论文部分内容阅读
油田三次采油技术的发展过程中,单一的聚合物驱能提高波及效率,表面活性剂极大降低油水界面张力,碱水驱能改善润湿性,在配伍的条件下,将它们混合或联合使用的三元复合驱采出水技术,在功能和作用机理上达到优势互补,从而提高采收率。油田采出液经脱水处理后得到原油和采出水,因含有残留的驱油剂(聚合物、表面活性剂和碱),形成了强乳化的O/W型乳液。采出水若不进行有效处理,对回注工艺会造成损害,直接排放水体也会污染环境,因此这是目前亟待解决的问题。然而传统的污水处理技术无法达到良好的处理效果。因此有必要研究三元复合驱采出水乳化稳定机理,为后续处理技术提供理论基础。目前,国内外的学者研究采出水的乳化稳定性能时,主要集中在驱油剂对采出水稳定性影响上。然而,实际采油过程中,开采钻具和钻井液会不断地把地层粘土颗粒带入采出水中,粘土颗粒与驱油剂之间会相互作用,影响采出水的乳化稳定性。本研究以Na-型蒙脱土(Na-Mt)颗粒作为模拟的地层粘土,配制一系列模拟采出水。通过测定采出水中的含油量,分别研究聚合物和Na-Mt颗粒、表面活性剂和Na-Mt颗粒、碱和Na-Mt颗粒对三元复合驱采出水稳定性的影响。并进一步通过测定油滴zeta电位,油水界面张力和黏弹模量,研究驱油剂和Na-Mt颗粒对采出水的稳定性影响机理,并利用显微镜,直观上观察颗粒与油滴的聚集状态等。(1)随着HPAM质量浓度的增加,油珠zeta电位和油水界面张力下降,黏弹模量增大,采出水含油量增加,乳化稳定性逐渐增强。WPS在油水界面的吸附,形成一定的界面结构,增加了界面黏弹模量,降低了界面张力和油滴zeta电位,从而使得采出水的稳定性大大增强。NaOH和原油中的极性物质反应生成界面活性物质,降低界面张力,当浓度较低时(<400ng/L),随其浓度的升高,zeta电位降低,黏弹模量逐渐减小,zeta电位和界面张力起主要作用,体系含油量增加,乳化稳定性增强。NaOH>400mg/L时,zeta电位上升,黏弹模量下降,采出水乳化稳定性降低,有利于采出水的处理。(2)在含有Na-Mt颗粒的三元复合驱中,当NaOH0-600mg/L、HPAM0-700mg/L和WPS0-600mg/L时,随着Na-Mt颗粒浓度的增加,zeta电位和界面张力降低,黏弹模量提高,采出水稳定性逐渐增强,当浓度达到100mg/L时,此时的乳液稳定性最强,采出水最难处理;进一步增大Na-Mt颗粒浓度,界面张力升高,黏弹模量降低,体系稳定性减弱,有利于采出水的处理;尤其当NaOH浓度较大时,随着Na-Mt颗粒质量浓度的增加,界面张力上升,Na+的压缩双电层作用和黏弹模量的降低起主导作用,采出水的稳定性下降。