三元复合稠油化学降粘的室内研究

化学剂对复合体系表观粘度影响研究张尚武(中石化华北局盐池采油厂,宁夏盐池　751506) 摘　要:本文针对化学剂对三元复合驱体系的表观粘度的影响进行研究,通过实验验证了在三元复合体系中碱为相对分子质量非常低的无机盐,表面活性剂为平均当量只有200～550的低相对分子质量的化学剂。

它们本身对溶液粘度没有贡献。

但是,它们对含有聚合物的三元复合体系的粘度有影响。

无论加入的聚合物是部份水解聚丙烯酰胺HPA M 还是疏水缔合聚合物AP -P 4。

关键词:表观粘度;三元复合驱;驱油效率 中图分类号:T E357.46+3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0005—02 表面活性剂-碱-聚合物(ASP)三元复合驱油技术作为近些年发展起来的三次采油新技术,已从室内配方研究推广到了大规模的矿场试验及工业化应用阶段。

在三次采油方法中,由于地层的非均质性,要求注入的驱油体系必须具有一定的粘度,因此,通常加入一定量的聚合物,例如部份水解聚丙烯酰胺、疏水缔合聚合物以及其它可以增加溶液粘度的物质来改善驱油体系与原油的流度比。

因此,研究聚合物与碱和表面活性剂等化学剂之间的相互作用,对于矿场试验的流度设计具有十分重要的意义[1]。

1　实验准备实验仪器:体系粘度由Br ookfieldDV-III 型粘度计测定;实验在温度(45℃)下进行,聚合物:西南石油大学生产的水缔合聚合物AP -P 4、大庆生产的HPAM 部分水解聚丙烯胺聚合物,表面活性剂:大庆生产的CDS-1石油磺酸盐,碱:工业NaOH,实验用水为盐池采油厂采出水。

2　结果与讨论在绝大多数油层非均质变异系数的0.65—0.85的范围内,体系粘度对驱油效果的影响最大(如图1所示)。

因为,在注入许可的条件下,只有当体系粘度达到一定程度后,才能使具有驱油效率的碱/表面活性剂溶液进入到渗透率相对较低的层位和部位,而这部分层位和部位往往是水驱很难将这部分油驱出。

化学剂对三元复合驱体系性能影响的研究李欣欣【摘要】三元复合体系粘度、与原油闻的界面张力以及乳化能力对驱油效果有直接的影响,并且已经成为评价三元复合驱体系性能的重要指标.本文主要研究了复合体系中各种化学剂对体系性能的影响规律,并对影响机理进行了初步的探讨.研究结果表明,NaOH与原油易生成W/O型乳状液,碱和表面活性剂浓度对平衡界面张力有很大的影响,且二者均存在最佳浓度范围.碱的加入可以使聚合物溶液的粘度大幅下降,表面活性剂却可以使溶液粘度小幅上升.矿化度的增加可以引起聚合物溶液粘度下降,2500万HPAM的三元复合体系受矿化度影响较小,而疏水缔合Ⅰ型三元复合体系的粘度随着NaCl浓度的增加而增加.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】4页(P4-7)【关键词】三元复合驱;化学剂;粘度;界面张力;原油乳化【作者】李欣欣【作者单位】大庆油田勘探开发研究院,黑龙江大庆163712【正文语种】中文【中图分类】TE357.46+3三元复合驱（alkali－surfactant－polymer flooding，ASP）是20世纪80年代在二元复合驱基础上发展起来的新技术，该体系综合发挥了聚合物、碱和表面活性剂的协同效应，通过提高驱油效率和其在油层中的波及系数而大幅度提高原油采收率［1］，作为一种既经济又有效率的三次采油技术被各大油田广泛采用。

三元复合驱技术克服了聚合物驱只是扩大驱替液在油层中的波及体积，不能降低油层的最终残余油饱和度的缺点，其不仅能与原油形成超低界面张力，而且还具有较高的粘度，可大幅度提高原油采收率。

因此，其良好的驱油效果引起了国内外学者的广泛关注［2］。

评价三元复合驱体系性能的主要指标有：三元复合体系与原油间的界面张力、体系粘度以及原油与体系的乳化能力等［3］。

本文系统的研究了碱、盐、表面活性剂等化学剂对油水界面张力、三元复合驱体系粘度、原油乳化程度的影响，并对影响机理做了初步的探讨。

三元复合驱技术研究摘要:三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。

它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。

关键词：三元复合驱；成垢；技术三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。

它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。

但是，在驱油体系注入地层的过程中，当碱性的化学剂注入地层后，受地层温度、压力、离子组成和注入体系的pH值等因素的影响，与地层岩石和地层水发生包括溶解、混合和离子交换在内的多种反应。

一方面，碱性三元液中的钠离子与粘土中的钙、镁离子发生置换，形成钙、镁的氢氧化物沉淀；另一方面，在地层岩石组分中有长石、伊利石、高岭石、蒙脱土等，碱也能与这些组分作用生成Si、Al等离子，进入地层水中，打破地下液体原有的离子平衡，随着地层条件的改变又形成新的矿物质沉淀，产生大量的硅铝酸盐垢。

这些由于碱的存在而引起的垢沉积，不仅造成卡泵现象，影响抽油机的正常生产及试验的顺利进行，而且还会堵塞油层孔隙，降低驱油剂的波及系数，并使油层受到伤害，影响最终采收率。

我国大庆油田已完成的5个三元复合驱先导性矿场试验,使用NaOH的为4个试验区,在这4个试验区中,除杏五区外,均不同程度地出现结垢现象,结垢发生在采出环节,包括油井近井地带、井筒举升设备和地面集输设备,以中心采出井最为严重,也最为典型。

因此，确定三元复合驱的成垢条件及界限，研究三元复合驱过程中垢的形成机理，找出对策，保证三元复合驱技术的成功有重要意义。

一、结垢状况分析为了确定三元复合驱垢样的晶型及组成，了解试验区的结垢情况，对试验区垢样进行分析。

（一）垢样分析取三元复合驱矿场试验区垢样，如采用大庆油田采油四厂杏二西三元复合驱扩大性矿场试验区垢样为例。

具体过程为：采用-射线衍射进行物相分析，确定矿物的晶型，用-光电子能谱确定元素组成，用化学分析法确定典型氧化物的含量。

第44卷第1期 当 代 化 工 Vol. 44，No.1 2015年1月 Contemporary Chemical Industry January，2015收稿日期： 2014-06-20 作者简介：徐子健（1990-），男，河北廊坊人，硕士生，研究方向：油气田开发工程。

E-mail：guanyu9008@。

通讯作者：潘一（1976-），男，副教授，博士，研究方向：油气田开发工程。

E-mail：panyi_bj@。

三元复合驱油机理实验研究徐子健，王 斅，王 云，潘 一（ 辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）摘 要： 三元复合驱提高采收率技术于上世纪80年代开始广泛应用，指碱剂、表面活性剂、聚合物按一定比例混合作为注入液注入地层。

相对于热水驱及一、二元三元复合驱，三元复合驱能更好的降低油水间的界面张力，扩大波及体积，因此具有更好的开采效果。

通过三维井网模型实验，与热水驱实验结果进行对比，分析了宏观和微观角度下的三元复合驱提高采收率机理。

关 键 词：三元复合驱油；物理模拟；采收率；机理分析中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）01-0024-03Experimental Study on the Mechanism of ASP FloodingXV Zi-jian ，WANG Xiao ，WANG Yun ，P AN Yi（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China ）Abstract : ASP flooding enhanced oil recovery technique is to inject the mixture of alkali, surfactant and polymer into the formation; it has been widely used since 1980s. Among all kinds of flooding techniques, ASP flooding can best reduce the interfacial tension between oil and water, and expand swept volume, so it has the best exploitation effect. In this paper, based on three-dimensional network model experiments, compared with hot water flooding experimental results, EOR mechanism of ASP flooding technique was analyzed from the macro and micro perspectives. Key words : ASP flooding ；Physical simulation ；Recovery ratio ；Mechanism analysis三元复合驱是一种进一步提高水驱油藏采收率的重要方法[1]。

稠油降粘技术研发及应用稠油是指粘度较高的原油，在开采和输送过程中常常会出现降粘的需求。

稠油降粘技术的研发及应用对于提高油田开采效率、降低成本、延长井寿具有重要意义。

本文将从稠油降粘技术的研发背景、主要方法及其在工业领域的应用等方面进行介绍。

稠油降粘技术的研发背景随着全球能源需求的不断增长，传统石油资源逐渐减少，油田产量的稳定提高成为各国的共同目标。

然而，稠油的开采和输送过程面临着粘度高、流动性差等问题，降低了开采效率和输送能力，增加了生产成本。

因此，稠油降粘技术的研发成为了当前石油工业领域的研究热点之一。

稠油降粘技术主要方法稠油降粘技术主要包括物理方法、化学方法和热力学方法三种方法。

物理方法是通过机械能、超声波等手段对稠油进行物理作用，改变其粘度。

常用的物理方法包括剪切、振荡、高压处理等。

剪切是通过搅拌、搅拌、搅拌等手段将稠油进行物理剪切，使其粘度降低。

振荡是通过振动装置对稠油进行振动，改变其分子结构，降低粘度。

高压处理是通过对稠油施加高压力，增加其流动性。

化学方法是通过添加特定的化学物质，改变稠油分子结构，降低粘度。

常用的化学方法包括添加表面活性剂、添加溶剂、添加改性剂等。

表面活性剂的添加可以改善稠油和水的亲和性，使其形成胶状液体，降低粘度。

溶剂的添加可以改变稠油的分子结构，使其变得更加流动。

改性剂的添加可以通过改变稠油分子链的结构和长度，降低粘度。

热力学方法是通过对稠油进行加热处理，改变其粘度。

热力学方法主要包括低温处理和高温处理两种。

低温处理是通过将稠油降至低温，使其粘度降低。

高温处理是通过对稠油进行加热，使其分子运动加快，粘度降低。

稠油降粘技术在工业领域的应用稠油降粘技术在工业领域的应用主要体现在油田开采和输油管道输送方面。

在油田开采方面，稠油降粘技术可以提高开采效率，降低生产成本。

降低原油粘度后，可以提高油井的产量，延长油井寿命。

此外，稠油降粘技术还可以解决开采过程中产生的沉积、堵塞等问题，保证油井的正常生产。

稠油的乳化降粘法
稠油的乳化降粘是一种将稠油转变成小分子悬浮分散体系以降低粘度的方法。

乳化降粘技术可以有效地改善稠油的流动性，从而提高稠油的利用率。

乳化降粘技术基本原理是利用乳化剂及其氧化的过程，分散稠油中的固体和液体成份。

通过在乳化剂和稠油中引入低分子量的表面活性剂，形成稠油-乳化剂-表面活性剂三元体系，从而使稠油溶解在乳化剂中，改变粘度。

在乳化剂和表面活性剂的作用下，将稠油本身、水和乳化剂融合在一起，使其变成稠油的乳状液，从而达到改变稠油的粘度。

事实上，乳化降粘技术也有一定的局限性，主要是乳化剂添加量越大，稠油的分散性越好，粘度的降低越明显，但乳化剂添加量也有一定的上限；另外，乳化降粘也可能会带来含水量的增加，这可能带来其他影响，从而导致稠油加工工艺难度增加等问题。

因此，要想利用乳化降粘技术进行稠油处理，除了要掌握乳化降粘技术的基本原理，还要充分考虑乳化剂添加量协同作用所带来的影响，以及预防并克服上述局限性。

稠油开采中降粘技术研究进展摘要：国内稠油资源丰富，先后在12个盆地发现了70多个重质油田，全国已探明控制储量约16×108t[1]。

随着常规油可开采储量的减少，国内能源供应日趋紧张，有效、经济地开采稠油越来越受到重视。

但是，由于稠油高粘度和高凝固点，流动性差，不易开采。

降粘、改善其流动性是稠油开采的关键。

目前国内外稠油开采过程中采用的降粘方法主要有：物理降粘(加热降粘法、掺稀降粘法)、化学降粘法(加碱降粘、降凝剂降粘、表面活性剂降粘、油溶性降粘剂降粘)、改质降粘法、微生物降粘法。

关键词：稠油开采；降粘技术；技术进展1导言我国的稠油资源丰富，但由于粘度高，流动性差，增加了稠油开采和集输的困难，为了改善稠油的开采和集输，必须研究稠油的性质和稠油的降粘工艺技术。

稠油之所以稠，主要是稠油中的胶质、沥青质含量高，胶质、沥青质含量越高，油的粘度也就越高，即油越稠。

原油中的胶质、沥青质并不是单一物质，它们是结构复杂的非烃化合物的混合物，胶质的相对分子质量较低，溶于油，而沥青质的相对分子质量较高，是胶质的进一步缩合物，不溶于油，分子中稠环部分成片状。

2 稠油的性质特点稠油是指在油层温度下粘度大于100mPa.s的脱气原油，但通常都在1Pa.s以上。

相较于普通轻质原油，稠油有其自身特性：粘度高、密度大(克拉玛依油田九区稠油在50℃时，平均粘度为452029mPa.s)；胶质和沥青质含量高；粘度会对温度变化较敏感；O、S、N等杂原子以及Fe、Ni、V等金属元素含量较高，蜡含量低。

但我国部分油田如大庆、华北、中原等，其稠油蜡含量较高，大于10%。

3 稠油开采中降粘技术3.1加热降粘技术稠油热力降粘开采是应用了稠油对温度高敏感性，即稠油温度越高粘度越小，即应用工艺手段使稠油油层温度提高，胶质分子间、沥青质分散相间和胶质分子与沥青质分散相间通过氢键和分子纠缠而产生结构的作用力减弱，稠油中的结构被破坏，使粘度明显降低，提高油层流动性来开采稠油，在一定温度的范围内，温度升高稠油粘度将明显下降，即温度每升高10℃，稠油的粘度约下降一半；当结构完全被破坏时，稠油粘度就随温度的升高而降低得很小，即超过一定温度范围，温度继续升高，稠油的粘度降低很小。