了不同pH值、不同氯离子浓度条件下热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为,建立了两种腐蚀等效电路模型,分析了腐蚀参数的变化规律.结果表明:当饱和Ca(OH)2溶液受到严重碳化(pH<11)时,热镀锌钢在该体系中会发生析氢反应,耐腐蚀性能降低;当饱和Ca(OH)2溶液受到较小程度的碳化(11.5≤pH<12.5)反而更有利于热镀锌钢的进一步钝化,耐腐蚀性能提高,pH=12.0时的年腐蚀率最小,仅为0.59μm/a,而pH=12.5时的年腐蚀速率约为1.21μm/a;当饱和Ca(OH)2溶液未碳化(pH=12.5)且NaC l浓度不超过0.5%时,热镀锌钢在该体系中所形成的钝化膜的耐蚀性能较好,不会发生析氢反应;随着碳化程度的增大,氯离子对热镀锌钢腐蚀作用加剧.     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8MPa CO2分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO2腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.     

AF1410钢电子束焊接件在模拟海洋环境中的腐蚀行为

采用中性盐雾试验模拟海洋环境,研究了 AF1410钢电子束焊接接头不同位置、不同暴露时间的腐蚀电化学阻抗谱特征,并结合电子束焊接接头组织结构分析评价了焊缝熔合区及母材的耐腐蚀性能及电化学行为。开路电位及阻抗谱研究表明,焊缝熔合区的粗大回火马氏体和析出碳化物易构成腐蚀电池,比基材腐蚀反应阻力小,易引起电化学腐蚀。建立了不同腐蚀阶段的阻抗谱等效电路,并对其进行了拟合。     

江苏油田三元复合驱研究

针对江苏普通稠油油藏水驱采收率低的问题,通过配方优化和岩心物模驱替实验,构建了适合区块原油的三元复合驱配方。首先通过动态界面张力评价,筛选出了具有较高界面活性的表面活性剂/碱体系;同时采用不同HLB值的表面活性剂复配,优化体系的亲水亲油平衡,获得了具有超低界面张力的二元体系。最后通过岩心驱替物理模拟实验,评价了碱/表二元复合驱、聚合物驱、三元复合驱的驱油能力。结果表明,对于普通稠油油藏,单纯碱/表二元体系由于无法提高波及系数导致其提高采收率能力较差,而三元驱体系可以兼顾波及系数与洗油效率,所以获得了较高的采收率,因此对于水驱稠油提高采收率的首要指标是提高驱油剂的波及效率。     

三元组分对弱碱三元复合驱模拟乳状液乳化稳定性的影响

考察弱碱三元组分对大庆油田石油磺酸盐三元复合驱模拟乳状液的乳化稳定动力学参数、界面黏弹性、扩散双电层Zeta电位等稳定参数的影响,研究三元组分对弱碱石油磺酸盐三元复合驱模拟乳状液乳化稳定性的影响规律。结果表明:表面活性剂的两亲性使其吸附于油水界面,质量分数的增加使其形成的油水界面膜稳定性增强,当表面活性剂质量分数高于0.1%时,形成的模拟原油采出液稳定较高,破乳较难;弱碱碳酸钠在三元复合体系起着双重作用,当碳酸钠质量分数小于0.8%时,碳酸钠主要与原油中的酸性物质生成表面活性物质,增加油水界面膜的强度,提高模拟乳状液乳化的稳定性,当碳酸钠质量分数大于0.8%时,碳酸钠的主要作用是中和表面活性剂分子在油水界面膜上的表面电荷,压缩油水界面扩散双电层,降低模拟乳状液的稳定性;聚合物主要是改善油水界面膜的黏弹性,其质量浓度的增加可使吸附在油水界面的有效分子数增多,油水界面的黏弹性增大,从而增强模拟乳状液的稳定性。     

AF1410钢电子束焊接件在模拟海洋环境中的腐蚀行为

采用中性盐雾试验模拟海洋环境,研究了AF1410钢电子束焊接接头不同位置、不同暴露时间的腐蚀电化学阻抗谱特征,并结合电子束焊接接头组织结构分析评价了焊缝熔合区及母材的耐腐蚀性能及电化学行为.开路电位及阻抗谱研究表明,焊缝熔合区的粗大回火马氏体和析出碳化物易构成腐蚀电池,比基材腐蚀反应阻力小,易引起电化学腐蚀.建立了不同腐蚀阶段的阻抗谱等效电路,并对其进行了拟合.     

三元复合驱数学模型及其应用

建立了三元复合驱数学模型 ,该模型较全面地反映了三元复合驱的主要驱油机理以及在复合化学驱油过程中包含的主要质量传递现象 ,并结合实验模型详细地描述了传质过程中涉及的大量物理化学现象。该模型适用于低 pH值三元复合驱体系 ,忽略了微乳液相 ,同时采用了新的化学反应平衡模型。运用建立的数学模型 ,进行了三维油藏数值模拟。与国外化学驱软件UTCHEM的计算结果对比发现 ,该模型的计算结果可靠 ,计算速度大幅度提高 ,同时内存占用量和计算的稳定性等指标都有一定程度的改善 ,从而证明了本模型的可靠性和实用性。     

三元复合驱垢的溶解实验研究

大庆采油四厂三元复合驱垢的成分比较特殊,Ba2 比较多,普通的酸液体系不能将其溶解,针对这一实际情况,通过对清垢剂的清垢机理分析以及实验,研究出一种新型除垢剂,以螯合剂为主剂,添加剂为辅剂。室内试验结果表明,此除垢剂具有良好的溶垢性能,其最佳使用条件为：清垢温度为50℃,体系ph值为13,清垢时间16h。     

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;     

冻融循环对埋地管线在盐渍土中腐蚀行为影响的室内模拟试验研究

为探清冻融循环过程对管线钢材在盐渍土环境中腐蚀的影响,通过室内模拟试验,采用电化学阻抗谱测试(EIS)技术和极化曲线测试手段研究了不同冻融循环次数下X70钢在NaCl污染砂体系中的电化学腐蚀行为。EIS测试结果表明:污染砂体系的阻抗值会随着冻融次数的增加而降低,降低的主要原因是冻融循环导致了体系电阻R_s及电荷转移电阻R_(ct)的降低;极化曲线测试结果表明线性极化电阻R_p随冻融循环次数的增加而降低。通过室内模拟试验可知污染砂体系的腐蚀性会随着冻融循环次数的增加而提高,即埋地管线在盐渍土中的使用寿命随着冻融循环次数的增加而降低。     

三元复合驱后关键储层特征参数实验研究

确定三元复合驱对储层关键物性特征参数变化的影响程度是保证三元复合驱应用效果的重要前提。利用岩芯驱替及原子力显微镜探测等实验,对大庆油田某区块三元复合驱前后岩芯润湿性、敏感性、孔隙度与渗透率等物性参数的变化规律进行系统评价和分析。相对渗透率测定结果表明三元复合驱后储层岩石润湿性会发生改变,亲油性储层岩芯可反转为亲水润湿性;敏感性实验表明,三元复合体系对储层不同敏感性造成不同影响,主要表现在驱后水敏性增加但速敏性、酸敏性、碱敏性等有所降低。对储层孔渗统计分析表明,三元复合驱后岩芯孔隙度和渗透率绝对值均有所增加,且二者相关性较好;结合原子力显微镜对岩芯微观孔隙结构的观测结果进一步验证了孔渗改善的相关认识。     

三元复合驱掺水系统结垢影响规律研究

在三元复合驱生产过程中,包括掺水管道、掺水炉等在内的地面掺水集输系统中存在严重的淤积、结垢,直接造成集输能耗上升,设备、管线极易损坏或寿命缩短等一系列威胁油田正常开发的生产难题。以大庆杏北油田三元复合驱开发区块为研究对象,分析了其地面掺水系统中的结垢物组成。并通过模拟试验研究了影响掺水系统结垢的因素与规律。结果表明,掺水系统中是集硅垢、碳酸垢、腐蚀垢等于一体的含油混合垢,且以硅垢为主,含量占到45%以上。掺水温度、掺水量、掺水压力及含聚浓度均对结垢有影响,但在三元复合驱集输系统正常生产工况条件下,含聚浓度对于垢质的沉积具有更显著的影响。500 mg/L左右的见聚浓度是结垢速率的高峰期。     

海上油田二元复合驱后弱凝胶调驱可行性分析

为解决海上油田二元复合驱后,部分油组层间矛盾加剧,注入流体多沿高渗条带及大孔道突进的问题,通过对渤海JZ油田储层非均质性、温压系统、边水能量、地层水矿化度等因素的分析以及三管并联模型开展系列物理模拟实验,研究了海上油田二元复合驱后弱凝胶调驱可行性。结果表明,弱凝胶体系先进入渗流阻力较小的高渗层,增加其渗流阻力,使得注入压力增加,中、低渗层吸液压差随之增加,吸液量增加,且注入水转向进入中、低渗透层,使其剩余油饱和度降低,动用程度增加,弱凝胶调驱阶段采出程度为17.81%,最终采收率值为71.62%。可见,弱凝胶调驱可作为海上油田二元复合驱后提高采收率的方法。     

X70管线钢在酸性和近中性模拟海水溶液中的腐蚀行为

为对比X70管线钢在酸性(pH=3)和近中性(pH=7.7)模拟海水溶液中的腐蚀机制,采用极化曲线,通过电化学阻抗谱(EIS)和腐蚀失重实验对X70管线钢在不同模拟海水溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,X70管线钢在酸性溶液中浸泡168 h后腐蚀失重约为近中性模拟海水溶液中的16倍,大部分表面发生均匀腐蚀,局部形成以夹杂物为中心的腐蚀圆环,随着浸泡时间的延长,容抗弧半径和低频区阻抗值|Z|均呈增大趋势,先发生吸附而后出现微弱的扩散,电荷转移电阻R_ct值增大,腐蚀速率减小;近中性模拟海水中形成较厚的腐蚀产物膜,氯离子聚集破坏形成小点蚀坑,局部聚集形成大的点蚀,电荷转移电阻减小,腐蚀速率增大,而后趋于稳定;X70管线钢在模拟海水溶液中处于活性溶解状态,与酸性海水溶液相比,管线钢在近中性模拟溶液中自腐蚀电位E_corr正移137 mV,自腐蚀电流密度i_corr为酸性海水溶液中的0.047倍。因此,X70管线钢在酸性模拟海水溶液中的腐蚀规律可为其应用于海底管线的腐蚀控制提供理论支撑,对其安全服役具有十分重要的意义。     

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO₂辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO₂辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO₂腐蚀行为的研究较少。为此,利用高温高压釜模拟CO₂辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO₂分压为2 MPa,240 ℃的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀形貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征。结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标（0.076 mm/a）;N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO₂辅助蒸汽驱注气井筒腐蚀控制要求。     

NaCl薄层液膜下X70钢腐蚀的电化学研究

采用交流阻抗法和极化曲线法研究了X70钢在NaCl薄层液膜下的电化学行为．研究结果表明：Cl^-浓度的增大,促进了X70钢在溶液中的阳极反应,降低了电荷传递电阻和自腐蚀电位,腐蚀速率增大,Cl^-浓度大于0．20mol／L时,X70钢腐蚀速率反而降低．在0．20mol／L NaCl薄层液膜下,液膜厚度在1000—120μm时,阴极极限扩散电流变化不大,液膜厚度小于120μm,阴极极限扩散电流剧增;随着液膜厚度减薄,X70钢的腐蚀速率先增大后降低．     

氨水和氢氧化钠碱性污染粉土中X80钢的腐蚀试验研究

通过室内模拟试验,采用CS350电化学工作站进行了氢氧化钠和氨水污染土中X80钢的电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线等的测试。对碱性污染粉土中X80钢的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明:总体腐蚀较弱。浓度为0.5%和1%的氢氧化钠污染粉土中埋置的试件表面出现点蚀;埋置在浓度0.5%的氨水污染粉土中的试件表面出现局部腐蚀。氢氧化钠污染粉土中X80钢在浓度为0~1%时,腐蚀速率随着氢氧化钠浓度的增加而加快;当浓度增大到3%时,试件表面出现钝化现象,腐蚀速率减缓。氨水污染粉土中X80钢在浓度为0~0.5%时,腐蚀速率随着氨水浓度的增加而加快,当浓度达到1%时开始出现钝化现象;且当浓度达到3%时钝化更加明显。在较大浓度下,氨水污染土中X80钢的阻抗更大,腐蚀更难进行。