史勝龍,王業(yè)飛,汪廬山,靳彥欣,王 濤,杜鵬飛
(1.中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院,山東 青島 266580; 2.中國石化勝利油田分公司 采油工藝研究院,山東 東營 257000; 3.中國石油遼河油田分公司 冷家油田開發(fā)公司,遼寧 盤錦 124010)
勝坨油田經(jīng)過40余年的開發(fā),油藏綜合含水率超過94%,剩余油分布零散[1].隨著油田不斷開發(fā),油藏條件不斷惡化,高溫高鹽油藏區(qū)塊不斷增加,提高這類油田的采收率成為油田穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)[2-3].目前,聚合物驅(qū)是較成熟的三次采油技術(shù)[4];但由于勝坨油田二區(qū)油藏溫度較高(大于80℃),地層水礦化度較高(大于18g/L),是典型的二類高溫高鹽油藏,常規(guī)聚合物在此類油藏條件下黏度大幅降低,甚至產(chǎn)生沉淀,難以達到提高采收率要求[5].
近年來,Liu Q和Dong M等提出堿—表面活性劑自發(fā)乳化驅(qū)油技術(shù).該技術(shù)是將乳化劑溶液注入地層,多孔介質(zhì)天然的剪切作用造成油水界面不穩(wěn)定性增強,使原油自發(fā)乳化[6-7],形成O/W型乳狀液,液滴被驅(qū)替液夾帶流出地層[8-9].Bryan J等認為自發(fā)乳化驅(qū)過程中同時形成 W/O型、O/W型乳狀液[10],依靠W/O型乳狀液在孔喉處捕集產(chǎn)生的賈敏效應(yīng)較強,提高采收率幅度高于乳化夾帶[11-12].Kumar R等通過平板模型驗證自發(fā)乳化體系提高采收率的可行性,自發(fā)乳化驅(qū)的采收率在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高22%[13].這些研究主要針對加拿大油藏,其油藏特點是埋深淺、地層溫度低、原油黏度高、地層水礦化度較低,同樣的研究方法是否適用于勝利高溫高鹽油藏有待于驗證.康萬利等認為堿和表面活性劑的協(xié)同作用有利于原油自發(fā)乳化的發(fā)生[14].由于多個液滴無序擁擠封堵大孔喉,使驅(qū)替液進入水驅(qū)時不可入孔隙,提高波及系數(shù).憑借油水界面擾動的“拉油”作用和乳狀液液滴界面膜彈性變形的“擠油”作用,提高驅(qū)油效率[15];通過驅(qū)油試驗驗證自發(fā)乳化驅(qū)提高采收率效果優(yōu)于堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)等方法[16-17].由于主要用非離子表面活性劑作為乳化劑,其耐溫性能較差,不適用于高溫油藏,并且驅(qū)替實驗很少考慮非均質(zhì)性對驅(qū)油性能的影響.
因此,需要研發(fā)耐溫耐鹽自發(fā)乳化體系,研究在均質(zhì)及非均質(zhì)油藏條件下的驅(qū)油性能.筆者以勝坨油田二區(qū)沙二段74-81油藏為目標區(qū)塊,研制適合油藏條件的自發(fā)乳化體系,評價在油藏條件下提高采收率的能力,為礦場應(yīng)用提供依據(jù).
(1)主要儀器.SVT20旋滴界面張力儀,Olympus BX51顯微鏡,驅(qū)替實驗裝置,LB30平流泵,填砂管(規(guī)格為φ2.5cm×80.0cm、φ2.5cm×40.0cm、φ2.5cm×20.0cm),25mL耐溫耐壓玻璃瓶等.
(2)藥品.表面活性劑,烷基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽;堿,NaOH、Na2CO3、NaHCO3,分析純;實驗用油,勝坨油田二區(qū)沙二段74-81地層脫水原油,20℃溫度下密度為0.951 3g/cm3,80℃溫度下黏度為76 mPa·s;實驗用水,勝坨油田二區(qū)沙二段74-81地層采出水,總礦化度為18 615mg·L-1,ρ(Ca2+)為421 mg·L-1,ρ(Mg2+)為106mg·L-1,ρ(Na+)為6 658mg·L-1,ρ(Cl-)為10 997mg·L-1,ρ(HCO-3)為433 mg·L-1.
1.2.1 乳化能力測試(瓶試法)
(1)將10g表面活性劑溶液和1g脫水原油加入25mL的玻璃瓶中,放入80℃溫度恒溫箱靜置30 min;(2)選取1組樣品,對玻璃瓶由豎直到水平輕微搖動3次(約每1s搖動1次),若油滴不能被驅(qū)散進入水相,水相保持澄清,若油滴能較容易地被驅(qū)散進入水相形成乳狀液,水相變暗(說明乳化劑的自發(fā)乳化能力較強)[6];(3)完畢后,重新將樣品放入恒溫箱靜置24h后取出,重復(fù)步驟(2),觀察不同乳化劑樣品間原油分布差異,篩選乳化能力強的表面活性劑.使用Olympus BX51顯微鏡觀察瓶試法中各配方與原油形成乳狀液的微觀形態(tài).
1.2.2 界面張力測量
利用SVT20旋滴界面張力儀測量80℃溫度下原油與不同乳化體系的界面張力.
1.2.3 靜態(tài)吸附量測定
5.00 g油砂(精確至0.01g)按固液質(zhì)量比1∶20加入不同質(zhì)量分數(shù)的表面活性劑溶液中混合,置于80℃溫度恒溫搖床中振蕩24h,取出后在3×103r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離,取上清液.用紫外分光光度計測定吸附前后溶液的質(zhì)量濃度,計算靜態(tài)吸附量.
式中:Γ為靜態(tài)吸附量;ρ0為表面活性劑初始質(zhì)量濃度;ρ為表面活性劑平衡質(zhì)量濃度;V為表面活性劑體積;m為砂粒質(zhì)量.
1.2.4 填砂管驅(qū)替
圖1 含有濾網(wǎng)的填砂管模型原理Fig.1 Schematic of sandpack with a strainer
2種填砂管模型:(1)直徑為2.5cm,長度分別為20.0,40.0,80.0cm 填砂管;(2)直徑為2.5cm,長度為80.0cm,填砂管內(nèi)固定一個直徑為1.0cm的圓柱形濾網(wǎng)(200目),濾網(wǎng)內(nèi)填100~120目砂粒,濾網(wǎng)外填180~200目砂粒,液體可以通過濾網(wǎng)由高滲區(qū)域流向低滲區(qū)域(見圖1).2種填砂管模型分別模擬均質(zhì)及層內(nèi)非均質(zhì)儲層.
實驗步驟:(1)填砂管在室溫下飽和地層水,測定滲透率并計算注入孔隙體積倍數(shù);(2)80℃溫度下飽和原油,計算初始含油飽和度;(3)80℃溫度下用地層水驅(qū)替至巖心含水率為99%;(4)轉(zhuǎn)注0.8PV(注入孔隙體積倍數(shù))化學(xué)段塞,最后繼續(xù)水驅(qū)至產(chǎn)出液含水率為99%時結(jié)束實驗.驅(qū)替過程中,注入速度為0.23mL/min.
主要通過乳化能力測試和界面張力測量篩選具有自發(fā)乳化原油能力的體系.
2.1.1 乳化能力測試
為了使原油分散進入水相,首先通過瓶試法對不同類型的堿溶液(NaOH、Na2CO3、NaHCO3)進行篩選.單獨使用NaOH或NaOH/Na2CO3復(fù)合堿時,可將少量的油滴分散進入水相,其中NaOH溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.2%~0.6%,Na2CO3溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.2%~1.0%.由于堿與溶液中二價離子反應(yīng)生成氫氧化鎂或碳酸鈣,導(dǎo)致玻璃瓶中水相有少許沉淀產(chǎn)生.
篩選結(jié)果表明,需要向堿溶液中添加表面活性劑促進油相自發(fā)乳化.通過瓶試法對不同類型表面活性劑的乳化能力進行評價,當烷基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽類表面活性劑質(zhì)量濃度高于1g/L時,在不加堿的條件下,單劑具有較強的自發(fā)乳化能力.將4種具有不同HLB(親水親油平衡值)的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽(分別命名為B1、B2、B3、B4)降低質(zhì)量濃度進一步篩選.4種表面活性劑的油/水體系乳化能力測試中不同階段下的狀態(tài)見圖2.實驗中,NaOH的質(zhì)量分數(shù)為0.2%,表面活性劑的質(zhì)量濃度為0.50g/L,油/水質(zhì)量比為1∶10.
圖2 不同表面活性劑的油/水體系乳化能力測試中不同階段的狀態(tài)Fig.2 Picture of oil/brine systems with different surfactants at different stages of emulsification tests
由圖2可知,含有B3或B4的水相具有較低的透明度,并且樣品靜置后具備再次乳化的能力,說明初篩的4種表面活性劑中,B3、B4自發(fā)乳化原油的能力較強.另外,由圖2(b)可知,表面活性劑B2可使少量的油滴分散進入水相,但乳化的油量較少,并且不具備再次分散原油的能力.
圖3 不同表面活性劑體系與原油的動態(tài)界面張力Fig.3 Dynamic interfacial tensions of oil/brine with different surfactants
2.1.2 界面張力測量
為了分析4種表面活性劑體系乳化能力的顯著差異,測量4種表面活性劑體系與原油的動態(tài)界面張力.80℃溫度下不同表面活性劑體系與原油的動態(tài)界面張力曲線見圖3,其中,NaOH的質(zhì)量分數(shù)為0.2%,表面活性劑的質(zhì)量濃度為0.50g/L.
由圖3可知,瓶試法能將少量原油分散進入水相的B2體系,其界面張力在前30min略比B1的低,但30min后,B2體系的界面張力逐漸升高.B4體系的界面張力隨著時間的延長先迅速降低,然后穩(wěn)定一段時間,最終緩慢上升并趨于穩(wěn)定,其最低值和穩(wěn)定值分別為(0.24、4.21)×10-2mN/m.測量過程中,B4體系的界面張力比另外3種體系的界面張力低1~2個數(shù)量級,這是由于NaOH與原油中有機酸反應(yīng)生成的表面活性劑與B4產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使油/水界面張力達到超低.并且添加的B4還引起更高的界面?zhèn)髻|(zhì)阻力,降低有機酸電離速率,致使超低界面張力持續(xù)的時間較長[11].對于B4體系,在微小的界面擾動條件下,可以較容易地將原油乳化和再次乳化.因此,超低界面張力對原油自發(fā)乳化的發(fā)生起非常重要作用.
根據(jù)篩選結(jié)果,選定NaOH與B4形成的自發(fā)乳化體系乳化原油,分析表面活性劑質(zhì)量分數(shù)對乳化能力和界面張力的影響.瓶試法中,NaOH的質(zhì)量分數(shù)保持0.2%不變,油/水質(zhì)量比為1∶10.不同質(zhì)量濃度B4的油/水體系乳化能力測試中不同階段的狀態(tài)見圖4.
圖4 不同質(zhì)量濃度B4的油/水體系乳化能力測試中不同階段的狀態(tài)Fig.4 Pictures of oil/brine systems with different B4concentrations at different stages of emulsification test
由圖4可知,當B4質(zhì)量濃度為0.20g/L時,部分油滴可以分散進入水相;但只有當ρ(B4)≥0.50g/L時,才能形成均一、穩(wěn)定的乳狀液,并且水相的顏色較暗.當B4質(zhì)量濃度為0.50~1.00g/L時,體系能較容易地將油相再次乳化,并且乳化速率相當,但各樣品中的乳化程度并不能根據(jù)水相的顏色區(qū)分.
使用顯微鏡觀察不同質(zhì)量濃度B4與原油形成乳狀液的微觀形態(tài),油/水樣輕微搖動3次后水相的微觀圖像見圖5.由圖5可知,當B4質(zhì)量濃度達到0.50g/L時,乳狀液液滴的數(shù)量大幅增加,粒徑明顯降低;隨著B4質(zhì)量濃度繼續(xù)增加,乳狀液的粒徑和數(shù)量變化不明顯,與圖3(b)中觀察的各樣品水相黑暗程度符合.觀察B4質(zhì)量濃度為0.50、1.00g/L的乳狀液,粒徑為10~15μm的乳狀液液滴約占70%,乳狀液在油、水相完全分開前可以穩(wěn)定約30min.Kokal S[18]根據(jù)液滴的粒徑尺寸和動力學(xué)穩(wěn)定性將乳狀液分為“疏松”、“適中”、“致密”乳狀液.其中,“適中”乳狀液的平均粒徑為10~16μm,短短數(shù)十分鐘油、水相完全分離.B4質(zhì)量濃度為0.50~1.00g/L的樣品形成的乳狀液為“適中”乳狀液.
2.3.1 表面活性劑與原油的界面張力
不同質(zhì)量濃度的B4與原油的界面張力變化見圖6.由圖6可知,隨著B4質(zhì)量濃度的增加,界面張力先迅速降低,然后緩慢升高,最終趨于平穩(wěn).對于陰非離子表面活性劑,當質(zhì)量濃度增至一定值時,表面活性劑的性能發(fā)生突變,質(zhì)量濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)[19].當B4質(zhì)量濃度為1.00g/L時,體系的界面張力達到最低,最低為1.23×10-2mN/m,樣品B4的有效含量為30%,相對分子質(zhì)量為538.溶液中表面活性劑B4臨界膠束濃度為5.58×10-4mol/L,在此臨界膠束濃度下,表面活性劑B4具有非常強的吸附油/水界面的能力.
圖5 NaOH質(zhì)量分數(shù)為0.2%時B4與原油形成的水包油乳狀液微觀圖像Fig.5 Microscopic images of oil-in-water emulsions with different surfactant S4concentrations with 0.2%NaOH
2.3.2 堿與原油的界面張力
圖6 不同質(zhì)量濃度B4與原油的界面張力Fig.6 Interfacial tension of oil/brine as a function of B4concentration
圖7 有或無Na2CO3的不同質(zhì)量分數(shù)NaOH溶液與原油的界面張力Fig.7 Interfacial tension of oil/brine as a function of NaOH concentration with or without Na2CO3
有或無Na2CO3(0.2%)的不同質(zhì)量分數(shù)NaOH溶液與原油的界面張力見圖7.由圖7可知,添加Na2CO3后,NaOH溶液與原油的界面張力比添加前降低約2個數(shù)量級,這是由于0.1%的Na2CO3與溶液中421mg/L的Ca2+反應(yīng)形成沉淀,消除Ca2+對油/水界面張力的影響,剩余的Na2CO3和NaOH參與電離原油中的有機酸,促使油/水界面張力進一步降低,有利于O/W型乳狀液的形成[20].需要消除溶液中的Ca2+以獲得較低的油/水界面張力.
為了研究NaOH/Na2CO3復(fù)合堿溶液降低界面張力的有效性,將NaOH/Na2CO3按質(zhì)量比1∶1構(gòu)成復(fù)合堿體系,測定不同質(zhì)量分數(shù)復(fù)合堿溶液與原油的界面張力,結(jié)果見圖8.由圖8可知,隨著復(fù)合堿溶液質(zhì)量分數(shù)增大,油/水界面張力先迅速下降,然后趨于平穩(wěn),當復(fù)合堿溶液質(zhì)量分數(shù)為0.3%~1.0%時,體系的界面張力始終小于0.1mN/m.在填砂管驅(qū)油過程中,作為強堿,較多的NaOH與砂粒反應(yīng)而導(dǎo)致?lián)p耗,為了減少驅(qū)替過程中堿的損失,選擇0.4%復(fù)合堿體系應(yīng)用于驅(qū)替實驗.
2.3.3 堿/表面活性劑體系與原油的界面張力
為了研究表面活性劑B4和復(fù)合堿溶液的協(xié)同效應(yīng),測定不同質(zhì)量濃度B4、0.4%復(fù)合堿體系(NaOH/Na2CO3質(zhì)量比1∶1)與原油的界面張力,結(jié)果見圖9.由圖9可知,當B4質(zhì)量濃度為1.00g/L時,油/水界面張力達到最小(8.43×10-4mN/m);然后隨著B4質(zhì)量濃度繼續(xù)增加,界面張力值基本保持不變.這說明向堿溶液中加入少量表面活性劑B4,能使油/水界面張力達到超低.由于堿/表面活性劑的加合增效作用,使得瓶試法中油滴在輕微界面擾動的條件下可自發(fā)乳化和再次乳化.考慮到驅(qū)替過程中表面活性劑的吸附損失,選用2.00g/L B4+0.2%NaOH+0.2%Na2CO3用于填砂管驅(qū)油實驗.
圖9 堿溶液中不同質(zhì)量濃度B4與原油的界面張力Fig.9 Interfacial tension of oil/brine as a function of B4concentration Na2CO3concentration:0.2%, NaOH concentration:0.2%
80℃溫度下測定表面活性劑B4在勝坨油田二區(qū)沙二段凈砂和油砂的靜態(tài)吸附量,結(jié)果見圖10.由圖10可知,B4在凈砂和油砂上的吸附等溫曲線呈L型,符合Langmuir吸附規(guī)律.表面活性劑B4在凈砂的吸附量大于在油砂的吸附量,隨著B4質(zhì)量濃度的增加,在凈砂和油砂上的吸附量顯著增加.在設(shè)計注入質(zhì)量濃度為2g/L時,吸附趨于平衡,在凈砂和油砂上的飽和吸附量分別為3.045mg/g和2.826mg/g,滿足勝坨油田二區(qū)沙二段斷塊進行自乳化驅(qū)的要求.造成油砂吸附量低的原因有2個:一是,油砂表面已吸附一些極性組分,甚至包括原油中已存在的表面活性組分,這些組分優(yōu)先占據(jù)砂粒表面的活性吸附點,從而減少B4在其表面的吸附;二是,吸附B4的油滴以乳化或增溶的方式進入液相,導(dǎo)致液相中表面活性劑的質(zhì)量濃度增加,降低B4在砂粒表面的吸附量[21].
用直徑為2.5cm,長度分別為20.0,40.0,80.0cm的填砂管評價配方為2.00g/L B4+0.2%NaOH+0.2%Na2CO3自發(fā)乳化體系的提高采收率能力,結(jié)果見表1.
圖8 不同質(zhì)量分數(shù)復(fù)合堿溶液與原油的界面張力(NaOH/Na2CO3質(zhì)量比1∶1)Fig.8 Interfacial tension of oil/brine as a function of alkaline concentration (Na2CO3/NaO Hration 1∶1by weight)
由表1可知,均質(zhì)模型3組實驗中,化學(xué)驅(qū)在水驅(qū)基礎(chǔ)上,采收率提高25%以上.在油田中,雖然注入井和采出井的距離很長,但自發(fā)乳化體系的驅(qū)油效率并未隨著填砂管長度的延長而降低.層內(nèi)非均質(zhì)模型實驗中,化學(xué)驅(qū)采收率為16.8%,略比均質(zhì)模型的低.
填砂管驅(qū)油實驗中,化學(xué)驅(qū)前先注入0.3PV的預(yù)沖洗段塞(0.1%Na2CO3溶液).Na2CO3溶液與填砂管中的砂粒反應(yīng),增加砂粒表面的負點性,由于A/S段塞中陰非離子表面活性劑B4帶有負電,因此砂粒表面的負電性減小B4的吸附損失.Na2CO3與地層水中Ca2+反應(yīng),使得原油在后續(xù)的化學(xué)驅(qū)過程中更容易被自發(fā)乳化.
圖10 表面活性劑B4在凈砂和油砂表面的吸附量Fig.1 0Adsorption quantity of B4onto the clean sand and oil sand
表1 不同長度巖心的驅(qū)替結(jié)果Table 1 Summaries of sandpack flood tests with different sandpack lengths
80℃溫度下自發(fā)乳化體系在均質(zhì)模型中的驅(qū)替結(jié)果見圖11,其中,填砂管長度為80cm.由圖11可知,當水驅(qū)含水率達99%以上時,轉(zhuǎn)注0.3PV的預(yù)沖洗段塞,曲線中壓力、采收率、含水率變化不明顯,繼續(xù)注入0.8PV的A/S段塞.A/S驅(qū)替過程中,壓力、采收率迅速升高,含水率顯著降低,含水率最低達到36.9%,說明油滴在向前移動過程中聚并形成油帶,導(dǎo)致階段含水率顯著降低.驅(qū)替壓力的升高說明化學(xué)劑與殘余油在多孔介質(zhì)天然的剪切作用下使乳化體系與原油充分接觸,堿與原油中有機酸反應(yīng)生成的酸皂與添加的表面活性劑在油水界面不均一富集,導(dǎo)致油水界面局部表面活性劑質(zhì)量濃度較高、界面張力較低,使油滴乳化進入水相形成乳狀液[22].粒徑較大的乳狀液液滴在多孔介質(zhì)流動過程中產(chǎn)生較強的賈敏效應(yīng),利用乳狀液堵塞大孔喉后產(chǎn)生的分流作用提高波及系數(shù),使繞流形成的殘余油減少[23].粒徑較小的液滴側(cè)向擠油、刮油改善洗油效率,降低邊緣殘余油飽和度[15].A/S驅(qū)替過程中,填砂管出口端產(chǎn)出液為O/W型乳狀液,但產(chǎn)出液穩(wěn)定性較差,僅在重力作用下,產(chǎn)出液中油/水相在30min內(nèi)完全分層,消除采出液后續(xù)處理過程中需要添加破乳劑的破乳過程,降低后期處理成本.A/S自發(fā)乳化驅(qū)油體系顯示良好的提高原油采收率的前景,具備勝坨油田二區(qū)沙二段塊油藏的應(yīng)用條件.
80℃溫度下自發(fā)乳化體系在非均質(zhì)模型中的驅(qū)替結(jié)果見圖12.由圖12可知,與水驅(qū)時最高驅(qū)替壓力相比,化學(xué)驅(qū)的最高驅(qū)替壓力較低,含水率最低為78.1%,與均質(zhì)模型相比,水驅(qū)和化學(xué)驅(qū)采收率有一定程度的降低.這是由于大孔道的存在使化學(xué)劑串流更加顯著,導(dǎo)致水驅(qū)和化學(xué)驅(qū)見水時間提前[24].乳化劑溶液通過側(cè)向擠油、刮油,將邊緣處剩余油乳化,產(chǎn)生的乳狀液不足以有效封堵大孔道,多數(shù)液滴被驅(qū)替液攜帶流出地層,改善洗油效率,所以驅(qū)替過程中注入壓力和采收率增值有限,階段含水率略有降低.與均質(zhì)模型相比,非均質(zhì)模型產(chǎn)出液顏色較淡,乳化攜帶的油量較少,導(dǎo)致化學(xué)驅(qū)過程中串流現(xiàn)象的發(fā)生.
因此,后續(xù)實驗中重點考慮層內(nèi)、層間非均質(zhì)性對自發(fā)乳化體系提高采收率能力的影響,研究自發(fā)乳化體系在非均質(zhì)油藏中的驅(qū)油機理,篩選最佳性能的自發(fā)乳化體系進行油田現(xiàn)場應(yīng)用.
圖11 自發(fā)乳化體系在均質(zhì)模型中的驅(qū)替結(jié)果Fig.11 Results of homogeneous sandpack flood test with spontaneous emulsification system
圖12 自發(fā)乳化體系在非均質(zhì)模型中的驅(qū)替結(jié)果Fig.12 Results of heterogeneoussandpack flood test with spontaneous emulsification system
(1)在輕微的界面擾動作用下,配方為0.50g/L B4+0.2%NaOH的自乳化體系可將勝坨原油乳化和再次乳化.
(2)向NaOH溶液中添加Na2CO3,由于Na2CO3與地層水中Ca2+沉淀,促進油/水界面張力進一步降低,有利于O/W型乳狀液的形成.向NaOH/Na2CO3復(fù)合堿溶液中加入表面活性劑B4,在堿/表面活性劑的協(xié)同作用下,油/水界面張力達到超低,致使勝坨原油可以較容易地發(fā)生自發(fā)乳化.
(3)B4在凈砂和油砂表面上的吸附等溫曲線符合Langmuir吸附規(guī)律,在油砂上的吸附量為2.826 mg/g,小于它在凈砂上的吸附量,吸附量在表面活性劑臨界膠束濃度附近達到最大,能夠滿足勝坨油田二區(qū)沙二段進行自發(fā)乳化驅(qū)油的要求.
(4)優(yōu)選的自發(fā)乳化體系在均質(zhì)模型中表現(xiàn)較好的驅(qū)油性能,驅(qū)替過程中,填砂管入口段壓力上升顯著,階段含水率最低為36.9%,采收率提高25%以上,驅(qū)油效率并未隨著填砂管長度的延長而降低.同一配方應(yīng)用于非均質(zhì)模型時,由于產(chǎn)生的乳狀液不能對大孔道形成有效封堵,而是被驅(qū)替液夾帶流出地層,導(dǎo)致化學(xué)驅(qū)最大驅(qū)替壓力減小,提高采收率能力降低.
(References):
[1]張莉,郭蘭磊,任韶然.埕東油田強化泡沫驅(qū)礦場驅(qū)油效果[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報,2010,34(1):47-50.Zhang Li,Guo Lanlei,Ren Shaoran.Pilot test of polymer enhanced foam flooding in Chengdong oilfield[J].Journal of Daqing Petroleum Institute,2010,34(1):47-50.
[2]高樹新,楊少春,王志欣,等.勝坨油田二區(qū)三角洲砂巖油藏剩余油形成的影響因素分析[J].石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2005,29(5):7-11.Gao Shuxin,Yang Shaochun,Wang Zhixin,et al.Analysis of influencing factors on formation of remaining oil in delta sand stone reservoir of the second district in Shengtuo oilfiel[J].Journal of the University of Petroleum:Edition of Natural Science,2005,29(5):7-11.
[3]祝仰文.線形及星形聚合物驅(qū)油性能[J].東北石油大學(xué)學(xué)報,2013,37(6):101-106.Zhu Yangwen.Oil displacement performance of linear polymer and star polymer[J].Journal of Northeast Petroleum,2013,37(6):101-106.
[4]楊付林,楊希志,王德民,等.高質(zhì)量濃度聚合物驅(qū)油方法[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報,2004,27(4):24-26.Yang Fulin,Yang Xizhi,Wang Demin,et al.A new enhanced oil recovery by high-concentration polymer flooding[J].Journal of Daqing Petroleum Institute,2004,27(4):24-26.
[5]韓玉貴,曹緒龍,宋新旺,等.驅(qū)油用聚合物溶液的拉伸流變性能[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報,2011,35(2):41-45.Han Yugui,Cao Xulong,Song Xinwang,et al.Extensional rheological properties of polymer solution for oil driving[J].Journal of Daqing Petroleum Institute,2011,35(2):41-45.
[6]Liu Q,Dong M,Yue X,et al.Synergy of alkali and surfactant in emulsification of heavy oil in brine[J].Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2006(273):219-228.
[7]Dong M,Ma S,Liu Q.Enhanced heavy oil recovery through interfacial instability:A study of chemical flooding for Brintnell heavy oil[J].Fuel,2009(88):1049-1056.
[8]Liu Q,Dong M,Ma S.Alkaline/Surfactant flood potential in western Canadian heavy oil reservoirs[C].SPE 99791,2006.
[9]Liu Q,Dong M,Ma S,et al.Surfactant enhanced alkaline flooding for western Canadian heavy oil recovery[J].Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2007,293(1):63-71.
[10]Bryan J,Mai A,Kantzas A.Investigation into the processes responsible for heavy oil recovery by alkali-surfactant flooding[C].SPE 113993,2008.
[11]Bryan J,Bernard C,Wasan D T.Effect of added surfactant on interfacial tension and spontaneous emulsification in alkali/acidic oil systems[J].Industrial & Engineering Chemistry Research,1994,33(5):1150-1158.
[12]Bryan J L,Kantzas A.Enhanced heavy-oil recovery by alkali-surfactant flooding[C].SPE 110738,2007.
[13]Kumar R,Mohanty K.Sweep efficiency of heavy oil recovery by chemical methods[C].SPE 146839,2011.
[14]康萬利,劉延莉,孟令偉,等.永平油田稠油自發(fā)乳化降黏劑的篩選及驅(qū)油效果評價[J].油氣地質(zhì)與采收率,2012,19(1):59-61.Kang Wanli,Liu Yanli,Meng Lingwei,et al.Screening of emulsified viscosity reducer on heavy oil and effect evaluation of oil displacement,Yongping oilfield in Jinlin[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2012,19(1):59-61.
[15]王鳳琴,曲志浩,孔令榮.利用微觀模型研究乳狀液驅(qū)油機理[J].石油勘探與開發(fā),2006,33(2):221-224.Wang Fengqin,Qu Zhihao,Kong Lingrong.Experimental study on the mechanism of emulsion flooding with micromodels[J].Petroleum Exploration and Development,2006,33(2):221-224.
[16]康萬利,劉述忍,孟令偉,等.自發(fā)乳化微觀驅(qū)油機理研究[J].石油天然氣學(xué)報,2009,31(3):99-102.Kang Wanli,Liu Shuren,Meng Lingwei,et al.Microscopic mechanism of spontaneous emulsification displacement[J].Journal of Oil and Gas Technology,2009,31(3):99-102.
[17]史勝龍,汪廬山,靳彥欣,等.乳狀液體系在驅(qū)油和調(diào)剖堵水中的應(yīng)用進展[J].油田化學(xué),2014,31(1):141-145.Shi Shenglong,Wang Lushan,Jin Yanxin,et al.Application progress and developmental tendency of emulsion system used in flooding,profile control[J].Oilfield Chemistry,2014,31(1):141-145.
[18]Kokal S.Crude oil emulsions:A state-of-the-art review [C].SPE 77497,2002.
[19]肖進新,趙振國.表面活性劑應(yīng)用原理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:7-9.Xiao Jinxin,Zhao Zhenguo.The application principle of surfactant[M].Beijing:Chemical Industry Press,2003:7-9.
[20]Jennings H Y,Johnson E,Mcauliffe C D.A caustic waterflooding process for heavy oils[J].Journal of Petroleum Technology,26(1974):1344-1352.
[21]王業(yè)飛,張丁涌,樂小明.陰離子表面活性劑在油砂和凈砂表面的吸附規(guī)律[J].石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2002,26(3):59-62.Wang Yefei,Zhang Dingyong,Le Xiaoming.Absorption of anionic surfactant on the surface of and stone before and after solvent extraction[J].Journal of the University of Petroleum:Edition of Natural Science,2002,26(3):59-62.
[22]Pei H,Zhang G,Ge J,et al.Analysis of microscopic displacement mechanisms of alkaline flooding for enhanced heavy-oil recovery.Energy & Fuels,2011,25(10):4423-4429.
[23]孫任遠,劉永山.超聲乳狀液的配制及其段塞驅(qū)油試驗研究[J].石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1997,21(5):102-104.Sun Renyuan,Liu Yongshan.Experimental study on displaced by ultrasonic emulsion slug[J].Journal of the University of Petroleum:Edition of Natural Science,1997,21(5):102-104.
[24]Ma S,Dong M,Li Z,et al.Evaluation of the effectiveness of chemical flooding using heterogeneous sandpack flood test[J].Journal of Petroleum Science and Engineering,2007,55(3):294-300.