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北一区三元复合驱采出液的乳化与破乳研究

李杰训  
【摘要】:三元复合驱是一种重要的三次采油技术,在提高采收率的同时,由于化学剂在驱油过程中的乳化作用和协同作用,造成采出液油水乳化严重,破乳十分困难,需要研究针对三元复合驱采出液的有效破乳方法。 大庆油田北一区三元复合驱矿场试验,是国内规模最大的国产化表面活性剂强碱体系三元复合驱大型工业性现场试验。本课题针对北一区三元复合驱采出液乳化严重、油水分离困难的问题,研究了驱油剂对乳状液稳定性的影响规律,驱油剂和固体颗粒对油水分离特性的影响规律,评价研究了化学破乳、重力沉降、离心分离、超声波处理、微波辐射等的破乳效果,优选出了对采出液具有良好破乳效果的破乳剂XJ-1,确定了破乳剂、热化学沉降、离心分离对采出液破乳脱水的适应性,得到了适合不同驱油剂浓度的北一区三元复合驱采出液的最佳破乳参数。 本文得出的主要研究结论包括: (1)三元复合驱采出液油水界面上带有过剩的负电荷,Zeta电位随着表面活性剂含量的增高而降低,随着碱含量的增高而升高。三元复合驱采出液的油水动态界面张力随着表面活性剂和碱含量的增高而降低,聚合物对动态界面张力的影响不明显。 (2)表面活性剂和聚合物比碱对三元复合驱采出液油水乳化程度的影响显著。在不含碱和聚合物的情况下,随着表面活性剂含量的增高,油珠粒径明显变小,油水乳化程度增大。在表面活性剂低含量情况下,聚合物和碱含量的增加使油水乳化程度增大。 (3)石英砂和钙基蒙脱石固体颗粒在油水界面上有吸附,对油珠之间的聚结有显著的阻碍作用,影响了采出液的油水分离特性。 (4)适合北一区三元复合驱采出液的破乳剂的RSN值范围是15~19。XJ-1破乳剂对三元复合驱采出液具有良好的破乳效果,在加药量不大于150mg/L的情况下,使三元复合驱采出液经过静置沉降(90min)后的水相油含量和油相水含量降低到2000mg/L左右和5%以下。对于驱油剂含量为低、中、高的三种三元复合驱采出液,破乳剂的最佳加药量分别是50mg/L、75mg/L、150mg/L。 (5)在投加适量XJ-1破乳剂的情况下,北一区三元复合驱采出液的最佳游离水脱除温度为40℃,沉降时间为30min,较适宜的热化学脱水温度为65℃。65℃下,经过热化学沉降(24h)的油相水含量可达到0.5%的商品原油含水量控制指标。 (6)离心处理对北一区三元复合驱采出液具有显著的油水分离效果,在投加了适量破乳剂XJ-1的情况下,最适宜的离心加速度为984G,离心处理时间为10min,离心处理温度为40℃,经过离心分离后的水相油含量和油相含水量可分别降低到200mg/L和1%以下。 (7)机械振荡聚结对北一区三元复合驱采出液的油水分离效果有明显的改善作用,适宜的机械聚结作用时间为0.5min。超声波处理和微波辐射对北一区三元复合驱采出液的油水分离效果没有明显的影响。


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