低界面张力体系改变岩石润湿性机理研究

摘要

本文以石英作为代表性的砂岩表面,考察了原油及其组分对石英表面润湿性的影响,获得了具有不同润湿的石英表面;研究了不同类型表面活性剂改变不同润湿性石英表面的作用机理;优选出具有不同降低油水界面张力和改变岩石润湿性能力的表面活性剂体系,采用静态洗油试验和岩心驱替试验,分别考察了表面活性剂体系降低油水界面张力和改变岩石润湿性在提高采收率中的协同作用。试验结果表明:模拟地层水在亲水石英表面的前进角约为10.03°;经过石油酸甲苯溶液处理后的前进角在71.40°左右;经过沥青质甲苯溶液或模拟油处理后的石英片,前进角在93.51°左右;经过20％的正庚烷原油混合液浸泡后,模拟地层水在石英表面的前进角约为138.61°。漫反射红外光谱分析表明,沥青质与干燥石英表面的硅醇羟基发生极性相互作用:当存在二价金属阳离子时,沥青质可以在“离子桥”作用下吸附于石英表面。表面活性剂在低浓度下就能显著改变石英表面的润湿性,其中阴离子表面活性剂对水湿石英表面润湿性影响最小,能使中性或油湿性石英表面变为强水湿性。静态洗油试验方法简便,试验结果可靠,采用该评价方法可以快速地对表面活性剂体系进行筛选。静态洗油和岩心驱替试验结果均表明,单独通过降低油水界面张力或改变岩石润湿性,并不能获得最高的静态洗油效率和采收率,只有发挥表面活性剂降低油水界面张力和改变岩石润湿性的协同作用,才能获得最高的静态洗油效率和采收率。因此正确评价油藏岩石原始润湿性,选择具有一定降低油水界面张力和改变岩石润湿性的能力的表面活性剂体系,充分发挥二者的协同驱油作用,才能实现最高的采收率。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第二章 油藏岩石润湿性研究概述

2.1 油藏岩石润湿性的表征

2.1.1 定量测定方法

2.1.2 定性测定方法

2.1.3 现场测定方法

2.2 油藏岩石润湿性转变

2.2.1 油藏形成过程中岩石润湿性的转变

2.2.2 油藏开发过程中岩石润湿性的转变

2.3 油藏岩石润湿性与水驱采收率的关系

2.4 改变油藏岩石润湿性提高采收率

2.4.1 物理法

2.4.2 微生物法

2.4.3 化学法

2.5 课题研究的目的及意义

第三章 不同润湿性石英表面的制备

3.1 试验部分

3.1.1 主要仪器及设备

3.1.2 试验材料

3.1.3 试验方法

3.2 试验结果与分析

3.2.1 不同润湿性石英表面的制备

3.2.2 沥青质改变石英表面润湿性

3.3 本章小结

第四章 表面活性剂对石英表面润湿性调控

4.1 试验部分

4.1.1 主要仪器及设备

4.1.2 试验材料

4.1.3 试验方法

4.2 试验结果与分析

4.2.1 阳离子表面活性剂

4.2.2 阴离子表面活性剂

4.2.3 非离子表面活性剂

4.2.4 两性表面活性剂

4.2.5 表面活性剂与石英表面作用机理分析

4.3 本章小结

第五章 界面张力降低与润湿性改变提高采收率研究

5.1 试验部分

5.1.1 主要仪器及设备

5.1.2 试验材料

5.1.3 试验方法

5.2 试验结果与分析

5.2.1 不同油水界面张力、不同润湿性改变能力的表面活性剂体系

5.2.2 静态洗油试验

5.2.3 渗透率驱油效率的影响

5.2.4 岩心驱替试验

5.2.5 静态洗油试验与驱替试验对比

5.2.6 驱油机理分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果