滲吸作用已經(jīng)被證明是致密油藏的重要開(kāi)采手段,向入井流體中添加合適的表面活性劑,可以在一定程度上將地層巖石表面潤(rùn)濕性改變?yōu)橛H水性,使入井流體與微裂縫中的原油完成置換過(guò)程,增強(qiáng)液體在儲(chǔ)層巖石中的自發(fā)滲吸效率,提高原油采收率。本文從表面活性劑分子結(jié)構(gòu)入手,設(shè)計(jì)合成了一種能夠增強(qiáng)水溶液滲吸效果的陰-非離子型表面活性劑(ANS),并優(yōu)選親水性納米材料與之復(fù)配得到滲吸增效表面活性劑體系(ANF),進(jìn)一步提高了滲吸效率。主要研究?jī)?nèi)容和認(rèn)識(shí)如下:(1)以順丁烯二酸酐和異構(gòu)醇醚作為主要反應(yīng)原材料,在催化劑作用下合成酯化中間體,然后再與亞硫酸鈉通過(guò)親核加成反應(yīng)合成一種能夠增強(qiáng)滲吸作用的表面活性劑,其分子鏈同時(shí)具備陰離子和非離子表面活性劑的特征結(jié)構(gòu)。使用FT-IR和~1HNMR表征對(duì)合成產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)及官能團(tuán)進(jìn)行確認(rèn),考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、單體摩爾比和催化劑對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明,最佳酯化條件為:順丁烯二酸酐和異構(gòu)醇醚摩爾加量比為1:2,催化劑用量為單體總質(zhì)量的1.0%,在100℃下反應(yīng)4h;最佳磺化條件為:亞硫酸鈉與酯化中間體摩爾加量比為1.5:1,催化劑加量為單體總質(zhì)量的1.0%,在90℃下反應(yīng)3h。(2)對(duì)滲吸增效表面活性劑的理化性質(zhì),潤(rùn)濕性能,改善油濕性表面潤(rùn)濕性的能力和在巖心中的自發(fā)滲吸效率進(jìn)行了測(cè)試。當(dāng)滲吸增效表面活性劑ANS的使用濃度為0.3%時(shí),在清水和礦化水(10g/L)中的潤(rùn)濕時(shí)間分別為85s和150s,能夠滿(mǎn)足快速吸附要求,且吸附穩(wěn)定,在砂巖表面的Zeta電位絕對(duì)值大于35mV。能夠使油滴與油濕性巖心薄片之間的接觸角從28°增大到130°,有效改善油濕巖石的表面潤(rùn)濕性,靜態(tài)自發(fā)滲吸效率可以達(dá)到38%左右。如果濃度過(guò)大,界面張力過(guò)低,毛細(xì)管作用力不足,導(dǎo)致滲吸速率效率基本不變甚至還略有下降。因此,ANS的最佳使用濃度以0.3%為宜。(3)優(yōu)選親水納米材料Nano-SiO_2-500S,與ANS按照一定比例進(jìn)行復(fù)配。當(dāng)納米材料在復(fù)合體系中的含量為1.5%時(shí),可以使油濕性巖心的接觸角改變量增大到120°左右,同時(shí)體系的滲吸效率達(dá)到43%左右,相比ANS作用效果進(jìn)一步提高5%。對(duì)滲吸增效復(fù)合體系與壓裂液常用助劑的配伍性進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,該體系與黏土防膨劑、壓裂液減阻劑會(huì)產(chǎn)生一定的相互影響,但是整體作用效果變化不大,配伍性良好。同時(shí),該體系與原油乳化后能在較短時(shí)間內(nèi)破乳脫水,實(shí)現(xiàn)油水分離。(4)確定了滲吸增效表面活性劑體系的生產(chǎn)工藝,通過(guò)放大試驗(yàn)進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn),并進(jìn)行了3井次的現(xiàn)場(chǎng)加注試驗(yàn)。使用現(xiàn)場(chǎng)原料配制小樣進(jìn)行性能測(cè)試,與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,性能穩(wěn)定,同時(shí),試驗(yàn)井產(chǎn)出液中含油率上升、含水率下降。表明該體系體系能夠有效提高自發(fā)滲吸采收效率,具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TQ423
【部分圖文】：

注入井下的水進(jìn)入巖石孔隙方向與原油從孔隙中流界面張力比較低，毛細(xì)管力小，油水置換主要受重力們關(guān)注的重點(diǎn)，是指受巖石內(nèi)部環(huán)境的影響，注入的方向相反，即水從小孔隙進(jìn)入，而油從大孔隙出來(lái)圖 1-1 逆向滲吸示意圖Fig. 1-1 Reverse schematic imbibition換，滲吸的主要作用是在注入水進(jìn)不去的小孔隙中完成大孔隙中并隨著驅(qū)替作用排出地層，從而使采收率增

陜西科技大學(xué)碩士學(xué)位論文作用下進(jìn)入裂縫孔隙中，將裂縫這是受毛細(xì)管力影響的一種常見(jiàn)一種潤(rùn)濕能力更強(qiáng)的液體進(jìn)入來(lái)的非潤(rùn)濕流體或潤(rùn)濕能力較干擾，受毛細(xì)管力和重力的影響方向，其作用形式有兩種：同的水進(jìn)入巖石孔隙方向與原油比較低，毛細(xì)管力小，油水置換重點(diǎn)，是指受巖石內(nèi)部環(huán)境的影反，即水從小孔隙進(jìn)入，而油從

圖 1-3 接觸角與油濕性?xún)?chǔ)層滲吸效率的關(guān)系Relationship between contact angle and seepage efficiency of oil-we]人考察了巖石表面水相接觸角不同時(shí)對(duì)滲吸效率的影響間的接觸角減小，巖層親水性增強(qiáng)，自發(fā)滲吸速度加快觸角相差不多，則滲吸效率也很接近。界面張力力是毛細(xì)管力計(jì)算公式中的一項(xiàng)主要參數(shù)，直接影響毛應(yīng)用中，由于表面活性助劑具有雙親性分子結(jié)構(gòu)，主要力，可以實(shí)現(xiàn)超低的油/水界面張力，使得洗油的時(shí)候更的界面張力意味著過(guò)低的毛細(xì)管力，即使巖石表面為水導(dǎo)致難以完成油水置換過(guò)程，進(jìn)而影響到滲吸效率。因并不以最低為最好，而應(yīng)該保證油水界面張力適宜，能
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本文編號(hào)：2869230