表面活性剂在压裂液中对提高渗吸采收率的研究
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表面活性剂在石油开采中的应用摘要:当前,人们对石油的依赖程度越来越高,因此石油的储存量也随着人们的需求越来越少,因此需要不断提升石油的开采率。
而石油在开采过程中,必须结合一定的化学工具来保证石油采收率。
而表面活性剂属于化学驱,它主要是将油水界面的张力减少,从而提升洗油的效果来实现油田开采率。
表面活性剂的作用在于能够将离子型以及非离子型进行分离。
在此背景下,技术人员为了促进石油开采,研究出一系列新型的活性剂,新型活性剂的优势在于它不仅能够促进表面活性,并且具有耐高温等优势,本篇文章主要分析在石油开采中,活性剂的具体分类以及在应用时的注意事项,从而为后续提升石油的开采率提供有力的保障。
关键词:活性剂石油开采应用引言:石油的开采率是当前各个国家都在关注的问题。
在石油开采过程中如果坚持使用传统的开采方式,那么会导致原油滞留在岩石缝隙中,从而降低了石油的开采率以及资源浪费。
为了提升石油的开采率,人们开始结合化学技术手段进行石油开采,最常见的一种方式就是表面活性剂。
一、简述表面活性剂1.表面活性剂的优势在于在一定程度上降低原油与水界面的张力,从而能够保证在石油开采过程中石油的质量,并减少水分渗入其中,只有这样才能保证石油的纯度。
2.从根本上减少岩石对原油依附程度。
众所周知,以往的石油开采时,原油会渗入岩层的缝隙中,从而导致石油开采时的难度,并且降低了石油开采率。
而结合表面活性剂能在一定程度上减少岩石对原油的依附程度,从而提升石油的流动性,并减少石油开采的难度,提升其工作效率的同时,能在一定程度上促进其开采率。
3.表面活性剂在油层盐水中有一定的稳定性。
活性剂从自身角度来讲,是一种化学物,因此将其长期放置在石油区域则可能发生化学反应,因此为了保证石油的质量,在活性剂选择时,必须要保证其化学性质的稳定性,避免化学反应发生,从而保证石油的质量。
4活性剂必须与储油层接触。
一般情况下,活性剂使用到的范围非常大,当前在石油开采中表面活性剂的使用率也是非常高的,所以必须保证与其他出油层的接触率,避免在具体实践操作中出现石油渗漏问题。
利用表面活性剂提升石油提取效率石油是现代工业的重要能源之一,然而,石油资源的开采并非易事。
在地下深处,石油储层中的原油被固定在岩石孔隙中,无法直接被抽取出来。
为了提高石油的提取效率,科学家们研发出了一种方法,即利用表面活性剂。
表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的物质。
它们由一头亲水性基团和一头疏水性基团组成,能够在液体表面上形成一层薄膜,改变液体与固体或气体之间的相互作用力。
在石油提取中,表面活性剂可以改变原油和岩石表面的相互作用,从而降低原油与岩石的粘附力,使原油能够更容易地从岩石孔隙中流出。
利用表面活性剂提升石油提取效率的方法有很多种。
其中一种常用的方法是油相表面活性剂驱油法。
在这种方法中,表面活性剂被注入到石油储层中,与原油混合形成乳液。
由于表面活性剂的作用,原油与水相混合,形成了一种稳定的乳状液体。
这种乳状液体能够降低原油与岩石的粘附力,使原油能够更容易地从岩石孔隙中流出。
除了油相表面活性剂驱油法,还有一种常用的方法是水相表面活性剂驱油法。
在这种方法中,表面活性剂被注入到石油储层中的水中,与水相混合形成一种稳定的乳状液体。
这种乳状液体能够改变水和原油的相互作用力,使原油能够更容易地从岩石孔隙中流出。
表面活性剂的选择是提高石油提取效率的关键。
不同的表面活性剂有不同的特性和适用范围。
选择合适的表面活性剂可以提高石油提取的效率,并减少对环境的影响。
例如,一些研究表明,非离子表面活性剂在低温和高盐度条件下具有较好的性能,可以在这些条件下提高石油的提取效率。
然而,利用表面活性剂提升石油提取效率也面临一些挑战。
首先,表面活性剂的成本较高,增加了石油开采的成本。
其次,表面活性剂的使用可能对环境造成一定的影响。
一些表面活性剂可能对水体和土壤产生污染,对生态系统造成破坏。
因此,在利用表面活性剂提升石油提取效率的过程中,需要权衡经济效益和环境保护的关系,采取适当的措施来减少对环境的影响。
总之,利用表面活性剂提升石油提取效率是一种有效的方法。
压裂液体系对页岩气采收率影响研究近年来,页岩气作为一种新兴的绿色能源备受关注。
而纵观页岩气开采的过程,其中液压压裂技术在其中扮演着十分重要的角色。
液压压裂技术利用液压力对页岩裂隙进行压裂,达到增加页岩气渗透性的目的,从而提高采收率。
而液压压裂技术的液体系统对于页岩气采收率有着至关重要的影响。
一、液压压裂技术简介液压压裂技术是一种利用液压力将钻井孔深处的岩石进行压裂,从而增加岩石渗透性的技术手段。
在页岩气开采中,液压压裂技术被广泛应用。
其基本原理是将压裂液输送到预先开好的裂隙中,从而增加页岩的渗透性。
在液压压裂技术中,压裂液的液体系统起到了至关重要的作用。
二、压裂液体系对于页岩气采收率的影响研究液压压裂过程中,压裂液的组成以及性质对于页岩气采收率有着直接的影响。
其中,压裂液的组成包括基础液体、添加剂和集料等。
基础液体是指压裂液体中的主要成分,通常选用水或油为基础液体。
在此基础之上,可以添加不同的添加剂,例如断泥剂、降黏剂、抗拉剂等。
集料是指压裂液体中的固相颗粒物,它可以在裂隙中起到填充作用,使得裂缝不至于迅速关闭。
在压裂液体系中,基础液体的选择对于页岩气的采收率至关重要。
实验证明,选择水作为基础液体可以有效地提高页岩气采收率。
而水的选择主要是因为水的物理性质和化学性质适合液压压裂过程。
此外,还有一些针对性的添加剂和集料可以有效地提高页岩气的采收率。
例如,选择降黏剂可以使得压裂液的黏度降低,从而降低压裂液体在套管壁和岩石洞穴中的滞留。
而添加抗拉剂可以使得压裂液体在压力下不会破裂。
除此之外,液压压裂技术中压裂液的性质也对于页岩气采收率有着一定的影响。
例如,在压裂液体系中添加了含二氧化碳的化合物,可以提高压裂液体的粘度,从而提高压裂液体在压力下的渗透性。
此外,还需要注意液压压裂过程中压力的控制。
压力过大可能会导致岩石挤压变形,从而降低渗透性,而压力过小又可能会导致裂隙无法扩张,从而降低压裂效果,影响页岩气采收率。
表面活性剂在油田开发中的应用近年来,表面活性剂在油田开发中的应用逐渐受到关注。
表面活性剂是一类能够降低液体的表面张力的化学物质,具有广泛的应用领域。
在油田开发中,表面活性剂能够提高原油采收率、减少环境污染,对于油田的可持续开发具有重要意义。
首先,表面活性剂能够提高原油采收率。
在油井中,原油常常附着在岩石毛细孔隙中,难以流动到油井中。
表面活性剂的应用可以破除这种附着,降低原油与岩石表面之间的摩擦力,使原油更顺畅地流动。
此外,表面活性剂还可以降低原油与水之间的界面张力,促使原油趋向油井,从而提高原油采收率。
研究表明,适当使用表面活性剂,可以使原本无法采收的油井增加采收量达到10%以上。
其次,表面活性剂能够减少环境污染。
在传统的石油开采过程中,大量的水被用于冲刷岩石,以期提高原油采收率。
然而,这样的操作会导致大量的废水产生,其中含有油污染物,对环境造成严重影响。
而使用表面活性剂则可以减少水的使用量,降低废水的产生。
表面活性剂能够使水与油更好地混合,形成乳化体系,水中的表面活性剂能够包裹住油颗粒,使其更易于分散和处理。
同时,表面活性剂本身具有分解油污染物的能力,可以在一定程度上降低废水中油污染物的浓度,减轻对环境的污染。
此外,表面活性剂在油田地表保护中也发挥着重要作用。
在油井开采过程中,会产生大量的废水和废液。
这些废水和废液中常常含有高浓度的油污染物和有害物质,对土壤和地下水造成污染。
表面活性剂可以用于废水处理和土壤修复。
通过选择合适的表面活性剂和处理工艺,可以使废水中的油污染物和有害物质被分解、吸附或沉淀,达到排放水质标准。
同时,利用表面活性剂的吸油能力,可以在土壤修复过程中加速油污染物的迁移和分解,提高修复效果。
然而,表面活性剂在油田开发中的应用也面临一些挑战。
首先,表面活性剂的选择与应用需要进行充分的实验研究和现场试验,以确定最佳的剂型和用量。
不同类型的油藏和地质条件对表面活性剂的要求不同,因此需要根据具体情况进行针对性的选择和应用。
表面活性剂在石油开采中的应用摘要:随着全球能源需求的不断增加,改善石油开采是石油行业的一个紧迫课题。
基于表面活性剂的特性,它在石油开采中得到了广泛的应用。
本文主要介绍了表面活性剂的结构、种类及其在石油开采中的应用,并对其发展趋势提出了一些建议。
关键词:表面活性剂;石油开采引言在石油开采中,为提高采收率,降低成本,合理开发和保护资源,应大量使用表面活性剂。
表面活性剂具有溶解、乳化、破乳、润湿、抗粘、起泡、消泡、分散、洗涤等一系列物理化学功能。
它在油田作业的钻井、采油、装配和运输中发挥着重要作用。
在油田化工产品中,表面活性剂以其独特的功能在三级采油项目中发挥着重要作用,已成为不可替代的化学添加剂。
1.表面活性剂介绍如何回收地球上最有价值的石油资源一直是一个紧迫的研究课题,表面活性剂在提高石油采收率方面得到了广泛的应用。
含油地层的采油可分为三个阶段:一次采油,以地层自然能为基础,采收率小于30%;在二次采油作业中,注水和注气技术用于补充油藏的能量以生产石油。
率可提高到40%~50%;三重采油是基于物理化学和生物技术,提高采油剩余储量,可将采收率提高到80%~85%。
三种采油方法可分为四类:一类是热浸法,包括蒸汽浸法和烧油罐;另一种是非混相驱,包括二氧化碳非混相驱、烃类混相驱和其他惰性气体非混相驱。
三是化学驱,包括聚合物驱、地表驱、碱水驱和浓硫酸驱;第四是微生物采油,包括生物聚合物和细菌表面驱油。
其中,用于提高采收率的表面活性剂和微生物受到了广泛关注。
根据采油工艺流程,采油化学品可分为增油剂、脱蜡和石蜡阻滞剂、压裂液剂、酸化液剂、控水或堵水剂、油井酸拮抗剂7类。
化学品并防止形成化学损害。
这些化学品的主要成分是无机物、水溶性聚合物和表面活性剂,其中最大的是表面活性剂,广泛用于提高采收率[2]。
2.表面活性剂在稠油开采中的作用(1)用作起泡剂以提高出油率。
稠油主要产于非均质层。
非均质层稠油粘度高于普通原油,传统采油方法注入的高压高温蒸汽难以流入高粘度稠油,降低了采油效果。
表面活性剂在压裂液中对提高渗吸采收率的研究
作者:张邈刘义坤
来源:《当代化工》2016年第08期
摘要:针对致密砂岩油藏开展了3种表面活性剂(ZPS、SDBS、SB)在水溶液和低浓度瓜尔胶压裂液中对提高渗吸采收率的研究。
只有非离子表面活性剂(SB)未起到润湿反转的作用。
加有三种表面活性剂的溶液均使界面张力达到了岩心渗吸的最佳效果。
分析实验得出:与注入水相比,在加有表面活性剂的溶液中对提高采收率都起到了一定的作用,在低浓度瓜尔胶压裂液中的渗吸采收率最高。
改向和黏弹作用是低浓度瓜尔胶压裂液提高渗吸采收率的主要机理。
关键词:润湿性;界面张力;渗吸;致密油
中图分类号:TE 357 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2016)08-1767-03
Abstract: Improving imbibition oil recovery of tight sandstone reservoirs by adding surfactants (ZPS,SDBS,SB) in water and low concentration of guar gum fracturing fluid was studied. The results show that single nonionic surfactant (SB) does not play the role of wettability alteration. The interfacial tension of solution with three kinds of surfactants can achieve the best result of imbibition.Adding surfactants in the fracturing fluid can enhance oil recovery to a certain extent;Adding surfactants in low concentration of guar gum fracturing fluid can obtain the highest oil recovery. Changing the direction and viscoelastic effect of flow is the main mechanism of improving imbibition oil recovery by low concentration of guar gum fracturing fluid.
Key words: wettability; interfacial tension; imbibition; tight oil
低渗透油藏中存在大量的残余油。
因此,提高渗吸采收率是保证低渗透油藏有效开采的关键。
周凤军[1]等提出活性水因显著的降低了界面张力进而提高了采收率;姚同玉[2]等考虑了润湿性对低渗透油藏渗析的影响,修正了NB-1值,认为低界面张力对渗吸的采收率的作用是双向的。
本文主要研究了影响渗析采收率的几种因素,并进行了机理的分析,为低渗透油藏的开发提供理论依据。
1 实验部分
1.1 实验材料
配液用水为大庆油田采油一厂注入水,矿化度:3 589 mg/L;含Na+:1 190 mg/L,
Mg2+:36 mg/L,Ca2+:13 mg/L,Cl-:1182 mg/L,K+:6 mg/L,HCO3-:1 120 mg/L,
SO42-:42 mg/L;表面活性剂:甜菜碱,重烷基苯磺酸盐,石油磺酸盐,低浓度瓜尔胶配方:0.3%HPG+0.5%DL-15+0.35%交联剂+0.03%过硫酸铵。
实验用油为模拟油:一厂外输油与煤油按照1.3︰1配置而成。
在45 ℃时,模拟油密度为0.76 g/mL,粘度为3 mPa·s。
岩心采用天然露头岩心。
1.2 实验仪器
界面张力仪,恒温箱,搅拌器,粘度测量仪
1.3 实验方法
1.3.1 润湿性的测定
实验所用岩心为天然露头岩心,采用老化的方法进行测量。
老化的时间在20 h左右。
将岩心放入地层水、带有表面活性剂的水溶液、带有表面活性剂的低浓度瓜尔胶压裂液中,分布测定岩心的自吸排油量、驱替排油量、自吸排水量和驱替排水量,经计算得出岩心的相对润湿指数[3]。
1.3.2 界面张力的测定
将三种表面活性剂分别加入到水和低浓度瓜尔胶中配成溶液,测量这几种溶液与模拟油之间的界面张力值。
1.3.3 渗吸实验
将岩心抽真空后烘干,饱和地层水,在45 ℃下饱和模拟油。
将处理好的岩心放入渗吸瓶中,渗吸瓶中装入适量渗吸液。
渗吸过程中,由于岩心吸水排油及油水的重率差,使析出的油滴上浮。
从渗吸瓶中读出析出油的体积(图1)。
2 实验结果分析
2.1 润湿性
通过岩心对比,非离子表面活性剂(SB)溶液未将岩性转换成亲水的状态,而两种阴离子表面活性剂(ZPS,SDBS)起到了润湿反转的作用岩心在加有表现活性剂的渗吸液采收率高于未加表面活性剂的渗吸液。
说明岩心的原始润湿性影响采收率,在驱油过程中,注入地下的液体易于驱走亲水油层内的油,而亲油油层内的油则不易驱出。
通过实验结果,观察出由于注入渗吸液时流体的分布状态、流动特点和毛细管力吸水排油作用的不同。
亲水岩心比亲油岩心的渗吸效果好(表1)。
2.2 界面张力
具有相同润湿性的岩心在带有表面活性剂的溶液中渗吸采收率最高。
当油水界面张力值变低时,降低了油滴通过孔喉产生的阻力,此时的阻力由贾敏效应引起。
表面活性剂把残余油从岩石的壁面剥落,使残余油发生流动,增大了油相渗透率,却未改变水相的渗透率。
注入表面活性剂的体系降低了油水界面张力值,6号岩心实验发现,油滴从顶端和侧面析出,可见溶液将残余油向着流动的方向将其拉成油丝甚至拉断并乳化成细小的油珠,从而可以被溶液驱走。
界面张力值的降低,使细小的油珠在孔喉处的贾敏效应越小,油珠易从小孔道中采出,同时残余油饱和度大幅度下降。
因此,油水界面张力值越低,采收率越高(表2)。
2.3 渗吸机理分析
实验中,岩心亲油,毛管力为水驱时的阻力。
对于亲水岩心,毛管力为水驱时的动力。
三种表面活性剂的界面张力值在0.013~0.019 mN·m-1之间,达到了10-2数量级,由于在亲水岩心中,接触角的增大界面张力值也增大,根据实验参数算得的NBm-1值为有利的渗吸驱油值(临界值>5)。
水相在受到毛管力时,进入到岩心中,而油相则从孔道中相反的方向驱走,实质上是一种逆向油水交换的过程,称为逆向渗吸。
加入表面活性剂的低浓度瓜尔胶压裂液对水窜通道起到了一定的封堵作用[5],改善了吸水剖面,提高注入液体的波及系数[6](表3)。
低浓度瓜尔胶压裂液促使了深部液流方向的改变,使表面活性剂能够进入岩心渗透率较低的部位,进而使毛管数增多降低了残余油饱和度,提高了采收率。
3 结论
1)渗透率相差不大润湿性不同的低低渗透率岩心,亲油性增强,束缚水饱和度降低。
润湿性油相采收率影响很大,弱水湿状态下的岩心采收率最高,中性润湿状态的岩心次之,亲油岩心采收率最低。
2)不同表面活性剂驱油机理和提高采收率的程度有所差异,注入表面活性剂溶液可以显著的降低残余油饱和度。
3)低浓度瓜胶压裂液中加有表面活性剂,不仅仅是压裂液调驱和表面活性剂驱油的叠加,而溶液在岩心中运移的过程中发挥了化学驱油作用,又提高了洗油效率。
在充分发挥表面活性剂降低油水界面张力、改变岩心润湿性的同时又达到了提高采收率目的。
参考文献:
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