現在稠油開采基本上依靠熱力采油方法,包括熱水驅､蒸汽吞吐､蒸汽驅､火燒油層等,以蒸汽吞吐和蒸汽驅為主｡在注蒸汽開采過程中,稠油與蒸汽密度和粘度的差異常導致蒸汽重力超覆和指進,蒸汽體系波及系數降低｡在蒸汽所波及的區域,受巖石 原油 水體系界面特性的影響,有很大的一部分稠油不能從巖石表面剝離下來,降低了原油的最終采收率｡從上世紀70年代后期開始,針對注蒸汽采油方法中存在的問題,出現了一種新的稠油開采方法———熱 化學復合開采技術,即在注入蒸汽時有目的地加入一些化學劑以改善熱力采油的效果,如加入泡沫劑調整蒸汽的注入剖面,加入薄膜擴散劑改善油層巖石的潤濕性及界面張力｡
為提高蒸汽吞吐采收率,測試了HD-1､HD-2兩種表面活性劑的理化性能,并進行了蒸汽表面活性劑復合驅替實驗,研究了表面活性劑濃度對其理化性能和原油采收率的影響｡
1 實驗材料
1.1 表面活性劑
實驗用表面活性劑HD-1､HD-2由山東寧津化工廠生產,勝利油田現河采油廠提供,為磺酸鹽類陰離子表面活性劑,外觀分別為黃褐色､紅褐色液體,能與水完全互溶｡
1.2 實驗用油
實驗用油有兩種,界面張力測量和靜態浸出實驗用油為煤油;降粘率測定和動態驅油實驗用油為勝利油田草16井脫水原油,在
1.3 實驗用水
兩種實驗用水均取自勝利樂安油田,礦化度及離子組成如表1｡其中水樣1礦化度較低,且不含二價陽離子;水樣2礦化度較高,含有二價陽離子｡
2 表面活性劑理化性能
2.1 油水界面張力
表面活性劑分子在界面上定向吸附引起界面凈吸引力變化,使界面張力降低｡油水相間界面張力的降低在蒸汽吞吐過程中有以下作用:①大大降低產生泡沫所需作的表面功,使泡沫易生成;②降低乳狀液的界面能即生成乳狀液所要作的界面功,使乳狀液易生成;③大大減少把油滴從巖石表面拉開需克服的粘附功,提高蒸汽驅中熱水的洗油能力;④使毛細管阻力減小,提高蒸汽的波及系數｡表2給出了HD-1和HD-2兩種表面活性劑不同濃度水溶液與煤油間的界面張力｡表面活性劑溶液用水樣1配制,界面張力值是在
由表2所列結果可以看出:HD-1和HD-2是兩種較好的驅油劑,可使不含鈣鎂離子的較低礦化度地層水與煤油間的界面張力大大降低,在相同濃度下HD-1降低油水界面張力的能力比HD-2要強一些｡
2.2 降粘率
用礦化度較低的水樣1配制表面活性劑水溶液,與草16井脫水原油按3∶7的體積比混合,充分攪拌,觀察乳化狀況,用NDJ-75型旋轉粘度計測量生成的乳狀液的粘度｡根據乳狀液粘度的大小選擇測量粘度時的剪切速率,粘度在10—100mPa·s時剪切速率為2000s-1,粘度在100—1000mPa·s時剪切速率為350s-1,測量溫度為
表3結果表明表面活性劑HD-1､HD-2都具有很好的降粘能力,在較大的濃度范圍內,降粘率都在90%以上｡比較而言,HD-2的降粘效果更好,降粘效果較好的濃度范圍也更大｡HD-1在濃度大于
2.3 礦化度的影響
地層水的礦化度尤其是地層水中二價離子的存在對表面活性劑的作用影響很大｡用礦化度較高的水樣2配制兩種表面活性劑溶液,測量降粘效果,結果如表4｡通過與表3結果的比較可以看出這兩種表面活性劑的耐鹽性較差,在較高礦化度特別是較高二價離子濃度條件下幾乎不具有降粘效果,甚至產生乳化反相的情況｡
2.4 熱穩定性
將HD-1､HD-2放于密封的不銹鋼容器中,內充氮氣以防高溫氧化,在
從表2可以看出,熱處理后,兩種表面活性劑水溶液與煤油間的界面張力都有所增大,其中HD-2增大較多,但仍然遠小于地層水與煤油間的界面張力｡從表5所列降粘效果來看,熱處理后HD-1的降粘效果仍然很好,只是在濃度較低時稍變差,而HD-2的降粘效果變得較差｡需要說明的是:HD-2熱處理時為間斷加熱,所記錄的熱處理時間是電源開啟時間的累加,實際上,電源斷開時加熱爐溫度仍然在
3 驅油實驗研究
3.1 靜態浸出實驗
實驗巖心為由石英砂制作的膠結巖心,膠結劑為環氧樹脂,巖心長
實驗結果如表6。
由結果可知,HD-1､HD-2水溶液對油的浸出率都很高,這是表面活性劑降低了油水界面張力,改變了巖石潤濕性的結果｡地層水對油的浸出率僅為1.45%,兩種表面活性劑水溶液在3種濃度下浸出的油量都在17%以上,相對于地層水的浸出率增加了十幾倍,并且隨著表面活性劑濃度的增加,浸出率增加｡
3.2 動態驅油實驗
蒸汽/表面活性劑復合驅替實驗裝置是在蒸汽驅替設備基礎上改裝的,如圖1所示｡
巖心為干凈石英砂裝填的松散巖心,長
表7是驅替實驗用巖心記錄｡兩種表面活性劑溶液的濃度選取如靜態浸出實驗,各取3種｡
圖2和圖3分別是蒸汽/HD-1和蒸汽/HD-2復合驅替采收率曲線｡
由圖看出復合驅的采收率都大于單純蒸汽驅的采收率｡其中HD-2的采收率隨濃度的增大而增大,這與靜態浸出結果相一致,HD-2溶液濃度為0.2､0.5､
以上實驗結果表明,表面活性劑HD-1和HD-2是有效的稠油乳化降粘劑和注蒸汽驅油添加劑｡
