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不同水油黏度比條件下乳化對3種稠油復合體系的影響(一)
來(lái)源:油氣地質(zhì)與采收率 瀏覽 273 次 發(fā)布時(shí)間:2025-02-27
摘要:化學(xué)復合驅是稠油提高采收率的關(guān)鍵技術(shù)之一,當前復合體系研發(fā)中越發(fā)強調乳化降黏機理,形成了高效乳化體系,但是強乳化產(chǎn)生的驅油增量尚不清楚,難以判斷乳化對驅油的實(shí)際貢獻。利用性能顯著(zhù)不同的1#(超低界面張力復合體系)、2#(乳化復合體系)、3#(兼顧超低界面張力和乳化的雙效復合體系)體系,開(kāi)展了系列的界面張力、乳化性能和不同水油黏度比下的驅油對比研究。結果表明,2#乳化復合體系和3#雙效復合體系較1#超低界面張力復合體系更能穩定稠油乳狀液。乳化對稠油復合驅的貢獻因水油黏度比的不同而存在差異:水油黏度比小于0.200時(shí),3#雙效復合體系較1#超低界面張力復合體系采收率增幅高3.6%~6.7%,乳化能夠增強體系驅油能力;當水油黏度比大于等于0.200時(shí),3種復合體系驅油效果相近,乳化的影響顯著(zhù)減小,甚至可以忽略。泡沫復合驅較二元復合驅采收率增幅顯著(zhù)提高,且其可將稠油驅替對復合體系乳化性能要求的水油黏度比界限從0.200減小到0.150。對于稠油復合驅?zhuān)瑧罁宛ざ缺鹊牟町?,確定對復合體系性能的要求。
稠油油藏黏度高、水油流度比高導致其水驅采收率僅為5%~10%。傳統稠油熱采取得較大成功,但仍存在能源消耗大、易竄、效果逐輪/逐年變差等問(wèn)題?;瘜W(xué)復合驅兼具增大驅替相黏度、降低油水界面張力和乳化降低油相黏度等優(yōu)勢,逐漸成為稠油開(kāi)發(fā)的重要接替技術(shù)。尤其是近年來(lái),稠油的乳化降黏開(kāi)發(fā)備受關(guān)注,在驅油體系中加入降黏劑,形成O/W型乳狀液,改善其流動(dòng)性;發(fā)展了高效的乳化降黏體系(甚至是自乳化體系),主要包括表面活性劑類(lèi)、兩親聚合物類(lèi)和改性納米顆粒等體系,稠油降黏率達90%以上,表現出顯著(zhù)的降黏效果。但是降黏劑加入的同時(shí)會(huì )帶來(lái)潛在的產(chǎn)出液破乳困難、驅油劑成本顯著(zhù)升高等問(wèn)題。諸多試驗階段的乳化降黏劑價(jià)格高昂,甚至達到每噸十幾到幾十萬(wàn)元,遠超傳統表面活性劑。
在稠油復合體系設計中是否應追求強乳化,取決于乳化對稠油驅替的影響和貢獻。尤其是水油黏度比變化時(shí),復合體系中聚合物組分流度控制能力差異,稠油高效驅替對乳化降黏的要求不同,乳化對稠油驅替的貢獻會(huì )發(fā)生改變;諸多學(xué)者更多地關(guān)注高效降黏體系的研發(fā),而乳化對驅油的影響或者貢獻仍不清晰,有待深化研究。據此,分別收集了性能顯著(zhù)不同的傳統超低界面張力、乳化、兼顧超低界面張力和乳化的雙效3種稠油復合體系;開(kāi)展了系列的界面張力、乳化性能和驅油等研究,對比不同體系驅油采收率增幅的差異,確定在不同水油黏度比條件下乳化對稠油復合驅的影響和貢獻。
1、實(shí)驗部分
1.1材料與儀器
實(shí)驗材料包括超低界面張力型表面活性劑S1、乳化型表面活性劑S2和雙效型表面活性劑S3,均為陰非復配型,其質(zhì)量分數均為0.3%,來(lái)自于勝利油田;部分水解聚丙烯酰胺P(HPAM),相對分子質(zhì)量為2.5×107,來(lái)自于山東寶莫生物化工股份有限公司;模擬地層水,礦化度為6681mg/L,離子組成Na++K+,Mg2++Ca2+,Cl-,HCO3-和CO32-的質(zhì)量濃度分別為2299,184,3435,725和38mg/L;某區塊脫氣稠油黏度為731mPa·s(70°C),密度為0.98g/cm3。
實(shí)驗儀器包括TX-500C型界面張力儀(芬蘭Kibron公司);SZX7體式顯微鏡(日本奧林巴斯有限公司);均質(zhì)填砂模型,內徑為2.5cm,長(cháng)度為30cm。
1.2實(shí)驗方法
界面張力按照設定濃度分別配制超低界面張力、乳化和雙效復合體系(表1),在70°C下利用界面張力儀,測試其與目標稠油的界面張力。
表1復合體系組成與基本性能
乳狀液穩定性弱強中等乳化性能將稠油和復合體系分別加熱至70°C,取等量5mL的稠油和復合體系分別加入試管中,搖勻后采用瓶試法觀(guān)測油水混合物不同時(shí)間下的析水狀態(tài),判斷復合體系形成稠油乳狀液的穩定性;同時(shí),利用SZX7體式顯微鏡觀(guān)察不同體系形成乳狀液的微觀(guān)形態(tài)隨時(shí)間的變化。驅油能力固定稠油黏度為731mPa·s,改變復合體系黏度,利用性能顯著(zhù)不同的3種復合體系,在水油黏度比分別為0.010,0.045,0.100,0.200和0.460條件下,首先開(kāi)展了二元復合驅油實(shí)驗,根據超低界面張力、乳化與雙效復合體系采收率增幅的差異,按照體系性能依次增強的順序,判斷乳化對稠油復合體系的影響與貢獻。此外,諸多學(xué)者研究發(fā)現,擴大波及是稠油復合體系提高采收率的前進(jìn)一步引入泡沫輔助復合體系擴大波及,在水油黏度比分別為0.010,0.045,0.100,0.150和0.460條件下,開(kāi)展了3種泡沫復合體系驅油實(shí)驗(交替注入0.3PV復合體系和0.3PV空氣,單個(gè)復合體系段塞或空氣段塞尺寸為0.1PV),考察泡沫輔助下復合體系乳化對稠油驅替的影響,并與單獨二元復合驅進(jìn)行對比。