中低渗油藏微乳液驱体系研制及微乳液形成机制研究
为实现油田稳产、增产，寻找高效的后水驱接替技术一直是油田开采的重要研究课题。中低渗透油藏因其岩层具有非均质性、孔喉狭小、岩层矿物复杂等特点，在开采中，岩层中常常留存有大量剩余油,传统化学驱的开采效果一直不太理想，而微乳液体系具有一系列独特的性能。例如:超低界面张力、较强的增溶水和油的能力、粒径小等,这些性能是其在注入低渗透油层时，能起到良好的降压增注、提高波及效率的效果。本论文优选了四聚丙烯苯磺酸钠（ABS）和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）作为表面活性剂组合，氯化钠作为盐，复配了中相微乳液体系;探究了表面活性剂、盐、油水比、界面张力等因素对中相微乳液体系形成的影响;对制备的中相微乳液体系进行了乳化增溶能力、粒径等评价;采用不同方式、不同岩心进行驱替实验，并取得了良好驱替效果。具体内容及结果如下: 在初步筛选中，选择三种类型表面活性剂:阴离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、非离子表面活性剂，进行不同比例的复配，通过测量其界面张力进行评价。结果表明:对于该原油，适用的表面活性剂应该具有较低的碳链。此外，采用一种阴离子表面活性剂和阴-非离子表面活性剂的配方组合性能优异，并且发现该组合在较低的盐浓度下就可使油水界面张力达到超低的水平。 优选了四聚丙烯苯磺酸钠（ABS)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）作为表面活性剂组合;（1）探究了盐种类与界面张力的关系，发现以Na2CO3为盐形成的中相体系优于以NaCl为盐形成的中相体系，但考虑到Na2CO3注入岩层后，会使岩层孔道结垢的问题，最终选用了 NaCl作为盐。（2）选用的具体组合为四聚丙烯苯磺酸钠（ABS）和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）,AES:ABS=1∶1,分别探究了表面活性剂浓度界面张力的关系、盐浓度与界面张力的关系，发现获得超低界面张力下的最优表面活性剂浓度为0.3wt％,盐浓度为0.5wt％,微乳液体系界面张力低于10-3mN/m,甚至达到10-4mN/m。(3)探究了不同油水比下表面活性剂浓度和盐浓度分别与相态关系，以及相同油水比下微乳液相态随盐浓度变化的关系，发现在较窄的油水比区间能形成中相微乳液，且最佳油水比为5∶5,乳化率随着表面活性剂浓度升高而升高，观察到非常明显的相态变化,即Winsor Ⅰ型转变为Winsor Ⅲ型并最终转变为Winsor Ⅱ型;(4)对微乳液进行微观相态与粒径分析，发现粒径的大小主要分布在0.03μm至0.1μm区间。(5)确定最佳驱替组合:最佳表面活性剂浓度为0.3wt％,最佳盐浓度0.5wt％,最佳油水比5∶5 在驱油实验中采用了不同驱替方式以及不同岩心进行驱替，发现当采用负盐度梯度驱替方式时，更有利于采收率提高。当驱替岩心为人造贝雷岩心时，0.3wt％浓度的中相微乳液体系在水驱46.70％基础上提高采收率44.20％,总采收率达90.9％;化学驱过程含水量下降明显，最低下降到25％,最终残余油饱和度降低至6.76％。当驱替岩心为天然岩心时，0.3％浓度的中相微乳液体系在水驱53.98％基础上提高采收率26.19％,总采收率达80.18％;化学驱过程含水下降不明显明显，最低下降到72％,最终残余油饱和度降低至19.92％。总体上驱油效果理想。
中低渗透油藏;中相微乳液体系;配方设计;乳化增溶能力;粒径特征
北京化工大学
硕士
化学工程
罗亮;田茂章
2023
中文
TE357.46
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）