高温高盐油藏二元复合驱技术验收

1、高温高盐油藏二元复合驱技术编写：陈 锋 江建林审核：林伟民审定：中原油田分公司2005年2月目 录前言第一部分 合同研究内容及达到的指标一、研究内容二、研究达到的指标第二部分 研究完成的主要内容一、完成了表面活性剂及聚合物的筛选二、进行了二元复合驱油体系的性能评价三、完成了二元复合驱先导试验区的选择地质研究四、完成了矿场先导试验方案设计及现场实施五、建立了产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法第三部分 主要研究工作及取得的成果一、二元复合驱体系研究（一）、表面活性剂体系研究（二）、高温高盐条件下聚合物的筛选（三）、二元复合驱油体系的评价（四）、SDC/DSB-XC二元复合驱体系性能评价小结30二

2、、 产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法31（一）、产出液中的黄原胶的分析31（二）、产出液中天然羧酸盐阴离子表面活性剂的分析34（三）、产出液对现有水处理的影响39三、二元复合驱先导试验区的选择及地质研究39（一）、先导试验区的选择39（二）试验区地质研究39四、二元复合驱矿场先导性试验45(一)、方案设计45(二)、注入程序、注入方式、段塞大小及化学剂浓度大小的优化设计47（三）、数值模拟结果的岩芯物理模拟实验的验证48（四）、效果预测49（五）、配注工艺技术研究50（六）、实施情况52（七）、认识和结论53五、WPS/WA+XC体系及MJ2+AP-P5体系的研究54（一）、WPS/WA+

3、黄胞胶体系54（二）、MJ2+AP-P5体系61前言中原油田油藏具有高温、高盐、高钙镁离子的特点，油层温度大多大于80，地层水矿化度高，一般超过10×104mg/L，钙镁离子含量在50006000 mg/L,开展二元复合驱具有较大的难度。近年来，随着科学技术的发展，化学驱提高石油采收率技术取得了重大突破，出现了许多耐温抗盐型驱油剂，为高温高盐油藏实施复合驱油技术提供了有利条件。几年来中原油田在室内和现场进行了一系列的二元复合驱方面的基础性研究工作，取得了一些经验。2001年正式将高温高盐二元复合驱技术研究列为中国石化股份公司科研开发项目。根据项目的研究要求，成立了由油田化学、采油工程

4、、油藏工程等专业人员共同组成的课题组对二元复合驱技术进行了专题研究，项目研究取得了阶段性的成果。第一部分 合同研究内容及达到的指标一、研究内容1、 二元复合驱体系的研究及评价(1)耐温耐盐表面活性剂的筛选(2)耐温耐盐聚合物的筛选(3)确定二元复合驱油体系配方(4)表面活性剂的性能评价;(5)聚合物的性能评价;(6)复合驱体系的性能评价;2、先导性试验区的选择及油藏研究(1)根据二元复合驱技术适用条件优先先导性试验区块；(2)进行先导性试验区油藏地质研究先导性试验区构造研究；先导性试验区储层评价；先导性试验区油藏三维精细地质模型研究；先导性试验区储层动态模型研究；先导性试验区的剩余油分布规律研

5、究。3、方案设计与现场实施（1） 油藏精细描述；（2） 确定最佳的配方体系；（3） 确定注入工艺；（4） 设计工工艺流程及现场实施。4、监测及效果评价（1）产出液中驱油用化学剂的定量监测分析技术研究，建立聚合物及主要表面活性剂的分析方法；（2）评价产出液对现有水处理工艺的影响；二、研究达到的指标1、所筛选的二元复合驱体系耐温达到90，耐地层水矿化度16×104mg/L（其中Ca2+、Mg2+总量3000mg/L）；2、温度90，矿化度16×104mg/L，聚合物浓度1500 mg/L的条件下，老化时间180天，聚合物的粘度保持率大于50%；3、温度90，矿化度16×

6、;104mg/L， Ca2+、Mg2+浓度3000mg/L时，体系与原油界面张力达到10-2mN/m；4、物理模拟驱油实验提高采收率15%以上；5、现场实验区提高采收率10%。第二部分 研究完成的主要内容一、完成了表面活性剂及聚合物的筛选通过对室内研究的天然混合羧酸盐SDC及二十多种工业化表面活性剂和聚合物的优选和复配，先后研究出了三种二元复合驱体系：2001年下半年至2003年上半年研究出表面活性剂SDC-M/DSB+黄胞胶体系及表面活性剂WPS/WA+黄胞胶体系、2003年下半年开始研究出表面活性剂MJ2+缔合聚合物AP-P5体系。复合驱油体系的性能均能满足油藏的要求。二、进行了二元复合驱

7、油体系的性能评价完成了对三种体系中表面活性剂、聚合物及复配后体系的性能评价。对三种体系的性能进行了综合评价。三、完成了二元复合驱先导试验区的选择地质研究根据筛选出的二元复合驱体系适应条件，确定胡状集油田胡5-15井区S3中1-2层系作为先导性试验区。并对试验区进行了地质构造、沉积相、储层动态及评价、剩余油分布规律及试验区三维地质模型研究。四、完成了矿场先导试验方案设计及现场实施对试验区进行了地质研究并确定了试验井网，通过数值模拟对方案进行了优化设计，确定了最终的试验方案及配注工艺。2002年11月-2003年12月开展了胡5-15井区S3中1-2层系5个井组的SDC-M/DSB+黄胞胶体系二元

8、复合驱先导性矿场试验，累计注入SDC-M/DSB+黄胞胶二元复合驱体系 m3，试验区累计增油5460t，有效期达到20个月，获得了较好的试验效果。实施过程中也暴露出SDC-M/DSB+黄胞胶体系性能上的一些不足。因此从2003年开始，同时又开展了表面活性剂WPS/WA+黄胞胶体系、表面活性剂MJ2+缔合聚合物AP-P5体系两种复合驱体系的性能研究工作。五、建立了产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法1、生物聚合物在浓硫酸条件下发生降解反应，生成带有还原基的单糖或低聚糖，可以与苯酚发生显色作用，得到淡黄色的溶液，颜色的深度随糖浓度的增加而增加，呈现良好的线形关系。固定显色剂苯酚的浓度，则溶液的深度

9、将随着糖浓度的增加而线性增加，在特定波长下测出相应的吸光度，首先确定标准工作曲线，然后测定未知样品吸光度，计算黄原胶浓度。2、在氯仿-异丙纯-碱性缓冲体系中，溴甲酚绿与阳离子表面活性剂（通常用海明1622）形成缔合物，溶于氯仿层并显兰绿色。颜色深度随阳离子浓度的增加而增加，因而可直接用于微量阳离子的定量分析。如果固定体系中阳离子的浓度，则氯仿层颜色深度将随阴离子浓度的增加（不超过阳离子表面活性剂的浓度）而下降。在特定波长下测出相应的吸光度，即可做出标准（工作）曲线。可见分光光度法可用于碱性介质中微量阴离子表面活性剂SDC的定量测定，测量范围为1×10-6mol/L2×10-

10、5mol/L即mg/L数量级。工作曲线的线性相关系数达到0.998。该法具有良好的重复性和回收率，适用于天然羧酸盐包括肥皂在内的阴离子表面活性剂的微量分析。第三部分 主要研究工作及取得的成果一、二元复合驱体系研究从2001年开始针对中原油田高温高盐油藏的特点，开发了SDC-M/DSB+黄胞胶二元复合驱体系，体系的性能可以满足中原油田的油藏要求。（一）、表面活性剂体系研究烷基羧酸盐和石油磺酸盐是三次采油中驱油用的两大类主要表面活性剂。单纯的烷基羧酸盐和烷基磺酸盐类表面活性剂的抗Ca2+、Mg2+能力均不超过500mg/L，无法满足中原油田的油藏条件对表面活性剂的要求。近几年来随着新型高效表面活性

11、剂的出现，使适应中原油田特殊油藏条件下的表面活性剂选择成为可能。一年来针对中原油田高温高盐油藏二元复合驱油技术研究项目的要求，专题组成员分别对天然混合羧酸盐表面活性剂进行了多种复配和优选评价，通过不同的原料配比和增效表面活性剂的加入，合成了SDC-IX十种系列表面活性剂，通过对系列表面活性剂盐度和温度的扫描实验，优选出了耐高温和高盐的SDC-II作为主要表面活性剂。为了解决SDC-II体系的抗Ca2+、Mg2+能力，专题组研究了三种途径来解决体系的抗Ca2+、Mg2+问题，结果发现选用两性表面活性剂DSB（十二烷基-2-羟基-3磺基甜菜碱）与SDC-II产品复配效果明显。SDC-II与DSB复

12、配后抗Ca2+、Mg2+的能力可以达到5000 mg/L。通过对SDC-II与其助表面活性剂的正交实验得到了最终的主表面活性剂SDC-M，并进一步对SDC-M与DSB复配效果进行了研究，确定最终的表面活性剂体系为0.4%SDC-M+0.08%DSB。最后对该体系性能进行了综合评价，结果表明：该体系的耐温达到90，耐盐达到25×104mg/L，抗Ca2+、Mg2+能力达到5000mg/L，在此条件下与原油界面张力达到10-3mN/m的数量级，性能均能达到合同的要求。1. SDC系列表面活性剂的优选1.1 SDC系列表面活性剂界面张力的盐度扫描通过实验室自制的SDC-IX十种表面活性剂进

13、行盐度扫描，测动态界面张力。所有体系的动态界面张力最小值总结于表3-1。由表可见，在NaCl浓度较低时，多数SDC体系的油水界面张力最小值差别不大，只有SDC-X体系界面张力比较大；但在较高NaCl浓度时，多数SDC体系的界面张力迅速增加，只有SDC-IIIV能使界面张力达到超低，其中SDC-II效果最好。确定SDC-II为主要表面活性剂。试验采用SDC浓度为0.5%。表3-1不同表面活性剂在不同盐度时的最小界面张力（IFTmin/（10-3mN/m）盐度1%2%4%6%8%10%15%SDC-I14.21.716. 627.037.812151.3SDC-II16.04.72.21.32.5

14、4.73.1SDC-III10.54.72.62.06.34.8乳化SDC-IV13.711.63.83.43.11.617.0SDC-V13.54.00.730.4>100>100>100SDC-VI17.911.81.65.8>100>100>100SDC-VII不溶于水SDC-VIII18.51.53.6>100>100>100>100SDC-IX13.17.08.2>100>100>100>100SDC-X>100>1000.85.25.21.2>100如图3-1给出了SDC-II体系

15、在不同盐度时的界面张力随时间的变化曲线。图3-1 SDC-II体系在不同盐度时的动态界面张力cNaCl：1%，2%，4%，6%，8%，10%，15%一般情况下，IFT随时间的延长先减小，达到最小值后又增大到平衡，这是由于开始时表面活性物质在油水界面上的吸附速率大于脱附速率，因而将在界面上聚集，引起界面张力的下降。但随着界面上活性物质浓度的增大，其脱附速率增加，当吸附与脱附速率相等时，出现最低界面张力的情况。然后界面上的活性物质因脱附而逐渐减少，界面张力又变大，最终由于活性物质含量不再改变而使界面张力达到平衡值。图3-2 SDC-II驱油体系的最小界面张力（IFTmin）随NaCl浓度的变化图3

16、-2是SDC-II体系油水界面张力的最小值随NaCl浓度变化曲线。由图可见，ITFmin随盐度的增加而不断减小，当盐度到一定程度后达到最小，然后增大。这是由于盐度增加，体系离子强度变大，压缩胶束的双电层，使表面活性剂亲油性增强，在油相中的分配增多，有利于表面活性剂在原油和水相中的分配系数趋近1，此时界面张力达到最低。盐度太高时盐析作用会使表面活性剂析出，界面张力增大。2.温度对SDC-II体系界面张力的影响图3-3 不同温度下0.5%SDC-/10%NaCl体系的动态界面张力Temp /：40，60，80SDC-II体系在不同温度下与原油间动态界面张力如表3-2所示。实验时采用0.5%SDC-

17、II、NaCl浓度为10%，由表可见，温度对界面张力的影响十分明显，温度升高，界面张力变小，且达到平衡的时间缩短。表3-2不同温度条件下体系的动态界面张力T/23.640.060.080.0ITFmin>10>100.470.07表3-2给出了四个温度下的最小界面张力。随着温度增加界面张力减小，温度小于60时，溶液对油滴几乎无作用效果，温度大于60后界面张力超低，由于中原油田的油藏温度一般大于80，同时考虑到实验仪器的限制，一般实验均在60条件下进行。3.提高SDC驱油体系的抗钙镁能力的表面活性剂筛选通过在SDC中加入阳离子型高分子聚合物和磺化甜菜碱两性表面活性剂（DSB），结果发

18、现选用两性表面活性剂DSB（十二烷基-2-羟基-3磺基甜菜碱）与SDC产品复配效果明显。表3-3 Ca2+、Mg2+对加入0.1%阳离子聚合物的SDC驱油体系的IFTmin的影响Ca2+、Mg2+/(mg/L)050100200300400500600103 IFTmin(mN/m)1.544.474.896.237.629.1312.3253.16在实验中，选用专利报道的丙稀酰胺（AM）和二甲基二烯基吡咯氯化铵（DDA）共聚物。选择配方为0.4%SDC，阳离子聚合物0.1%,测定界面张力，如表3-3所示。说明聚阳离子电解质不能保证SDC表面活性剂驱油体系在高钙镁离子浓度时保持超低界面张力.图

19、3-4SDC-II（）和DSB（）表面活性剂溶液中钙镁离子浓度对界面张力的影响。 在表面活性剂配方（15%NaCl）中，用DSB代替SDC-II,即作为SDC-II驱油体系配方,配制系列浓度的SDC-II和DSB配方体系样品,在不同二价金属离子溶液中,测定其对原油界面张力(IFTmin),结果如图3-4所示。在驱油体系配方中,加入0.1%DSB后的抗Ca2+、Mg2+效果实验结果如图1-5所示.图3-5加（）与不加（）DSB的SDC-II驱油体系的抗钙镁能力比较从图3-4、3-5可知,DSB作为驱油剂其界面活性比SDC-II差几十倍;但是作为助剂加入SDC-II驱油体系配方中,其抗钙镁能力高达

20、5000mg/L说明DSB的重要性。这可能是因为DSB和SDC-II分之在对钙镁离子络合基础上形成分子簇,即与Ca2+、Mg2+形成相对稳定的缔合结构,并且还保持它们的显著协同效应。4.最佳配方的确定及性能通过多次正交实验，使用廉价表面活性剂来替代SDC-II中的非离子表面活性剂，通过性能测试，最终得到了性能比较稳定的SDC-M表面活性剂，该表面活性剂与原油的界面张力可以达到10-3mN/m。实验结果见表3-4、表3-5。表3-4不同浓度的SDC-M的最小界面张力IFTmin/(10-3mN/m)浓度/%0.20.30.40.50.660105.04.23.02.0706.12.61.80.8

21、80.65804.01.00.850.700.40固定体系：0.1%DSB/15%NaCl/0.24%Ca2+/0.06%Mg2+表3-5不同DSB浓度80时的最小界面张力IFTmin/(10-3mN/m)浓度/%00.020.050.080.180析出451.00.960.85固定体系：0.4%SDC-M/15%NaCl/0.24%Ca2+/0.06%Mg2+由表可见温度升高，界面张力减小，SDC-M、DSB浓度增加界面张力降低。80下，SDC-M的浓度大于0.3%，DSB浓度大于0.05%时，体系与原油的界面张力可以达到超低，表明体系具有较好的耐温性能。表3-6不同NaCl浓度时最佳配方体

22、系的最小界面张力浓度/%10152025IFTmin/(10-3mN/m)2.51.00.50.4固定体系：0.1%DSB/0.24%Ca2+/0.06%Mg2+/0.6%SDC-M表3-7不同Ca2+、Mg2+浓度时最佳配方体系的最小界面张力浓度/%3500400045005000IFTmin/(10-3mN/m)1.32.53.710固定体系：0.1%DSB/15%NaCl/0.6%SDC-M由表可见，随着NaCl浓度的增加，体系的最小界面张力逐渐减小，最佳配方的抗盐能力达到25%以上；Ca2+、Mg2+导致析出的表面活性剂增多，体系的界面张力增大，但最佳配方的抗Ca2+、Mg2+能力可以

23、达到5000mg/L ，这表明该体系具有较高的抗盐及抗二价金属阳离子能力。综合现场因此最终的驱油配方为：0.4%SDC-M+0.08%DSB。图3-6 最佳配方0.4%SDC-M/0.08%DSB /10%NaCl/0.3%Ca2+ Mg2+在60（）和80（）时的动态界面张力该体系在60和80时原油的动态界面张力如图3-6所示，其界面张力最小值为5.0×10-3 mN/m和1.0×10-3 mN/m。（二）、高温高盐条件下聚合物的筛选二元复合驱技术中聚合物作为其中的一元,主要起流度控制作用,减少复合体系指进,扩大体系波及体积,充分发挥体系洗油作用,从而增强复合体系驱油效果

24、。由于中原油田高温高盐的特殊性,专题组主要对二类产品：(1)新型耐温耐盐聚丙烯酰胺类聚合物；(2)生物聚合物的粘温，粘浓以抗盐能力的测定，优选出三类产品中的各自最优的产品，通过对最优的产品的综合性能比较，同时考虑到聚合物产品与表面活性剂配伍性，最终选定了生物聚合物作为二元复合体系驱中的聚合物。1合成聚合物产品通过调研，共收集了四个厂家的聚丙烯酰胺产品，AX-73聚合物（日本，固含量91%）、SL聚合物（胜利油田盛立化工厂，固含量82%）、张家口聚合物（固含量85%）、郑州聚合物（固含量89%）等，分别进行了粘浓、粘温及耐盐性能对比评价。实验条件:·粘浓性用NaCl、MgCl2、CaC

25、l2配制总矿化度为10×104mg/L，Ca2+、Mg2+含量为3500mg/L的盐水溶液，分别加入不同厂家聚丙烯酰胺产品，配制成聚合物浓度为1000mg/L、2000mg/L、3000mg/L、4000mg/L系列溶液，在70下用布氏粘度计测定各溶液粘度。·粘温性用矿化度为10×104mg/L，Ca2+、Mg2+含量为3500mg/L的盐水，分别配制浓度为3000mg/L聚合物溶液，在不同温度下测定其溶液粘度，对比不同产品的耐温性能。·耐盐性分别用不同矿化度盐水配制浓度为2000mg/L的聚合物溶液，在70下测定各溶液粘度，对比不同产品耐盐性能。实验结

26、果见表1-8、表1-9、表1-10。表3-8 不同聚合物粘浓性能对比聚合物浓度（mg/L）粘度（mPa.s）AX-73张家口郑州SL10003.03.02.63.020009.98.98.58.930002421.820.321.9400046.143.942.745.4表3-9 不同聚合物粘温性能对比温度（）粘度（mPa.s）AX-73张家口郑州SL4037.136.13639.86026.125.52526.88021.117.016.717.8表3-10 不同聚合物耐盐性能对比矿化度（mg/L）粘度（mPa.s）AX-73张家口郑州SL5×104（Ca2+、Mg2+：2000）

27、9.810.88.9107×104（Ca2+、Mg2+：2500）11.09.07.79.310×104（Ca2+、Mg2+：3500）9.98.96.58.915×104（Ca2+、Mg2+：4000）8.75.63.15.7表3-8中列出了四种聚合物产品粘浓性能，几种产品随浓度增加而增加的增粘趋势相同，同等条件下产品AX-73粘度略高于其它几种产品，其它几种产品粘度值比较接近。表3-9中列出了四种聚合物产品粘温性能，几种产品粘度随温度升高而降低的趋势相同，从同等条件下的粘度值大小对比，AX-73的性能均略高于其它产品，其它几种产品性能较接近。表3-10中列出了

28、四种聚合物产品耐盐性能，几种产品粘度随含盐量增加而下降的趋势有所不同，AX-73产品在矿化度5×104mg/L增加到7×104mg/L时，粘度值略有升高，随后随矿化度增加，粘度值略有下降，从5×104mg/L15×104mg/L，粘度保持率为88.7%;其余三种产品随含盐量增加变化趋势相同, 从5×104mg/L15×104mg/L张家口聚合物、SL聚合物粘度保持率在50%以上，郑州聚合物粘度保持率较低为34.8%。 综上所述,所评价几种聚丙烯酰胺产品,AX-73综合性能较好,张家口、SL聚合物性能相当，郑州聚合物略差。 2. 生物聚

29、合物筛选对生物聚合物产品的评价，“八五”期间已做了大量研究工作，对生物聚合物粘浓、粘盐、耐温、热稳定性能有了一定的了解，生物聚合物粘浓、抗盐特性已为人们所共知，主要阻碍生物聚合物广泛应用的原因在于生物聚合物较差的耐温性能与热稳定性能。因此，本次筛选中，我们主要针对不同厂家生物聚合物产品耐温性能、热稳定性能进行了对比评价。通过调研共收集到六种产品： PYG1、 PYG2、 LZG、 LZF、 XHG、 XHF。实验条件：·耐温性用矿化度12×104mg/L污水配制浓度为1000mg/L生物聚合物溶液，分别于40、82测定各溶液粘度，对比不同产品耐温性能。·热稳定性能

30、用矿化度12×104mg/L污水配制浓度为1000mg/L的不同生物聚合物溶液，用50ml注射器分别抽取30ml注入安培瓶内，抽真空除氧后，密封置于82水浴中恒温保持，定期取出测试溶液粘度，对比不同产品热稳定性能。实验结果：见表3-11、图3-9。表3-11不同生物聚合物产品耐温性能对比产品名称配制水矿化度（×104mg/L）浓度（mg/L）粘度（mPa.s）粘度损失（%）4082PYG112100036.717.352.8PYG212100045.320.754.3LZG12100035.613.661.0LZF12100029.811.661.0XHG12100025.

31、010.856.8XHF12100016.66.859.0从表3-11可以看出，几种生物聚合物产品的粘度从40到82均有大幅度降低，粘度保持率均在50%以下。对比82产品粘度值发现，PYG1、PYG2、LZG粘度较高，LZF、XHG粘度相差不大，XHF粘度较低。与“八五”期间聚合物产品性能对比，部分产品高温高盐条件下粘度值有了较大的提高。图3-9是几种生物聚合物产品在温度82下热稳定性粘度变化曲线。可以看出，不同厂家生物聚合物产品、同厂家不同代号的生物聚合物产品，其热稳定性能差别很大。PYG1、PYG2均为濮阳黄原胶产品，但其热稳定性能差别较大，PYG1产品热稳定性初期粘度有所降低，但12天以

32、后，溶液粘度有所回升，28天后，粘度值与初始值相差不大；PYG2具有较高的初始粘度值，但其粘度随时间的延长，一直呈下降趋势，28天后，粘度损失70%左右，热稳定性能较差。LZG、LZF均为临淄黄原胶厂产品，二者热稳定性也不相同，LZG热稳定性28天后，粘度变化幅度不大，基本处于平稳趋势；LZF热稳定性初期，粘度下降幅度较大，粘度损失近50%，其后粘度下降较为缓慢。XHG、XHF均为新河黄原胶厂产品，二者热稳定性能较为接近，XHG、XHF尽管初始粘度有所不同，但热稳定性变化趋势相同，粘度值随时间延长均呈略下降趋势。在油藏条件下，产品PYG1、LZG热稳定28天后，保持的粘度较高，均在10mPa.

33、s以上,适合高温高盐油藏使用.3. 合成聚合物与生物聚合物相同条件下的粘度表3-13不同类型聚合物粘度比较聚合物浓度（mg/L）配制水矿化度(×104mg/L)实验温度()粘度(mPa.s)AX-73100012703.0PYG11000128217.3通过二类聚合物的增粘能力比较，增粘能力：聚丙烯酰胺生物聚合物。因此选用生物聚合物作为二元复合驱体系中采用的聚合物。4、生物聚合物PYG1与LZG粘浓、粘温性能对比4.1 粘浓性能配制水为胡状联污水，测试温度82结果见表3-14表3-14 不同生物聚合物产品粘浓性能对比浓度（mg/L）5008001000120014001600PYG1

34、5.412.320.727.036.840.3LZG4.59.614.721.829.333.74.2 生物聚合物粘温性能配制水为胡状联污水，生物聚合物浓度为1000mg/L结果见表13-14、表3-15、表3-16。表3-15 PYG1粘温性能温度（）36.540.150.060.070.080.487.0粘度（mPa.S）43.841.535.730.024.620.018.0表3-16 LZG粘温性能温度（）51.260.070.080.082.086.0粘度（mPa.S）27.623.419.015.514.913.9通过对PYG1和LZG的粘温性能和粘浓性能对比，可知PYG1的性能明

35、显优于LZG的性能，最终选定PYG1作为二元复合驱体系中的聚合物。（三）、二元复合驱油体系的评价1. SDC-M溶解实验由于SDC-M驱油剂用污水直接配制不能溶解，不利于现场的使用，在室内通过对不同含盐量的污水配制、不同加样顺序对溶解的影响试验，最终实验结果表明：采用首先用清水将SDC-M配制成4%的溶液，然后在污水中加入DSB和4%SDC-M，溶液溶解速度快，且在高温下无分层和沉淀，利于现场的操作。2. SDC-M/DSB低界面张力体系配方筛选通过上述实验，表面活性剂体系研究结果表明SDC-M/DSB具有较好的协同效应，因此采用了界面张力等值图法针对先导试验区的油藏条件，对二者复配形成低界面

36、张力的最佳配方进行了选取。实验所用配制水为胡状联模拟水（注入水与胡5-95产出水1：1混合水样）；实验温度为86，结果见表3-17、图3-7。表3-17 SDC-M/DSB低界面张力体系配方筛选结果SDC-M(%)DSB（%）0.10.20.30.40.50.60.050.023分层分层分层分层分层0.080.0121.64×10-38.7×10-30.041分层分层0.100.811.24×10-33.85×10-38.02×10-30.0190.0480.120.390.061.33×10-31.56×10-33.53&

37、#215;10-30.0150.150.980.1882.51×10-31.30×10-31.48×10-32.48×10-3图3-7 SDC-M/DSB界面张力活性图图3-7中阴影部分为SDC/DSB复配可形成低界面张力的配方范围，推荐使用配方为0.3%SDC-M+0.1%DSB。3. SDC-M/DSB选定配方与地层水的配伍性分别用胡状联注入水,H5-181、5-182、5-185、5-186、5-102产出水配制SDC-M/DSB溶液,SDC-M浓度为0.3%,DSB浓度为0.1%,将配制的溶液置于86恒温箱内恒温4小时后,测定其油水界面张力,如表

38、3-18。结果表明,选定SDC-M/DSB配方与地层水配伍性较好,不同含盐条件下,界面张力均可达到10-3mN/m数量级。表3-18 SDC-M/DSB低界面张力与地层水的配伍性井号注入水H5-181H5-182H5-186H5-186H5-102界面张力(10-3mN/m)4.282.473.723.263.063.354.Ca2+含量对SDC-M/DSB低界面张力体系活性影响用NaCl、CaCl2配制NaCl含量为12万mg/L，Ca2+含量分别为3000、4000、4500、5000、5500、6000、6500mg/L系列盐水溶液，加入0.3%SDC-M与0.1%DSB后,摇匀置于恒温

39、箱内恒温4小时,测定各溶液的界面张力值,结果见表3-19。表3-19Ca2+含量为SDC-M/DSB低界面张力配方活性的影响Ca2+含量(mg/L)3000400045005000550060006500界面张力(10-3mN/m)2.753.533.988.336.147.4320.0可以看出,SDC-M/DSB低界面张力配方在NaCl含量为12mg/L、Ca2+含量为30006000mg/L的范围内，均有较好的活性，Ca2+含量大于6000mg/L的溶液中，活性有所降低。5.PH值对SDC-M/DSB低界面张力配方活性影响用胡5块模拟水配制SDC-M浓度为0.3%、DSB浓度为0.1%的表

40、面活性剂溶液,用HCl和NaOH溶液调溶液PH值分别为5.0、6.04、7.55、8.12、8.51、9.06、10.0结果发现PH为5.0、6.04的两样常温下即有明显分层现象，PH值10以上时，溶液中产生大量沉淀，PH介于6.0410之间的样品虽无明显分层、沉淀现象，但仅有PH值为7.55的溶液活性较强，油水界面张力仍达到10-3mN/m，其余溶液活性均有所降低，界面张力在10-2mN/m以上，如表3-20。由此说明,PH值对SDC-M/DSB体系活性影响较大.表3-20 PH值对SDC-M/DSB低界面张力配方活性的影响PH值5.06.047.558.128.519.0610界面张力（m

41、N/m）分层分层1.82×10-30.0460.1040.164沉淀6. 碱含量对SDC-M/DSB体系活性影响用胡状联模拟水配制SDC-M浓度为0.3%、DSB浓度为0.1%、复碱(NaHCO3/Na2CO31:1混合溶液)浓度分别为0.1%、0.3%、0.4%、0.5%的系列溶液，结果发现，SDC-M/DSB溶液中加入不同复碱含量后，均出现大量絮状沉淀物,说明中原油田高二价阳离子水质不适于用碱。7.二元复配体系配方优化1)生物聚合物浓度对SDC-M/DSB体系活性的影响用胡5块模拟水配制SDC-M浓度为0.3%、DSB浓度为0.1%、生物聚合物浓度分别为400、600、800、1

42、000mg/L的系列溶液，考察生物聚合物浓度对SDC-M/DSB体系活性影响，结果表明，SDC-M/DSB体系与不同浓度的生物聚合物复配，二者相溶性较好，在恒温箱内恒温4小时后，溶液均无分层现象，不同浓度生物聚合物与SDC-M/DSB复配前后，粘度变化不大，如表3-21。但SDC-M/DSB复配生物聚合物后，活性明显降低了,由原来的超低水平升为10-2mN/m以上，说明生物聚合物与SDC-M/DSB复配后对体系的活性影响较大。表3-21 生物聚合物浓度对SDC-M/DSB体系活性影响生物聚合物浓度（mg/L）4006008001000界面张力（mN/m）0.040.0970.120.36粘度（

43、mPa.S）复配前3.05.29.414.3复配后2.354.88.313.02)SDC-M/DSB浓度对二元体系活性的影响表3-22 SDC-M/DSB浓度对二元体系活性的影响编号123456SDC-M浓度（%）0.30.40.50.60.91.2DSB（%）0.10.130.170.20.30.4聚合物（PPm）100010001000100010001000界面张力（mN/m）0.390.310.340.0344.67×10-35.23×10-3续表3-22 SDC-M/DSB浓度对二元体系活性的影响编号789101112SDC-M浓度（%）1.51.82.12.42

44、.73.0DSB（%）0.50.60.70.80.91.0聚合物（PPm）100010001000100010001000界面张力（mN/m）5.29×10-36.84×10-36.4×10-36.9×10-30.0540.15用胡状联模拟水配制系列二元复配溶液,固定生物聚合物浓度为1000mg/L使表面活性剂浓度分别为0.4%、0.53%、0.67%、0.8%,考查表面活性剂浓度对二元复配体系活性的影响关系。结果表明,浓度为0.4%0.8%表面活性剂溶液与1000mg/L生物聚合物复配后,溶液在高温下均无分层现象,相溶性好，二者复配后,表面活性剂浓度为

45、0.4%0.67%的溶液与生物聚合物复配后,界面张力为10-1mN/m,如表3-22，当活性剂浓度升高至0.8%时,二元体系活性有所增加,界面张力为10-2mN/m数量级，SDC-M/DSB再浓度提高后，二元体系活性明显增强，均可达到10-3mN/m数量级。8. SDC-M/DSB/XC体系热稳定实验SDC-M/DSB/XC体系热稳定实验粘度变化结果见图3-8，产品SDG、PYG与SDC-M/DSB形成的二元体系粘度在长期热稳定性实验中，变化趋势相近，实验初期两产品与SDC-M/DSB复配形成的体系粘度值略有下降，之后随着时间的延长均有回升趋势，三个月后粘度值高于初始粘度值的30%以上，说明两

46、产品复配SDC-M/DSB 后粘度热稳定性较好。图3-9为SDC-M/DSB复配SDG、PYG前后复合驱油体系界面张力变化结果，单独的SDC-M/DSB表面活性剂体系界面活性在90天的时间内可较好地保持，但复配生物聚合物SDG、PYG后形成的复合驱体系界面张力稳定性较差，随时间的延长，两种产品与SDC/DSB复配后的体系界面张力均呈明显上升趋势，90天后体系的界面张力仅能达到10-1mN/m，因此认为SDC/DSB低界面张力配方适宜现场单井吞吐使用，不宜复配生物聚合物进行驱替使用。9. 配方体系的吸附损失研究9.1 SDC-M在油砂上的吸附损失研究实验结果见表3-22，表中系统总结了SDC-M

47、的吸附情况及各种物质对SDC-M吸附的影响。由表可见，聚合物（P）加入，能够明显降低表面活性剂的吸附损失。配方的吸附在1820 h即可达到平衡，根据图3-10的吸附曲线，配方中SDC-M的平衡吸附量约为2.55 mg/g油砂。根据文献和国家攻关项目研究，动态吸附损失为静态吸附损失的1/10，即0.26 mg/g油砂。表3-22 SDC-M的静态吸附振荡时间 /h /mg/g研究体系 8101214161820e /mg/g0.7%SDC-M1.423.434.095.666.156.416.466.460.7%SDC-M+0.5%A3.515.415.775.986.146.266.306.2

48、60.7%SDC-M +0.1%P1.912.162.482.882.993.063.063.060.7%SDC-M+0.5%A+0.1%P1.421.972.372.632.702.702.742.720.7%SDC-M +0.3%DSB+0.1%P1.581.952.212.392.502.542.542.55图3-10 SDC-M的静态吸附等温曲线0.7%SDC-M，0.7%SDC-M+0.5%A，0.7%SDC-M +0.1%P，0.7%SDC-M+0.5%A+0.1%P，0.7%SDC-M +0.3%DSB+0.1%P9.2生物聚合物在油砂上的吸附损失研究生物聚合物（XC）在油砂上的

49、吸附损失实验结果及各组分对聚合物吸附的影响如表3-23和图3-11所示，表面活性剂和复碱的加入能够降低聚合物的吸附，配方中聚合物的吸附量为1.09 mg/g油砂。表3-23 聚合物的静态吸附振荡时间 /h /mg/g研究体系 8101214161820e /mg/g0.1%P0.671.151.451.611.721.831.871.880.1%P + 0.7%SDC-M0.480.921.151.321.401.451.491.500.1%P+0.7%SDC-M+0.5%A0.370.570.750.921.001.111.151.130.7%SDC-M +0.3%DSB+0.1%P0.35

50、0.630.851.061.081.101.101.09图3-11 聚合物的静态吸附0.1%P，0.1%P + 0.7%SDC-M，0.1%P+0.7%SDC-M+0.5%A，0.7%SDC-M +0.3%DSB+0.1%P从上述吸附等温线研究，SDC-M、XC的吸附量分别为6.46、1.88 mg/g油砂。但是在驱油体系配方中它们的吸附量分别下降到2.55、1.09mg/g油砂，说明在配方中各种组分之间存在良好的抑制作用。根据静态吸附量一般是动态吸附量的10倍，这说明相应动态吸附量分别为：SDC-M 0.26 mg/g油砂、XC 0.11 mg/g油砂，均达到小于2 mg/g油砂。在配方中还

51、有钙镁络合剂DSB（浓度为0.08%）。由于它们与钙镁形成分子簇，即以网络形式存在于液体中，不易被油砂吸附，为此没有作进一步研究。（四）、SDC/DSB-XC二元复合驱体系性能评价小结表面活性剂用天然混合羧酸盐SDC-M与烷基甜菜碱DSB的复配体系，聚合物选用黄胞胶。体系性能研究结果如下：1)通过室内研究确定最终二元复合驱体系的配方为0.7%SDC-M+0.3%DSB+0.1%黄胞胶，体系适用矿化度范围为6×104-25×104mg/L，抗Ca2+、Mg2+离子能力达到5000 mg/L，耐温90，在此条件下二元复合驱体系可以与试验区的原油形成超低界面张力，体系与胡状联的注

52、入水具有好的配伍性。2)体系对PH值的敏感性较强，只能在中性条件下使用，酸碱条件均会使活性降低；黄胞胶可降低表面活性剂的活性，但可以通过提高活性剂的浓度来消除这种影响。3)通过在90条件下90天的热稳定性试验，二元复合驱体系中聚合物黄胞胶具有较好的热稳定性能，1000 mg/L的黄胞胶的粘度值由初期的12mPa.s，90天后上升为20 mPa.s。单纯的表面活性剂体系具有较好的热稳定性，界面张力由1.82×10-3mN/m变为3.9×10-3mN/m,活性基本保持不变；而复合体系中的表面活性剂的界面活性则明显降低，表面活性剂的界面活性由2.57×10-3mN/m，

53、经过热稳定8天后活性开始降低，90天后上升为1.42×10-1mN/m。说明二元复合体系中聚合物对表面活性剂的活性具有较大的影响。4)体系中主要表面活性剂SDC-M在污水中不能溶解，用清水将SDC-M稀释为5%以下的溶液时，在添加助剂DSB情况下，可溶于胡5块污水中，污水含盐量增加，DSB量增加。二、 产出液中黄原胶及表面活性剂的检测方法（一）、产出液中的黄原胶的分析1. 黄原胶的分子结构黄原胶是由黄单孢杆菌利用玉米淀粉、经生物工程制取的生物聚合物，它是有葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的生物多糖。其分子主链是由葡萄糖单体通过（1-4）配糖键构成，侧链酸式盐甘露糖-葡萄糖

54、醛酸-甘露糖组成，所以黄原胶在水溶液中呈现多聚阴离子：在水溶液中，黄原胶分之的带电荷侧链反向缠绕主链，形成类似棒状的刚性结构，称之为黄原胶分之的一级结构；然后靠氢键维系形成双股螺旋，此为黄原胶分之的二级结构；这些双股螺旋结构靠非共价链结合，排列成整齐的螺旋聚合体。2. 紫外分光光度仪测定黄原胶的原理在浓硫酸作用下，糖及其甲基衍生物以及低聚糖或多聚糖发生降解反应，生成带有还原基的单糖或低聚糖，可以与苯酚发生显色作用，得到淡黄色的溶液，颜色的深度随糖浓度的增加而增加，呈现良好的线形关系。固定显色剂苯酚的浓度，则溶液的深度将随着糖浓度的增加而线性增加，在特定波长下测出相应的吸光度，首先确定标准工作曲线，然后测定未知样品吸光度，计算黄原胶浓度。实验采用日本岛津公司UV-3000型紫外光谱和美国BECKMAN公司的DU-8B.Spectrophotomete