泡沫驱提高原油采收率及对环境的影响研究

摘要

石油作为战略资源，其开采和利用十分重要，随着生产、生活水平的不断提高，对石油需求急剧上升，由于石油是非再生资源，进一步提高已探明、已开发油藏的采收率已经成为十分迫切的工作，提高采收率技术越来越受到人们的关注。随着聚合物驱的推广应用，适合聚合物驱的优质资源基本动用完毕，聚合物驱后地下仍有大量的剩余油，但聚合物驱后油藏的非均质性更强，剩余油分布更分散，需要采用封堵及驱油能力更强的驱油体系；四类油藏由于非均质严重，不适合聚合物驱，因此，对于四类大孔道油藏和聚合物驱后油藏开展新的化学驱油技术研究十分必要。泡沫作为一种良好的驱油剂已逐渐为人们所认识，它能够极大的提高注入流体的表观粘度，增加波及面积，提高采收率，是一种很有发展前途的提高采收率的新方法。 本课题在泡沫驱理论研究的基础上建立起泡沫驱的评价方法和评价体系，筛选研制性能优良的泡沫剂及泡沫驱油体系，对泡沫体系的驱油机理及提高采收率性能，泡沫在在多孔介质中的运移规律，泡沫与油藏的配伍关系，泡沫驱提高采收率的影响因素进行研究，并对泡沫剂对注采环境及油藏的影响，注入气体对环境及设备的影响，注入水对复合泡沫驱油体系的影响，泡沫体系对产出液的影响，泡沫体系与环境相互影响进行研究，并研究和提出相关的解决措施。 本课题利用罗氏泡沫仪及泡沫扫描仪，研究不同类型、不同条件下表面活性剂的起泡能力及半衰期，包括阴离子活性剂，阳离子活性剂，非离子活性剂，两性离子活性剂及阴非离子活性剂；利用旋转界面张力仪研究了泡沫剂的表面及界面性能；利用长细管物理模拟流程及高压可视观察窗，研究了泡沫在不同条件下的稳定性及变化规律，在地层中的运移和压力传递规律，研究了气液比、注入方式，化学剂浓度等因素对泡沫封堵性能的影响；利用微观可视模型，研究泡沫剂的微观驱油机理；利用管式填砂模型及驱油流程，研究泡沫对层内、层间非均质的调整能力，泡沫驱在水驱及聚合物驱后提高采收率的效果；泡沫驱的影响因素及使用范围；利用挂片腐蚀法研究泡沫剂对设备的腐蚀影响，注入气体对设备的腐蚀影响；利用质谱分析研究了泡沫剂在油藏的吸附损耗规律；利用粘度测定法研究了注入污水水质及不同组分对聚合物粘度的影响；通过加入化学剂的方法研究了提高污水配注聚合物粘度的方法，筛选出泡沫驱水质稳定剂及产出液处理剂，形成了泡沫驱产出液处理技术。 通过对泡沫的起泡性能、在多孔介质中的产生及封堵调剖和驱油实验研究，研究了泡沫的性能及在多孔介质的运移规律；筛选研制出耐温抗盐能力强、泡沫性能稳定、油水界面低的泡沫剂；建立了与油藏条件配伍的泡沫驱油体系，室内物理模拟实验，水驱后泡沫驱提高采收率大于25％，在聚合物驱后提高采收率10％以上；研究了泡沫体系与周围环境的相互作用关系及解决措施：矿场实验取得明显的降水增油效果。室内及矿场实验证明泡沫体系在非均质油藏中能够有效的改善油藏的非均质性，大幅度的提高油藏采出程度，复合泡沫驱是一种很有前途的三次采油新技术，通过对关键技术的深化研究和攻关，可以使之得以推广和应用，泡沫驱是一项成本低，应用广泛，很有发展前途的方法。

目录

文摘

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声明

论文创新点摘要

第一章绪言

1.1泡沫复合驱油技术研究的必要性

1.2泡沫驱发展历程及技术优势

1.3泡沫的产生及稳定性

1.4泡沫驱提高采收率原理

1.5泡沫在三次采油的应用

1.6泡沫驱对于环境的影响

1.7泡沫复合驱技术推广应用前景

1.8课题研目标、内容、技术路线

第二章泡沫性能研究

2.1泡沫性能的评价测试方法

2.2不同起泡方式和表面活性剂起泡能力的考察

2.3影响泡沫稳定性的因素

2.4泡沫剂的动态参数与泡沫的动态稳定性

2.5孔隙介质中泡沫的产生

2.6泡沫剂筛选及综合性能评价

2.7小结

第三章泡沫稳定性及在子L隙介质中的流动特性研究

3.1泡沫在油藏压力下的稳定性

3.2泡沫封堵调剖能力研究

3.3泡沫在孔隙介质中的流动特性研究

3.4常温高压多孔介质中泡沫的直观特征

3.5小结

第四章聚合物与表活剂的相互作用

4.1聚合物与表面活性剂相互作用的相关理论

4.2实验体系和实验条件的确定

4.3体相中聚丙烯酰胺与表面活性剂相互作用研究

4.4 HPAM与表面活性剂混合溶液的粘度变化规律

4.5气液界面上HPAM和表面活性剂混合溶液的相互作用

4.6小结

第五章泡沫驱物理模拟实验研究

5.1泡沫封堵能力影响因素研究

5.2泡沫封堵调剖能力实验研究

5.3不同类型泡沫驱提高采收率研究

5.4泡沫体系注入方式及与聚合物驱的比较研究

5.5泡沫在三维大模型孔隙介质中的驱油特征研究

5.6小结

第六章矿场实验研究

6.1单井试注实验

6.2矿场先导实验

6.3注入产出化学剂分析方法的建立

6.4小结

第七章泡沫驱对环境的影响研究

7.1泡沫驱油体系对环境的影响

7.2污水水质对聚合物粘度的影响

7.3小结

第八章改善泡沫驱对环境影响的措施研究

8.1改善聚合物粘度的措施

8.2注入工艺的改进措施

8.3采出液处理技术研究

8.4小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢

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