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表面活性剂驱油性能评价及其在低渗透油田的应用-陈刚

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表面活性剂 油性 评价 及其 渗透 油田 应用
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第31卷第3期2014年9月25日油 田 化 014鄂尔多斯盆地是我国目前石油和天然气储量最大的低渗透含油气盆地和主要油气生产基地,目前平均采收率仅为12%,远低于全国20%数30%的水平。提高原油采收率已经成为鄂尔多斯盆地所属油区石油高产、稳产的首要任务[1鄂尔多斯盆地所属油区储层的特征为油藏砂体规模小、渗透率低、裂缝发育,注水开发产出液中含水率上升过快。虽然已经有调驱、聚合物驱等措施在开展探索性实验,但采出液因含有较高浓度的聚合物,导致乳液稳定性高,油水分离难度大,严重影响采出液的脱水和原油的外输,同时污水处理难度加大、成本增加[4表面活性剂具有降低油水界面张力、降低岩层表面自由能的作用特征,在合理调整油水界面张力的前提下,可确保高的洗油效率和低的乳化程度。因此,表面活性剂驱油成为低渗透油田提高采收率的重要方法。为了提高油井产量、进一步提高原油采收率,开展了低渗透油田表面活性剂驱的研究与应用工作[6本研究评价了合成的具有双子型结构的表面活性剂驱油剂的表界面活性、抗盐性、乳化液稳定性以及驱油效果,并总结了该驱油剂在延长油田的应用情况。1 要材料与仪器双子型表面活性剂西延长石油油田化学科技有限责任公司[9实验用水分别为蒸馏水、自来水、贾96回注水[离子质量浓度(单位):+丰富川回注水[离子质量浓度():+长2原油,取自青化砭采油厂,g/度151s(25℃),长6原油,取自青化砭采油厂,g/度126 s(25℃)。岩心驱替实验用水参照延长油田主力层位采出水,矿化度10000 ,其中000014)03 刚1,2,宋莹盼1,唐德尧2,赵景瑞2(西西安710065;西延安717400)摘要:结合低渗透油田储层和化学驱油技术特点,考察了双子型表面活性剂驱油剂化能力及驱油效果。实验结果表明,该驱油剂在浓度为3000 时的表面张力可以达到30 mN/原油间的界面张力可以达到10且对面活性剂油乳液体系析水快,有利于产出液的破乳。驱油实验结果表明,浓度为3000 0收率50%)基础上可进一步提高采收率15%以上;该表面活性剂适用于低渗透油层驱油,随着岩心渗透率的提高,表面活性剂驱油效率降低。该驱油剂产品已在延长油田青化砭、瓦窑堡、青平川等采油厂应用,取得了显著的驱油效果。图1表8参12关键词:表面活性剂;驱油剂;低渗透油田;驱油效率中国分类号:献标识码:A* 收稿日期:2013改日期:2013金项目:陕西省首席工程师服务中小企业计划和陕西省教育厅科研计划项目“低渗透油田原油组分特征及其低温流动性改进研究”(项目编号2013作者简介:陈刚(1977-),男,副教授,中国科学院昆明植物研究所植物学专业博士(2007),研究方向为油田助剂合成与应用,通讯地址:710065西安市电子二路18号西安石油大学化学化工学院,电话:02931卷第3期质量比为7∶验用岩心取自延长油田青化砭和瓦窑堡采油厂,物性参数如表1所示。主要仪器:京哈科试验仪器厂;表面张力仪京哈科试验仪器厂)。界面张力测定参照石油天然气行业标准 53702],室温下测定双子型表面活性剂溶液的表面张力及其与原油间的界面张力,界面张力取平衡值,表面张力取瞬时最大值。化性能测定采用蒸馏水、自来水、长6回注水、贾96回注水、丰富川回注水分别配制系列浓度的表面活性剂溶液,然后取20 分别加入10 下震荡50次,震荡完毕开始计时,记录析出5 驱油实验将岩心抽空5 h,饱和地层水,测孔隙体积;测定标准盐水水相渗透率;饱和原油,造束缚水,驱替原油,直到岩心出口端无水产出时为止;注盐水,直到岩心出口无油产出时为止;注入3000 的驱油剂;后续水驱至含水98%结束。计算各阶段采收率和总采收率。2 子型表面活性剂的结构特点双子型表面活性剂的结构如图1所示,为双两表1 岩心基本参数岩心编号长度/子型表面活性剂的结构R=+g/L)表面活性剂溶液与原油间界面张力/10g/L)下界面张力/10莹盼,唐德尧等:表面活性剂驱油性能评价及其在低渗透油田的应用411油 田 化 学 2014年性离子型表面活性剂。其中含有两个季铵盐型阳离子和两个磺酸基阴离子,形成2∶2型的内盐,分子具有较强的极性端,同时具有两个烷基疏水长链,两者结合使整个分子具有了强的界面活性。面活性采用蒸馏水、自来水、长6回注水、贾96回注水、丰富川回注水分别配制系列浓度的表面活性剂别测定其与长2油或长6油间的界面张力,实验结果如表2所示。由表2可见,浓度在1000 以上的溶液与原油间的界面张力可以达到10明该表面活性剂体系具有较高的界面活性,并且水质情况对表面活性剂明度为3000 的表面活性剂表3可知,该表面活性剂在盐水中溶解性好,不产生浑浊或者沉淀;浓度较小的浓度较大时界面张力略有升高,但整体变化不大,说明面活性不同水样配制的系列浓度表面活性剂表4可见,不同水源配制的表面活性剂溶液的临界胶束浓度在2000数3000 范围内,其最低表面张力均在30 mN/丰富川回注水配制的溶液表面张力低于用蒸馏水配制溶液的表面张力,但用贾96回注水配制溶液的表面张力高于蒸馏水配制溶液的表面张力。浓度为3000 的表面活性剂表5可见,在测试范围内,溶液的表面张力均比不加入盐的溶液略低,表明该体系不但具有较好的抗盐性能,化性能采用不同水样和油样进行乳化实验,如表6所示。由表6可见,随表面活性剂4 g/L)表面活性剂溶液的表面张力/mN·含量对表面活性剂g/L)下表面张力/mN·化实验结果油长2长6水样蒸馏水自来水丰富川蒸馏水自来水贾96不同浓度(g/L)下所形成的原油乳化液析水50%时间/刚,宋莹盼,唐德尧等:表面活性剂驱油性能评价及其在低渗透油田的应用乳液分离的时间延长。由丰富川和贾96回注水配制的表面活性剂溶液所形成的原油乳液析水快,在浓度为3000 时,乳液破乳析水时间在1 短于相同条件下由蒸馏水和自来水配制溶液与原油所形成的乳液体系的析出时间,利于现场应用。油效果用自来水配制不同浓度的表面活性剂空煤油饱和岩心,表7可见,增大表面活性剂浓度可以提高驱油效率,考虑到该表面活性剂的临界胶束浓度为3000 ,浓度过高的体系容易产生泡沫,对实际施工产生影响,因此采用浓度为3000 的表面活性剂溶液进行进一步的驱油实验,结果如表8所示。由表8可见,随着岩心渗透率的提高,表面活性剂驱油效率降低,这说明该表面活性剂驱油剂适用于低渗透油层驱油。可能的原因是原油乳化液在流经孔吼过程中形成一定的渗流阻力,随着渗透率的升高渗流阻力减小,后续水驱波及率降低,导致化学驱提高采收率降低。场应用情况从2007年至2012年底,已在延长油田瓦窑堡、青平川、青化砭等采油厂应用得了显著的驱油效果。(1)瓦窑堡采油厂富昌4031注水井2010年2月6日开始进行注水井组试验,注入浓度为5000 ,到2月26日,受效油井产油量均较大幅度增长,t,t;至4月26日,t,t,t,平均每注1 t。(2)青化砭采油厂丰1212井2007年10月1日采用单注水井驱油试验,注入浓度为5000 ,至2008年2月28日,累计注入驱油剂4.5 t,累计增油269 t,平均每注1 t。3 结论(1)双子型表面活性剂时,与原油间的界面张力能达到10面张力在30 mN/且具有较强的抗盐能力。(2)由表面活性剂利于产出液的破乳。(3)浓度为3000 的表面活性剂上。岩心渗透率越高,该化学驱效果越差。(4)该驱油剂已在延长油田瓦窑堡、青平川、青化砭等采油厂应用,取得了显著的效果。参考文献:[1] ]013,7: 193[2] 曹绪龙,王得顺,]001,8(1): 643] 肖啸,]012,41(10): 17964] 赵国玺,]国轻工业出版社,2003: 3565] 李道品. 低渗透油田开发概论[J]. 大庆石油地质与开发,1997,16(3): 面活性剂浓度对驱油效果的影响岩心编号11111度为3000的表面活性剂溶液的驱油效果岩心编号2345678渗透率/转第418页。to be on 13油 田 化 学 2014年OR 34000,P R of of by of to of H 5 0 of 000 up 20 s. 90 ,of 500 0 s. by of 000—1200 be to be %—10% by 接第413页。of a ,. i’i’10065,P R . o.,an’17400,P R on in of a 000 ,0 mN/m,10m). of 000 of g 05% on 0%). of of of ] ]013,21(6): 87] 樊平天,许金良,陈刚,]012,31(6): 768] 高峰,]然科学版),2012,36(4): 1609] ]. 10] ]. 11] ]. 12] 中华人民共和国石油天然气行业标准 ],
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