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1、西安石油大学本科毕业设计（论文）致密储层表活剂微观驱油特征实验研究摘要：表活剂驱油技术是提高石油采收率的重要方法之一。为了研究出在致密储层中不同化学物质的驱油效率的不同特征，通过对比找出最有效的驱油的化学物质，并研究其驱油特征。本文中通过真实砂岩模型研究了表活剂驱油与水驱油的特征，实验中包括单相驱替、水测、油驱水、水驱油、表活剂驱油5种驱替实验，经过统计数据，计算其渗透率，做出渗透率曲线，通过对比曲线分布特征判断出了表活剂的驱油效率最好。同时，研究表活剂微观驱油特征是通过在显微镜下观察不同时刻.的驱油面积来确定其的残余油分布特征，从而进一步计算其对应的含油面积和流度比，确定其驱油特征。实验结果
2、表明，随着驱替压力的增大，表活剂驱油和水驱油的含油面积逐渐增大，岩石中的渗透率也逐渐增大，含油饱和度逐渐减小。同时实验证明了表活剂驱油效率大于水驱油效率。关键词：表活剂；低渗致密储层；微观驱油特征；真实砂岩模型Experimental study on microscopic displacement characteristics of surfactant in tight reservoirAbstract:Surfactant flooding technology is one of the important methods to improve oil recovery.In o
3、rder to study the reservoir in different chemical oil displacement efficiency of different characteristics, chemical flooding through comparison to find out the most effective, and to study the oil displacement characteristics. Through the real sandstone model of surfactant flooding and water floodi
4、ng characteristics, including single-phase displacement experiment water, test, oil flooding, water flooding, surfactant flooding 5 displacement experiments, through statistical data, calculate the permeability, make the permeability curve by comparing the distribution curve to determine the displac
5、ement efficiency of surfactant is the best. At the same time, study of surfactant flooding is micro characteristics through the observation of different time in the area of oil flooding under the microscope to determine the The residual oil distribution, so as to further calculate the corresponding
6、oil-bearing area and mobility ratio, determine the flooding characteristics. The experimental results show that with the increase of pressure for flooding, surfactant flooding and water flooding oil area gradually increases, the rock permeability increases, oil saturation decreases gradually. At the
7、 same time experiment proved that the surfactant oil displacement efficiency is higher than the efficiency of water flooding.Key words: surfactant; low permeability tight reservoir; microscopic oil displacement characteristics; true sandstone model目录1 绪论11.1 研究的目的和意义11.2 国内外研究现状21.3 主要研究内容52 表面活性剂驱油
8、机理和影响因素62.1 表面活性剂的驱油机理62.1.1 表面活性剂的驱油的条件62.1.2 表面活性剂驱的驱油原理62.2 表面活性剂驱油的微观特征72.2.1 表面活性剂体系对水驱后盲端类残余油的作用特征82.2.2 表面活性剂体系对水驱后膜状类残余油的作用特征82.2.3 表面活性剂体系对水驱后柱类残余油的作用特征92.2.4 二元复合体系微观驱油特征102.2.5 不同孔隙类型对应微观水驱油特征102.2.6 储层剩余油微观分布特征132.3 表面活性剂微观驱油的影响因素142.3.1 储层剩余油微观分布控制因素142.3.2 低渗透砂岩储层渗透率的影响因素142.3.3 低渗透砂岩储
9、层驱油效率的影响因素152.3.4 表面活性剂驱油效率的影响因素182.4 微观驱油的实验方法193 实验方法213.1 实验模型213.2 实验流体213.3 实验流程223.4 实验步骤223.5 实验数据处理及误差分析233.5.1 实验数据处理的方法233.5.2 实验数据误差分析254 实验结果及分析264.1 油驱水微观特征264.2 水驱油微观特征294.3 表活剂驱油微观特征314.4 渗透率对比345 结论37参考文献38致谢41II1绪论1.1 研究的目的和意义目前,我国已探明的低渗透油田石油地质储量50多亿吨,大多数低渗透油田渗透率为0. 3 10- 3 15 10- 3
10、m2,孔隙度为5% 20%。随着我国经济的快速发展,对石油的需求量不断增加3。但是由于我国油气资源总量以及油气产量有限,因此我国石油对外进口的依存度不断增加。就我国目前石油开发的现状来看,我国大部分物性较好油区已经处于高含水阶段5。所以对低渗、特低渗油藏的开发成为我国增加石油产量最重要的方向6。由于低渗透油藏特殊的形成和赋存条件,低渗透油层物性差、导流能力差，依靠天然能量开发，自然能量不充足，压力下降较快，产量递减快，开发水平低。石油整体的采收率较低。因此,关于如何提高低渗透油藏石油采收率成为当前石油学界研究的重点,对于低渗透油臧多相流体渗流特征、残余油分布及不同种类的驱油剂尤其是活性剂的研究
11、也不断深入1。所以，由于低渗透油层的特殊性，常规水驱采收率很低，目前在中、高渗透层已成功推广应用的能够大幅提高采收率的技术(如聚合物驱等)也因注入压力高而无法在低渗透油层应用，致使提高低渗透油层的采收率变得非常困难。研究表明，用超低界面张力（10-3m N/m）的活性水驱油是提高低渗透油层采收率的重要途径之一，而目前常用的表面活性剂水溶液与原油间的界面张力属低界面张力(10-2 m N/m)范畴。为了实现提高采收率的目的，人们常在这些活性剂中加入碱，以形成超低界面张力，但是碱的加入对低渗透油层又会产生新的损害，不利于提高采收率。因此，不加碱就能与原油形成超低界面张力的活性剂对提高低渗透油层的采
12、收率具有重要价值。所以寻求能够形成超低界面张力的新型活性剂，并以此提高低渗透油层的采收率是非常必要的。经过一系列研究表明，有的表面活性剂不加任何碱就可以与原油形成超低界面张力。向油层中注入表活剂能够大幅度增加毛细管数，进而提高驱油效率；改善油水两相的流度比9，提高波及系数。还可以使原油与岩石间的润湿接触角增加，使岩石表面的润湿性发生反转，降低油滴在岩石表面的黏附力，提高洗油效率，从而提高原油采收率。因此，随着地下石油资源的日趋紧张和表面活性剂驱油法在技术工艺上的不断成熟和完善，可以预计表活剂驱油将成为主要的提高原油采收率方法之一7。本文就是针对某致密储层岩心进行了表活剂驱油的微观机理研究。通过
13、对微观驱油实验中水驱油和表活剂驱油实验中含油饱和度和在不同压强下岩石孔隙中驱油规律的对比，从而得出表活剂驱油比水驱油的效率更好更高的结论。1.2 国内外研究现状 石油的开采过程分为三个阶段:利用地层天然能量的开采过程称为一次采油,如溶解气驱、气顶驱,采收率通常为10%左右;利用注气或注水维持地层能量的开采方法称为二次采油;二次采油后仍有60% 70%的原油残留在地下,需要用物理、化学以及其它技术方法采出,称为三次采油。国际上也把三次采油称为强化采油(Enhanced Oil Recovery,即EOR),把一次采油后包括二次采油在内的所有提高油层采收率的方法统称为IOR(Improved Oi
14、l Recovery)。表面活性剂的性能和价格是影响复合驱技术经济效果的关键,也是限制该技术工业化应用的重要技术瓶颈。因此,驱油用表活剂的研制显得尤为重要。国外早在20世纪50年代就已开始驱油用表面活性剂的研制工作。根据岩石表面电性、与油藏条件的匹配性、不同种类活性剂自身的特性以及环保等方面的要求,一般采用阴离子表活剂用于复合驱。目前,国外三次采油用表面活性剂工业产品主要有两大类:一是石油磺酸盐为主的表活剂,二是烷基苯磺酸盐为主的表活剂。美国三次采油用石油磺酸盐产量在10 104t/a以上,有代表性的商业产品有Witco公司的TRS系列、Stepan公司的Petrostep系列以及阿莫古公司的
15、Sulfonate系列。重烷基苯磺酸盐表面活性剂的研制始于20世纪90年代初,该产品的原料为十二烷基苯的副产品,来源较广,转化率高,无副产品且产品质量较稳定,所以在世界范围被迅速推广使用,美国各大化学品公司相继研制出各自的产品,如ORS-41(SCI公司)、B-100(Stepan公司)。“八五”以来,国内驱油用表面活性剂的研制取得了较大进展。除以上两种国际上采用的主流活性剂外,还开发研制了石油羧酸盐、改性木质素磺酸盐、生物表面活性剂、烷基萘磺酸盐等多种驱油用表面活性剂。这些产品与主表面活性剂复配后,能够形成超低界面张力,从而替代30% 50%的主表面活性剂用量,价格便宜的还可用作驱油体系的牺牲剂,以减少活性剂的吸附损失。针对芳烃含量较高的克拉玛依原油、大港羊三木原油,克拉玛依炼油厂、天津红岩炼油厂成功研制了石油磺酸盐,前者还建成了年产2000 t的工业化生产装置,其产品已用于克拉玛依油田复合驱矿场试验,并取得了较好效果。大庆油田采用抚顺洗化厂的重烷基苯成功研制了驱油用重烷基苯磺酸盐,实现了工业化生产,并应用到杏二中三元复合驱工业性矿场试验,目前已见到较好的增油降水效果
