ASP體系的驅(qū)油性能與EOR機(jī)理

1、中國石油大學(xué)（油田化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 2015.11.25 成績： 班級(jí)：石 學(xué)號(hào)：130201071姓名： 教師： 同組者： ASP的驅(qū)油性能與EOR機(jī)理一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握聚合物溶液或復(fù)合體系粘度的測定方法及油水界面張力測定方法。2、 掌握ASP體系驅(qū)油效果的評(píng)價(jià)方法及分析方法。3、掌握ASP體系EOR機(jī)理。 4、掌握ASP體系的設(shè)計(jì)的基本原則。二實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)驅(qū)提高原油采收率技術(shù)是我國油田進(jìn)一步提高采收率的主要措施之一。大慶油田聚合物驅(qū)可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高原油采收率10%以上，己經(jīng)由先導(dǎo)性礦場試驗(yàn)邁入大規(guī)模工業(yè)性商業(yè)階段，年增油量達(dá)到1200萬噸以上。三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)

2、綜合發(fā)揮了聚合物、表面活性劑和堿的協(xié)同效應(yīng)，通過聚合物增加水相粘度以改善水油流度比，通過表面活性劑和堿降低油水界面張力以減小毛細(xì)管阻力效應(yīng)，從而提高驅(qū)油體系的波及系數(shù)和洗油效率，可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高原油采收率20%以上。 油水界面張力和粘度是化學(xué)驅(qū)油體系及配方研究所必須的重要參數(shù)。在提高洗油效率方面，大量的研究發(fā)現(xiàn)，毛管數(shù)對(duì)剩余油飽和度有明顯的影響。隨著毛管數(shù)增大，孔隙介質(zhì)中的剩余油飽和度逐漸降低。當(dāng)毛管數(shù)增大到10-4時(shí)，剩余油飽和度明顯開始大幅度降低。因此，要想最大限度的提高采收率，必須盡量提高驅(qū)油體系的毛管數(shù)。其中，一種簡便可行的提高毛管數(shù)的方法是降低油水界面張力。在提高波及系數(shù)

3、方面，水油流度比即影響平面波及效率，也影響縱向波及效率。隨著水油流度比的降低，波及效率將增加，采收率提高的越大。因此，增加化學(xué)驅(qū)油體系的粘度，可以有效地降低水油流度比。 在選擇化學(xué)驅(qū)油體系時(shí)，為確定化學(xué)劑使用濃度、驅(qū)油體系段塞尺寸等，均需要對(duì)體系的驅(qū)油效果進(jìn)行巖心評(píng)價(jià)。驅(qū)油效果評(píng)價(jià)是使用巖心在驅(qū)油設(shè)備中進(jìn)行的。將巖心模型置于已調(diào)至地層溫度的恒溫箱中，將化學(xué)驅(qū)油體系從巖心夾持器上端注入，最后流入容器中，通過記錄驅(qū)替過程中的出油量計(jì)算采收率。驅(qū)油效果評(píng)價(jià)工藝流程如圖7-1所示:1- 平流泵 2-中間容器 3-六通閥 4-精密壓力表 5-填砂管 6-油水分離管圖1 驅(qū)替效果評(píng)價(jià)流程三、實(shí)驗(yàn)

4、儀器與藥品1、儀器 電子天平（感量分別為0.01g和0.000lg)、六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、界面張力儀、 電動(dòng)攪拌器、恒速泵、塑料填砂管、刻度試管、燒杯、注射器、針頭。 2、材料 部分水解聚丙烯酰胺（相對(duì)分子質(zhì)量800-2500萬）、表面活性劑（大慶用三元活性劑）、堿(NaOH)、地層水(模擬油田水6778mg/L)、模擬原油（粘度l0mpa·s 左右)、滲透率（l000md)左右、不同粒徑石英砂（20、40、60、100、120、200 目）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、配制一定濃度的部分水解聚丙烯酰胺/表面活性劑/堿溶液的ASP體系（聚合

5、物 1000mg/L,活性劑 0.6%,堿 1.2%); 2、ASP體系的界面張力測定：(1)啟動(dòng)恒溫系統(tǒng)，設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度。(2)設(shè)定內(nèi)外相密度差。 (3)用注射器將待測溶液注入到玻璃管中，緩慢蓋上蓋子，并防止氣泡產(chǎn)生。(4)用針頭或者微量進(jìn)樣器將原油小心的注入玻璃管中，并保證玻璃管中無氣泡產(chǎn)生。(5)將玻璃管小心轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)動(dòng)軸中，蓋上轉(zhuǎn)動(dòng)軸蓋子。等待溫度穩(wěn)定后，啟動(dòng)電機(jī)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使測量管中的油滴長度與寬度之比盡量大于2。 (6)記錄不同時(shí)間下的界面張力值，繪制動(dòng)態(tài)界面張力曲線。待界面張力值變化不大時(shí)，視為達(dá)到平衡值，停止實(shí)驗(yàn)。 

6、;3、ASP體系的粘度測定； 啟動(dòng)恒溫系統(tǒng)，設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度。待溫度穩(wěn)定后，將樣品放入六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測量杯中，并裝好轉(zhuǎn)子，測量體系在10s-1的粘度。 4、ASP體系的驅(qū)油效果評(píng)價(jià)； (1) 制作填砂管模型，并控制滲透率小于3um²(2)飽和水并水測滲透率 飽和水測定孔隙體積。之后水測滲透率，以一定速度注入水，等到注入壓力穩(wěn)定后，記錄穩(wěn)定時(shí)刻壓力，通過流量和壓力根據(jù)達(dá)西公式計(jì)算得到填砂管水測滲透率；讀三次取平均值。 (3)飽和油 油驅(qū)水，將模擬原油以恒定速度注入填砂管中，直至出口端不見水為止：記錄飽和油量和出水量，計(jì)算原始含油飽

7、和度和束縛水飽和度； (4)水驅(qū)油 以一定流速注入水（lm/d)，用刻度試管記錄出油量、出水量和注入壓力隨注入時(shí)間的變化，驅(qū)替至流出液中含水率達(dá)到98-100%時(shí)停止，計(jì)算水驅(qū)采收率： (5)ASP驅(qū)油 以-定流速（1m/d)注人一定濃度、 一定量段塞的ASP體系（0.3PV）到填砂管中，記錄注入過程中出油量、出水量和壓力數(shù)據(jù)，計(jì)算ASP驅(qū)采收率； (6)后續(xù)水驅(qū) 以一定流速注入水(1m/d)，驅(qū)替至流出液中含水率達(dá)到98%-100%時(shí)停止，計(jì)算后續(xù)水驅(qū)釆收率和ASP最終采收率： (7)結(jié)束實(shí)驗(yàn) 停泵，打

8、開六通閥門，關(guān)閉泵電源；清洗管線和刻度試管，將填砂管清洗干凈，將所用藥品和儀器放回原處。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表1 填砂管孔隙體積記錄表（干填法）填砂管質(zhì)量（g）填充后填砂管質(zhì)量（g）飽和水后填砂管質(zhì)量（g）孔隙體積（cm³）1016.661219.621271.2851.66孔隙體積計(jì)算：Vp=1271.28-1219.62=51.66cm³表2 水測滲透率記錄表注入時(shí)間（min）56789101112注入壓力（MPa）0.01520.01700.01850.02060.02190.02280.02300.0228時(shí)間（min）1.1831.001.001.001.367出水體

9、積（ml）3.43.13.13.24.2流量（cm³/s）0.05115填砂管長（cm）25填砂管孔徑（cm）2.5流量計(jì)算：Q=3.41.183+3.11+3.11+3.21+4.21.3675×60=0.05115cm³/s表3 含油飽和度和束縛水飽和度記錄表注入速度（ml/min）出水量（ml）飽和油量（ml）原始含油飽和度（%）束縛水飽和度（%）3444485.1714.83飽和油量Vo=出水量=44ml含有飽和度So=VoVp=4451.66×100%=85.17%束縛水飽和度Scw=1-So=14.83%表4 水驅(qū)油采收率記錄表表注入時(shí)間（m

10、in）58121518注入壓力（MPa）0.22160.16010.07870.06770.0599出水量（ml）00101928出油量（ml）1121303131水驅(qū)采收率的計(jì)算：ER=3144=0.7045表5 ASP驅(qū)油采收率記錄表注入時(shí)間（min）122.3333.333.6744.33注入壓力（MPa）0.08710.09690.09900.10260.10510.10710.10970.1228出水量（ml）47.58.510.511.512.512.514出油量（ml）11.51.51.51.51.51.51.5ASP驅(qū)油采收率計(jì)算：E=1.544-31=0.1154表6后續(xù)水驅(qū)

11、油采收率表出水時(shí)間（min）357101520注入壓力（MPa）0.12250.13990.15960.17470.18550.0961出水量（ml）101420293957.5出油量（ml）0.5111.555.5后續(xù)水驅(qū)采收率計(jì)算：E=5.544-31-1.5=0.4783ASP最終采收率計(jì)算：E”=31+1.5+5.544=0.8523由上述計(jì)算結(jié)果可以看出，相比純水驅(qū)采收率，ASP最終驅(qū)油采收率顯著提升，可見ASP驅(qū)油效果要比純水驅(qū)油效果好很多。六、思考與討論1.驅(qū)油體系粘度選取依據(jù)是什么？答：驅(qū)油體系粘度選取依據(jù)是：原油粘度，巖石表面潤濕性，地層滲透率等。2.ASP體系驅(qū)油的EOR機(jī)理有哪些，本實(shí)驗(yàn)中觀察到哪些現(xiàn)象？答：ASP體系驅(qū)油的EOR機(jī)理有： 1、表面活性劑以及堿與原油中的有機(jī)酸反應(yīng)生產(chǎn)石油酸皂吸附在油水界面，使其界面張力下降，毛細(xì)管數(shù)增加。2、通過改變堿的濃度可以調(diào)節(jié)產(chǎn)生最低界面張力的最佳含鹽度，使表面活性劑在很低的濃度下即可產(chǎn)生超低界面張力。3、堿與地層中的高價(jià)陽離子反應(yīng)，可除去地層中的二價(jià)陽離子，避免這些硬離子使表面活性劑失活或從溶液中沉淀出來，有利于進(jìn)一步保護(hù)表面活性劑，提高表面活性劑的效率。4、表面活性劑、聚合物和堿產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使界面張力降至最低，并擴(kuò)大低界面張力的表面活性劑范圍。5、聚合物可提高水相的粘度