二元复合体系浓粘关系及界面张力的测定

聚合物驱始于20世纪50年代, 是我国东部高含水期油田保稳产的重要手段。80年代初, 碱/聚合物/表面活性剂 (Alkaline/Surfactant/Polymer, ASP) 三元复合体系的研究迅速兴起。增加聚合物粘弹性的最好办法是减少碱浓度或配方中不含碱。即无碱低界面张力二元聚合物/表面活性剂驱 (10-3m N/m数量级或更低) , 充分发挥聚合物的粘弹性, 同时体系的界面张力又可以保持在10-3m N/m数量级或更低, 化学驱油效果不小于三元复合驱, 从而形成一种新的粘弹性低张力二元复合驱油技术。

复合体系的驱油机理是十分复杂的, 它集表面活性剂驱、聚合物驱的驱油机理为一体。对于复合驱驱油机理主要有超低界面张力机理和流度控制机理。聚合物只有达到一定浓度时, 采收率提高幅度才是最大的。降低界面张力是大幅度提高采收率的必要条件。表面活性剂浓度越大, 采收率提高幅度越大, 但受经济条件限制, 对特定的体系, 表面活性剂存在一个最佳用量。

一、二元复合驱油体系的配制

1.二元复合体系的配制大致分为以下几个步骤:

(1) 淡水配制浓度为5000mg/L的聚合物母液。

(2) 淡水配制浓度为2.0%的表面活性剂溶液。

(3) 根据实验中不同的要求, 配制二元复合体系。

二、聚合物浓度对体系粘度的影响测定

在二元驱油体系中, 保持表面活性剂浓度为0.3%, 选择聚合物的浓度分别为200、400、600、800、1000、1100、1200、1300、1400、1500 mg/L, 分析聚合物浓度对二元复合体系粘度的影响规律, 实验结果如表1和图1

结论一:随着聚合物浓度的增大, 复合体系的粘度增大。考虑到关家堡油藏地层原油粘度为29.8 m Pa.s, 二元复合驱替液粘度应不低于地层原油粘度, 体系中聚合物粘度应在1200mg/L以上。

三、表面活性剂浓度对体系粘度的影响测定

在实验中, 固定聚合物浓度为1200mg/L, 仅改变表面活性剂的浓度, 分析表面活性剂浓度的改变对二元复合体系的影响规律。

选择表面活性剂的浓度分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%、0.50%、0.60%, 实验结果如表2和图2所示。

结论二:表面活性剂浓度的增大对体系的粘度并没有多大的影响, 所以, 表面活性剂浓度的选择不能通过浓度来确定。需要通过界面张力的影响测试来确定。

通过实验数据可以得知, 聚合物浓度对体系粘度影响很大, 随着聚合物浓度的增大体系的粘度逐渐增大。而表面活性剂浓度的改变对体系粘度的影响不明显。

通过界面张力实验可以看出, 在所选的聚合物浓度300-1500mg/L范围内, 二元复合体系与原油的界面张力变化不是很大, 但都能够达到10-3数量级超低界面张力。而改变表面活性剂浓度对界面张力的影响很大, 在浓度0.3%—0.6%范围内可以获得较低的界面张力。