【摘要】：本課題以大慶油田北二西試驗(yàn)區(qū)石油磺酸鹽表面活性劑弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)的采出液和采出水為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)驅(qū)油劑返出高峰期的采出液和采出水性質(zhì)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),考查該采出液和采出水的pH值、礦化度、組成、相結(jié)構(gòu)及分離特性,再通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和理論分析,研究了驅(qū)油劑中堿、表面活性劑和聚合物三種物質(zhì)單獨(dú)和不同組合對(duì)采出液的油水分離特性、界面性質(zhì)、體相流變性的影響。通過(guò)模擬三元復(fù)合驅(qū)注入液中水相微乳液的演變過(guò)程,探索了三元復(fù)合驅(qū)采出水中納米和亞微米尺度油滴的來(lái)源和形成機(jī)理。并通過(guò)研究復(fù)合驅(qū)采出液的油水界面性質(zhì)和流變性質(zhì),確定了影響該弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液油水分離特性的主要因素,探求了石油磺酸鹽表面活性劑弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)的采出水的特性、成因以及難以處理的原因,提出了改善油水分離效果的解決辦法。在三元復(fù)合驅(qū)采出水的剖析中發(fā)現(xiàn)了粒徑為0.08μm~1μm的納米、亞微米油滴,這些油滴形成了O/W型、W/O/W型等多重乳狀液,油滴的大小與部分水解聚丙烯酰胺分子線團(tuán)高度重合,一直未被認(rèn)定是乳狀液的分散相。由于這些油滴粒徑小,聚并和浮升能力差,用常規(guī)的處理工藝難以除去,導(dǎo)致采出水中的含油量遠(yuǎn)超回注地層水的控制指標(biāo)。堿對(duì)三元復(fù)合驅(qū)采出液的形成和穩(wěn)定主要有兩方面作用:(1)降低油水界面張力,使采出液乳化程度增大,油珠粒徑變小;(2)高含量的堿壓縮油水界面擴(kuò)散雙電層,減弱油珠之間的靜電斥力,促進(jìn)油滴之間的聚集和聚結(jié)。這兩種相反作用的疊加結(jié)果使得采出液相分離過(guò)程中的水相含油量隨堿含量增加而降低。石油磺酸鹽表面活性劑在O/W型石油磺酸鹽表面活性劑弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液乳化和失穩(wěn)過(guò)程中的作用主要有三個(gè)方面:(1)降低油水界面張力,使采出液乳化程度增大,油珠粒徑變小;(2)增大油珠表面的過(guò)剩負(fù)電荷密度和油珠之間的靜電斥力,阻礙油珠的聚集和聚并;(3)通過(guò)Marangoni效應(yīng)阻礙油滴聚并過(guò)程中平板水膜的排液,增加穩(wěn)定性。以上三種作用都是使采出液相分離過(guò)程中水相的含油量隨表面活性劑含量增大而增大。聚合物在O/W型石油磺酸鹽表面活性劑弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液乳化和失穩(wěn)過(guò)程中的作用主要有兩個(gè)方面:(1)增大水相粘度,使采出液乳化程度增加,油珠粒徑變小,油珠上浮速度下降;(2)通過(guò)空位絮凝作用促進(jìn)油珠的聚集和聚并,使油珠上浮速度增加。在這兩種相互對(duì)立作用的共同影響下,使采出液相分離時(shí)水相含油量隨聚合物含量增大呈現(xiàn)先降低后增大的變化趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)ASP注入液在油藏中運(yùn)移和地面集輸過(guò)程中演變的模擬實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)在表面活性劑濃度低于臨界膠束濃度的石油磺酸鹽表面活性劑弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出水中,有數(shù)量可觀的納米、亞微米尺度油滴,是ASP注入液中的膨脹膠束在表面活性劑濃度降低至臨界膠束濃度以下時(shí)發(fā)生崩潰的結(jié)果,膨脹膠束崩潰時(shí)釋放出其中增溶的原油形成了粒徑小、高度分散的油滴。如何有效地去除這些納米、亞微米尺度的油滴,是影響這種采出水能否回注達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。采用具有水溶性嵌段聚醚和聚丙烯酸衍生物結(jié)構(gòu)的非離子型表面活性劑與具有良好脫水作用的油溶性嵌段聚醚成分的活性劑等復(fù)配制成的油水分離劑SP1013,能高效地促進(jìn)油滴特別是小油滴與大油滴之間聚并,顯著提高油水分離效果。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)應(yīng)用上,將加藥點(diǎn)從轉(zhuǎn)油站前移到油井井口,在管道集油輸送過(guò)程中,采出液與化學(xué)藥劑在這段時(shí)間進(jìn)行剪切和反復(fù)混合,大大增加了油滴之間的碰撞機(jī)會(huì),強(qiáng)化了大油滴對(duì)小油滴的捕獲和聚并,有效減少了三元復(fù)合驅(qū)采出液和分離采出水中納米、亞微米尺度油滴的數(shù)量,降低后續(xù)采出水的除油難度。本論文的研究可以為使用同類(lèi)型驅(qū)油劑采出液的油水分離和采出水的深度處理提供理論和技術(shù)上的指導(dǎo)。
【圖文】：

微吸液管技術(shù)證明油水乳狀液界面保護(hù)層的存在Figure1-1Technologyprovetheexistenceofoil-wateremulsioninterfaceprotectivelayermicro

乳狀液相對(duì)粘度隨分散相濃度的變化曲線
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X741

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2689838