研究背景
二元复合驱体系在无碱条件下能使油水界面张力达到超低,且使油水体系产生适度乳化,新疆属于淡水资源匮乏地区,将回注水应用于二元复合驱配液不仅可以节省大量清水资源,而且可以减少回注水外排造成的环境污染。经研究发现,疏水缔合聚合物KYPAM在回注水中具有良好的増黏性能、流变性能和驱油性能,中国石油新疆油田分公司研发的表面活性剂环烷基石油磺酸盐(KPS)具有较好的降低油水界面张力的性能,优选疏水缔合聚合物KYPAM和表面活性剂 KPS组成二元驱油体系,应用在中国石油新疆油田分公司二元复合驱中。
实验仪器
油水界面张力测量使用德国KRUSS-GmbH公司SDT型旋转滴超低界面张力仪。
实验结果与讨论
KPS和KYPAM质量浓度对二元复合驱油体系界面张力的影响
表面活性剂质量浓度对二元驱油体系界面张力的影响见图1。
Fig.1 Influences of different concentrations of KPS and KYPAM on interfacial tension of binary
liquids.Conditions:(a) KYPAM concentration is 1 800 mg/L;(b) KPS concentration is 0.5%(w).
从图1(a)可看出,二元驱油体系界面张力性能较好,KPS含量在0.05%~0.50%(w)范围内二元驱油体系都可以达到超低界面张力(小于1×10-2 mN/m ),KPS含量大于0.5%(w)后界面张力上升。这是由于KPS含量过高时,KPS分子开始在溶液内部发生自聚,疏水基朝内聚集形成内核,亲水基朝外与水接触形成外壳,最终形成胶团,使得水表面的 KPS 分子含量降低,导致油水界面张力的增大。从图1(b)可看出,随着KYPAM质量浓度的增加,二元驱油体系界面张力逐渐升高,这是因为KYPAM的加入,不仅增加了分子间扩散的阻力,而且KYPAM的大分子基团会与 KPS小分子基团争夺界面位置,影响了二元复合体系的界面张力。
现场应用试验
在中国石油新疆油田分公司A井区开展高矿化度回注水二元驱试注试验,注入聚合物的分子量为1.5×107、质量浓度为1800mg/L,KPS质量浓度为5000mg/L,设计单井配注量为25m3/d,于2019年12月7日开始注入,2020年11月5日结束注入,累计注入0.1PV,试注期间含水率由水驱末的96.6%(w)下降为86.5%(w),日产油由水驱末的6.0t增至的22.0t,累计产油4261t。中国石油新疆油田分公司A井区B油井日产油由试注前的0.11t最升到7.38t,含水由试注前的99.8%(w)下降到76.6%(w)(如图2所示),二元驱体系显示出了良好的降水增油效果。
Fig.2 The oil production and water content changes of the injection test of well B in Xinjiang Oilfield.
结论
在KPS含量为0.05%~0.50%(w)时,二元驱油体系界面张力都可以达到超低。采用高矿化度回注水在中国石油新疆油田分公司A井区B油井开展试注试验,二元驱体系显示出了良好的降水增油效果。
内容有删减,可参考下原文,了解详细信息。
[1]阙庭丽,关丹,栾和鑫,焦秋菊,张国山,向小玲.新疆油田高矿化度回注水配制二元驱油体系研究[J].石油化工,2021,50(05):458-464.