表面活性剂驱及复合驱

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1、表面活性剂驱及复合驱王健石油工程学院提高采收率研究室Tel：0817-2642749(O),2643544(h),13508091571E-mail:wangjan@nc-public.sc.cninfo.net水驱油采收率低的主要原因波及效率低水K1K2K3油K4K1>K2>K3>K4垂向波及与平面波及图（1）垂向上存在层间非均质性（渗透率差异），易于产生舌进现象，垂向波及效率低。——调剖堵水。（2）平面上存在微观非均质性和油水粘度差，水的流度大，水驱油流度比高，易于产生粘性指进现象，平面波及效率低。——聚合物驱，弱凝胶和CD胶调驱。波及区内的驱油效率低PAPB油水油r1r2水P

2、APB水油波及区内微观上是并联毛细管模型，驱油速度不同，慢的留下残余油。Ganglia前进角θ1θ2后退角Pw1PoPw2残余油滴运动时存在动力滞后现象，产生附加毛管阻力附加毛管阻力：排驱残余油滴的条件：水驱油的压力>附加毛管阻力。——表面活性剂驱降低界面张力σ，可启动残余油。如果实现有利的相态（混相），就消除界面和界面张力，驱油效率将大幅度提高。表面活性剂驱通过乳化实现有利的相态，而气体混相驱在一定条件下实现气体与油的混相。调剖堵水、聚合物驱、弱凝胶与CD胶调驱技术，主要启动低渗透层和改善层内流度比，提高波及效率气体混相驱是在一定条件下，实现注入气体与油的混相，消除驱油过程中的界

3、面张力，提高驱油效率。表面活性剂驱及复合驱，降低油水界面张力，通过乳化实现有利的相态，提高波及区内的洗（驱）油效率——重点讲述表面活性剂驱及ASP复合驱提高驱油效率机理。提高水驱油采收率的主要途径水驱油后，油层中有油水两相，存在界面和界面张力，油水界面张力一般10-30mN/m。加入表面活性剂后，由于表活剂具有两亲特性，有效地改变了界面性质，降低了界面张力。选择适当的表面活性剂，可以使界面张力降至10-3mN/m数量级。油水界面与界面张力σσ降低，毛管数Nvc=μV/σ增大（提高速度潜力很小，聚合物粘度也仅能增加几十倍），Sor降低，驱油效率增高。SorNvc10-710-610-

4、510-410-310-210-1那么，σ降低到什么程度油滴才能流动呢？（1）油滴启动的最高极限界面张力启动条件：水驱油压力梯度>附加毛管阻力梯度σ≤1.4×10-3mN/mσmax=1.4×10-3mN/m当界面张力降低至10-3mn/m时，达到超低界面张力（UltralowIFT)数量级，油滴才能启动。令：毛管半径r=10-4cm，油滴长度dl=10-2cm，强亲水θ=0，得：水驱（σ高）→活性水驱（加入少量的表活剂）→胶束溶液驱（Micellar，加入较多表活剂，浓度高时将缔结为胶束）→微乳液(Microemulsion)驱（多种组分共同作用，使σ达到超低值）。（2）降低界面

5、张力的途径§1驱油用表面活性剂阴离子型(Anionic)阳离子型(Cationic)非离子型(Nonionic)两性离子型(Zwitterionic)EOR使用阴离子型(稳定性好、吸附量小、成本低)和非离子型（耐高矿化度，活性稍差）。一般不使用阳离子型（因为地层中吸附损失大）。极性端,non-polarportion（亲水）非极性端,polarportion（亲油）headtail阴离子表活剂的分子结构——石油磺酸盐（PetroleumSulfonates)界面张力：使不互溶流体界面产生新界面所需的单位长度的力。油水界面膜F0L1L2水油油水（液液）界面吸附表活剂，因表活剂的两亲性

6、，改变界面性质，界面张力降低。油水加入表活剂表活剂降低界面张力：§2微乳液特性（BehaviorofMicroemulsions)油+水→不互溶——→形成一定分散程度的油水体系剧烈搅拌———→停止搅拌分层———————→加入活性剂，搅拌易形成稳定体系—————————→加入不同种类数量的表活剂形成不同性质的溶液（不同分散体系）1.乳状液油+水+少量表活剂—→乳状液。特性：外观不透明，分散液滴的尺寸大（1-10μm），体系σ大，需要在强烈的搅拌作用下才能生成，热力学不稳定体系。一.乳状液、胶束溶液、微乳液（1）水中加入活性剂a.浓度很小时，活性剂浓集于水表面水油+水+较多表活剂——→

7、胶束溶液2.胶束溶液b.浓度增大，活性剂开始进入水中。水c.浓度进一步增大到CMC(Criticalmicelleconcentration)以上，活性剂非极性端缔结为胶束（因极性端亲水）。（2）再加入油油会溶解到非极性的胶束核心中去（增溶作用）。胶束溶液特性：外观透明，胶束直径小（0.001-0.01μm)，单相溶液，热力学稳定体系。油+水+较多活性剂+其他成分。特性：外观透明或半透明，胶束直径（0.01-0.1μm），体系界面张力低，甚至可达10-3mN/m以下，