表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理
生物表面活性剂降压增注技术
生物表面活性剂降压增注技术技术原理:当油层的油气进行渗透时,在岩石—原油—水系统的界面现象起着在液体和固体直接接触时,在固体的表面上选择性地吸附液体的某些组分,使液体的某些成份在这里浓缩,形成一个其物理化学性质有别于液体体相性质的薄液体层,称之为边界层。
在边界层内原油的组分呈现出有规律的变化,在越靠近固体表面的地方,胶质和沥青质的含量越大,在远离固体表面的地方,边界层内原油的组分逐渐过渡到原油体相的组分。
这表明,在离固体表面不同的地方,原油边界层有不同的结构力学性质。
不同的压力梯度只能驱动具有相应结构力学性质的原油,不同结构力学性质的原油有各自相应的极限剪切应力。
当剪切应力等于或小于这个极限剪切应力时,该原油是不能流动的。
这就是低渗或特低渗油层中渗流时呈现某种启动压力梯度的根本原因。
微生物制剂中有有机酸、有机溶剂、表面活性剂和活菌体组成,这些有机代谢产物对于清除岩石表面的原油边界层、降低毛管力、改善油水渗特征具有良好的效果。
微生物制剂中含有的大量的活菌体,它们能以岩石表面吸附层的原油为营养源而生长繁殖,因此将会对原油边界起到直接破坏作用。
边界原油的清除,将大大降低启动压力,改变油水渗流规律,起到降压增注效果。
微生物制剂中的生物表面活性剂和保护段塞中的表面活性剂能够吸附到岩石表面,改变岩石表面的润湿性,使岩石表面呈现强亲水特性。
对于具有亲水特性的孔隙介质表面,当油水两相渗流时,原油与岩石表面的粘附力会大大减弱,宏观上表现为油水流动阻力降低,注入压力下降,表面活性剂的存在,降低了油水界面张力,使水井井底附近的原油可能克服由第三毛管力所形成的贾敏效应而通过喉道,达到了疏通的目的。
性能指标:(1)矿场试验有效率80%以上;(2)矿场试验有效期6个月以上;(3)矿场试验工艺成功率90%;(4)注水量、注入压力下降1-2Mpa以上,或注入压力不变,注水量超过原子核注水量25%以止;(5)投入产出比利1:2以上;创造性和先进性:该技术首次将生物与化学技术创造性有机结合在一起、并将微生物技术首次应用在油田注水井的降压增注领域、属国内首创。
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
科技 曩向导
◇ 能源科技◇
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
洪 伟 金 燕 波 ( 国石 化 江 汉 油 田 分公 司江 汉 采 油 厂 湖 北 中 潜江 432 3 1 3)
【 摘 要】 对江汉油田部分注水井注入压力高、 针 注水驱 替效 率低及套损并不断增加情况 , 开展 了 面活性 降低 注入 井注入压 力实验研 究. 表 室 内进行 了表面活性 剂体 系表 面张力、 面张力稳 定性能研究 . 界 在天然岩心上进行 了表 面活性 剂体 系降低驱 替压力物理模 拟 实验及确定现 场 注入参数 实验研 究。实验 结果表 明, 究出的表面活性剂体在试验 温度 8 ' , 研 5C 使用量 5P m条件 下油水界 面张力达到 1m m数量级 . 面  ̄ 0P 0 N/ 表 张力  ̄3mN/ < 0 m。岩心驱油降压物理模拟 实验 。后续水驱潜压 力下降 3 %以上 。进行 了4口井现场试验 , O 两口井见到 了表面活 - l t# 降压效果。  ̄ 【 关键词】 表面活性剂 ; 透油田; 面张力 ; 低渗 界 注入压力 ; 日注入 量
O . 8
2 - 24
J22 T 0
2 . 69
2. 71
3 . 22Βιβλιοθήκη 3. 21 3 l 7
3 l7
3. 1 3 . 7 16
从表 1 分析看 出. 0 的表面张力 随浓度 的增加而降低 .当浓 J 1 W2 度 达到 04 .%时处于稳定 : 2 2的表面张力 在 5 P m效果较好 J 0 T 0P 图 2 界 面 张 力与 时 间关 系 曲线 13与煤 油 、 油 界 面 张 力 的 测 定 _ 原 由图 2可 见 .活性 剂 的界 面 张力 随着 时 间 的增 加 而 下降 . 到 室内选取 四种表面 活性 剂与煤 油和原 油进行 界面 张力 的测 定 . 0 n左 界 mN m 随着 时 间 的 增 加 . 面 张 力 逐 界 J 0, W2 1 、石油大学样 品、T 0 J2 2和 DA,试 验介质为 自来水 ,试验温度 1mi 右 . 面 张 力 达 到 l / 以下 . 到 0 i 左右界面张力达 到最低值 。 之后 . 界面张力值基本达 7 ℃。表 2是界面张力测定结果 . l为不同浓度表面活性剂对界面 渐下降. 6 m n 0 图 到稳定 . 处于动态平衡 张力的影 响曲线 15表面 活 性 剂 岩 心 试 验 . 表 2 界 面 张 力 测 定 结 果 试验在岩心 内人为地形成流体堵塞 .然后用活性剂处理岩心 . 分 与原油的 别在下列各 阶段测定岩心 的渗透率 . 来确定体系的降压效果 : 与煤油 的界面张力 . N m m / 界 面张力 . 形成流体堵塞之前 mN m / 浓 度 % 形 成流体堵塞之后 . 体系处理之前 J 0 石油大学样 品 W2 1 D J22 A T 0( 浓度 石油大学 体系处理之后 %1 样 品 岩 心 选 择 : 西 l一 王 O 3井 岩 心 , 径 为 25 m, 度 为 5I. 直 . c 长 c1 l、 1 . 验 程 序 . 1实 5 O0 . 5 30 . 6 27 . 4 , 4 oo 0) . ( . 5 2 0 04 . 7
低渗透油藏高浓度表面活性剂体系降压增注试验研究报告
低渗透油藏高浓度表面活性剂体系降压增注实验研究冯岸洲,张建强,蒋平,仉莉,张贵才,葛际江(中国石油大学(华东>石油工程学院,山东青岛,266555>摘要:针对低渗透油藏注水井注入压力高的问题,开展了高浓度表面活性剂体系降压增注室内实验研究。
以增溶量为指标,通过微乳液配制方法,对阴离子和两性表面活性剂进行了筛选和配方优化,得到一种降压效果好的体系:13.3%表面活性剂HEX+2.23%正丙醇+4.47%正丁醇,其增溶量达0.66 g/g。
该体系耐盐性能良好,在1~200g/L含盐量范围内均能形成水外相微乳液。
该体系的矿场岩心驱替实验结果表明:注入的7.5 PV浓表面活性剂体系在岩心中与残余油形成水外相微乳液,降低水驱注入压力35%以上;浓度和注入段塞大小对降压增注效果的影响结果表明:该体系注入浓度为100g/L、注入段塞1 PV时便有很好的降压效果。
图8表4参8关键词:低渗透油藏;表面活性剂;降压增注;微乳液;复配体系中图分类号:TE357.46:TE39 文献标识码:A低渗透油藏储层渗透率低,孔隙度小,水驱残余油饱和度高,水相相对渗透率小,加之近井地带由水质问题导致的储层污染等都使得吸水能力变差,注水压力递增[1]。
这将会加大地层配注系统的负荷,增加注水能耗,同时长期高压注水易导致套管损坏。
截止2008年底,我国已探明的低渗透油田地质储量为141×108t,占全部探明地质储量的49.2%[2]。
因此,低渗油田的开发成为了目前石油工业面临的重要问题。
目前低渗透油田增注措施主要有酸化、压裂和补孔等,但都存在有效期短的不足[3]。
表面活性剂体系能够改善油水渗流特性,增大两相共渗区,特别是高浓度的表面活性剂体系,在近井地带遇油形成微乳液,增溶残余油,提高水相渗透率,是降压增注的有效方法。
本文针对胜利油区渤南油田低渗透油藏进行了高浓度表面活性剂体系降压增注室内研究,以增溶量为指标构建了具有较强增溶能力的体系,并进行了室内驱替实验。
《低渗透高温油藏活性水降压增注研究》范文
《低渗透高温油藏活性水降压增注研究》篇一一、引言在油气田开发中,低渗透高温油藏占据着举足轻重的地位。
然而,由于油藏的特殊性质,如低渗透性、高温环境等,给油气的开采带来了极大的挑战。
近年来,活性水降压增注技术作为一种新型的开采技术,受到了广泛的关注。
本文旨在探讨低渗透高温油藏中活性水降压增注的机理、实施方法及效果评估,为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、低渗透高温油藏特点低渗透高温油藏是指地下油层渗透率低、温度高的油气藏。
这类油藏的特点是储层物性差、原油粘度高、开采难度大。
在开发过程中,常常面临产量递减快、注水困难等问题。
因此,需要寻找有效的开采技术来提高采收率。
三、活性水降压增注技术概述活性水降压增注技术是一种通过注入特定配方的活性水,降低油藏压力、提高注水效率的技术。
活性水中含有特定的化学添加剂,能够改善储层的物理化学性质,降低原油粘度,提高油层的渗透性。
该技术具有操作简便、成本低廉、效果显著等优点。
四、活性水降压增注的机理研究活性水降压增注的机理主要包括以下几个方面:一是通过降低油藏压力,减小原油的流动阻力;二是通过活性水中的化学添加剂,改善储层的物理化学性质,提高油层的渗透性;三是通过增注活性水,提高注水效率,从而增加油气的采收率。
这些机理的共同作用,使得活性水降压增注技术在低渗透高温油藏中具有较好的应用前景。
五、实施方法与效果评估1. 实施方法:在低渗透高温油藏中,首先需要进行储层评价和配方设计,确定合适的活性水配方和注入量。
然后进行现场试验,通过注入活性水来降低油藏压力、提高注水效率。
在实施过程中,需要密切关注注入效果和安全性问题。
2. 效果评估:通过对注入前后储层物性、产量等指标的对比分析,可以评估活性水降压增注技术的效果。
一般来说,该技术能够显著降低原油粘度、提高油层的渗透性,从而提高采收率。
同时,还需要对注入过程中的安全性问题进行评估,确保技术的可靠性和可持续性。
六、结论与展望通过对低渗透高温油藏活性水降压增注技术的研究,我们可以得出以下结论:该技术能够有效地降低原油粘度、提高油层的渗透性,从而提高采收率。
低渗透油田双子表面活性剂降压增注实验研究
低渗透油田双子表面活性剂降压增注实验研究一、引言(1)研究背景及意义(2)研究现状与进展(3)研究目的和任务二、理论基础(1)低渗透油田特点及开发挑战(2)双子表面活性剂的特性和应用(3)降压增注技术原理综述三、实验设计与方法(1)实验对象及样品制备(2)实验设备和工具(3)实验方案及流程(4)数据处理和分析方法四、实验结果与讨论(1)单一剂体系的降压增注效果(2)双子表面活性剂和其他剂型的对比试验(3)对实验结果的分析和讨论五、结论与展望(1)降压增注实验的主要结论(2)未来研究方向和展望(3)研究工作的不足和改进措施附:参考文献一、引言(1)研究背景及意义随着人类对能源需求的不断增长,石油等化石能源的开采量逐年增加。
然而,随着时间的推移,大多数油田的产油率都会逐渐降低,尤其是低渗透油田,它们的油层渗透率低、地层压力小、油藏厚度窄等特点使得传统采油技术面临着很大的困难。
为了提高油田的开发效率,降低开采成本,石油工业迫切需要开发创新的措施和技术。
低渗透油田开发中需要面对的问题包括,水驱力不足、沉积环境复杂、地质条件复杂、含硫高等。
因此,开发高附加值的降压增注技术是解决低渗透油田开发难题的必由之路,其已经成为油田增油的重要方向之一。
降压增注技术是指使用人为的插层介质改变井内流动环境,降低油藏压力,控制过流方向,增加油层挤出、调节流体分布,提高采油、强化采收量的期望,又称为“辅助开采技术”。
该技术的核心思想是利用物理、化学等方法,改善油层内流动环境,扩大可开采面积和提高采收率,从而实现高效率、低成本的采油。
在油田降压增注技术中,表面活性剂是一种常用的增油剂。
表面活性剂在油、水、岩石三相接触面上形成的稳定吸附,可以改变油水的界面张力,提高油水的相互作用力,从而使得原本无法采出的残余油得到增采。
双子表面活性剂不仅具有表面活性剂的作用,在降压增注方面也发挥着独特的作用,被广泛应用于油田增油产业中。
本研究以双子表面活性剂为研究对象,探究其在低渗透油田的降压增注中的应用效果和机理,为低渗透油田的有效开发提供理论和实践依据。
低渗透油田双子表面活性剂降压增注实验研究
李瑞冬等. 低渗透油 田双子表面活性剂降压增注实验研究
低 渗 透 油 田双 子 表 面 活 性 剂 降压 增 注 实 验 研 究
李瑞冬 , 际江 , 葛 冯岸洲 , 王 冲 , 靳路超
( 中国石油大学石油工程学院 , 青岛 2 65 ) 65 5 [ 摘 要 ] 通过室 内实验考察 了 H双子表 面活性剂 在临盘低 渗透油 田的降压 增注效果 。H
表 2 H 表面 活性剂 们 双子 ∞驱替 降压 率
表面活性剂含量
O. 5 0 0. 7 05
0. 0 1
%
[ ] 罗跃 , 2 陈文斌 , 郑力军 , 降压增注技术在低渗透油 田的应 等.
降压率
l 6 7. 1 7 9. 2 9 2. 3 9 0.
用研究[ ] 断块油气 田, 0 , ( )7 7 . J. 2 81 2 : 0 5 2— 4 [ ] 崔长海 , 3 李新建 , 张英芝 , 新型活性剂体系在低渗透 油田 等.
学 ,0 6 2 ( ) 35— 0 . 2 0 ,3 4 :0 3 9
( ) H双子表 面活性 剂 与临低 渗 透 区块原 1对
油 间 的界 面张 力进行 了考察 , 现 H 双 子表 面 活 发 性 剂含量 为 0 0 % 一 . % 时 , 面 张 力 可 以 达 .5 03 界
[ ] 水玲玲 , 6 郑利强 , 赵剑 曦, 双子表面活性剂体 系的界面活 等. 性研究 [] 精细化工 ,0 1 1 ( ) 6 6 . J. 2 0 ,8 2 :7— 9 [ ] 冯玉军 , 7 孙玉海 , 陈志. 双子 表面活性剂的应用 [ ] 精 细与 J. 专用化学品 ,06,4:2—1. 20 1 1 8
低渗透油田表面活性剂降压增注技术及应用
21 0 0年 8 月
为 了更 好地 到达 降压 增 注 的效果 ,对 J 2 2的 浓 度进 行 T0
o. 4 0 5
优 化 。其 试 验 程 序 如 上 ,其 中
J 2 2的 浓 度 分 别 取 0 0 、 T0 .5 0 l 和 1 。 试 验 结 果 见 。 表 3。
表 面 活 性 剂 J 2 2作 为注 水 井 的 降压 增 注 剂 。 通 过 试 验 优 化 ,其 投 加 合 理 的投 加 浓 度 为 1 ,合 理 的投 加 T 0 周 期 为 5 8个 月 。 现 场 应 用表 明 ,该 活 性剂 体 系有 较 好 的 降压 增 注 效 果 。 ~
油 田某 区块 注水井 压力较 高 的问题进 行表 面活性 剂 降压 增 注室 内试 验 ,并将 试 验结 果 应用 到 实 际生 产 , 现场应用 取得 了较好 的应 用效果 。
1 表 面 活性 剂 的选 择 及 性 能评 价
1 1 表 面活 性剂 的静态评 价与 筛选 . 为 了筛选表 面 活性剂 对其进 行静 态评价 试验 ,油相 为油 井产 出的脱气 原油 ,水相 为 注入水 ,采用 界 面张力仪 测量不 同表 面活性 剂下 的油水 界面 张力 和气液 界面 张力 。其 结果 分别 见表 1 和表 2 。
表 1 油 水 界 面 张 力 测 试 试 验 数 据 表
序号 表 面 活 性 剂 /. 01 界 面 张力 / N ・ a r m 备 注
L D≤ 4和 椭 / 球 表 示 界 面 张 力 超 出 仪 器 测
量范围。
表 2 气 液界 面 张 力测 试 试 验 数 据 表
序 号 表 面 活 性 剂/ 0 5mg・ 界 面 张 力 / N ・m矗 L a r 1
表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用
表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用X陈 勇(长江大学工程技术学院) 摘 要:针对低渗透油藏在开发过程中所遇到的注水压力过高、注入水沿裂缝突进等问题,应用表面活性剂驱通过降低油水界面张力、增加毛管数,以达到提高驱油效率的目的。
关键词:低渗透油藏;表面活性剂驱;驱油效率 中图分类号:T E357.46 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)05—0118—01 低渗透油藏普遍存在着孔喉细小、渗流阻力大,只有较大的驱替压力液体才能流动。
为提高注水开发效果而增加注入压力,但注水压力高,易造成微裂缝开启,注入水沿裂缝突进,造成驱油效率低,波及体积小,且套损严重。
之所以会产生上述的情况,是因为在低渗透油层中,低渗透油层渗流时表面分子力、毛管力等对渗流起到实质性的影响。
低渗透油层的显著特征是低渗、低孔隙度、微观孔隙结构影响增强。
这样,孔道细小,孔喉作用增强,微观孔隙结构影响增强,高比表面这些特点就直接对流体产生明显影响,而且渗透率较低,这种影响愈强,使得渗流过程出现了较达西渗流更复杂的、更强烈的一些作用力。
由于高比表面,细孔道,表面分子力作用更为强烈,造成了“流动渗透率”的影响程度和影响速度域的加大,甚至微毛细孔道内液体的滞留、孔道结构复杂程度的增强使得孔喉控制作用加大,于是出现了渗透能力随压力梯度改变的非线性流动。
低渗透油层液体非达西型渗流特征反映了渗流过程中强烈的固液表面分子力的影响。
1 表面活性剂驱应用于低渗透油藏开发的优势以及国内外研究趋势通过上述分析,可以看出,由于表面活性剂溶液可降低油水界面张力,减小亲油油层的毛细管阻力、能增加毛管数及提高驱油效率性能。
因此,表面活性剂降压增注技术研究可以有效地提高低渗透油藏的开发效率。
从国外文献看:有关表面活性剂降压增注技术研究方面国外已在一些油田开展了先导性研究及矿场试验,并取得了成功经验。
《用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性高洗油效率表面活性剂复合物》[1]一文主要选择了用于不同地质条件下表面活性剂复合物,这些复合物溶于水中可使油水界面张力降到10-2-10-3mN/m,具有很强的增溶性。
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
捌_ 4 _ 1 年
C h i n a C h e m i c a l T r a d e
蟹窘 发
表 面 活性 剂 降压 增 注技 术在 低 渗 透油 田应用 研 究
刘金亮
( 中石 化胜利油 田有 限公司现 河采 油厂采 油一矿 采油二十 九 队。山东 东营 2 5 7 0 0 0)
一
三 、 现 场 试 验 及 应 用 效 果 分 析
在室 内研究 基础上 ,于 2 0 1 2年 6月 一 2 0 1 3 年 6 月在 史更 1 0 4 、史 3 - 6 一 斜 6两 口井 进行 了注入表 面活性 剂现 场试 验 ,在 注表 面活性 剂之 前对 两 口井 井进 行 了酸 化解 堵 预处 理 ,对 史 3 - 6 一斜 6 这 口新 井 进行 了洗 油防膨预处 理 ,之 后注入 表面 活性剂 。 根 据 岩 心 物理 模 拟 实验 结 果 ,并假 设 油 层 为 均 质 ,初 步 对 史 更 1 0 4 、史 3 - 6 一斜 6 两 口井一个 段塞 注入 量分 别确定 为 1 2 0 m。 、1 0 0 m , 注入 浓度为 0 . 2 %。史 更 1 0 4 井 和史 3 - 6 一斜 6井完 成注表 面 活性 N / m 数量级 ,且具 有较好 的界面张 力稳定 性 ,岩 心驱 油降压 物理 模 拟实验 ,后续 水驱驱 替压 力下降 3 0 %以上 。 2 . 岩心驱 油降压物 理模拟 实验 表明 ,驱替 表面活 性剂 5 - I O P V,对 岩 心 的降压 效果 较好 ,初 步确 定 表面 活性 剂用 量为一 个段 塞 处理 半径
2 . 1油水界 面张 力 采用 史 1 0 0 注 注入 水配 制表 面活 性 剂体 系溶液 ,油相 为史 1 0 0区 块 油井 原 油 ,利 用 T E X 一 5 0 0 型 旋 转滴 界面 张 力仪 分 别测 定 不 同盐 度
低渗储层表面活性剂降压增注技术优化
清洗世界Cleaning World 第35卷第9期2019年9月殊保节能文章编号:1671-8909(2019)9-0040-002低渗储层表面活性剂降压增注技术优化樊秀江,汪洋,唐耀辉,秦霖(延长油田股份有限公司七里村釆油厂,陕西延安717100)摘要:低渗透储层本身没有自然产能,必须通过酸化、压裂和压裂将其投入生产。
砂岩内部均匀性比常规砂岩要强,注水井吸水能力比常规砂岩差,随着注水时间的延长,注水井通常注水速率变慢,甚至造成注水时井口压力过高无法正常注入的情况。
为提高注水效果,基于表面活性的实验优选,在满足常规降压增注剂除垢和降低油水两相流界面张力的同时,增加防膨、阻止碳酸钙(硫酸钙)沉淀及螯合部分金属阳离子能力。
关键词:低渗油田;注水开发;增注措施;表面活性剂中图分类号:TE355.5文献识别码:A0引言注水是油田开发过程重要的增产技术措施,受注水开发过程储层物性以及注水过程诸多因素影响,在注水开发过程存在着因注水压力过大,从而导致含水上升过快以及水驱动程度相对偏低等的难题,影响油田整体开发效果。
为了解决在开发过程中遇到的油井单井产量偏低以及注水欠注等一系列问题,水力压裂技术、酸化解堵增注、活性纳米材料增注技术、井网加密等技术措施被应用到实际生产中。
对于增注工艺技术,国内外大量学者已经进行了较多的研究和实施,其中对于活性纳米材料增注技术是热点研究问题,活性纳米材料主要组成成分是二氧化硅,因而其在憎水亲油方面有较好表现,同时能够在砂岩颗粒表面进行吸附进而起到吸附作用以及改变砂岩表面其润湿效果,使得水相渗透率得以提升以及降低注入水所导致的阻碍作用,最终起到降低压力提升注入效果作用。
相比其他增注技术,表面活性剂增注具有操作简单、工艺技术实施难度低、成本少等优势。
早在20世纪90年代末,人们便开始了针对活性纳米材料相关增注技术研究,例如,Decher在阳离子以及阴离子静电吸引基础上完成了有序薄膜组装。
低渗透油藏降压增注技术研究与应用
低渗透油藏降压增注技术研究与应用摘要:针对低渗油田部分注水井注入压力高、注水驱替效率低的情况,开展了表面活性降低注入压力实验研究,室内进行了表面活性剂体系界面张力、界面张力稳定性能研究,并进行了表面活性剂体系降低驱替压力物理模拟实验。
实验结果表明,研究出的表面活性剂体系具有较好的界面张力稳定性。
在史深100油田进行了3口井现场试验,都取得较为显著效果。
关键词:表面活性剂低渗透油田界面张力注入压力日注入量现河采油厂低渗透油藏储层以泥质胶结为主,粘土矿物含量高。
储层易受污染,且污染后难以恢复。
存在地层渗透率低、注水启动压力高、欠注严重等问题。
其中因物性差因素导致的欠注井实施酸化措施后效果较差,如何实现该类欠注井的有效注水,是水井工作的重要内容。
本文针对物性差欠注井增注难度大的问题,开展了低渗储层渗流特征调研,研究开发出适应于史深100沙三段储层的活性降压增效剂,通过现场试验取得较为显著效果。
一、低渗储层渗流特征渗流流体由体相流体和边界流体两部分组成。
边界流体是指其性质受界面现象影响的流体。
研究表明,岩石的渗透率越低,则岩石孔隙系统的平均孔道半径越小,非均质程度更严重,孔隙系统中边界流体占的比例越大。
这些特点明显地影响液体与固体界面的相互作用。
渗透率越低,这种液固界面的相互作用越强烈。
它将引起渗流流体性质的变化,使低渗透油层中的渗流过程复杂化。
在特低渗透储层中,由于固体与液体的界面作用,在油层岩石孔隙的内表面,存在一个原油的边界层。
在边界层内,原油的组成和性质都与体相原油的差别很大,存在组份的有序变化,存在结构粘度特征。
这个边界层的厚度,除了原油本身性质以外,它还与孔道大小有关,与驱动压力梯度有关。
一般来说,原油在特低渗透油层中渗流时呈现出非线性渗流特征,具有启动压力梯度。
二、表面活性降压增效剂的研究1. 表面活性降压增效剂作用机理注水压力与地层对注入水的有效渗透率有关。
因此,若能提高地层对注入水的有效渗透率,就能降低注入压差。
超低渗油藏注水井表活剂降压增注技术
55超低渗透油藏具有储层致密、渗透率低等特点,开采过程中容易出现注入压力过高,达不到注水配注要求,严重影响了油井产量。
目前,超低渗透油藏注水井降压增注措施通常采用酸化、压裂等工艺,该技术能解除因固相颗粒堵塞、结垢堵塞、细菌堵塞等造成的水井欠注问题,但对于因地层低渗引起的地层流体渗流困难、驱替压差大、初始启动压力梯度大等深层次问题,却无能为力。
本文考虑从界面效应产生的各种阻力入手,通过研究表面活性剂的界面效应及润湿性改善等各项性能,筛选研发出适合超低渗透油藏的高效表面活性剂,以达到降压増注及提高采收率的目的[1]。
1 注水井高压欠注原理本文以某油田长8储层为例,研究分析超低渗透油藏注水井高压欠注原理。
该长8油藏为典型的超低渗透砂岩储层,具有储层物性差、非均质性强、低孔、超低渗、吼道半径小分布不均匀等特点。
在注水开发过程中出现了注水压力高、注入难度大,配注合格率低等问题,已经严重影响了原油产量,急需对高压欠注问题提出有效解决措施[2]。
1.1 储层物性分析某油田长8储层由于储层物性差及均质性差造成非达西渗流效应严重,启动压力梯度高,油水两相渗流相互制约且共渗区窄,导致注水阻力大,采收率低。
在低渗透油藏中,由于孔喉半径与水膜厚度处于同一数量级,液体边界层对渗流阻力影响大,受界面效应影响,吸附液膜导致注水压力升高。
从成岩角度分析,该长8储层由于储层孔隙结构复杂、岩石粒度细、孔喉小再加上填隙物含量高等因素,造成储层渗流能力差,增加了渗流阻力,造成注水井注入能力下降。
1.2 孔隙孔喉特征渗透率的变化和孔隙的发育程度有关。
由于长8储层孔隙类型主要为粒间孔和长石溶孔,为微孔-微细喉孔喉结构,渗流能力差,导致注水压力升高。
当原油通过细小孔喉时需克服贾敏效应、消耗注水能量,进一步造成注水压力上升。
由于该储层非均质性强,孔喉渗流能力差异大,注入水总是沿高渗层突进,不易波及到低渗层,导致主向部位油井过早水淹、侧向大量剩余油不能被启动,造成采收率差。
低渗透油田表面活性剂降压增注技术及应用浅析
低渗透油田表面活性剂降压增注技术及应用浅析作者:苑培培魏静张贞贞来源:《中国化工贸易·上旬刊》2020年第01期摘要:由于低渗透油田在结构上的独特属性,使得其中部分作业较为艰难。
有鉴于此,本文结合相关实例,探讨了表面活性剂降压增注技术及应用情况,分析应用这种技术提高低渗透油田开发质量的方法。
关键词:低渗透油田;表面活性剂;降压增注技术1 主要降压增注技术1.1 酸化技术对低渗透油田进行一定的酸化来强化采油效率,对油气资源增产意义重大。
酸化的主要原理为:利用酸性物质对油井岩石、裂缝内塞物腐蚀和溶解,进而不断提高油井地层的通透性。
酸能够有效解决油井进井地带污染状况,并对多次增注减压的油井发挥重要作用。
在采用酸化技术时,由于酸比较特殊,因此对酸液性质的要求也比较高。
通常要在酸液成分中加入一定缓蚀剂,改善酸性能,避免其对位置产生不利影响。
但酸化技术作用距离有限,只能作用于进井地带,而且有效期短、成功率低,溶液产生酸渣沉淀,使进井地带受到二次伤害。
1.2 表面活性剂表面活性剂能够在溶液表面形成亲水,并且能够进行定向排列,进而明显降低油水界面张力和乳化作用,实现低渗透油藏降压增注。
此种活性剂分子结构比较特殊,主要表现为两种反应,其分子结构一端为亲水基团(极性基团),例如:氨基盐、酰胺基等物质。
表面活性剂分子结构另外一端为(非极性烃链),往往是具备大于八个碳原子的烃链。
根据使用性质,可将活性剂分为两种,离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。
两种类型活性剂均能够显著减小油田注水压力,降压增注效果明显。
目前,此种技术油田相关作业中具有较好的应用效果。
2 表面活性剂降压增注机理当表面活性剂进入岩心后,因其同时具有亲水性和亲油性,在界面上不断吸附,逐渐降低油水界面张力[1]。
由于亲水亲油基团以二聚体形式存在使得其表面活性更强,稳定性更好,更适宜于复杂地层下的驱油。
通过发挥表面活性剂的改变岩石润湿性、降低油水界面张力、减小亲油油层的毛细管阻力和增加毛管数等特性,洗涤增溶地层原油,实现降压增注和提高采收率的目的[2]。
渤海某低渗油田表面活性剂降压增注技术
两者均无法满足油田现场作业要求;BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14未出现浑浊、分层、沉淀等异常现场,与油田地层水配伍性良好。
2.2 表面张力性能测试将与油田地层水配伍性良好的4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14用地层水配制不同浓度溶液,采用TX-500C 型旋转滴表(界)面张力仪测定其表面张力。
随着浓度降低,当表面张力出现明显增加时的前一个点,即为表面活性剂的临界胶束浓度,实验结果如图1所示。
由实验结果可知:4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14的临界胶束浓度分别为0.06%、0.02%、0.04%、0.02%;当浓度大于临界胶束浓度时,4种体系降低表面张力的能力均较强,BHJ-08和BHJ-14相对更强一些。
2.3 油水界面张力性能测试将4种表面活性剂BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14用地层水配制不同浓度溶液,采用TX-500C 型旋转滴表(界)面张0 引言随着海上低渗油田的逐步开发,低渗油田注水开发将成趋势,由于低渗油藏基质渗透性差、吸水能力低、外来伤害对注水的影响等因素[1-2],普遍面临注入压力高、达不到配注量等难题[3]。
渤海某油田主力产层为沙河街组,储层平均孔隙度为13.0%,平均渗透率为38.3×10-3 μm 2,属典型的低渗油藏。
目前该油田4口注水井整体呈现注水压力逐渐升高、视吸水指数逐渐下降的趋势。
文章开展了注水井表面活性剂降压增注技术研究,利用其降低油水界面张力和提高岩石水相渗透率等机理[4],实现降压增注的目的。
1 仪器及材料主要仪器包括:TX-500C 型旋转滴表(界)面张力仪;DK-S12型电热恒温水浴锅;ME104E 电子天平;岩心驱替实验装置等。
实验材料包括:油田现场地层水(矿化度11 322 mg/L ,CaCl 2水型)及原油样品;主力储层段天然岩心样品;实验室配制的表面活性剂降压增注体系(以双子型非离子表活剂为主剂复配而成)。
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率随着石油资源逐渐减少和日益增长的能源需求,提高原油采收率成为提高油田开发效率和增大资源利用效益的关键技术。
原油储层通常由多孔介质组成,孔隙度小、孔隙连通性差等特点导致原油的剩余油饱和度高,采收率低。
为了提高低渗储层的原油采收率,可以采用注表面活性剂的方法。
注表面活性剂是指将表面活性剂通过地面注入井口,经地层输导至储层中的一种方法。
表面活性剂具有降低油水界面的张力、改善润湿性、调控油水混合溶液粘度等作用,可以改善低渗储层原油的流动性,提高采收率。
下面将从几个方面介绍注表面活性剂提高低渗储层原油采收率的原理和方法。
注表面活性剂可以降低油水界面的张力,改善原油与水的接触性能。
在低渗储层中,由于表面张力的作用,原油在孔隙中形成了一些残余油。
注入表面活性剂后,其分子可吸附在油水界面上,降低油水界面的张力,使原油与水之间的接触性能提高,从而更容易被水驱出。
注表面活性剂可以改善低渗储层的润湿性。
储层内部孔隙表面的润湿性质决定了原油在孔隙中的移动能力。
通常情况下,油相对于水的润湿性较差,容易被水排斥。
通过注表面活性剂可以改变储层孔隙表面的润湿性,使原油更容易与水发生接触和混合,从而提高原油在孔隙中的流动性。
注表面活性剂还可以调控油水混合溶液的粘度。
在低渗储层中,原油的粘度较高,流动性较差。
而表面活性剂具有降低油相粘度、提高水相粘度的作用。
通过合理的表面活性剂选择和调配,可以改变油水混合溶液的物化性质,降低原油的粘度,提高其流动性,从而增加原油在孔隙中的迁移速度。
注表面活性剂需要根据储层特征和油水之间的相互作用来制定合理的注入方案。
注表面活性剂的剂量、浓度、注入时间和注入速度等参数都需要根据实际情况进行优化和调整。
而且,注表面活性剂还需要考虑储层压力、温度等因素对注入效果的影响,确保注表面活性剂能够在储层中充分发挥作用。
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理表面活性剂溶液对低渗透油藏的降压增注效果也非常突出。
表面活性剂对超低渗透降压增注的机理并不只是大幅降低油/水界面张力。
表面活性剂具有较好地改变岩石表面润湿性的作用。
因此,本文将继降压增注实验之后开展降压增注机理分析。
标签:表面活性剂;低渗透油藏;降压增注1引言表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能,在油田上最早用于提高采收率,目前广泛应用在油气井增产和水井增注,通过吸附在岩石矿物表面,改变岩石润湿性,从而降低毛管力、减弱储层损害表面活性剂驱油机理,可概括为降低界面张力、降低注入压力、聚并形成油带、形成分子膜、降低边界层厚度、改变岩石润湿性、改变岩石流变性等。
特性,在较低的使用浓度条件下,表面活性剂溶液就能够很快地降低界面张力,根据极性基团的区别,将表面活性剂划分以下几大类:阴离子型、两性型、阳离子型、和非离子型表面活性剂等。
其降压增注机理体现为:降低油水界面张力、改变岩石润湿性、降低注入压力、改变原油流变性、提高洗油能力。
2表面活性剂降压增注机理由于组成表面活性剂分子的两部分为具有极性的“头基”和具有非极性的“链尾”,因此表面活性剂显示两亲性的。
2.1 降低油水界面张力。
由于低渗储层具有孔吼半径细小的特征,连续油流在通过狭小孔隙吼道时,毛管力急剧地增加,会引起贾敏效应,在储层孔隙中油柱会变成断断续续的油滴,从而引起流体渗流阻力的增加。
在注入表面活性剂段塞后,在油水界面上吸附着活性剂,引起油水界面张力的降低,引起油滴变形从而更容易通过孔隙吼道,有效地解除了含油堵塞,从而达到了降低注水压力的目的。
关于降低油/水界面张力以降压增注的研究已经很多,且形成了较为一致的看法,在这里做简述。
由于表面活性剂都具有一定的表面活性,能够降低界面张力,驱替液(水相)与被驱替液(油相)接触时,表面活性剂快速地达到油/水界面,起到降低界面张力的作用,减小相间相互作用,同时乳化原油、降低原油粘度,阳离子表面活性剂压缩双电层、使边界层变得更薄,从而改善油、水渗流性,提高水相渗透率,降低注入压力。
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率提高低渗储层原油采收率是石油开发过程中面临的重要挑战之一。
低渗透储层通常指的是渗透率较低的储层,其原油开采难度较大,采收率较低。
而注入表面活性剂是一种常用的提高低渗储层原油采收率的方法之一。
本文将就表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的作用机制、适用条件以及应用效果等方面进行探讨,希望能为石油勘探开发工作者提供一定的参考和借鉴。
一、表面活性剂的作用机制表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质,它在油水界面活动,使原本无法脱留的油滴能分散成极小的油滴而被水相包围。
在低渗储层中,油水界面的相互作用对原油采收率有着重要的影响。
表面活性剂的注入可以改变原油和水之间的相互作用关系,降低原油与岩石孔隙的粘附和凝固作用,从而促进原油的排出,并提高采收率。
表面活性剂还可以使原油与注入水形成乳状液,从而改善原油在孔隙中的流动性。
表面活性剂还可以通过减小孔咽半径、拉大液体界面张力等方式,改善孔隙结构,提高油水相互作用的效率,进而促进油的排放,提高采收率。
表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的适用条件与注入方法有关。
一般来讲,表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中适用的条件包括:储层渗透率低、岩石亲油性强、原油粘度大等。
在选择适用的表面活性剂时,需要考虑以上条件,并结合具体的储层特征进行选择。
表面活性剂的注入方法也对其适用条件有一定的要求。
常用的注入方法包括连续注入、间歇注入、稳态注入等。
在选择合适的注入方法时,需要考虑储层渗透率、原油粘度、表面活性剂的性质特点等因素,并结合实际情况进行选择。
表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的适用条件主要包括:储层特征、表面活性剂的性质特点、注入方法等因素。
表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的应用效果主要表现在提高采收率、改善采油效果等方面。
具体来说,表面活性剂的应用可以使低渗透储层的采收率明显提高,提高采油效果,减缓采油率下降速度,延长采油周期。
超低渗油藏表面活性剂降压增注及提高采收率
超低渗油藏表面活性剂降压增注及提高采收率我国目前的超低渗油藏数量以及规模都在不断增加,国内油田的一个油田区块属于典型的超低渗油藏,在针对该油藏进行注水开采的过程中,由于储层本身的物性相对比较差,具体开采过程中出现了注水驱替困难的现象。
其中一部分注水井在作业过程中注入压力出现了不断升高的现象,而且油井实际的产量比较低,注水开发效果相对比较差。
针对这种现象先后利用了4种表面活性剂实施了降压增注以及采收率提升实验。
OBS-03表面活性剂在实际使用过程中能够让注水井的注水压力实现明显下降,而且能够有效的提升油井产量。
标签:超低渗油藏;表面活性剂;降压增注;采收率引言某油田其中一个油田区块油藏的实际埋藏深度达到了500m,油藏储层整体的平均孔隙度达到了10.9%,平均渗透率为0.78×10-3μm2,地层的压力系数达到了0.6,地层的平均温度达到了35℃,是一种比较典型的低孔隙度超低渗低压型油藏。
该区块油藏实际的孔喉半径相对比较小,最小的Ⅰ类储层中实际的孔喉半径仅仅能够达到0.11μm,而且原油实际的躯替压力非常高。
在进行注水开发作用过程中注入压力实际能够达到10~12MPa,这个数值已经与地层的策略压力非常接近,由此也可以看出注水压力相对偏高。
为了能够实现对该油田区块注水开发压力的有效控制,在充分结合油藏实际的状况之后,针对注水井表面活性剂降压增注技术进行了深入探讨。
1 实验过程1.1仪器设备在本次研究过程中主要使用了全自动表面张力仪、显微镜、旋转黏度计以及动态接触角测量仪等一些设备[1]。
1.2实验材料主要利用了微生物发酵液中所含有的生物表面活性剂作为本次实验的表面活性剂,这种活性剂主要是糖脂类表面活性剂,与此同时为了能够实现表面活性剂组成的进一步优化,在实验过程中同时使用了少量的烷基酚聚氧乙烯醚类以及烷醇酰胺类等非离子性的表面活性剂。
在油田油藏经过脱气脱水处理的原油作为主要的原油试样,样品实验温度设置为35℃,黏度实际达到了15.98mPa·s。
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表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理
表面活性剂溶液对低渗透油藏的降压增注效果也非常突出。
表面活性剂对超低渗透降压增注的机理并不只是大幅降低油/水界面张力。
表面活性剂具有较好地改变岩石表面润湿性的作用。
因此,本文将继降压增注实验之后开展降压增注机理分析。
标签:表面活性剂;低渗透油藏;降压增注
1引言
表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能,在油田上最早用于提高采收率,目前广泛应用在油气井增产和水井增注,通过吸附在岩石矿物表面,改变岩石润湿性,从而降低毛管力、减弱储层损害表面活性剂驱油机理,可概括为降低界面张力、降低注入压力、聚并形成油带、形成分子膜、降低边界层厚度、改变岩石润湿性、改变岩石流变性等。
特性,在较低的使用浓度条件下,表面活性剂溶液就能够很快地降低界面张力,根据极性基团的区别,将表面活性剂划分以下几大类:阴离子型、两性型、阳离子型、和非离子型表面活性剂等。
其降压增注机理体现为:降低油水界面张力、改变岩石润湿性、降低注入压力、改变原油流变性、提高洗油能力。
2表面活性剂降压增注机理
由于组成表面活性剂分子的两部分为具有极性的“头基”和具有非极性的“链尾”,因此表面活性剂显示两亲性的。
2.1 降低油水界面张力。
由于低渗储层具有孔吼半径细小的特征,连续油流在通过狭小孔隙吼道时,毛管力急剧地增加,会引起贾敏效应,在储层孔隙中油柱会变成断断续续的油滴,从而引起流体渗流阻力的增加。
在注入表面活性剂段塞后,在油水界面上吸附着活性剂,引起油水界面张力的降低,引起油滴变形从而更容易通过孔隙吼道,有效地解除了含油堵塞,从而达到了降低注水压力的目的。
关于降低油/水界面张力以降压增注的研究已经很多,且形成了较为一致的看法,在这里做简述。
由于表面活性剂都具有一定的表面活性,能够降低界面张力,驱替液(水相)与被驱替液(油相)接触时,表面活性剂快速地达到油/水界面,起到降低界面张力的作用,减小相间相互作用,同时乳化原油、降低原油粘度,阳离子表面活性剂压缩双电层、使边界层变得更薄,从而改善油、水渗流性,提高水相渗透率,降低注入压力。
界面张力动态实验表明,双子表面活性剂能快速达到油/水界面,在较短的时间内,使界面张力降低到10-2mN/m,降低了3-4个数量级,故起到了显著的降压增注效果。
而表面活性剂降低界面张为能力
较差,更多的是依靠润湿性修饰降压増注。
考察了表面活性剂在岩石及云母矿物表面的吸附形貌,利用紫外分光光度计及高效液相色谱研究了表面活性剂在岩石表面的吸附量。
表面活性剂在岩石表面吸附层的结构特征是在静电力、氢键作用和微弱的色散力作用下的多层吸附。
第一层吸附以静电作用吸附为主,吸附牢固并满足朗格缪尔方程,但氢键作用和表面胶团作用力很弱,高温、流散等情况下,导致注入时吸附厚度较小。
在此基础上,明确了表面活性剂界面润湿性修饰机理。
2.2 改变岩石润湿性。
驱油效率密切地受岩石润湿性的影响。
从驱油效率的角度看,亲水性表面活性剂较好,而亲油性表面活性剂较差。
驱油过程中,亲水性表面活性剂,可以增加原油与岩石界面的接触角,在岩石表面进一步发生亲油性亲水性反转,从而使油滴在岩石表面的粘附功降低,促进原油的剥离。
利用表面活性剂处理岩心、不同处理方式下的油/水相接触角。
可见,经表面活性剂处理后,油相和水相在其岩心、端面上的接触角不小于90°,仍然具有良好的疏水、疏油特性,表面活性剂在岩石表面的吸附层结构耐水流、气流冲刷性较好。
这是因为表面活性剂与岩石矿物之间的吸附作用较强、在固-液界面的吸附结构稳定、不易脱落,从而改变了界面润湿特性,实现并获得了较长时间的降压增注效果。
2.3 降低注入压力。
在使用表面活性剂体系后,岩石表面的原油迅速地被分散、剥离,从而形成了水包油型乳状液,最终油水两相的流度比得到改善,波及系数得以提高。
同时,由于油滴表面吸附表面活性剂,从而油滴带有电荷,使油滴不易粘在地层岩石的表面,最终被活性水夹带着流向采油井。
当水-岩石界面相互作用力大于油-岩石界面相互作用力时,水相优先润湿岩石,表面形成水膜,反之岩石表面将吸附油膜。
对于界面效应作用强烈的超低渗透砂岩油藏而言,亲水和亲油的状态都不利于注水。
由于注水时形成了优势通道,再注表面活性剂溶液后,表面活性剂溶液沿水流优势通道流动,作用于优势通道内的岩石表面,使得通道中的渗流阻力进一步降低,使流体较小的驱替压差即可克服表面分子作用力,故降压増注效果明显。
此外,表面活性剂解离出电荷、吸附在岩石表面,会压缩双电层、降低水化膜厚度,从而降低边界层厚度,增大有效流动空间,也有助于降低注入压力。
2.4 改变原油流变性。
由于原油是非牛顿流体,剪切应力影响原油粘度。
驱油效率和波及系数直接受原油的非牛顿性质影响。
在应用表面活性剂体系时,油中溶入了一部分表面活
性剂,吸附在沥青质点上,可以增强其溶剂化外壳的牢固性,沥青质点间的相互作用得到减弱,原油中大分子的网状结构被削弱,原油的极限动剪切应力得到降低,最终提高了采收率。
2.5提高洗油能力。
降低油水界面张力,可以使岩石壁面油膜的粘附阻力减小,乳化和洗落油膜,由于表面活性剂分子具有两亲性,盲端孔隙中的原油被驱替出来,从而水相的洗油能力被提高。
3 结束语
探讨了表面活性剂吸附界面修饰降压増注机理;表面活性剂在岩石表面稳定吸附,且吸附层改变了岩石表面微观结构,一方面使原本油、水双亲的岩石表面转变为油、水双疏表面,使其对油、水的接触角都接近90°,从而大幅度降低了毛管附加压力;另一方面使得岩石-液相接触处的岩石表面能降低、固-液相互作用力降低,从而降低岩石表面对水相的束缚,降低边界层厚度、扩大渗流空间,降低了渗流阻力,其综合作用实现了表面活性剂溶液对超低渗透砂岩油藏注水的降压増注。
双子表面活性剂是通过大幅度降低油/水界面张力,从而较大程度地降低了毛管附加压力,起到降压増注效果。
参考文献
[1] 刘鹏,王业飞,张国萍,等.表面活性剂驱乳化作用对提高采收率的影响[J].油气地质与采收率,2014,21(1):99-102.
[2] 张朔,蒋官澄,郭海涛,等.表面活性剂降压增注机理及其在鎮北油田的应用[J] .特种油气藏,2013,20(2):111-114.。