提高原油采收率原理(EOR)第六章-B表面活性剂驱.ppt

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1、第六章表面活性剂驱SurfactantFlooding第一节什么叫表面活性剂驱用表面活性剂体系作驱油剂的驱油法叫表面活性剂驱。表面活性剂体系稀表面活性剂体系(如活性水、胶束溶液)浓表面活性剂体系(如上相微乳、中相微乳和下相微乳)泡沫、乳状液也包括在表面活性剂体系之中一、活性水驱（活性剂的浓度小于CMC）二、胶束溶液驱（活性剂的浓度大于CMC，但其质量分数不超过0.02）表面活性剂驱包括下列的驱油法：以活性水作驱油剂的驱油法叫活性水驱。活性水属稀表面活性剂体系，其中的表面活性剂浓度小于临界胶束浓度。以胶束溶液作驱

2、油剂的驱油法叫胶束溶液驱。胶束溶液也属稀表面活性剂体系，其中表面活性剂浓度大于临界胶束浓度，但其质量分数不超过2×10－2。在胶束溶液中，除了表面活性剂外，还需加入醇和盐。表面活性剂浓度10倍于临界胶束浓度或更大的浓度时，胶束一般是非球形的。(棒状、棒状胶束六角、层状胶束等）微乳的组成和类型:微乳组成：微乳属浓表面活性剂体系，由水、油、活性剂、助活性剂、盐组成。微乳类型：水外相微乳、油外相微乳、中相微乳（过渡态）图6－1微乳类型的转换三、微乳驱（表面活性剂的质量分数超过0.02)活性剂和助活性剂为一组分S；水和

3、盐为另一组分W；油为一组分O——准三组分微乳的准（pseudo）三组分相图（a）水溶液表面活性剂（b）油溶性表面活性剂图6－2微乳的准三组分相图S－表面活性剂与助表面活性剂；W－盐水；O－油图6－3图6－2中A、B两点的相态油水比1：1活性剂浓度不变随着盐含量的增加，表面活性剂由亲水性变至亲油性，微乳体系的类型由水外相微乳（L）变成油外相微乳（U）。盐可以调整HLB值图6－4微乳随盐含量增加的相态变化图6－5微乳驱段塞图1－剩余油；2－预冲洗液；3－微乳；4－聚合物溶液；5－水预冲段塞可以是盐水段塞或牺牲剂段塞

4、以微乳作驱油剂的驱油法叫微乳驱。W为控制流度的的聚合物溶液，X为驱油的水外相微乳组成，B为剩余油或水中的饱和度。聚合物溶液驱动水外相微乳的组成沿WX变化，水外相驱动剩余油的组成沿XB变化。L的组成变化先沿XM变化，后沿MW帽形的边沿线变化。XM一段为混相的水外相微乳驱，MB一段为非混相的水外相微乳驱。图6－6水外相微乳驱的相图描述图6－7相体积分数、界面张力、采收率、磺酸盐滞留量与盐含量的关系微乳性质与含盐量的关系图6－8界面张力、表面活性剂增溶参数与盐含量关系处于最佳盐含量下的中相微乳有以下特点（图6－7、图

5、6－8）：（毛管阻力小-取决于最大一个界面张力。）（σ越低，界面层堆积越紧密，电荷密度越大，静电斥力越大，滞留量越小。）(1)中相微乳与油的界面张力（σMO）和中相微乳与水的界面张力（σMW）处在相等的最低值。（2）表面活性剂的滞留量最小。（对水和油有最适宜的平衡关系）中相微乳M驱比油外相微乳驱U、水外相微乳L驱的驱油效果好。（3）增溶参数VO/VS（单位体积表面活性剂增溶油的体积）与Vw/VS（单位体积表面活性剂增溶水的体积）达到相等的最大值。（4）采收率最高由于中相微乳在最佳盐含量下有许多特点、优点，所以中

6、相微乳驱得到比油外相微乳驱或水外相微乳驱好的驱油效果。四、泡沫驱气泡分散在液体中,以气体为分散相,液体为连续相的分散体系－固体泡沫和液体泡沫泡沫驱是一种用泡沫作驱油剂的驱油法。泡沫由水、气、起泡剂组成，起泡剂中除表面活性剂外还有聚合物(增加体相粘度)和盐(调整表面活性剂的亲水亲油平衡)。泡沫属Bingham塑性流体。泡沫特征值＜0.52——气体乳状液；泡沫特征值＞0.99——(反相变成)雾;泡沫特征值＞0.74——气泡形成为多面体.泡沫特征值是描写泡沫性质的一个重要数值。泡沫特征值是指泡沫中气体体积对泡沫总体积

7、的比值。通常泡沫特征值是在0.52～0.99之间。泡沫的稳定因素：较低的界面张力；有一定弹性的膜；适当的表面粘度；表面电荷的作用。图6－9泡沫粘度与泡沫特征值的关系泡沫的稳定性及其测量：起泡的能力和泡沫的稳定性。气流法—气流法测定泡沫性能（平衡时的泡沫高度h）。单泡法—测定泡沫的寿命（起泡升至液面到破裂所需时间）。搅拌法—由泡沫随时间的变化求出Lf=∫Vdt/VO).图6－10泡沫的屈服值与泡沫特征值的关系可交替向地层注气泡剂溶液和气体，也可同时分别从油套管注入地层。乳状液驱是以乳状液作为驱油剂的驱油法。地面配

8、好后注入地层。酸性原油与碱水乳化后效果较好。图6－11泡沫驱油效果泡沫特征值：1－0.00(水驱)；2－0.72；3－0.85；4－0.91第二节表面活性剂提高采收率的机理一、活性水驱机理1、低界面张力原理活性剂吸附—降低界面张力—粘附功减小—洗油效率提高表面活性剂驱提高采收率的原因与碱驱大体相同式中，w粘附－粘附功；σ油水－油水界面张力；θ－油对岩石表面的润湿角。2、润湿反转机理图6