《油田化学：第四章-化学驱与混相驱课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油田化学：第四章-化学驱与混相驱课件.ppt（145页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四章化学驱与混相驱第二篇 采油化学一、采油中存在的问题（1）采采 收收 率率 低低地层非均质性地层非均质性波及系数波及系数洗油效率洗油效率油层化学改造油层化学改造前 言低（酸化压裂技术）蜡（清防蜡技术）水（调剖堵水技术）稠（稠油降粘开采技术）砂（防砂技术）油水井的化学改造一、采油中存在的问题（2）前 言油水井问题波及系数波及系数：是指驱油剂波及到的油层容积与整：是指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。个含油容积的比值。原油采收率（原油采收率（E ER R）=采出储量（采出储量（N NR R）/地质储量（地质储量（N N）100 100 水驱采收率（水驱采收率（E ER R）=波及系数
2、（波及系数（E EV V）X X 洗油效率（洗油效率（E ED D）100 100 V Vs sw w驱油介质驱替到的容积；驱油介质驱替到的容积；V V 油藏总容积；油藏总容积；前 言二、原油采收率洗油效率：是指驱油剂波及到的油层所采出的油量与这部分油层储量的比值。油层改造有两个途径：l 提高波及系数l 提高洗油效率 So原始含油饱和度；Sor残余油饱和度；前 言二、原油采收率提高波及系数影响因素：不均质性、水油流度比影响因素：不均质性、水油流度比提高波及系数的主要方法：提高波及系数的主要方法：改变驱油剂和（或）油的流度。改变驱油剂和（或）油的流度。流度是流体通过孔隙介质能力的一种量度流度是流
3、体通过孔隙介质能力的一种量度前 言提高洗油效率 提高洗油效率的主要方法提高洗油效率的主要方法1 1 改变岩石表面的润湿性改变岩石表面的润湿性2 2 减小毛细管阻力效应的不利影响减小毛细管阻力效应的不利影响前 言化学驱油法（化学驱）聚合物驱油法（聚合物驱）表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）碱驱油法（碱驱）混相驱油法（混相驱）烃类混相驱油法（烃类混相驱）非烃类混相驱油法（非烃类相驱）前 言三、改造油层的方法热力采油法（热采）蒸汽驱油法（蒸汽驱）油层就地燃烧法（火烧油层）微生物采油法 激活油藏本源微生物采油法 注入适合微生物的采油法 本章主要内容4-1 聚合物驱4-2 表面活性剂驱4-3 碱驱4-4
4、复合驱4-5 混相驱第一节聚合物驱第四章 油层化学改造聚合物驱是以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。也称为：v聚合物溶液驱v聚合物强化水驱v稠化水驱和增粘水驱 注聚第一节 聚合物驱一、概念1.部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）油田主要用HPAM热稳定性好（耐温93）；剪切稳定性较差；化学稳定性较差（氧化降解）；生物稳定性好第一节 聚合物驱二、聚合物驱用聚合物高温高盐油藏图1疏水缔合聚合物分子结构示意图（R为疏水侧链,碳原子数在12-20间不等）疏水缔合聚合物大分子链上带有少量疏水基团，在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临界浓度（
5、CMC）后，溶液粘度大幅度升高。疏水缔合聚合物增粘及抗温、抗盐能力强；抗剪切能力强。疏水缔合聚合物（Hydrophobically Modified）驱油用驱油用HPAMHPAM具有以下基本特征：具有以下基本特征：（1 1）高分子量 高分子量：一般驱油用：一般驱油用HPAM HPAM的分子量为 的分子量为1 1千万到几千 千万到几千万；万；（2 2）多分散性 多分散性：HPAM HPAM的分子量具有不均一性，是分子量 的分子量具有不均一性，是分子量不等的同系聚合物的混合物；不等的同系聚合物的混合物；（3 3）几何结构多样化 几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、支型：聚合物的几何结构有线型、
6、支型和体型三种形态；和体型三种形态；（4 4）物化性能稳定 物化性能稳定：HPAM HPAM具有稳定的化学性质和特殊的 具有稳定的化学性质和特殊的物理性能，以满足驱油的要求。物理性能，以满足驱油的要求。第一节 聚合物驱2 黄胞胶（XC）（生物聚合物）热稳定性差（71）；生物稳定性差（需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。第一节 聚合物驱 增加水的粘度超 超过 过一 一定 定浓 浓度 度，聚 聚合 合物 物分 分子 子互 互相 相纠 纠缠 缠形成结构，产生 形成结构，产生结构粘度 结构粘度。聚 聚合 合物 物链 链中 中的 的亲 亲水 水基 基团 团在 在水 水中 中溶 溶剂 剂化 化（水化）
7、。（水化）。若 若为 为离 离子 子型 型聚 聚合 合物 物，则 则可 可在 在水 水中 中解 解离 离，形 形成 成扩 扩散 散双 双电 电层 层产 产生 生许 许多 多带 带电 电符 符号 号相 相同 同的 的链 链段 段（由 由若 若干 干链 链节 节组 组成 成，是 是链 链中 中能 能独 独立 立运 运动 动的 的最 最小 小单 单位 位），使 使聚 聚合 合物 物分 分子 子在 在水 水中 中形 形成 成松 松散 散的 的无 无规 规线 线团 团，因 因而有好的增粘能力。而有好的增粘能力。三、聚合物对水的稠化能力四、聚合物溶液的粘弹性 聚合物溶液的弹性是由拉伸作用下聚合物分子采取伸
8、直的构象，而在拉伸作用消失后聚合物分子采取较蜷曲的构象所引起的。滞留的两种形式:（l）吸附 聚合物吸附是指聚合物通过色散力、氢键等作用力而聚集在岩石孔隙结构表面的现象。（2）捕集 聚合物捕集是指直径小于孔喉直径的聚合物分子的无规线团通过“架桥”而留在孔喉外的现象。五、聚合物在孔隙介质中的滞留第一节 聚合物驱 1 1、定义 定义：盐对聚合物溶液粘：盐对聚合物溶液粘度产生特殊影响（粘度降低）的 度产生特殊影响（粘度降低）的效应。效应。2 2、原因 原因：盐加入后，羧基与：盐加入后，羧基与钠离子形成的扩散双电层受到盐 钠离子形成的扩散双电层受到盐的压缩作用，使链段的负电性减 的压缩作用，使链段的负电
9、性减小，小，HPAM HPAM分子形成紧密的无规线 分子形成紧密的无规线团，因而对水的稠化能力大大减 团，因而对水的稠化能力大大减小。小。最好用清水配注聚合物，且前 最好用清水配注聚合物，且前后注淡水段塞。后注淡水段塞。第一节 聚合物驱六、盐敏效应提高了提高了平面平面的波及系数的波及系数第一节 聚合物驱七、聚合物驱与水驱的对比提高了纵向的波及系数第一节 聚合物驱1 1 波及系数与水油流度比的关系波及系数与水油流度比的关系定义：水油流度比水油流度比 第一节 聚合物驱八、聚合物驱的EOR原理随着随着MMWOWO的减小，波及系数的减小，波及系数增大，采收率提高增大，采收率提高第一节 聚合物驱2 2
10、聚合物降低水油流度比的原因（聚合物降低水油流度比的原因（）I I 增加水的粘度增加水的粘度缠绕缠绕+亲水基团的溶剂化亲水基团的溶剂化+离子型聚合物的离子型聚合物的解离解离稠化增粘稠化增粘减小了减小了WW 减小了减小了MMWO WO 增大了增大了EEV V 提高了提高了EERR第一节 聚合物驱减小孔隙介质对水的渗透率减小孔隙介质对水的渗透率滞留吸附和捕集增大了水的流动阻力减小水的KrW提高EV提高了ER2 2 聚合物降低水油流度比的原因（聚合物降低水油流度比的原因（）第一节 聚合物驱通过对水的稠化通过对水的稠化增大水的粘度增大水的粘度在孔隙中滞留在孔隙中滞留减小了对水的渗透率减小了对水的渗透率降
11、低了水的流度降低了水的流度减小了水油流度比减小了水油流度比抑制抑制水沿高渗透层的指进水沿高渗透层的指进增大了波及系数增大了波及系数提提高了原油采收率高了原油采收率第一节 聚合物驱3.3.聚合物溶液粘弹性驱油机理聚合物溶液粘弹性驱油机理 当聚合物溶液经过孔吼结构受拉伸作用时，溶液中的聚合物分子采取较伸直的构象，但当它离开孔吼结构时，溶液中聚合物分子则采取较蜷曲的构象，从而使溶液向流动方向的法线膨胀，显示出弹性，驱出水驱不能驱出的砂粒间的剩余油，达到提高聚合物溶液洗油效率的目的。前后的段塞主要是防止聚合物的前后的段塞主要是防止聚合物的盐敏效应盐敏效应第一节 聚合物驱八、聚合物驱段塞图九、一个实例第
12、一节 聚合物驱聚合物配注工艺 目前使用的聚合物地面配注工艺系统为集中配制、分散注入工艺。聚合物驱地面流程孤东油田七区中注聚工艺流程示意图聚合物熟化罐聚合物溶液注入设备聚合物驱小结一、基本概念：聚合物驱；采收率；波及系数；洗油效率；流度；流度比；聚合物的盐敏效应。二、基本原理：聚合物驱提高采收率的基本原理。驱油用聚合物及其重要性质。聚合物驱的基本段塞。第一节 聚合物驱1、表面活性剂 加入少量就能降低溶液的表面张力的物质。它具有润湿、乳化、起泡和洗涤等作用。基本概念 洗洁精脂肪醇聚氧乙烯醚烷基苯磺酸钠2、表面张力 引起液体表面自动收缩的单位长度上的力。单位为：mN/m或N/m。2005年度科学幻想
13、摄影奖作品爱因斯坦年奖(Einstein Year Award):第1名“表面张力”(Surface tension);作者:罗伯特安德森(Robert Anderson)3、临界胶束浓度 当表面活性剂在溶液中超过一定浓度时，会从单个的离子或分子缔合成为胶态聚集物，也就是胶束。此时溶液性质发生突变，溶液形成胶束时的浓度称为临界胶束浓度。4、表面活性剂的亲水亲油平衡值 HLB值（HydrophileLipophile Balance）：表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。通常将亲油性强的油酸的HLB值规定为1，而将亲水性强的油酸钠的HLB值规定为
14、18。以这两个值为标准，就可以相对的确定每种表面活性剂的HLB值。HLB值越大，亲水性越强。润湿性：表面被流体润湿（铺展）的情况。分类：亲水性、亲油性、两性润湿接触角：沿气液固三相交点对液滴表面所作切线与液固界面所夹的角，通常用q表示 若q 90，说明液体对固体润湿性不好，如汞在玻璃表面；若q 90，液体对固体润湿性好，如水在洁净的玻璃表面。若q=0，液体对固体完全润湿。若q=18 0，液体对固体完全不润湿。第二节表面活性剂驱第四章 油层化学改造1.定义 以表面活性剂体系作为驱油剂的驱油法2.表面活性剂体系稀表面活性剂体系（c2%)q 水外相微乳q 油外相微乳q 中相微乳 第二节 表面活性剂驱
15、一、概念与分类二 活性剂驱用活性剂11、磺酸盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂 合成磺酸盐是另一类重要的合成磺酸盐是另一类重要的磺酸盐型表面活性剂。可由相磺酸盐型表面活性剂。可由相应的烃类（如烷烃、烷基苯、应的烃类（如烷烃、烷基苯、烷基甲苯、烷基二甲苯等）用烷基甲苯、烷基二甲苯等）用相应的合成方法制得。烷基磺相应的合成方法制得。烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、酸盐、烷基芳基磺酸盐、-烯烯烃磺酸盐等属这一类磺酸盐。烃磺酸盐等属这一类磺酸盐。第二节 表面活性剂驱22、羧酸盐型表面活性剂、羧酸盐型表面活性剂 第二节 表面活性剂驱33、聚醚型表面活性剂、聚醚型表面活性剂 第二节 表面活性剂驱44、非离子、
16、非离子-阴离子型两性表面活性剂阴离子型两性表面活性剂 耐盐性能好，耐高价金属离子耐盐性能好，耐高价金属离子常用阴离子型及非离子型表面活性剂常用阴离子型及非离子型表面活性剂第二节 表面活性剂驱55、孪连表面活性剂、孪连表面活性剂 表面活性高，有协同效应表面活性高，有协同效应（R为联接基团）66、生物表面活性剂、生物表面活性剂 环境友好环境友好三、活性水驱1 定义：以活性水作为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。第二节 表面活性剂驱2 活性水驱的EOR原理（11）低界面张力机理）低界面张力机理 表面活性剂在水油界面吸附，可以降低水油界面张力
17、表面活性剂在水油界面吸附，可以降低水油界面张力 降低岩石对原油的粘附力，降低岩石对原油的粘附力，提高洗油效率 提高洗油效率第二节 表面活性剂驱 表面活性剂可以使降低（22）润湿反转机理）润湿反转机理亲水性活性剂使原来亲油的表面转化为亲水的表面油对地层表面的润湿角增大粘附功减小洗油效率提高第二节 表面活性剂驱图2-35 液滴或气泡在孔道窄口处遇阻变形示意图贾敏效应：当液滴或气泡在通过狭窄的孔隙喉道时，由于发生变形，流体流动产生附加阻力的现象。曲界面两侧的压力差（33）乳化机理）乳化机理 驱油用的表面活性剂驱油用的表面活性剂的的HLBHLB值一般在值一般在771818范围，可范围，可形成稳定水包油
18、乳状液。形成稳定水包油乳状液。乳化的油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，乳化的油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，提高了提高了洗油效率洗油效率。乳乳化化的的油油在在高高渗渗透透层层产产生生叠叠加加的的JaminJamin效效应应，可可使使水较均匀地在地层推进，提高了水较均匀地在地层推进，提高了波及系数波及系数。第二节 表面活性剂驱（44）提高表面电荷密度机理）提高表面电荷密度机理 阴离子阴离子活性剂的吸附提高了表面的电荷密度,增加了油珠与岩石表面的静电斥力静电斥力,油珠易被带走,提高了洗油效率洗油效率第二节 表面活性剂驱（55）聚并形成油带机理）聚并形成油带机理 第二节 表面活性剂驱 活性
19、水中的表面活性剂浓度较低，加上在地层表面的吸附会引起损耗，所以，要使活性水驱要取得良好的效果，就必须使用大段塞大剂量。可用牺牲剂减少表面活性剂的吸附。牺牲剂是指以自己的损耗减少其他药剂损耗的廉价化学剂。可用的牺牲剂有：1)碱性物质；2)多元羧酸及其盐；3)低聚物与高聚物；4)木质素磺酸盐。第二节 表面活性剂驱四、胶束溶液驱 1、定义：以胶束溶液作驱油剂的驱油法叫胶束溶以胶束溶液作驱油剂的驱油法叫胶束溶液驱。液驱。2、胶束溶液：属稀表面活性剂体系，其中表面活性剂浓度大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于临界胶束浓度，但其质量分数不超过221010-2-2。
20、第二节 表面活性剂驱胶束溶液的配制胶束溶液的配制表面活性剂加入醇（如异丙醇、正丁醇）和（或）盐（如氯化钠）第二节 表面活性剂驱 水溶性的醇可减小水的极性，油溶性的醇可增加油的极性。醇醇和和盐盐等等助助剂剂的的加加入入是是为为了了调调整整油油相相和和水水相相的的极极性性，使使表表面面活活性性剂剂的的亲亲油油性性和和亲亲水水性性得得到到充充分分平平衡衡，从从而而最最大大限限度度地地吸吸附附在在水水油油界界面面上上，产产生生超超低低界界面面张张力力（小小于于1010-2-2mNmmNm-1-1的的界界面面张张力力），强强化化了了胶胶束溶液驱油的低界面张力机理。束溶液驱油的低界面张力机理。3 胶束溶液
21、驱的EOR机理具备活性水驱的全部机理具备活性水驱的全部机理胶束存在胶束存在增溶机理增溶机理由于活性剂的浓度较高，而且醇和盐的存由于活性剂的浓度较高，而且醇和盐的存在，界面张力可以降到超低，强化了在，界面张力可以降到超低，强化了低界低界面张力机理面张力机理。第二节 表面活性剂驱第二节 表面活性剂驱胶束五 微乳驱 11、微乳分类、微乳分类 水外相微乳 水外相微乳 水外相微乳用水溶性表面活性剂配得 水外相微乳用水溶性表面活性剂配得 溶有油的表面活性剂胶束分散在水中所形成的分散体系 溶有油的表面活性剂胶束分散在水中所形成的分散体系 油外相微乳 油外相微乳 油外相微乳用油溶性表面活性剂配得 油外相微乳用
22、油溶性表面活性剂配得 溶有水的表面活性剂胶束分散在油中所形成的分散体系 溶有水的表面活性剂胶束分散在油中所形成的分散体系 中相微乳 中相微乳 第二节 表面活性剂驱22、微乳类型的相互转化、微乳类型的相互转化 微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油的性质（如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓的性质（如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓度）、体系中的助表面活性剂（种类和浓度）度）、体系中的助表面活性剂（种类和浓度）第二节 表面活性剂驱表面活性剂的亲油性增加，从水相转移到油相水、表面活性剂助表面活性剂：异丁醇和 盐（NaCl、KCl等）油相:正辛烷 高价
23、阳离子如Ba2+、Ca2+加入O/W型乳状液中，会中和油滴界面的负电荷，液滴间排斥力减少，范德华吸引力相对增大，使液滴靠拢。一方面将界面间的水挤压出来；另一方面又将各界面空间的水包围起来，形成中间水滴，四周被油滴包围的复杂结构的团粒。当油滴进一步连结起来形成连续相时，水相形成不规则的液滴，并进一步变成小液珠，这样乳液由O/W型转变为W/O型。33、微乳与乳状液的区别、转化、微乳与乳状液的区别、转化微乳：热力学稳定体系，油水间不存在相界面微乳：热力学稳定体系，油水间不存在相界面（体系不会随着时间的变化而失稳）体系不会随着时间的变化而失稳）乳状液：热力学不稳定体系，油水间存在相界面乳状液：热力学不
24、稳定体系，油水间存在相界面第二节 表面活性剂驱4、微乳的配制三个主要成分三个主要成分 油：油：原油或它的馏分（如汽油、煤油、柴油）原油或它的馏分（如汽油、煤油、柴油）水：水：淡水或盐水淡水或盐水 表表面面活活性性剂剂：阴阴离离子子型型、非非离离子子型型和和非非离离子子阴阴离离子子型型表表面面活活性性剂剂，最最好好用用石石油油磺磺酸酸盐盐（钠钠盐或铵盐）盐或铵盐）第二节 表面活性剂驱两个辅助成分：两个辅助成分：助表面活性剂和电解质 助表面活性剂：最好用醇，也可用酚助表面活性剂：最好用醇，也可用酚 调调整整水水和和油油的的极极性性，参参与与形形成成胶胶束束，增增加加胶束增溶能力胶束增溶能力 第二节
25、 表面活性剂驱4、微乳的配制 电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐 减减小小表表面面活活性性剂剂和和助助表表面面活活性性剂剂极极性性部部分分的的溶溶剂剂化化程程度度，使使胶胶束束在在更更低低的的表表面面活活性性剂剂浓浓度度下下就就可可形形成成，可可使使微微乳乳与与油油或或水水产产生生超超低低界面张力界面张力 离子型表面活性剂加入无机盐后，与表面活性剂反离子具有相同性能的离子，压缩胶束的扩散双电层，离子间斥力减小，从而使更多离子型表面活性剂加入胶束，溶液cmc下降。5、微乳驱EOR机理微乳驱有胶束溶液驱的全部机理，即微乳驱有胶束溶液驱的全部机理，即(1)(1)
26、低界面张力机理；低界面张力机理；(2)(2)润湿反转机理；润湿反转机理；(3)(3)乳化机理；乳化机理；(4)(4)增溶机理；增溶机理；(5)(5)提高表面电荷密度机理；提高表面电荷密度机理；(6)(6)聚并形成油带机理。聚并形成油带机理。由于微乳属浓表面活性剂体系，所以微乳驱由于微乳属浓表面活性剂体系，所以微乳驱在在增溶机理增溶机理和和提高表面电荷密度机理提高表面电荷密度机理上比胶束溶上比胶束溶液驱更突出。液驱更突出。第二节 表面活性剂驱55、微乳驱、微乳驱EOREOR机理（水外相微乳为例）机理（水外相微乳为例）当微乳与油层接触时，由于它是水外相，可与水混溶（均 当微乳与油层接触时，由于它是
27、水外相，可与水混溶（均相），而它的胶束可增溶油，所以也可与油混溶（均相），相），而它的胶束可增溶油，所以也可与油混溶（均相），混相微乳驱 混相微乳驱当微乳进入油层并当油在微乳的胶束中增溶达到饱和，微 当微乳进入油层并当油在微乳的胶束中增溶达到饱和，微乳与被驱动油之间产生界面。这时，混相微乳驱就转变为 乳与被驱动油之间产生界面。这时，混相微乳驱就转变为非混相微乳驱 非混相微乳驱当微乳进一步进入油层，被驱动油进一步进入胶束之中，当微乳进一步进入油层，被驱动油进一步进入胶束之中，原来的胶束转化为油珠，水外相微乳转化为 原来的胶束转化为油珠，水外相微乳转化为水包油乳状液 水包油乳状液。第二节 表面活性
28、剂驱55、微乳驱、微乳驱EOREOR机理（水外相微乳为例）机理（水外相微乳为例）驱油机理复杂，主要是由于水和油进入微乳中，使驱油机理复杂，主要是由于水和油进入微乳中，使它产生相应的它产生相应的相变化相变化引起的。引起的。微乳与水和油没有界面微乳与水和油没有界面 无毛细管阻力，提高了波无毛细管阻力，提高了波及系数；微乳与油完全互溶及系数；微乳与油完全互溶 提高了驱油效率。提高了驱油效率。第二节 表面活性剂驱66、微乳驱段塞图、微乳驱段塞图预冲洗段塞：预冲洗段塞：盐水段塞盐水段塞（除去地层中（除去地层中CaCa2+2+、MgMg2+2+等可等可交换阳离子），或是交换阳离子），或是牺牲剂段塞牺牲剂段
29、塞减少表面活性剂减少表面活性剂在地层中的损耗）在地层中的损耗）第二节 表面活性剂驱 六、泡沫驱 1.1.定义：定义：泡沫驱是以泡沫做驱油剂的驱油法。泡沫驱是以泡沫做驱油剂的驱油法。2.2.泡沫配制：泡沫配制：水：淡水，也可用盐水水：淡水，也可用盐水 气：氮气、二氧化碳气、天然气、炼厂气或烟道气气：氮气、二氧化碳气、天然气、炼厂气或烟道气 起泡剂：起泡剂：主要是表面活性剂如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、主要是表面活性剂如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯烷基醇醚 聚氧乙烯烷基醇醚-15-15、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚-10-10、聚氧乙、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醇醚羧酸盐
30、等 烯烷基醇醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醇醚羧酸盐等。在起。在起泡剂中还可加入适量的聚合物（如部分水解聚丙烯酰胺、泡剂中还可加入适量的聚合物（如部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素等）提高水的粘度，从而提高泡沫的稳定 钠羧甲基纤维素等）提高水的粘度，从而提高泡沫的稳定性。性。第二节 表面活性剂驱油田现场产生泡沫的方法油田现场产生泡沫的方法（11）交替的向地层注入起泡剂溶液和气体；）交替的向地层注入起泡剂溶液和气体；（22）将起泡剂和气体分别从油管和套管同时注入地）将起泡剂和气体分别从油管和套管同时注入地层。层。第二节 表面活性剂驱33、泡沫性质、泡沫性质（11）泡沫特征值泡沫特征值：指泡沫中气体体积
31、对泡沫总体积的：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。比值。通常泡沫特征值是在 通常泡沫特征值是在0.52 0.52 0.99 0.99之间。泡沫特征值小于 之间。泡沫特征值小于0.52 0.52时的泡沫叫气体乳状液。时的泡沫叫气体乳状液。泡沫特征值大于 泡沫特征值大于0.99 0.99时的泡沫易于反相变为雾。时的泡沫易于反相变为雾。泡沫特征值超过 泡沫特征值超过0.74 0.74时，泡沫中的气泡就会变成为多面体。时，泡沫中的气泡就会变成为多面体。第二节 表面活性剂驱泡沫特征值与采收率泡沫特征值与采收率关系关系泡沫特征值越大，采泡沫特征值越大，采收率越高。收率越高。第二节 表面活性剂驱（2）泡沫
32、粘度当泡沫特征值小于当泡沫特征值小于0.740.74时时 当泡沫特征值大于当泡沫特征值大于0.740.74时时 泡沫粘度的来源 泡沫粘度的来源:A A 相对移动的分散介质液层间的内摩擦 相对移动的分散介质液层间的内摩擦B B 分散相间的相互摩擦 分散相间的相互摩擦 第二节 表面活性剂驱贾敏效应：当液滴或气泡（液-液或气-液不相混溶的两相）在通过狭窄的孔隙喉道时，由于发生变形而流体流动产生附加阻力的现象。44、泡沫驱、泡沫驱EOREOR原理原理（11）JaminJamin效应叠加机理效应叠加机理 对对泡泡沫沫，JaminJamin效效应应是是指指气气泡泡对对通通过过喉喉孔孔的的液液流流所所产产生
33、生的的阻阻力力效效应应。当当泡泡沫沫中中气气泡泡通通过过直直径径比比它它小小的的喉喉孔孔时时，就就发发生生这这种种效效应应。JaminJamin效效应应可可以以叠叠加加，所所以以当当泡泡沫沫通通过过不不均均质质地地层层时时，它它将将首首先先进进入入高高渗渗透透层层。由由于于JaminJamin效效应应的的叠叠加加，所所以以它它的的流流动动阻阻力力逐逐渐渐提提高高。因因此此，随随着着注注入入压压力力的的增增加加，泡泡沫沫可可以以依依次次进进入入那那些些渗渗透透性性较较小小，流流动动阻阻力力较较大大而而原原先先不不能能进进入入的的中中、低低渗渗透透层层，提提高高波及系数。波及系数。第二节 表面活性
34、剂驱（22）增粘机理）增粘机理 由于泡沫有大于水的粘度，所以它有大于水的由于泡沫有大于水的粘度，所以它有大于水的波及系数，因而泡沫驱有比水驱高的采收率。波及系数，因而泡沫驱有比水驱高的采收率。（33）稀表面活性剂体系驱油机理）稀表面活性剂体系驱油机理 泡沫的分散介质为表面活性剂溶液，根据表面泡沫的分散介质为表面活性剂溶液，根据表面活性剂在其中的浓度，它应具有稀表面活性剂体活性剂在其中的浓度，它应具有稀表面活性剂体系（加活性水、胶束溶液）的性质，因此具有与系（加活性水、胶束溶液）的性质，因此具有与它们相同的驱油机理。它们相同的驱油机理。第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱小结一、基本概念：一、基本概
35、念：活性水驱、胶束溶液驱、微乳驱、水外相微乳、油外相微 活性水驱、胶束溶液驱、微乳驱、水外相微乳、油外相微乳、泡沫驱、泡沫特征值等 乳、泡沫驱、泡沫特征值等二、基本原理：二、基本原理：表面活性剂驱（四种方法）提高采收率的机理分析；表面活性剂驱（四种方法）提高采收率的机理分析；举例说明表面活性剂驱主要的活性剂类型。举例说明表面活性剂驱主要的活性剂类型。三、思考题：三、思考题：表面活性剂驱为什么要用预冲洗段塞？常用的预冲洗段塞 表面活性剂驱为什么要用预冲洗段塞？常用的预冲洗段塞有几种？有几种？配制微乳需要那两个辅助成分？其作用是什么？配制微乳需要那两个辅助成分？其作用是什么？第二节 表面活性剂驱第
36、三节碱 驱第四章 油层化学改造一 定义以碱溶液作驱油剂的驱油法。以碱溶液作驱油剂的驱油法。又叫：又叫：碱溶液驱 碱溶液驱碱强化水驱 碱强化水驱 二 碱驱用碱 碱：碱：NaOH NaOH、KOH KOH、NH NH4 4OH OH 盐（盐（潜在碱 潜在碱）：）：Na Na2 2CO CO3 3、Na Na2 2SiO SiO3 3、Na Na4 4SiO SiO4 4、Na Na3 3PO PO4 4 Na Na2 2CO CO3 3和 和NaHCO NaHCO3 3复配 复配 Na Na3 3PO PO4 4与 与Na Na2 2HPO HPO4 4复配 复配第三节 碱驱三 碱与石油酸的反应原
37、原油油中中可可与与碱碱反反应应的的石石油油酸酸，生生成成相相应应的石油酸盐的石油酸盐;脂肪酸 脂肪酸;环烷酸 环烷酸;胶质酸和沥青质酸 胶质酸和沥青质酸碱驱中还常加入盐，调整亲水亲油平衡第三节 碱驱四 碱驱与水驱的对比w（NaOH)10.0（水驱）；20.510-4；31.010-4；45.010-4 第三节 碱驱五 碱驱EOR机理（ll）低界面张力机理低界面张力机理 在在低低的的碱碱含含量量和和最最佳佳的的盐盐含含量量下下，碱碱与与石石油油酸酸反反应应生生成成的的表表面面活活性性剂剂，可可使使油油水水界界面面张张力力降降至至111010-2-2 mNmNmm-1-1。第三节 碱驱（22）乳化
38、携带机理）乳化携带机理 在在碱碱含含量量和和盐盐含含量量都都低低的的情情况况下下，由由碱碱与与石石油油酸酸反反应应生生成成的的表表面面活活性性剂剂可可使使地地层层中中的的剩剩余余油油乳化，并被碱水携带着通过地层。乳化，并被碱水携带着通过地层。此机理特点：此机理特点：可以形成油珠直径相当小的乳状液；可以形成油珠直径相当小的乳状液；通过乳化提高碱驱的洗油效率；通过乳化提高碱驱的洗油效率；碱水在油井突破前采油量不可能增加；碱水在油井突破前采油量不可能增加；油珠的聚并性质对过程有不利影响。油珠的聚并性质对过程有不利影响。第三节 碱驱（33）乳化捕集机理）乳化捕集机理 在在碱碱含含量量和和盐盐含含量量都
39、都低低的的情情况况下下，由由于于低低界界面面张张力力使使油油乳乳化化在在碱碱水水相相，但但油油珠珠直直径径较较大大，因因此此当当它它向向前前移移动动时时，就就被被捕捕集集，增增加加了了水水的的流流动动阻阻力力，即即降降低低了了水水的的流流度度，从从而而改改善善了了流流度比，增加了波及系数，提高了原油采收率。度比，增加了波及系数，提高了原油采收率。此机理特点：此机理特点：可以形成油珠直径较大的乳状液；可以形成油珠直径较大的乳状液；分散的油珠会被捕集在较小孔道；分散的油珠会被捕集在较小孔道；碱水在油井突破前采油量可以增加；碱水在油井突破前采油量可以增加；油珠的聚并性质对过程有有利的影响。油珠的聚并
40、性质对过程有有利的影响。第三节 碱驱（44）由油湿反转为水湿机理）由油湿反转为水湿机理 在在碱碱含含量量高高和和盐盐含含量量低低的的情情况况下下，碱碱可可通通过过改改变变吸吸附附在在岩岩石石表表面面的的油油溶溶性性表表面面活活性性物物质质在在水水中中的的溶溶解解度度而而解解吸吸，恢恢复复岩岩石石表表面面原原来来的的亲亲水水性性，使使岩岩石石表表面面从从油油湿湿反反转转为为水水湿湿，提提高高了了洗油效率，也即提高了原油采收率洗油效率，也即提高了原油采收率第三节 碱驱（55）由水湿反转为油湿机理）由水湿反转为油湿机理 在碱含量和在碱含量和盐含量都高盐含量都高的情况下，碱与石油酸反的情况下，碱与石油
41、酸反应生成的表面活性剂应生成的表面活性剂(油溶性油溶性)主要分配到油相并吸附主要分配到油相并吸附到岩石表面上来，使岩石表面从水湿转变为油湿。这到岩石表面上来，使岩石表面从水湿转变为油湿。这样，非连续的剩余油可在其上形成连续的油相，为原样，非连续的剩余油可在其上形成连续的油相，为原油流动提供通道。油流动提供通道。压缩扩散双电层，亲水性下降 压缩扩散双电层，亲水性下降第三节 碱驱（55）由水湿反转为油湿机理）由水湿反转为油湿机理 与此同时，碱驱生成的表面活性剂的亲油性和它产与此同时，碱驱生成的表面活性剂的亲油性和它产生的低界面张力，导致油包水乳状液的形成。乳状液生的低界面张力，导致油包水乳状液的形
42、成。乳状液中的水珠，堵塞流通孔道，使注入压力提高高的注中的水珠，堵塞流通孔道，使注入压力提高高的注入压力迫使油从乳化水珠与岩石表面之间的连续油相入压力迫使油从乳化水珠与岩石表面之间的连续油相这条通道排泄出去，留下高含水率的乳状液，达到提这条通道排泄出去，留下高含水率的乳状液，达到提高原油采收率的目的。高原油采收率的目的。第三节 碱驱碱驱机理实现条件碱驱机理实现条件第三节 碱驱 碱驱进行的条件是原油中有能够产生表面活性剂碱驱进行的条件是原油中有能够产生表面活性剂的石油酸，因此要求碱驱油层的原油有足够高的的石油酸，因此要求碱驱油层的原油有足够高的酸酸值值（11克原油被中和到克原油被中和到pHpH值
43、产生突跃时所需氢氧化钾值产生突跃时所需氢氧化钾的质量，单位为的质量，单位为 mgmggg-1-1）。）。当原油的酸值小于当原油的酸值小于 0.2 mg0.2 mggg-1-1时，油层就不适宜进行碱驱。时，油层就不适宜进行碱驱。六 碱驱进行的条件第三节 碱驱 一定的酸值是进行碱驱的一定的酸值是进行碱驱的必要条件必要条件，但不是充分，但不是充分条件。条件。充分条件是原油中的石油酸与碱的反应产物为表充分条件是原油中的石油酸与碱的反应产物为表面活性剂面活性剂（如原油中的二甲酚属石油酸，它与碱反（如原油中的二甲酚属石油酸，它与碱反应产物为二甲酚盐就不是表面活性剂）。应产物为二甲酚盐就不是表面活性剂）。六
44、 碱驱进行的条件第三节 碱驱七 碱驱的段塞图 第三节 碱驱碱驱小结（1）碱驱提高采收率的基本机理；（2）碱驱的基本段塞；（3）碱驱常用的碱；（4）碱驱的适应范围与条件；（5）石油酸及其与碱的反应。第三节 碱驱第四节复合驱第四章 油层化学改造一 概念 复合驱复合驱是指两种或两种以上驱油成分组合起来的是指两种或两种以上驱油成分组合起来的驱动。驱动。第四节 复合驱二 驱油效果对比驱动方式的对比二元复合驱与单一驱动驱动方式的对比二元复合驱与单一驱动碱聚合物驱的效果是碱驱 碱聚合物驱的效果是碱驱的 的5 5倍、聚合驱的 倍、聚合驱的3 3倍。倍。第四节 复合驱三元复合驱效果好的原因是由于各组三元复合驱效
45、果好的原因是由于各组份之间的份之间的协同效应协同效应第四节 复合驱1 1 聚合物的作用聚合物的作用（1）聚合物改善了表面活性剂和（或）碱溶液对油的流度比。（2）聚合物对驱油介质的稠化，可减小表面活性剂和碱的扩散速率，从而减小它们的药耗。（3）聚合物可与钙、镁离子反应，保护了表面活性剂，使它不易形成低表面活性的钙、镁盐。（4）聚合物提高了碱和表面活性剂形成的水包油乳状液的稳定性，使波及系数（按乳化-捕集机理）和（或）洗油能力（按乳化-携带机理）有较大的提高。三 复合驱中各组分的协同效应第四节 复合驱2 表面活性剂的作用（11）表表面面活活性性剂剂可可以以降降低低聚聚合合物物溶溶液液与与油油的的界
46、界面面张张力，使它具有洗油能力。力，使它具有洗油能力。（22）表表面面活活性性剂剂可可使使油油乳乳化化，提提高高了了驱驱油油介介质质的的粘粘度。乳化的油越多，乳状液的粘度越高。度。乳化的油越多，乳状液的粘度越高。（33）若若表表面面活活性性剂剂与与聚聚合合物物形形成成络络合合结结构构，则则表表面面活性剂可提高聚合物的增粘能力。活性剂可提高聚合物的增粘能力。（44）表表面面活活性性剂剂可可补补充充碱碱与与石石油油酸酸反反应应产产生生表表面面活活性剂的不足。性剂的不足。第四节 复合驱3 3 碱的作用碱的作用（1 1）碱可提高聚合物）碱可提高聚合物（HP AM HP AM）的稠化能力 的稠化能力（2
47、 2）碱 碱与 与石 石油 油酸 酸反 反应 应产 产生 生的 的表 表面 面活 活性 性剂 剂，可 可将 将油 油乳 乳化 化，提 提高 高了 了驱 驱油 油介 介质 质粘 粘度 度，因 因而 而加 加强 强了 了聚 聚合 合物 物控 控制 制流 流度 度的能力。的能力。（3 3）碱 碱与 与石 石油 油酸 酸反 反应 应产 产生 生的 的表 表面 面活 活性 性剂 剂与 与合 合成 成的 的表 表面 面活 活性剂有协同效应（表 性剂有协同效应（表4-3 4-3）。）。第四节 复合驱（44）碱 碱可 可与 与钙 钙、镁 镁离 离子 子反 反应 应或 或与 与粘 粘土 土进 进行 行离 离子
48、子交 交换 换，起 起牺 牺牲剂作用，保护了聚合物与表面活性剂 牲剂作用，保护了聚合物与表面活性剂（55）碱可提高砂岩表面的负电性，减少砂岩表面对聚合物 碱可提高砂岩表面的负电性，减少砂岩表面对聚合物和表面活性剂的吸附量 和表面活性剂的吸附量（表（表4-4 4-4）。（66）碱可提高生物聚合物的生物稳定性。碱可提高生物聚合物的生物稳定性。第四节 复合驱Al-OH+OH-Al-O-+H2O 四 ASP三元复合驱段塞及实例 盐水盐水牺牲剂溶液牺牲剂溶液ASPASP体系体系聚合物聚合物水水第四节 复合驱ASPASP体系典型配方体系典型配方 碱：碱：1 1 10 104 4 2 2 10 104 4m
49、g/L mg/L；表面活性剂：表面活性剂：2 2 10 103 3 6 6 10 103 3mg/L mg/L；聚合物：聚合物：1 1 10 103 3 2 2 10 103 3mg/L mg/L各段塞体积各段塞体积 盐水预冲洗段塞：盐水预冲洗段塞：0.2 0.2 0.4PV 0.4PV；牺牲剂溶液段塞：牺牲剂溶液段塞：0.05 0.05 0.5PV 0.5PV；ASP ASP体系段塞：体系段塞：0.2 0.2 0.4PV 0.4PV；聚合物溶液段塞：聚合物溶液段塞：0.1 0.1 0.2PV 0.2PV盐水盐水牺牲剂溶液牺牲剂溶液ASPASP体系体系聚合物聚合物水水矿场实例第四节 复合驱复合
50、驱小结复合驱的有哪几种组合方式？复合驱的有哪几种组合方式？ASPASP三元复合驱通常三元复合驱通常需要几个段塞？需要几个段塞？为什么要用盐水预冲洗地层？常用的牺牲剂有哪几为什么要用盐水预冲洗地层？常用的牺牲剂有哪几种？种？简述复合驱中聚合物、碱、活性剂之间的协同效应简述复合驱中聚合物、碱、活性剂之间的协同效应与提高采收率的基本原理。与提高采收率的基本原理。适合复合驱油田的基本标准或条件是什么？适合复合驱油田的基本标准或条件是什么？第四节 复合驱第五节混相驱第四章 油层化学改造一 概念混相是指相间界面消失。混相是指相间界面消失。混相驱是指以混相注入剂做驱油剂的驱油法。混相驱是指以混相注入剂做驱油