聚合物、表面活性剂与二元驱特点与机理
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二元复合驱统计分析报告二元复合驱是一种通过表面活性剂、聚合物、碱的两两组合来提高原油采收率的强化采油方法。
研究表明毛管力是造成水驱油藏扫及区滞留大量原油的主要原因,而毛管力又是油水两相界面张力作用的结果。
毛管力通过抵消外部施加的粘滞力使注入水与聚集的共生水只起到部分驱油作用。
毛管力使一部分原油圈闭在低层孔隙之中,通过降低界面张力和提高注入水的粘滞力,可以降低毛管压力,增大毛管数,从而提高采收率。
相比三元复合驱,二元复合驱所用化学药剂少,尤其是可以进行无碱驱油,这一明显优势使得二元复合驱取代三元复合驱成为驱油历史上的后起之秀。
二元复合驱优缺点总结1、二元复合驱优点二元复合驱比较明显的优点就是可以进行无碱驱油,二元复合驱体系最常用的就是聚/表二元无碱复合驱。
碱的存在可引起多价离子沉淀、岩石矿物溶蚀等负面影响。
消除这些负面影响的根本途径是不使用碱剂。
随着负面影响的解决,新的问题又出现了,不含碱的复合体系必须产生非常低的界面张力,因此聚/表二元复合驱油体系的粘度相比等条件下的三元复合体系明显偏高,界面张力几乎达到最低,且驱油效率较高。
聚/表二元复合体系的优点是:(1)可以最大限度地发挥聚合物的粘度和弹性,减少乳化液处理带来的负面影响。
(2)减弱由于碱的存在引起的地层以及井筒结垢的现象。
(3)由于体系的界面张力超低,因此,在不增加化学剂成本的情况下,可以实现三元复合驱体系同等的驱油效果。
总的来说就是环保高效、节约成本。
2、二元复合驱缺点目前普遍认为二元复合驱油体系的聚合物以及表面活性剂浓度越高越好,然而较高的浓度也增大了开采成本,如何使采油收益与化学药剂成本之间达到一个最佳的平衡成为了难点。
如何使效益最大化是下一步研究的重点。
由于聚合物溶液与表面活性剂溶液存在不混溶配伍问题,且浓度越高,不配伍性越严重。
因此需要控制好二者的浓度,争取最大程度的消除不配伍带来的后患。
结论通过对比二元复合驱的优缺点之后,我们不难得出以下结论:二元复合驱的最明显优势在于无碱驱油,碱会大幅度降低聚合物的粘弹性,导致采出的油水形成的油水乳状液不容易破乳,影响油井产能。
油田化学驱油技术的研究与实践随着人民生活水平的提高,能源的需求也越来越大。
而石油是人们使用最广泛的能源之一。
然而,随着时间的推移,油田的产量逐渐减少。
因此,要保持油田的稳定生产和提高油田的产量,研究和实践油田化学驱油技术是一个非常重要的方面。
一、油田化学驱油技术的意义油田化学驱油技术是指利用吸附剂、表面活性剂、聚合物等物质在油藏中生物或地球化学反应的行为来改变岩石和流体的物理和化学性质,以达到提高原油采收率的一种技术。
这种技术不仅能够提高油田开采率,减缓油藏老化速度,还能够减少对环境的影响,符合可持续发展的要求。
油田化学驱油技术的意义在于:1.提高原油采收率。
传统的采油方法只能采出油藏中的一小部分,这也是油田采收率较低的一个原因。
但是采用油田化学驱油技术可以促进油藏中残存油从孔隙中流动到井筒中,从而提高原油采收率。
2.减少环境污染。
一些黏稠或粘附于石油管道内壁的油污可以被化学驱油技术解决,避免了环境污染的问题3.提高油田的长期生产效益。
一些政府和企业为了获得快速经济效益采取了不负责任的开采方法,忽视了油田的长期生产效益。
而采用油田化学驱油技术可以延长油藏使用寿命,实现可持续生产。
二、油田化学驱油技术的研究现状油田化学驱油技术是一个新兴的技术,国内外的研究还处于起步阶段,新的案例和新的技术涌现。
1. 吸附剂吸附剂是一种在油藏中有吸附作用的物质。
研究表明,添加吸附剂可以增加盐池油田的采收率。
可添加的吸附剂种类包括胶体矿物、活性氧化铁、纳米气凝胶、碎屑微粒、活性炭等。
2、表面活性剂表面活性剂具有降低油与水的表面张力,使油和水混合起来流体分离的特性。
添加表面活性剂可以改善油和水的浸润性来使原本在岩石中的油得以被压缩成一个聚集体,从而增加流动性。
适合添加的表面活性剂种类包括吖丙基酚、硫酸盐基类表面活性剂等。
3、聚合物聚合物可以增加原油粘度,改变油水间的黏附力。
聚合物可以通过提高油水间的界面张力来改善油水混合的机会从而提高采收率。
石油开采常用化学药剂(一)引言概述:石油开采是一项复杂而充满挑战的过程,为了提高石油开采的效率和产量,常常采用化学药剂来辅助和优化采油过程。
本文将介绍石油开采中常用的化学药剂,并分析其作用和应用。
正文:一、酸化剂1. 酸化剂的定义和作用2. 硫酸、盐酸和醋酸等常用酸化剂的性质和特点3. 酸化剂在提高孔隙度和改善孔隙结构方面的应用4. 酸化剂对油层中的碳酸盐矿物的溶解作用5. 酸化剂在井壁表面活化和防垢方面的应用二、聚合物驱油剂1. 聚合物驱油剂的定义和作用原理2. 阴离子型聚合物驱油剂和阳离子型聚合物驱油剂的特点和适用情况3. 聚合物驱油剂对油水界面张力的调节作用4. 聚合物驱油剂在提高驱替效率和降低流动阻力方面的应用5. 聚合物驱油剂在渗透改造和钻井液中的应用三、表面活性剂1. 表面活性剂的定义和分类2. 阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的特点和区别3. 表面活性剂在改善油水分离和降低粘度方面的应用4. 表面活性剂在清洗油管和管柱以及润湿和乳化作用方面的应用5. 表面活性剂在石油储运中的应用四、缓蚀剂1. 缓蚀剂的定义和作用2. 有机缓蚀剂和无机缓蚀剂的特点和选择原则3. 缓蚀剂对金属腐蚀和水垢的防护作用4. 缓蚀剂在注水井和注气井中的应用5. 缓蚀剂在提高设备寿命和降低维护成本方面的应用五、水润滑剂1. 水润滑剂的定义和作用2. 硫酸盐水润滑剂和磺化油水润滑剂的特点和适用范围3. 水润滑剂在减少摩擦和磨损方面的应用4. 水润滑剂在油井润滑和油管清洗方面的应用5. 水润滑剂在提高采油效率和降低能耗方面的应用总结:石油开采常用化学药剂在不同的采油过程中发挥着重要作用。
酸化剂可以改善油层孔隙结构,聚合物驱油剂可以提高驱替效率,表面活性剂可以降低粘度和改善油水分离,缓蚀剂可以防护金属腐蚀,水润滑剂可以减少摩擦和磨损。
通过合理应用这些化学药剂,可以提高石油开采效率和产量,降低能耗和维护成本,为石油工业的可持续发展做出贡献。
聚合物、表面活性剂及二元复合驱一、聚合物、表面活性剂及二元复合驱特点分析1、聚/表二元复合驱特点◆优点(1)属于无碱体系,可以减少多价金属离子沉淀、岩石矿物溶蚀、井筒结垢、采出原油破乳困难等现象。
(2)其粘度和弹性比三元体系高很多,因此其驱油效率和波及体积有可能更大,采收率更高。
(3)可使用低分子量的聚合物,不需要加碱,减少了碱溶解岩石中的粘土而产生的地层伤害问题,具有更宽的油藏适用范围。
(4)现场配置设备和工艺比三元体系简单,更适合海上油田应用。
(5)化学药剂成本比三元体系低,相应的投资成本降低。
(6)相同条件下,聚/表二元复合体系注入压力比聚合物驱低,有利于矿场实施。
◆缺点(1)对表面活性剂的要求严格,必须在无碱无盐的条件下使体系达到低(超低)界面张力,以增加体系的洗油效率,因而能够促进一系列新的、效果更好的驱油用表面活性剂的研制、开发和生产。
(2)认为油水平衡界面张力只有达到10-3 mN/m数量级的超低值,才能大幅度地提高采收率,这就大大缩小了选择表面活性剂的范围。
在此基础上,还要考虑表面活性剂在高矿化度的地层水中具有理想的溶解性。
(3)由于温度和盐度使得聚合物分子在地层水中的构相呈收缩和卷曲状态,使得复合体系的表观粘度较低。
为了能使油层的波及效率达到理想的效果,不得不大幅度地提高聚合物的用量,最终导致聚合物的用量成倍增加,从而大幅度降低了复合驱的经济效果。
理论上讲,由于聚合物的加入,聚/表二元复合驱能够较好的控制流度,而表面活性剂的低界面张力性质,能够促使残余油的启动,因此能够既扩大波及体积又能提高微观驱油效率。
如果驱油体系选择适当,能够比聚合物多采出由于界面张力降低而采出的油,其驱油效果不小于三元复合驱,同时还能够减少乳化对产能和乳化液处理带来的负面影响,消除了三元复合驱中含碱带来的结垢等一系列问题。
2、聚合物驱的特点◆优点聚合物驱的优点为既能提高驱油效率,又能提高波及体积,并能较大幅度地降低表面活性剂的用量,从而使其具有技术经济可行性。
探析二元复合驱提高采收率机理与矿场试验摘要:油田目前已处于高含水、高采出程度、高剩余油采出速度开发阶段,油藏阵地逐渐转向ii、iii类油藏,鉴于高温高盐的油藏特点,单一聚合物驱油技术很难达到大幅度提高采收率的需要,开展二元复合驱驱油试验,寻找适合油田的三次采油接替技术。
关键词:油田;采收率;复合驱;机理;矿场试验中图分类号:te341 二元复合驱提高采收率机理三次采油既是通过提高驱替相的粘度,改善流度比,扩大波及体积或降低界面张力,提高驱油效率,从而达到提高原油采收率的目的。
通过增大驱替液的粘度和驱动速度、降低油水界面张力可以有效地增大毛管数,可使毛管数有3-4个数量级的变化,进而达到提高洗油效率的目的。
同时注入聚合物和表面活性剂的的二元复合驱可以有效增大驱替液粘度和降低油水界面张力,从而提高洗油效率,达到提高油田采收率的目的。
2 二元复合驱在油田实施现状3 二元复合驱实施的效果评价3.1 二元区注入特征3.2 二元区见效井受效方向的判断不管是水驱还是化学驱,准确的判断主流线方向,是确定油井见效方向及动态调整的主要依据。
主流线方向主要有以下几种方法:1、吸聚剖面与产液剖面对应法,通过部分井组所取的同期产液剖面及吸聚剖面初步判断主流线方向,主要吸聚层与主要产液层一一对应的为主流线方向。
2、通过油井见聚浓度变化判断主流线方向,调整注入井注入浓度或改变注入井配注,油井见聚浓度有明显变化的可以判断为主流线方向,这里涉及油井见聚化验误差较大等因素影响,此手段为辅助判断依据。
3、过采出液水矿化度变化可以辅助判断主流线大体方向,由于试验区采用清水配制母液,清水稀释注入的方式注入,随着注入倍数的增加采出水矿化度逐渐下降,下降幅度大的油井可以判断为主流线方向。
4、通过测示踪剂判断主流线方向,次方法投入较大,但也是最为准确的判断流线方向的监测方法。
通过以上监测及动态分析方法的综合运用判断出试验区主流方向为边部注入井指向中心井区油井,这也是中心井首先见效的一个主要原因。
DOI :10.3969/j.issn.1001-2206.2023.04.004聚-表二元驱药剂对采出液处理工艺影响界限研究乔明中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦124010摘要:辽河油田逐步开展了多区块、多轮次二元驱开发先导试验,随着聚合物和表面活性剂溶液的注入,采出液中聚合物和表面活性剂含量逐步提升,油、水、固三相分离难度加大,因此需要对现有原油脱水及污水处理工艺进行评价,确定二元驱采出液对原油脱水及污水处理系统的影响界限。
经过室内试验评价,现有的原油脱水系统通过调整破乳剂的加药量,可以适应聚合物质量浓度小于75mg/L 的采出液脱水,现有的污水处理系统通过调整絮凝剂、混凝剂加药量,无法实现二元驱污水达标处理,需要对现有污水处理系统进行改造,以适应二元驱污水处理需求。
关键词:二元驱;原油脱水;污水处理;聚合物;表面活性剂Study on the influence range of polymer-surfactant binary drive agents on the treatment process of produced fluidQIAO MingChina Liaohe Petroleum Engineering Co.,Ltd.,Panjin 124010,ChinaAbstract:Liaohe Oilfield has gradually carried out multi-block and multi-round binary drive development pilot tests.With the injection of polymer and surfactant solution,the concentration of polymer and surfactant in the produced fluid gradually increases,which makes the separation of oil,water,and solid phases more difficult.Therefore,it is necessary to evaluate the existing crude oil dehydration and wastewater treatment processes and determine the influence range of the produced fluid by binary drive on the crude oil dehydration and wastewater treatment systems.After the indoor test,the existing crude oil dehydration system can adapt to the dehydration of produced fluid with a polymer content of less than 75mg/L by adjusting the dosage of emulsion breakers,and the existing wastewater treatment system fails to achieve the standard treatment of binary drive wastewater by adjusting the dosage of flocculants and coagulants.Therefore,the existing wastewater treatment system needs to be modified to adapt to the demand of binary drive wastewater treatment.Keywords:binary drive;crude oil dehydration;wastewater treatment;polymer;surfactants1工程概况聚合物-表面活性剂二元驱(下文简称二元驱)技术是一种充分发挥聚合物黏度,提高波及体积和利用表活剂降低界面张力协同作用来提高原油采收率的三次采油方法[1]。
驱水剂成分驱水剂是一种常用的化学品,主要用于处理建筑物、地下工程和交通设施等场所的防水工程。
驱水剂的成分种类繁多,下面将分别介绍几种常见的驱水剂成分。
一、矿物质类成分矿物质类成分是驱水剂中常见的一类成分,主要包括硅酸盐、硅酸盐胶凝材料、硅酸盐颗粒等。
这些成分具有较高的亲水性和吸水性,可以通过填充和封堵微孔和裂缝,阻止水分渗透。
同时,矿物质类成分还能与水分中的无机盐发生化学反应,形成水化产物,从而增加材料的密实性和抗渗性。
二、聚合物类成分聚合物类成分是驱水剂中常见的另一类成分,主要包括丙烯酸酯类聚合物、聚氨酯类聚合物、环氧树脂等。
这些成分具有较高的分子量和较长的分子链结构,能够形成致密的聚合物膜层,阻止水分的渗透。
同时,聚合物类成分还具有良好的柔韧性和抗老化性能,能够适应不同温度和湿度条件下的使用要求。
三、表面活性剂类成分表面活性剂类成分是驱水剂中常见的一类辅助成分,主要包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。
这些成分具有较强的分散、湿润和渗透能力,能够改善材料的润湿性和渗透性,使驱水剂更好地与基材相结合。
同时,表面活性剂类成分还能够降低材料的表面张力,提高涂覆性能和渗透性能。
四、缓凝剂类成分缓凝剂类成分是驱水剂中常见的一类成分,主要包括缓凝剂、缓凝助剂等。
这些成分能够延缓水泥或其他胶凝材料的凝结时间,延长涂覆和渗透的时间窗口,使驱水剂更好地渗透到基材中,并与基材发生化学反应,提高材料的密实性和抗渗性。
驱水剂的成分种类繁多,每种成分都具有不同的功能和作用。
在实际应用中,根据具体的施工要求和使用环境,可以选择不同成分的驱水剂进行配比和使用,以达到最佳的防水效果。
同时,为了确保施工质量和工程安全,使用驱水剂时应严格按照产品说明书和相关标准进行操作,避免误用或过量使用,以免影响工程质量和使用寿命。
聚合物、表面活性剂及二元复合驱一、聚合物、表面活性剂及二元复合驱特点分析1、聚/表二元复合驱特点◆优点(1)属于无碱体系,可以减少多价金属离子沉淀、岩石矿物溶蚀、井筒结垢、采出原油破乳困难等现象。
(2)其粘度和弹性比三元体系高很多,因此其驱油效率和波及体积有可能更大,采收率更高。
(3)可使用低分子量的聚合物,不需要加碱,减少了碱溶解岩石中的粘土而产生的地层伤害问题,具有更宽的油藏适用范围。
(4)现场配置设备和工艺比三元体系简单,更适合海上油田应用。
(5)化学药剂成本比三元体系低,相应的投资成本降低。
(6)相同条件下,聚/表二元复合体系注入压力比聚合物驱低,有利于矿场实施。
◆缺点(1)对表面活性剂的要求严格,必须在无碱无盐的条件下使体系达到低(超低)界面张力,以增加体系的洗油效率,因而能够促进一系列新的、效果更好的驱油用表面活性剂的研制、开发和生产。
(2)认为油水平衡界面张力只有达到10-3 mN/m数量级的超低值,才能大幅度地提高采收率,这就大大缩小了选择表面活性剂的范围。
在此基础上,还要考虑表面活性剂在高矿化度的地层水中具有理想的溶解性。
(3)由于温度和盐度使得聚合物分子在地层水中的构相呈收缩和卷曲状态,使得复合体系的表观粘度较低。
为了能使油层的波及效率达到理想的效果,不得不大幅度地提高聚合物的用量,最终导致聚合物的用量成倍增加,从而大幅度降低了复合驱的经济效果。
理论上讲,由于聚合物的加入,聚/表二元复合驱能够较好的控制流度,而表面活性剂的低界面张力性质,能够促使残余油的启动,因此能够既扩大波及体积又能提高微观驱油效率。
如果驱油体系选择适当,能够比聚合物多采出由于界面张力降低而采出的油,其驱油效果不小于三元复合驱,同时还能够减少乳化对产能和乳化液处理带来的负面影响,消除了三元复合驱中含碱带来的结垢等一系列问题。
2、聚合物驱的特点◆优点聚合物驱的优点为既能提高驱油效率,又能提高波及体积,并能较大幅度地降低表面活性剂的用量,从而使其具有技术经济可行性。
◆缺点聚合物注入油层后, 在高温条件下会发生热降解和进一步水解, 破坏聚合物的稳定性, 大大降低聚合物的驱油效果。
同时地层水和注入水矿化度低有利聚合物增粘。
因为水的矿化度高, 可导致聚合物的粘度降低, 增加聚合物的注入量, 从而增加成本, 不利于聚合物驱油的应用。
其他可参考信息聚合物驱主要指在注入的水中加入增稠剂,提高水的黏度,降低水的流速,增大波及系数,改善驱油效率。
选择水溶性聚合物,使之即使在很低的浓度下也可在很大程度上提高体系的黏度。
聚合物驱适用于适中温度、中等原油黏度(5 mPa·s~100 mPa·s)且分均质比较严重的油藏。
聚合物驱是一种提高采收率的方法,在宏观上,它主要靠增加驱替液粘度,降低驱替液和被驱替液的流度比,从而扩大波及体积;在微观上,聚合物由于其固有的粘弹性,在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用,增加了携带力,提高了微观洗油效率。
近年来,研制出具有耐温、耐盐、抗剪切的新型疏水缔合水溶性聚合物。
它是聚合物亲水性大分子链上带少量疏水基团的一类水溶性聚合物。
由于疏水基团的疏水作用以及静电、氢键或范德华力的作用而在分子间自动产生具有一定强度但又可逆的物理缔合,从而形成巨大的三维立体网状空间结构。
其独特的性能越来越受到人们的关注。
3、表面活性剂驱特点不同表面活性剂用于驱油的优缺点其他可借鉴信息一般认为,能使原油采收率大幅提高的表面活性剂至少应具备以下条件:1)能使原油与水的界面张力降至较低的程度,应低于0.01 mN/m~0.001 mN /m,具有适宜的溶解度、pH值、浊点和相持性。
2)可降低岩层对原油的吸附作用。
3)在储油层的环境中,能长时间保持理化稳定性,耐盐性好,对电解质不敏感。
4)能与大部分的储油层接触,提高驱油率。
5)具有可以接受的成本。
常用的表面活性剂类型有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
阳离子表面活性剂因为易被地层吸附或产生沉淀,故降低油水界面张力的能力差,一般不用于驱油。
阴离子表面活性剂在砂岩表面的吸附量少,而抗盐能力差,临界胶束浓度也很高。
常用的品种有:石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐和木质素磺酸盐等。
非离子表面活性剂抗盐能力强,临界胶束浓度低,但一般浊点较低,不能应用于超过其浊点的地层。
目前,通过对非离子表面活性剂进行改性可使之浊点很高,且抗盐能力更强,适用于高温高盐地层。
常用的品种有:脂肪醇系聚氧乙烯醚、烷基酚系聚氧乙烯醚和油酸聚氧乙烯醚等。
在三次采油中,一般并不单独使用一种表面活性剂,而是由复合表面活性剂、聚合物和助剂等组成的配合体系,只有互相配合才能提高石油的采收率,如使用水溶性的石油磺酸盐驱油,可以与少量的增溶助剂二烷基苯聚氧乙烯烷基磺酸盐混合,提高驱油效率。
表面活性剂驱根据所采用体系的不同,一般分为胶束驱、微乳液驱、乳液驱和泡沫驱等。
表面活性剂驱的缺点在于成本太高,寻求价廉、高效且环保的表面活性剂是其发展方向。
二、聚合物、表面活性剂、二元驱驱油机理化学驱包括聚合物驱、碱驱、表面活性剂驱、二元复合驱、三元复合驱、泡沫驱等。
各种方式提高的采收率都可以用驱油效率和波及系数两者的乘积来表示。
油田在注水开采条件下,两个参数值都不高,获得的采收率通常只有30%~40%。
通过提高洗油效率和波及系数成为聚合物表面活性剂二元驱提高油田采收率的基础。
1、聚合物驱油机理聚合物驱是指向油藏中注入高分子量的水溶性聚合物溶液的驱油方法。
目前最常使用的两种类犁的聚合物是合成部分水解聚丙烯酰胺和生物聚合物黄原胶。
黄原胶足刚性杆状螺旋结构分子,具有良好的水溶性、化学稳定性,并具有较强的机械抗降解能力。
与之相反,聚丙烯酰胺是柔性聚合物分子,粘度对含盐量敏感,随含盐量增加而降低。
这是由于聚丙烯酰胺周围的羧基与钠离子形成的扩散双电层使链段间相互排斥,加入盐后压缩双电层,分子形成紧密线团,稠化能力降低。
另外,它容易发生多种降解(机械、高温、微生物等)。
注水开发时,由于油层的非均质及水油的粘度差,使注入水前缘不规则,地层中有些部位没有受到水的波及;另外在水波及的区域,油并没有全部被驱走,使一些油残留在孔隙中。
聚合物驱油提高采收率主要是通过扩大波及系数来实现的。
(1)扩大波及系数(2)聚合物粘弹性效应提高驱油效率(3)聚合物在孔隙介质中的滞留聚合物溶液流经孔隙介质时,发生聚合物分子在孔隙介质中的滞留现象,它对溶液在孔隙介质中的流变性和孔隙介质的渗透率降低起着很大的作用。
2、表面活性剂驱油机理(1)降低张力机理表面活性剂的加入能较大幅度地降低油水界面张力,减小残余油饱和度,一个好的体系可以使界面张力由通常的10-1 mN/m降至10-3 mN/m以下,从而使毛管数达到10.2,残余油可基本驱出。
(2)增溶与乳化机理盐浓度在一定范围内,活性剂超过一定浓度(CMC)就产生胶束,胶束可增溶油,因而有好的洗油效率,若油的增溶超过了胶束溶解度的极限,就出现界面。
这时,体系变成乳状液。
根据乳状液中液珠的大小。
它可通过携带机理和捕集机理提高采收率。
(3)润湿反转机理低盐浓度下,驱油活性剂的亲水性大于亲油性,通过吸附,可使地层表面由亲油反转为亲水,提高了驱油介质的洗油效率。
(4)聚并形成油带机理若驱油活性剂体系中有醇,则醇可使油珠易于通过孔喉结构而富集。
富集的油珠在克服了静电斥力后可聚并成油带。
这油带在向前移动时又不断将遇到的油珠聚并进来,使油带不断扩大,最后从油井采出。
(5)提高表面电荷密度机理当驱油表面活性剂为阴离子(或非离子一阴离子型)表面活性剂时,它们吸附在油滴和岩石表面上,可提高表面的电荷密度,增加油滴与岩石表面间的静电斥力,使油滴易被驱替介质带走,提高了洗油效率。
(6)改变原油的流变性机理原油中因含有胶质、沥青质、石蜡等而具有非牛顿流体的性质,其粘度随剪切应力而变化。
这是因为原油中胶质、沥青质和石蜡类高分子化合物易形成空间网状结构,在原油流动时这种结构部分破坏,破坏程度与流动速度有关。
当原油静止时,恢复网状结构。
重新流动时,粘度就很大。
原油的这种非牛顿性质直接影响驱油效率和波及系数,提高这类油田的采收率需改善异常原油的流变性,降低其粘度和极限动剪切应力。
而用表面活性剂水溶液驱油时,一部分表面活性剂溶入油中,吸附在沥青质点上,可以增强其溶剂化外壳的牢固性,减弱沥青质点间的相互作用,削弱原油中大分子的网状结构,从而降低原油的极限动剪切应力,提高采收率。
3、聚合物表面活性剂二元协同驱油机理(1)聚合物与表面活性剂的相互作用聚合物与表面活性剂的相互作用往往可使聚合物链的构象发生变化,更重要的是,聚合物的存在影响表面活性剂溶液的物理化学性质,使溶液的表面张力、临界胶束浓度(CMC)和聚集数等物理参数及溶液流变性、胶体分散体系的稳定性、界面吸附行为及水溶液的增溶量等均发生重大变化。
聚表二元驱油体系的性能不是聚合物与表面活性剂二者性能的简单加和,它涉及两者之间的相互作用。
聚合物与表面活性剂相互作用的结果,将使其相流变性、界面张力和界面流变性发生变化,研究聚表二元驱油体系的相互作用是为了得到对驱油效果改善的有利协同效应。
这种相互作用的原因可以解释为:当疏水改性水溶性聚合物浓度在临界聚集浓度之下时,聚合物在溶液中以单分子形式存在,分子内通过疏水基团间的疏水作用而形成疏水微区,聚合物的亲水链环绕疏水微区,形成高度卷曲的构型。
由于这种构型可以最大限度地保护疏水微区使之不与水接触,由此获得的熵远大于由于链卷曲而失去的熵。
因此,这种构型从总体上讲在能量上是有利的。
溶液中加入表面活性剂后,表面活性剂将直接通过疏水缔合作用进入己存在的聚合物分子内疏水微区。
其中表面活性剂亲水基处在疏水微区与水接触的部位,疏水链在疏水微区内,使微区膨胀。
同时,表面活性剂的亲水基可以代替聚合物的亲水链保护疏水微区使之不与水接触,从而使聚合物分子链从卷曲变得较为伸展。
对于阴离子表面活性剂SDBS((十二烷基苯磺酸钠),可能还有另一种作用,即SDBS在聚合物疏水微区的缔合,同时也增加了聚合物分子链上所带负电荷,负电荷的排斥作用同样可使聚合物链变得伸展。
这些作用均使聚合物线团水动力学尺寸增加,从而使溶液粘度增加。
继续增加表面活性剂浓度,聚合物链上原已存在的疏水微区缔合表面活性剂的量己达极限,同时可能由于表面活性剂的参与,在聚合物链上形成新的疏水微区,这样又使聚合物链变得卷曲。
还有另一个可能是在表面活性剂浓度较高时,溶液中未缔合的表面活性剂也增多,这部分表面活性剂对带负电荷的聚合物来说相当于电解质,电解质压缩聚合物链上所带负电荷的双电层,同样会使聚合物链变得卷曲。
这两种作用都会使聚合物溶液粘度降低。
(2)聚合物与表面活性剂二元协同驱油作用注表面活性剂/聚合物的复合驱,能将表面活性剂驱、聚合物驱的优点有机地结合起来,同时弥补二者的不足,使其达到有效地降低油水界面张力,提高驱油效率:同时又提高波及体积,最终达到提高原油采收率的预期效果。