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三元复合体系油水界面张力数量级及动态特征对驱油效果的影响

隋军  
【摘要】:本文采用理论分析和实验相结合的方法,对大庆油田碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系与原油界面张力须降低到何种程度的数量级才能大幅度提高采收率以及由此引起的三元复合驱经济合理性这一核心问题,开展了油水界面张力数量级及动态特征与驱油效果的实验研究。在此基础上,针对目前三元复合体系中部分水解聚丙烯酰胺聚合物存在的不抗温抗盐(碱)抗剪切的问题,对适合于大庆油田切具有理想抗温抗盐(碱)抗翦切的疏水缔合聚合物复合体系和配方进行了优化。同时还研究了疏水缔合聚合物与表面活性剂、碱的相互作用机理。 研究结果表明,油水界面张力是启动水驱后残余油提高驱油效率的一个必要条件,但启动残余油所需的最低界面张力值与岩石毛管孔隙半径、残余油滴长度、注水压力梯度及油层润湿性密切相关。 通过研究复合驱提高驱油效率的微观机理并通过实验证实,应该综合考虑影响驱油的各种因素。σ_(w-o)≤10~(-3)mN/m数量级不是一个必须满足的条件。启动残余油所需最低油水界面张力与油层毛管孔隙半径、残余油滴长度、注水压力梯度及油层润湿性密切相关,这些参数综合决定了所需油水界面张力值的高低:在目前水驱压力梯度、油滴长度以及孔喉半径条件下,启动该毛管内的残余油所需最低油水界面张力已经为10~(-2)mN/m数量级;随着孔隙半径、油滴长度以及注水压力梯度的增大,其最低油水界面张力将上升;特别是考虑油层润湿性,则启动残余油所需最低界面张力值将进一步上升,越接近中性润湿,对油水界面张力的要求就越为宽松。特别是当油相润湿角θ>82°以后,σ_(w-o)≥10~(-2)mN/m数量级即可。 驱油试验结果表明,在大庆油田条件下,油水平衡界面张力和瞬时动态界面张力值与驱油效果对驱油效果有明显影响。油水动态界面张力最低值达到10~(-2)mN/m数量级的复合体系即可具有较好的驱油效果,可较大幅度提高化学驱采收率;油水瞬时动态界面张力最低值上升到10~(-1)mN/m数量级后,驱油效果显著变差;对于油水瞬时动态界面张力最低值达到10~(-2)mN/m数量级的三元复合体系,界面张力(包括平衡界面张力、瞬时动态界面张力最低值)的进一步降低(或在10~(-2)mN/m数量级范围内的升高),对于化学驱采收率提高值的升高(或降低)虽然仍有影响,但影响程度已不明显,各体系驱油效果基本接近。而达到10~(-2)mN/m数量级的表面活性剂在国内相 摘要 当普遍。这样,不仅可以大幅度降低复合驱对表面活性剂的苛刻要求且成本将大幅 度降低。 此外,由于达到10招mN/m数量级无需碱剂的协助,因此少碱或无碱都有可能达到 预期效果。室内实验也完全证实了这一点。这就为排除碱对油层碱敏损害的技术难 题和大幅度降低驱替液成本提供了可能。 关键词:大庆油田;三元复合驱;界面张力数带级;动态界面张力;驱油效果;疏 水缔合聚合物


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