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《中国石油大学(华东)》 2016年
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软体非均相复合驱油体系构筑及驱替机理研究

赵光  
【摘要】:常规提高采收率方法因聚合物耐温耐盐差、碱耐盐差、注气易气窜且注气压力高等致命问题,往往难以满足中高温(80℃~110℃)中高盐(1.0×10~4mg/L~1.0×10~5mg/L)油藏进一步提高采收率的迫切需求。针对这一技术难题,基于自主研发的酚醛树脂冻胶分散体和优选的耐温抗盐高效表面活性剂,构筑了适合中高温中高盐油藏的软体非均相复合驱油体系,并探索了其驱替机理,为其在中高温中高盐油藏的应用奠定基础。建立了以地面耐温耐盐的酚醛树脂本体冻胶为原料,高效制备酚醛树脂冻胶分散体的机械剪切法。酚醛树脂冻胶分散体的制备经过本体冻胶的形成和酚醛树脂冻胶分散体的剪切成形两个阶段,通过调整机械剪切参数制备出了低成本、粒径可控(750~5000nm)、形状规则、低粘度、带负电,高抗剪切、易老化聚集特点的纳微尺度冻胶分散。以粒径为指标,建立了酚醛树脂冻胶分散体的工艺参数模型,并基于此模型,自主开发了工业化制备酚醛树脂冻胶分散体的软件。以驱油体系的配伍性、粘度和界面张力为评价指标,构筑了适合中高温中高盐油藏的软体非均相复合驱油体系。该复合驱油体系体系能够降低油水界面张力达10~(-3)mN/m,具有低粘度、带负电、热稳定、聚集膨胀、使油湿润湿反转,水湿表面减弱的特点。岩心流动实验表明软体非均相复合驱油体系能够进入岩心深部,对储层进行微观调控,提高后续流度控制能力,实现原油采收率的大幅度增加。阐明了软体非均相复合驱油体系在油水界面的界面组装行为。表面活性剂在酚醛树脂冻胶分散体颗粒表面的吸附属于典型的Langmuir吸附,非均相复合驱油体系在油水界面层的吸附是竞争吸附重排的过程,并能够在油水界面层形成具有粘弹性的吸附膜。吸附作用提高了复合驱油体系的降低界面张力能力,并使体系中的酚醛树脂冻胶分散体具有洗油能力。非均相复合驱油体系与不同润湿性储层表面、非均相复合驱油体系之间的作用力均表现为斥力作用。表面活性剂的加入强化了非均相复合驱油体系的负电性,空间位阻效应、静电作用是形成斥力作用的主控因素。该斥力作用使得非均相复合驱油体系能够顺利进入岩心深部并在强亲水储层表面滞留、吸附,增强了复合驱油体系的储层微观调控能力。揭示了软体非均相复合驱油体系的驱替机理。非均相复合驱油体系存在较弱的色谱分离效应,能够保证组成成份之间具有较好的协同效应。非均相复合驱油体系的酚醛树脂冻胶分散体以直接通过和变形通过两种形式进入到地层深部,通过单个颗粒直接封堵,多个颗粒架桥封堵、吸附、滞留形式实现对储层的微观调控。复合驱油体系中酚醛树脂冻胶分散体的增粘效应可改善表面活性剂的流度比,降低其扩散速率,微观调控作用促使表面活性剂转向中低渗层,提高了表面活性剂的微观洗油效率。复合驱油体系中的表面活性剂能够吸附在酚醛树脂冻胶分散体颗粒表面强化非均相复合驱油体系的深部运移能力和洗油能力,二者成份的协同效应,提高了复合驱油体系的波及体积和洗油效率,最大限度的提高原油采收率。
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE357.46

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