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1、24第18卷第3期大慶石油地質與開發(fā)PGODD1999年6月大慶油田三元復合驅驅油機理研究*楊清彥宮文超賈忠偉(大慶石油管理局勘探開發(fā)研究院)摘要從水驅后的殘余油圖象與三元復合體系驅替后的圖象對比及殘余油驅替過程入手,深入剖析了殘余油在水驅和三元復合驅過程中的受力變化情況,闡明了各種殘余油被三元復合體系驅替的內在原因:三元復合體系使油水之間界面張力降低和介質潤濕性改變而引起的毛細管力和粘附力大大降低,甚至使毛細管力由阻力變?yōu)轵層蛣恿?是三元復合驅驅替柱狀殘余油和簇狀殘余油的主要機理;三元復合體系降低粘附力和內聚力的作用是驅替
2、膜狀殘余油的內在因素;三元復合驅降低內聚力使孤島狀殘余油在下游端拉出油絲、拉斷、逐漸分散成較小油滴,變小后的油珠容易通過細小孔喉,最終將孤島狀殘余油驅走。主題詞表面活性劑堿聚合物三元復合驅驅油機理大慶油田表面活性劑堿聚合物(ASP)三元復合驅油技水波及到的范圍內,這些油主要以柱狀、簇狀、膜術作為近年來發(fā)展起來的一種三次采油新技術,在大狀、孤島狀等幾種形式,被束縛于孔隙網(wǎng)絡中。三元慶油田已從室內配方研究推廣到了先導性礦場試驗,復合驅對這幾種殘余油均有比較顯著的驅替效果,但近兩年又開展了擴大的礦場試驗。本文研究大慶油田驅替機理卻不同。
3、三元復合驅的微觀驅油機理,對于三元復合驅能否在1,驅替柱狀殘余油的機理大慶油田工業(yè)化推廣應用,繼續(xù)保持大慶油田原油高柱狀殘余油是指被封閉在細喉道中的殘余油。圖產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的理論和實際意義。1中,a圖是水驅后剩余的柱狀殘余油,b圖是同一視域三元復合驅后的圖象。從圖象對比可以看出,三一、微觀驅油實驗研究方法元復合體系已將水驅后的柱狀殘余油驅替干凈。實驗用的微觀模型是根據(jù)薩爾圖油田葡一組油層巖樣的鑄體薄片制作的二維仿真地層孔隙網(wǎng)絡微觀模型。實驗用油采用大慶油田中一聯(lián)合站的脫水原油與煤油配制而成的模擬油。實驗用地層水為礦化度7000mg/L的鹽水,注入水為礦化度1
4、000mg/L的鹽水。實驗用的三元復合體系配方為:表面活性劑為ORS41、堿為NaOH、聚合物為1275A。微觀模擬實驗技術采用微觀驅油動態(tài)彩色圖象量化處理系統(tǒng),將照相,攝象和量化分析等手段結合起來,研究微觀滲流圖1水驅后柱狀殘余油被三元復合體系驅替機理。實驗采用恒速法、室溫。在油層中,柱狀殘余油及由其控制的簇狀殘余油二、三元復合驅微觀驅油機理討論是占比例最多的殘余油。在以往的化學驅驅油過程中,只考慮了減小毛細管力的作用。而事實上在油濕微觀水驅油實驗表明,水驅以后,大約還有孔隙介質中水驅后的柱狀殘余油有兩個使其維持不動50%以上的油作為殘余油滯留在模型內。
5、在注入作者簡介楊清彥,男,1962年生,1984年于大慶石油學院石油地質專業(yè)畢業(yè),1990年于西南石油學院石油地質專業(yè)碩士研究生畢業(yè),高級工程師,現(xiàn)從事三次采油驅油機理實驗研究工作。地址:(163712)黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)。*參加本文編寫的還有張洪興、蘭玉波。1999年6月楊清彥等:大慶油田三元復合驅驅油機理研究25的力,即毛細管力和粘附力。毛細管力用下式計算Pc=2cos/r(1)式中Pc毛細管力;油水界面張力;水相潤濕接觸角;r毛細管半徑。粘附力是原油在巖石表面的附著力。由于存在
6、粘附力,要將油從巖石表面剝離下來,就需要克服粘附功。粘附功(與粘附力數(shù)值相等)可用下式計算W=(1-cos)(2)圖2水驅后簇狀殘余油被三元復合體系驅替式中W粘附功。對親油孔道來說,潤濕接觸角>90,毛細管3,驅替膜狀殘余油的機理力是驅油阻力。膜狀殘余油位于孔隙、喉道的內壁,具有相當高當三元復合驅時,由于界面張力由水驅時的的流動阻力。-336mN/m降低到了10mN/m,因此引起了毛細管力圖3是三元復合體系驅替油膜的過程。當三元復和粘附力降低到1/36000。合體系沿油膜表面流動時,在油膜的上游端使油膜逐同時,由于三元復合體系還具有使油濕介質改
7、變漸減薄、剝離,在下游端表面形成分散油滴,最終將為水濕介質的作用,也會使毛細管力和粘附力改變大油膜全部驅走,使油濕表面改變?yōu)樗疂癖砻妗P?甚至改變方向。當三元復合體系中的表面活性劑與油濕介質表面吸附的原油中天然表面活性劑接觸時,就會按極性相近原則排列在巖石表面,從而使巖石表面由油潤濕反轉為水潤濕表面。潤濕接觸角變小,將減小原油在巖石表面的粘附力。當由于三元復合驅使由13545時,粘附力還可減小714%。在濕潤性改變這一過程中,變化更大的還是毛細管力。隨著潤濕接觸角的減小,就會使毛細管力逐漸減小。當將柱狀殘余油孔道的入口端油濕表面改變?yōu)樗疂癖砻?即<9
8、0時,毛細管力就會改變