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        稠油油藏用泡沫驅(qū)油劑性能的評(píng)價(jià)方法

        2020-11-19 11:50:28祝東明秦玉斌姜力華山東新港化工有限公司山東東營257000
        化工管理 2020年31期
        關(guān)鍵詞:油劑半衰期驅(qū)油

        祝東明 秦玉斌 姜力華(山東新港化工有限公司,山東 東營 257000)

        0 引言

        稠油也叫重油,是瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量較高、黏度較大的原油。稠油的黏度有的高達(dá)每秒幾百萬毫帕,流動(dòng)性差、黏稠度大,給開采造成了很難困難。因此對(duì)稠油的開采仍是不斷的研究課題,泡沫驅(qū)是近年提高采收率研究的重點(diǎn),研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明泡沫具有高的波及效率、驅(qū)替效率,是提高稠油油藏采收率的有效方法。目前,國內(nèi)外針對(duì)于稠油泡沫驅(qū)油技術(shù)方面進(jìn)行了深入研究,針對(duì)這兩種油藏筆者研制篩選出一種驅(qū)油泡沫體系,由聚氧乙烯醚羧酸和鹽糖苷類聚合物復(fù)配而成,能夠有效的降低稠油黏度,提高稠油油藏采收率[1-7]。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 實(shí)驗(yàn)用品

        (1)實(shí)驗(yàn)原料。實(shí)驗(yàn)原料如表1 所示。

        表1 實(shí)驗(yàn)原料表

        (2)實(shí)驗(yàn)儀器。電子天平:測(cè)量范圍0~220g,精度0.01g;巖心滲透率測(cè)試儀:驅(qū)替壓力:40MPa,壓力測(cè)試精度:0.1%F-S;改進(jìn)羅氏米爾泡沫測(cè)定儀;烘箱:室溫300℃,誤差±2℃;高溫老化罐:50mL;恒溫震蕩水浴器:室溫100℃,溫度誤差±0.1℃,震蕩頻率:0Hz-300Hz;玻璃管:Ф15mm×500mm。

        1.2 性能評(píng)價(jià)

        (1)泡沫體積及半衰期的測(cè)定。稱取泡沫驅(qū)油劑約3g(精確至0.01g),用區(qū)塊地層水配置成1000mL 0.4%的水溶液,將水溶液放入50℃的恒溫水浴中陳化20min。將泡沫儀溫度調(diào)制50℃,將溶液沿內(nèi)壁倒入夾套量筒至50mL 標(biāo)線,不使在表面形成泡沫,用500mL 的量筒量取500mL 的溶液倒入分液漏斗中,緩慢進(jìn)行操作,以免生成泡沫,然后打開分液漏斗開關(guān),使溶液不斷流下,待溶液滴完后記錄泡沫體積,然后每30s 記錄一次泡沫體積,然后泡沫體積減到初始體積的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為泡沫半衰期。重復(fù)以上試驗(yàn)兩到三次,每次試驗(yàn)前用試液沖洗管壁。

        (2)阻力因子及殘存阻力因子的測(cè)定。將粒度為0.3~0.6mm的石英砂裝入填砂管,填砂管接入流程,控制回壓,用柱塞泵以一定的流速向砂管內(nèi)注水,測(cè)定基礎(chǔ)壓差,以相同的流速注入泡沫溶液,測(cè)定封堵壓差,封堵壓差與水驅(qū)基礎(chǔ)壓差之比為阻力因子。注入泡沫后,再以相同的流速注水,注水1PV 后的水驅(qū)壓差與水驅(qū)基礎(chǔ)壓差之比為殘存阻力因子。水驅(qū)壓差測(cè)定結(jié)束后,控制柱塞泵排量為0.2mL,關(guān)閉模擬鹽水高壓容器閥門,打開盛有原油的高壓容器閥門,將柱塞泵排除液體注入盛有原油的活塞容器,將原油驅(qū)至模型,直到模型出口不再出水為止??刂浦门帕繛?.6mL/min,關(guān)閉原油高壓容器閥門,打開盛有模擬鹽水的高壓容器閥門,將柱塞泵排除液體注入盛有模擬鹽水的活塞容器,將模擬驅(qū)至模型,直到模型出口不再出水為止。將泡沫驅(qū)油劑溶液通過六同閥驅(qū)至模型;打開氮?dú)馄块y門,調(diào)節(jié)調(diào)壓閥??刂频?dú)鈮毫ι愿哂诹鞒腆w系壓力;控制氣體質(zhì)量流量計(jì)s氮?dú)饬髁繛?0mL/min,氮?dú)馀c泡沫驅(qū)油劑溶液在流通閥混合形成泡沫,隨著泡沫的注入,體系壓力不斷增大,根據(jù)體系壓力及時(shí)調(diào)節(jié)氣體流量,使氣液比維持在1:2 不變,連續(xù)注入泡沫直到壓差穩(wěn)定,即為泡沫驅(qū)壓差ΔPC。殘存阻力因子按式(1)計(jì)算:

        式中:RC為殘存阻力因子;ΔPC為殘余條件下泡沫驅(qū)壓差(MPa);ΔPw為水驅(qū)壓差(MPa)。

        (3)抗吸附性測(cè)定。將粒徑范圍在0.3~0.6mm 的石英砂用蒸餾水清洗干凈并在105℃下烘干,在500mL 的膠塞小口瓶中放入100g 上述石英砂,精確到0.01g,加入300g1.2.1 中配置的驅(qū)油劑溶液,精確值0.01g,使固液比為1:3,蓋緊塞子,用手搖勻,豎放于恒溫水浴鄭黨奇中,震蕩頻率快為每分鐘120 次,在70℃下往復(fù)震蕩24h。取出樣品,靜置2h 后,驅(qū)上層清液用羅氏米爾泡沫測(cè)定儀測(cè)定泡沫體積及泡沫半衰期。

        (4)耐油性測(cè)定。用1 份原油和2 份煤油配制成油溶液,在羅氏米爾泡沫測(cè)定儀的刻度量管中注入45mL1.2.1 所配的溶液,再注入5mL 原油在上部,然后用泡沫儀的滴液管吸入500mL 1.2.1的所配溶液,用羅氏米爾泡沫測(cè)定儀測(cè)定溶液的泡沫體積和泡沫半衰期。

        (5)耐溫性。將1.2.1 所配的溶液裝入高溫老化罐中在250℃條件下恒溫72h,取出降至室溫,然后用1.2.1 的方法測(cè)試泡沫體積及半衰期。

        2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

        2.1 泡沫體積及半衰期

        在驅(qū)油劑濃度為0.4%的條件下,做三組平行實(shí)驗(yàn),驅(qū)油劑的發(fā)泡體積隨時(shí)間的變化關(guān)系,測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

        圖1 泡沫體積隨時(shí)間變化關(guān)系

        由圖1可知,該泡沫驅(qū)油體系的起泡體積隨時(shí)間逐漸遞減,發(fā)泡體積能達(dá)到600mL,半衰期能穩(wěn)定在180s 左右,并且重復(fù)誤差在±20mL 和±5s 左右,均能滿足稠油油藏驅(qū)油用泡沫劑技術(shù)指標(biāo)。

        2.2 阻力因子及殘損阻力因子

        在驅(qū)油劑濃度為0.4%的濃度下,做三組平行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。

        表2 阻力因及殘存阻力因子測(cè)量值

        阻力因子和殘存阻力因子是泡沫驅(qū)油劑的一向重要技術(shù)指標(biāo),其值大小是對(duì)泡沫封堵能力的直接體現(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該驅(qū)油體系的阻力因子及殘存阻力因子均能滿足稠油油藏驅(qū)油用泡沫劑技術(shù)指標(biāo),并且誤差在±1.2%左右,重復(fù)性較好。

        2.3 耐溫性能

        在驅(qū)油劑濃度為0.4%,250℃的條件下恒溫72h,取出降至室溫做三組平行實(shí)驗(yàn),驅(qū)油劑的發(fā)泡體積隨時(shí)間的變化關(guān)系,測(cè)試結(jié)果見圖2。

        圖2 耐溫后泡沫體積隨時(shí)間變化關(guān)系

        耐溫性能是考察泡沫驅(qū)油劑在地層溫度下穩(wěn)定性的重要指標(biāo),耐溫性能如果不符合要求則無法發(fā)揮泡沫的驅(qū)油效率,由圖可知,耐溫后的泡沫發(fā)泡體積能達(dá)到450mL 左右,半衰期均大于120s,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該驅(qū)油體系耐溫性能均能滿足稠油油藏驅(qū)油用泡沫劑技術(shù)指標(biāo),并且誤差在±1.1%左右,重復(fù)性較好。

        2.4 抗吸附性

        在泡沫驅(qū)油劑濃度為0.4%,溫度為70℃的條件下,震蕩24h后取出,做三組平行實(shí)驗(yàn),驅(qū)油劑的發(fā)泡體積隨時(shí)間的變化關(guān)系,測(cè)試結(jié)果如圖3 所示。

        吸附性能是表明該泡沫驅(qū)油劑分子在巖石空隙介質(zhì)之間的相互作用,造成表面活性劑濃度下降,影響驅(qū)油體系的效能,由圖可知,吸附后的泡沫發(fā)泡體積能達(dá)到430mL 左右,半衰期能穩(wěn)定在110s 以上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該驅(qū)油體系耐溫性能均能滿足稠油油藏驅(qū)油用泡沫劑技術(shù)指標(biāo),并且誤差在±1.2%左右,重復(fù)性較好。

        圖3 吸附后后泡沫體積隨時(shí)間變化關(guān)系

        2.5 耐油性(油敏試驗(yàn))

        在泡沫驅(qū)油劑濃度為0.4%的條件下,做三組平行實(shí)驗(yàn),驅(qū)油劑的發(fā)泡體積隨時(shí)間的變化關(guān)系,測(cè)試結(jié)果如圖4 所示。

        圖4 耐油后泡沫體積隨時(shí)間變化關(guān)系

        泡沫驅(qū)油劑的耐油性決定了泡沫的巖石孔隙封堵性能,是影響原油開采量的關(guān)鍵,由圖可知,耐油后的泡沫發(fā)泡體積能達(dá)到190mL 左右,半衰期能穩(wěn)定在90s 以上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該驅(qū)油體系耐油性能均能滿足稠油油藏驅(qū)油用泡沫劑技術(shù)指標(biāo),并且誤差在±1.3%左右,重復(fù)性較好。

        3 結(jié)語

        該泡沫驅(qū)油體系針對(duì)超稠油(黏度大于50000mPa·s)表現(xiàn)出優(yōu)異的泡沫性能及半衰期,在關(guān)鍵指標(biāo)如阻力因子及殘存阻力因子,吸附性能,耐溫性能,耐油性能等均能滿足稠油油藏驅(qū)油用泡沫的技術(shù)要求。

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