非离子表面活性剂在非常规页岩储层提高采收率中应用的温度工作窗口概念
表面活性剂的性能受其疏水尾、亲水头、原油组成、盐水盐度、岩石组成和油藏温度的影响.具体来说,对于非离子表面活性剂,温度是一个主要变量,这是由于亲水头中的环氧乙烷(EO)基团的性质,即浊点温度.本次研究旨在强调非离子表面活性剂在非常规油藏提高采收率过程中存在的温度工作窗口,以优化采收率.本文研究了两种具有不同EO头基的壬基酚聚(NP)氧基非离子表面活性剂,利用中、轻质原油,通过富含碳酸盐的露头柱塞和富含石英的露头柱塞进行了渗吸实验.通过测量界面张力和接触角,研究了温度对表面活性剂分别与油/盐水体系和油/盐水/岩石体系相互作用的影响.最后,根据各表面活性剂的浊点选择三个温度,来进行一系列的自发渗吸实验,以构建各表面活性剂的温度工作窗口.在本次研究中,两种非离子表面活性剂均可提高两种亲油的油/岩石体系的采收率,在最终采收率和自发渗吸速率方面也均有改善.然而,本次研究也发现每一种非离子表面活性剂有其相对于该表面活性剂浊点的最佳温度工作窗口.对于测试的两种非离子表面活性剂,这个温度窗口从表面活性剂的浊点开始,升温直到浊点以上25华氏度,在此温度工作窗口以下,表面活性剂在提高采收率方面表现不佳.这种情况是由表面活性剂在这个温度下的热力学平衡引起的,使得分子在水溶相中更容易溶解,而不是在界面上进行分隔.在温度工作窗口之上,表面活性剂的性能也较差.在这种条件下,表面活性剂分子相对水相而言更倾向于油相,这是造成这种情况的原因.由此可得一个重要的结论是,当表面活性剂位于油水界面时,其性能达到最佳,而这种配置是在系统温度处于上述温度工作窗口时实现的.此外,还发现到25华氏度的工作窗口会根据原油的性质而变化.表面活性剂的研究通常在单一盆地、具有单一油藏温度下单一原油条件、甚至在室温下进行代理模型的条件下进行的.本次研究旨在强调在研究非离子表面活性剂的性能时应用正确的储层温度的重要性;此外,也旨在引入非离子表面活性剂的温度工作窗的概念.本次研究结果表明了并没有通用的、适用于所有的表面活性剂的设计.
页岩储层、自发渗吸、渗吸实验、油藏温度、非常规油藏、界面张力、油水界面、环氧乙烷、轻质原油、热力学平衡
TE312;P618.130.21;TE122.2
2022-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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