稠油化学驱油原理与研究

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1、稠油化学驱油原理与研究稠油化学驱油原理与研究［摘要］目前为止，我国已形成了稠油热采技术（主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、蒸汽辅助重力泄油技术、水平压裂辅助蒸汽驱技术等）、稠油冷采技术（主要包括碱驱、聚合物驱、混相驱、化学吞吐、化学降粘、微生物采油、溶剂萃取、电喷泵开采等技术）。尤其是稠油热采技术已成功用于各大油田。稠油在地质分布、规模以及开采、加工利用等方面与常规石油资源有着同等重耍的战略地位和意义。中图分类号:F416.7文献标识码:B文章编号：1009-914X（2014）15-0354-01化学驱油是在注水驱的基础上发展起来的。注水驱替应用较早,通过向地层注水把石油驱

2、替至采油井。早期使用普通河水或海水，后来出现了在水驱油的过程中注入化学剂的方法。根据油藏不同的物理化学性质和地质条件，发展了相关的表而活性剂驱、碱水驱、聚合物驱以及其他的化学驱油工艺。一、表面活性剂驱表而活性剂驱油是在注入水屮加入表面活性剂，以降低油水界而张力，改变岩石润湿性，以利于吸附在岩石颗粒表面的残余油膜的脱离，并使油珠或油滴能被注入水带走，从而提高原油采收率。其采油机理为：①降低油水界而张力；②润湿反转；③油的膨胀、增溶、乳化。表血活性剂驱油按注入活性剂的浓度大小又可分为活性剂水驱,浓度一般在o.oi%-o.i%ortr丁浓度低，流度及吸附均难以控制，效果一般不显著。另

3、一种是胶束一聚合物驱，它又有活性剂为低浓度（＜2%）的大段塞（约为孔隙体积的15%-60%）或高浓度（5%-8%或更高）的小段塞（约为孔隙体积的3%-20%）两种方法，后者被称为微乳液驱。在化学驱油中尤以微乳液驱油效率最高，它是由油、水、表面活性剂、助表面活性剂组成的各向同性的透明和热力稳定的分散体系。粒径约为10-lOOnm,液滴被表面活性剂和助表面活性剂（一般为醇）的混合膜所稳定。驱油用微乳液配方中，油可用石油馅分或轻质原油等；表面活性剂一般用石油磺酸盐；助表面活性剂一般用C3-C5的醇;水相常是NaCl水溶液。岩心模型驱油实验表明，微乳液具有很高的驱油效率，而中和微乳液的

4、驱油效率最好（最佳儿乎可达100%）。微乳液驱油的机理很复杂，如改变岩石的润湿性，改变油水界面的粘度等，但能产生超低的油-水驱替液界面张力是其中的主要原因Z-o二次采油后剩余的油粘附在地层的毛细管道中，油水界面张力约为30mN/m,微乳液可使它降到10-3mN/m,因而可大大提高采收率。在微乳液中添加聚合物可以增加水和粘度，但必须考虑费用的增加、机械消耗的增大、化学活性、微乳液流动性的影响等因素，因而限制了乳液/聚合物乳化体系在石油工业中的应用。另外，有些条件如活性土的存在、渗透性的减弱、重力因素也都限制了它的应用。发泡微乳系统可以克服这些不利影响。另外，有人用蒸汽发泡也取得很

5、好的效果。据最新研究表明，细菌及生物表面活性剂的应用，可以大大降低微乳技术的成本。微乳液发展方向：通过改变微乳液配方，以减少表面活性剂损失，降低采油费用［55］。表面活性剂尽管可以通过增大表面活性剂浓度（即用微乳液）而达到很高的采收率，但其驱油机理比较复杂,化学剂成本高，投资大，风险性也大，所以活性剂驱油的室内基础研究很活跃。美国、法国、H木、苏联均在大学及研究机构中进行了广泛的室内研究，在国内,研究也极为广泛。山东大学胶体与界面化学研究所从油脂下脚料研制成功的天然混合竣酸盐SDC系列驱油剂，成木低，生产过程无污染,具有很高的表面活性和较强的抗钙镁能力，在稠油开采中有广泛的应用

6、前景［56］o新疆石油管理局克拉玛依石化厂生产的石油磺酸盐和环烷酸盐，是一种很好的表面活性剂，经克拉玛依稠油区块33口井先导性试验证明，具有显著降粘和增产作用，试验井有效率达78.8%,单井周期增油平均达131吨，每吨化学剂增产41吨，具有较高的经济效应和广阔的应用前景［57］。二、碱驱碱驱是把碱性化合物，如氢氧化钠、硅酸钠加到注入水中，使之在地层内与原油接触，并与原油屮的有机酸生产表面活性剂，从而降低油水界面张力，改变润湿性以及与原油产生自发乳化作用，使残余油流动而被夹带携出，以提高采收率。注入的碱与油藏中的岩石及液体有三种反应类型：碱油反应、碱水反应、碱盐反应。其采油机理为

7、：①降低油水界面张力；②使油层的润湿性由亲油变为亲水；③使油层的润湿性由亲水变为亲油；④乳化和滞留作用；⑤增溶油水界面处形成的刚性薄膜。碱驱通常用于低重度原油（大于13API度）、中等粘度原油（小于200mPa.s）的油藏。碱驱注入量为10%-15%PVo溶液中碱的浓度变化范围一般为0.2%-5%。碱驱中最常用的化学剂是氢氧化钠，还有人使用过原硅酸钠、氢氧化鞍、氢氧化钾、磷酸三钠、硅酸钠以及聚乙烯亚胺等。碱驱由于操作容易，价格便宜，是一种很好的提高采收率的方法。但由于机理比较复杂，而且目前稠