个人所得税年终奖乳状液提高驱油效率的实验研究
祝仰文
【摘 要】通过柱状岩心模型,实验研究了乳状液的微观驱油特性.乳状液在不同渗透率岩心中的驱替实验结果显示,乳状液提高驱油效率的幅度与渗透率有关,乳状液的粒径范围与岩心孔径范围越接近,其驱油效率越高;乳状液中液滴对提高驱油效率发挥主要作用,而乳化剂对驱油效率的贡献相对很小.对于中高渗透率岩心,黏度相同的聚合物溶液与乳状液提高驱油效率值相近.%By columnar core model,the microscopic displacement characteristics of emulsion was studied. Experimental results of emulsion flooding in different permeability cores show that how well emulsion improve displacement efficiency is related to the permeability,and emulsion particle size range is clor to pore diameter range,the higher the displacement efficiency. Droplets in emulsion play a great role in enhancing displacement efficiency,while the contribution of emulsifiers in enhancing displacement efficiency is relatively small. For intermediate permeability cores,the displacement efficiency of polymer solution and emulsion with the same viscosity is similar.
【期刊名称】《日用化学工业》
【年(卷),期】2017(047)008
【总页数】5页(P435-439)
【关键词】乳状液;驱油效率;渗透率;聚合物;乳化剂
【作 者】祝仰文
【作者单位】中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015
3ce眼影盘【正文语种】中 文
【中图分类】TE357.46
三元复合驱矿场实践和室内物理模拟实验都表明，乳化能力较强的驱油体系具有较好的提高采收率效果。对此，许多学者[1-4]认为乳化对提高采收率的作用主要体现在2个方面：一是微观上的残余原油以乳化方式启动，二是所形成的乳状液具有调剖效应，从而使宏观上
低渗层位的剩余油被驱出。Dong等[5]通过微观光刻模型中的碱水驱油实验，指出碱水对原油的乳化作用可以提高稠油的微观驱油效率。张立娟等[6]研究了几类乳化能力不同的驱油体系对水驱后残余油膜的驱替，结果显示乳化作用有利于油膜的启动。对于直接注入乳状液，人们以往主要针对其渗流和调剖特性开展研究[7，8]，而在乳状液的微观驱油特性方面研究得相对较少。在本文研究中，笔者制备了一种稳定的水包油型乳状液，模拟乳状液在不同渗透率岩心中的驱油特性，并分析乳化剂及乳状液中液滴在提高微观驱油效率中的贡献。在此基础上，将乳状液与聚合物溶液提高驱油效率进行对比。研究结果有助于认识乳状液的微观驱油机理，可为驱油体系的研发提供思路。杜诗
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实验用水为根据油田水分析报告配制的模拟地层水。实验用油为胜利油田的模拟油，由胜利地面脱水脱气原油与煤油以体积比9∶1均匀混合而成，60 ℃时的黏度为35 mPa·s，密度为0.92 g/cm3。驱油实验所用的乳化剂为XBS-1，其主要成分为聚甘油脂肪酸酯和烷基苯磺酸钠，胜利油田提供。乳状液由XBS-1水溶液与煤油制备，所用煤油密度为0.79 g/cm3。聚合物为耐盐型聚合物(主要成分为聚丙烯酰胺)，型号为AN125VHM，分子量800万，爱森(中国)絮凝剂有限公司。实验所用的岩心为本实验室自制石英砂人造均质岩心。FA25型乳化机，上海弗鲁克科技发展有限公司；JJ2000B型旋滴界面张力仪，上海中晨仪
器有限公司；Mastersizer 2000型马尔文粒度仪，英国马尔文仪器有限公司；30 cm长多测点柱状岩心夹持器，江苏海安石油科研仪器厂。联想电脑售后服务
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生日快乐祝贺词所有实验的温度均为60 ℃，岩心驱油实验包括3种驱替方案，分别是空白水驱(对应岩心编号Q-1)、乳状液驱(对应岩心编号Q-2～Q-4)或聚合物溶液驱(对应岩心编号Q-6)以及水驱基础上后续乳化剂溶液驱(对应岩心编号Q-5)。岩心参数见表1。对于空白水驱采取以下实验步骤：1)抽真空，饱和模拟地层水(总矿化度为27 231 mg/L，离子组成见表2)，计算孔隙度；2)在油藏温度下水测渗透率；3)饱和模拟油(饱和速度0.294 m/d)，计算束缚水饱和度和原始含油饱和度；4)岩心老化24 h；5)以2.94 m/d的驱替速度注入水，注入量为4PV，记录压力和产出的油、水量，计算驱油效率。
乳状液驱或聚合物溶液驱实验步骤：重复空白水驱实验中1)～4)，然后在此基础上注入驱油剂(乳状液或聚合物溶液)。驱油剂的注入速度均为2.94 m/d，注入量为4PV，记录压力和产出的油、水量，计算驱油效率。此外，为了研究岩心渗透率对乳状液驱油效率的影响，改变渗透率，重复乳状液驱的实验步骤。
水驱基础上后续乳化剂溶液驱的实验步骤：重复空白水驱实验1)～5)，然后在此基础上注
入乳化剂溶液，注入速度为2.94 m/d，注入量为2PV，记录压力和产出的油、水量，计算驱油效率。
图1给出了实验温度60 ℃下质量分数为0.3%的制备乳状液用的乳化剂XBS-1溶液与煤油及其与模拟油的动态界面张力变化。由图1可以看出，总体上，XBS-1溶液与煤油的界面张力在0.5～2 mN/m之间变化，达到界面张力平衡所需的时间为30～35 min；而XBS-1溶液与模拟油界面张力略低一些，界面张力达到平衡所需时间也较短。这主要是因为模拟油中原油含有天然的活性物质[9]，有助于降低界面张力，且可以使界面张力很快达到稳定。
乳状液由煤油与质量分数为0.3%的XBS-1溶液以体积比1∶9混合后，通过FA25型乳化机在A档10 000 r/min 搅拌10 min后制备而成。用马尔文粒度仪测试得到乳状液的平均粒径为3.673 μm，见图2。考虑到乳状液为热力学不稳定体系，在注入过程中可能会出现破乳对驱油过程的影响，因此，测试了乳状液的稳定性，发现乳状液在常温密封条件下放置2 d没有破乳且粒径没有明显变化。
选用AN125VHM型聚合物作为驱油实验用聚合物，利用流变仪在实验温度60 ℃下测定不同质量浓度的聚合物溶液和上述方法制备的乳状液的流变性，结果见图3。由图3可以看出，
在剪切速率1～100 s-1范围内，乳状液和聚合物溶液都呈现剪切稀释的特性，剪切速率超过100 s-1后，乳状液和聚合物溶液的黏度基本保持不变；4种质量浓度的聚合物溶液中，0.25 g/L的聚合物溶液的黏度与乳状液的黏度最为接近，因此实验选用聚合物溶液的质量浓度为0.25 g/L，在剪切速率为7.34 s-1时的视黏度约为3 mPa·s。
图4中a～c分别给出了乳状液在渗透率为44，615和4 488 mD的岩心中的压力梯度、含水率和驱油效率。由图4可以看出，当注入乳状液后，驱替压力梯度迅速上升并达到峰值，随着原油不断采出和含水率的增加，压力梯度下降并逐渐趋于平稳。随着渗透率的增加，压力梯度峰值下降。渗透率为44和 615 mD的岩心，注乳状液的驱替峰值压力梯度分别为7.7和2.5 MPa/m，驱油效率约为68%；对于渗透率为4 488 mD 的岩心，对应峰值压力梯度为0.3 MPa/m，对应的驱油效率为58%。
结合乳状液的性质分析，液滴具有不易变形的特性，可以改善自身速度剖面，增加对残余油的剪切力，提高对油膜、油滴、边缘及角隅残余油的驱油效率；乳状液能以拉、拽的方式驱动残余油，还可以以推的方式驱动残余油。乳状液变形后恢复为球形的特性可以提高对盲端和因毛管力作用而滞留的残余油的驱油效率。乳状液的运移压力梯度越高，说明液滴与岩心孔喉的相互作用越强，乳状液对残余油的驱替效果越好。
此外，根据毛管束渗流模型，分析3组岩心的孔喉尺寸可知，渗透率为44和615 mD的岩心的孔喉直径在3 μm左右，渗透率为4 488 mD的平均孔喉尺寸大于10 μm，超过了乳状液的最大粒径。综合分析不同渗透率条件下的乳状液驱油效率可以推断，当驱油用的乳状液粒径一定时，油层的渗透率影响乳状液的微观驱油效率。当油层的渗透率在一定的范围内，乳状液与油层的孔喉匹配，运移时的压力梯度较高，乳状液的微观驱油效率较高；对于渗透率较高的油层，如本文研究中渗透率为4 488 mD的岩心驱替实验，乳状液液滴明显小于孔喉尺寸，运移时与孔喉的相互作用弱，压力梯度较低，微观驱油效率也较低。
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