一種聚表二元驅(qū)油中表面活性劑的篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面活性劑的篩選方法，特別涉及一種聚表二元驅(qū)油中表面活性 劑的篩選方法，屬于石油開采領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣田開發(fā)中，聚合物/表面活性劑二元驅(qū)油（也稱之為聚表二元驅(qū)油）是具有 巨大發(fā)展?jié)摿Φ娜尾捎图夹g(shù)，其利用聚合物和表面活性劑的協(xié)同效應(yīng)，顯著改善了驅(qū)油 效果，提高了原油的采收率，具體原理為:聚表二元驅(qū)油通過表面活性劑降低了油水的界面 張力，改變了潤濕性，降低了粘附功，使殘余油乳化、剝離、拉絲并易于啟動;且形成的乳狀 液進一步增加了驅(qū)替液的粘度，從而能夠啟動水驅(qū)無法啟動的區(qū)域內(nèi)的殘余油;在較低的 界面張力和乳狀液增粘共同作用下，毛細管準數(shù)大幅度提升，提高了洗油效率，進而提高采 收率。
[0003] 在聚表二元驅(qū)油中，表面活性劑的篩選結(jié)果會直接影響到聚表二元驅(qū)油的效果， 也會對現(xiàn)場應(yīng)用產(chǎn)生重大影響，適宜的表面活性劑能大幅度提高聚表二元驅(qū)驅(qū)油的采收 率;而目前對聚表二元驅(qū)油中表面活性劑的篩選評價都比較片面，且沒有形成一個系統(tǒng)的 篩選方法;現(xiàn)有技術(shù)在篩選表面活性劑時，主要考慮的是表面活性劑的界面張力性能，并未 對影響表面活性劑驅(qū)油性能的因素做全面考慮，并且未權(quán)衡各因素的權(quán)重，缺乏系統(tǒng)性;根 據(jù)現(xiàn)有方法篩選得到的表面活性劑，在實際應(yīng)用過程中并不能起到很好的驅(qū)油效果。
[0004] 因此，提供一種系統(tǒng)全面的聚表二元驅(qū)油中表面活性劑的篩選方法，成為本領(lǐng)域 亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種聚表二元驅(qū)油中表面活性劑的 篩選方法，該方法是從表面活性劑的驅(qū)油功能考慮，對其進行篩選，并首次系統(tǒng)地闡述了聚 表二元驅(qū)油中表面活性劑的篩選方法，為篩選適宜油田的表面活性劑提供了依據(jù)。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種聚表二元驅(qū)油中表面活性劑的篩選方法，其 包括以下步驟：
[0007] 步驟一:配制不同的聚表二元驅(qū)溶液，所述不同的聚表二元驅(qū)溶液之間除了表面 活性劑的種類不同，其它均相同；
[0008] 步驟二:對上述配制的不同的聚表二元驅(qū)溶液分別進行綜合性能測試，所述綜合 性能測試的測試項目包括界面張力、潤濕性、乳化性能、洗油能力、熱穩(wěn)定性以及吸附穩(wěn)定 性；
[0009] 步驟三:根據(jù)上述步驟二測得的結(jié)果，選擇綜合性能測試中滿足測試項目要求最 多的表面活性劑用于聚表二元驅(qū)油中。
[0010] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案從表面活性劑的驅(qū)油功能出發(fā)，對影響表面活性劑驅(qū)油性 能的因素進行了全面考慮，系統(tǒng)全面地闡述了聚表二元驅(qū)油中表面活性劑的篩選方法。
[0011] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案特別將熱穩(wěn)定性和吸附穩(wěn)定性納入考慮因素中，熱穩(wěn)定性 和吸附穩(wěn)定性能夠直接反映表面活性劑在油藏高溫下、油藏儲層吸附作用下發(fā)揮驅(qū)油能力 的長久性、持續(xù)性及有效性，對整個驅(qū)油體系至關(guān)重要；因而，與傳統(tǒng)篩選方法相比，由本發(fā) 明提供的技術(shù)方案篩選得到的表面活性劑能夠顯著提高原油的采收率。
[0012] 在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟一中，配制不同的聚表二元驅(qū)溶液所用的聚合物均 為部分水解聚丙烯酰胺；由于部分水解聚丙烯酰胺具有增粘驅(qū)油效果好、成本低的優(yōu)勢，其 目前被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)油田的聚表二元驅(qū)油中。
[0013] 在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟一中，所使用的表面活性劑包括非離子型表面活性 劑、陽離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑或兩性表面活性劑。
[0014] 在上述方法中，所述界面張力的測試方法為：
[0015] 利用界面張力儀在油藏溫度下測定不同的聚表二元驅(qū)溶液與原油之間的界面張 力。
[0016] 在上述方法中，所述潤濕性的測試方法為：
[0017] 1)將相同規(guī)格的多塊載玻片(數(shù)量由表面活性劑的種類數(shù)量確定)分別用相同體 積量(一般300mL)的質(zhì)量分數(shù)為1 %的鹽酸溶液浸泡24h，以除去表面有機物，然后分別以相 同體積量(一般為500mL)的蒸餾水多次反復(fù)沖洗每塊載玻片至中性，最后在油藏溫度下烘 24h；
[0018] 2)將烘干后所有載玻片分別放入相同體積量(一般300mL)的質(zhì)量百分比濃度30 % 的甲基硅油溶液中浸泡72h，以使載玻片的表面處理成親油潤濕；
[0019] 3)分別以相同體積量(一般為500mL)的煤油沖洗所有載玻片表面，直至煤油均勻 吸附在其表面為止，在油藏溫度下烘24h;
[0020] 4)接觸角的測定：
[0021] ①未被聚表二元驅(qū)溶液處理的載玻片和注入水的接觸角的測定:采用動態(tài)接觸角 分析儀測定所有載波片與注入水之間的接觸角W，如圖1中的a所示；
[0022] ②被聚表二元驅(qū)溶液處理后的載玻片和注入水的接觸角的測定:分別以相同體積 量(一般為500mL)的不同的聚表二元驅(qū)溶液浸泡載玻片48h，用蒸餾水沖洗，沖洗后在油藏 溫度下烘24h，采用動態(tài)接觸角分析儀測定處理后的載玻片與注入水的接觸角α 2，如圖1中 的b所示；
[0023] 5)確定不同的聚表二元驅(qū)溶液改變接觸角的能力ξ(如式1所示）
[0024]
式1。
[0025] 在上述方法中，所述乳化性能的測試方法為：
[0026] 1)宏觀乳化：將原油分別與不同的聚表二元驅(qū)溶液按照相同的體積比a: b裝入 100mL的量筒中，計算出初始的原油在整個溶液中的體積百分數(shù)&(如式2所示）密封震蕩 20min，在油藏溫度下恒溫靜置11 1、311、511、1011后，觀測油水界面的變化情況，以乳狀液與聚 表二元驅(qū)溶液的分界面為界，通過觀測兩者的體積比，計算出乳狀液在整個溶液中的體積 百分數(shù)β 2(如式2所示），最終確定不同的聚表二元驅(qū)溶液乳化原油的能力Φ(如式3所示）
[0027]
式 2
[0028] φ = β2-βι 式 3
[0029]
[0030] 2)微觀乳化：用微量注射器(量程為0-1.00mL，精度為O.OlmL)分別將不同的聚表 二元驅(qū)溶液注射0.50mL到載玻片上，再用微量注射器將0.10mL的原油滴到聚表二元驅(qū)溶液 的表面(操作時小心滴加，盡量減小外加擾動)或者邊緣，在由高速攝像機和顯微鏡組成的 觀測系統(tǒng)(如圖2所示)下記錄相同時間段油水接觸后的界面變化情況。
[0031] 在上述方法中，所述洗油能力的測試方法為：
[0032] 1)將現(xiàn)場油砂烘干12h，取重量nu g烘干的油砂與油田原油（原油的用量可以根據(jù) 油砂的重量確定，但要求至少使烘干油砂能夠充分吸附原油)充分攪拌后，放置48h(以使原 油充分吸附到油砂上），然后于油藏溫度下烘12h，稱量此時的油砂重量m 2 g，
[0033] 計算出吸附在油砂上面的原油質(zhì)量m3 g(如式4所示）；
[0034] m3=mi-m2 式 4
[0035] 2)分別將m3 g的油砂與一定體積的不同的聚表二元驅(qū)溶液一起加入樣品管中，注 入時確保聚表二元驅(qū)溶液能夠淹沒油砂，在油藏溫度下烘72h，觀察原油的析出情況以及水 相顏色的變化情況；
[0036] 3)利用石油醚萃取，再蒸餾的方式計量72h后的洗出油量m4,計算洗油效率ε(如式 5所示）
[0037]
式5。
[0038] 在上述方法中，所述熱穩(wěn)定性的測試方法為：
[0039] 1)取多支(數(shù)量為表面活性劑種類與每種溶液測定次數(shù)的乘積)清潔、干燥的25mL 安瓿瓶。將不同的聚表二元驅(qū)溶液分別裝入烘干后的安瓿瓶內(nèi)（安瓿瓶的結(jié)構(gòu)如圖3所示）， 充入氮氣（以除去氧氣）后立即測定聚表二元驅(qū)溶液的粘度及其與原油在油藏溫度下的界 面張力，然后將其放置于電熱恒溫鼓風干燥箱在油藏溫度下保存；
[0040] 2)以配制聚表二元驅(qū)溶液當天作為第1天起，分別測定向后推的第7、14、21、28天， 聚表二元驅(qū)溶液的粘度及其與原油在油藏溫度下的界面張力，測試時，每支安瓿瓶中聚表 二元驅(qū)溶液取出測定相關(guān)參數(shù)后，都作為廢液處理，不再使用；
[0041] 3)以第1天的粘度和界面