提高原油采收率原理EOR第六篇 章表面活性剂驱.pptVIP

第六章 表面活性剂驱;油田经注水驱油后的原油采收率只有30%-40%，个别油田虽然达到了50%，但还有大部分原油滞留在地层中没有被采出来。 早在本世纪20年代，人们就提出了用活性水驱油来提高原油采收率的设想。大概在40年代末，这项工作主要在实验室内进行。 进入50年代以来美国和前苏联相继在矿场进行了试验，尤其是70年代受石油危机等因素的影响，使得活性剂驱油的研究达到了高峰。 进入90年代以来，受国际油价下跌的影响，使得活性剂的研究和矿场应用逐渐减少，但是人们一直认为它是一种非常有前途的提高原油采收率的方法。;用表面活性剂体系作驱油剂的驱油法叫表面活性剂驱。 稀表面活性剂体系（如活性水、胶束溶液） 浓表面活性剂体系（如上相微乳、中相微乳和下相微乳） 泡沫、乳状液也包括在表面活性剂体系之中;第六章 表面活性剂驱;第六章 表面活性剂驱;表面活性剂浓度10倍于临界胶束浓度或更大的浓度时，胶束一般是非球形的。;表面活性剂 加入醇（如异丙醇、正丁醇）和盐（如氯化钠） 醇和盐等助剂的加入是为了调整油相和水相的极性，使表面活性剂的亲油性和亲水性得到充分平衡，从而最大限度地吸附在水油界面上，产生超低界面张力（小于10-2mN·m-1的界面张力），强化了胶束溶液驱油的低界面张力机理。;1985年，Shah对微乳液提出了如下定义: 微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂分子界面膜的作用下生成的热力学稳定的、各向同性的、透明的分散体系。;两个辅助成分 助表面活性剂：最好用醇，也可用酚 （1）降低界面张力 （2）增加界面膜的流动性 （3）调节HLB值 电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐 减小表面活性剂和助表面活性剂极性部分的溶剂化程度，使胶束在更低的表面活性剂浓度下就可形成，可使微乳与油或水产生超低界面张力。 ;微乳液的形成是自发乳化和超低界面张力综合作用的结果，这两种效应正是提高石油采收率的关键机理。 微乳液能与大量的油和水共存，形成无界面的单相体系，对驱动孔隙介质中的残余油非常有利。 微乳液是一种高效驱油体系;性能;微乳的类型:;;油水比1：1;;图6－7 相体积分???、界面张力、采收率、 磺酸盐滞留量与盐含量的关系;处于最佳盐含量下的中相微乳有以下特点（图6－7、图6－8）：;图6－5 微乳驱段塞图 1－剩余油；2－预冲洗液；3－微乳；4－聚合物溶液；5－水;1.剩余油 2.预冲洗液 在微乳液段塞前加注较大体积的预冲洗液，如清水、NaCL稀溶液，有时还加入一定量的化学牺牲剂等。使用它的目的是为了改善地层水的含盐度并降低地层水的硬度。使活性剂段塞注入后，保持界面活性，产生超低界面张力，且不至于引起活性剂的大量吸附而造成损失。 3、微乳液段塞 注入微乳液溶液，注入量约为孔隙体积的5%-40%。段塞中含有多种化学剂，活性剂浓度在1%-20%的范围内，加入的其它化学剂有助表面活性剂、醇类物质、杀菌剂、除氧剂等等。;4.聚合物溶液段塞 在微乳液段塞后注入的聚合物溶液段塞，是为了控制流度比。一般是采用低浓度水溶性聚合物。其目的是：驱替微乳液段塞。阻止驱替流体向微乳段塞中的指进和窜流保持段塞的均匀推进，把微乳和聚合物的优点结合起来。 5、注入驱替水 驱替水的注入目的非常明确，就是为了减少连续注聚合物的费用。只要聚合物段塞和淡水缓冲带设计得当，那么微乳段塞就可以正常地驱替地层中的残余油，使其在微乳液段塞前缘形成富油带，含油饱和度不断增大，最后在微乳段塞前线接近生产井时，富油带的油便从生产井产出。;W为控制流度的聚合物溶液， X为驱油的水外相微乳组成， B为剩余油或水中的饱和度。;四、泡沫驱; 泡沫配制 水：淡水，也可用盐水 气：氮气、二氧化碳气、天然气、炼厂气或烟道气 起泡剂：主要是阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂 在起泡剂中还可加入适量的聚合物（提高水的粘度，从而提高泡沫的稳定性）和盐（调整表面活性剂的亲水亲油平衡）。;对起泡剂的亲水基而言，在亲油基选定后，亲水基的亲水性强一些为好，这主要是亲水基的亲水性越强，形成气泡膜的排液速度越小，泡沫越稳定；亲水基的亲水强弱参考如下顺序： -OSO3Na-COOK-COONa-SO3Na-COOH-OH 常用的阴离子型表面活性剂有：烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、低分子石油磺酸盐和烷基硫酸盐； 常用的非离子表面活性剂有：聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚。在含钙、镁离子较高的地层中，常用阴离子和非离子表面活性剂复配在一起做起泡剂。 常用的稳泡剂有：羟甲基纤维素、部分水解聚丙烯酰胺及聚乙烯醇。;泡沫的形成;第六章 表面活性剂驱;图6－9 泡沫粘度与泡沫特征值的关系;图6－10 泡沫的屈服值与泡沫特征值的关系;泡沫的弹性;地面发泡：将气体