弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液分離技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、基于碳酸鈉的弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)具有對地層傷害低、采出液成分簡單、井筒和采出液地面處理設(shè)施結(jié)垢輕微的優(yōu)勢，近年來驅(qū)油劑配方研制和礦藏試驗中越來越受到重視。前期開展的有關(guān)三元復(fù)合驅(qū)采出液油水乳化、穩(wěn)定和油水分離技術(shù)的研究主要集中在強堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液，而對弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液的研究報道較少。因此，對弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液進(jìn)行油水乳化、穩(wěn)定和油水分離技術(shù)的基礎(chǔ)研究具有重要的理論意義和實用價值。 本課題針對大慶油田北三西小井距

2、試驗區(qū)的弱堿體系烷基苯磺酸鹽表面活性劑三元復(fù)合驅(qū)采出液進(jìn)行理化性質(zhì)、油水乳化和分離機(jī)理的研究，并研制和評價了采出液破乳劑及采出水清水劑。 弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液中的堿和表面活性劑通過降低油水界面張力，聚合物通過增大水相粘度使采出液油水乳化程度增大，油珠粒徑減??；聚合物對水相的增粘作用使油珠上浮和水膜排液速度降低；表面活性劑和低含量的堿使油水界面負(fù)電性、粘度和剛性增強，阻礙了油珠之間的聚集和聚并。ω(表面活性劑)=0.06％時，

3、油水動態(tài)界面張力下降至10.2～l 1.1mN/m。ω(堿)=0.1％，聚合物和表面活性劑含量為0.04％時，油珠粒徑中值僅為2.6um。ω(聚合物)=0.04％、ω(表面活性劑)=0.02％、ω(堿)=0.12％時，含水率為80％的O/W型采出液經(jīng)過150min靜置沉降后的油層上部含水率高達(dá)6.93％。未添加聚合物、ω(堿)：0.12％、ω(表面活性劑)=0.03％時，含水率為80％的O/W型采出液經(jīng)過30min靜置沉降后的水相含油量

4、高達(dá)1344mg/L。 弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出原油中的Ba、Na和S元素比水驅(qū)原油有所提高，而Fe、Ni、Mg元素的含量則有所下降。弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液相分離過程中水層中懸浮固體顆粒主要是硅鋁酸鹽和二氧化硅顆粒，粒徑分布在1～7um之間。油水界面張力低(26.1mN/m)，油珠表面負(fù)電性強(Zeta電位為-27.7mV)，油珠之間存在明顯的靜電排斥力，對油珠之間的聚集和聚并有顯著的阻礙作用。油水乳化程度高(油珠粒徑為1～1

5、0um)，分離速率低，含有陰離子型表面活性劑和聚合物，水相懸浮固體含量高(156mg/L)。低驅(qū)油劑含量的采出液中未投加破乳劑的情況下，需要在40℃靜置沉降16h才能達(dá)到100mg/L的過濾器進(jìn)水含油量控制指標(biāo)。 將量子化學(xué)方法用于破乳劑的分子設(shè)計，計算多種官能團(tuán)與瀝青分子中特征官能團(tuán)和水分子的氫鍵鍵能。結(jié)果表明，2-甲基丁基磺酸負(fù)離子與水的氫鍵作用能較大(-221.8535KJ/mol)，2.甲基丁基酰胺與水的氫鍵作用能次之(

6、-109.4827KJ/mol，而5-氨基萘酚與水的氫鍵作用能較小(-92.6796KJ/mol)。優(yōu)選出磺酸基和酰胺基作為破乳劑中的功能基團(tuán)，進(jìn)而研制了破乳劑GFD410-8，解決了當(dāng)前弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液油水分離不達(dá)標(biāo)的技術(shù)難題。添加GFD410-8為30mg/L的現(xiàn)場動態(tài)條件下，弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)采出液脫除游離水后的含水率在4.4～14.6％之間，分離采出水含油量在490～840mg/L，之間，遠(yuǎn)低于30％和3000Mg/L，