尚12-41稠油乳化机理及其防治技术研究

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蒸汽吞吐是稠油热采的主要方式,但是在蒸汽吞吐作业过程中存在注气压力过高的问题,影响蒸汽吞吐效果。蒸汽吞吐前缘的蒸汽冷凝水与地层不配伍,引起地层粘土吸水膨胀;地层污染导致地层伤害;蒸汽冷凝水与原油乳化成高粘度的油包水乳状液等因素都可以引起注气压力过高。本文主要从乳化的角度进行了研究。通过物理模拟实验发现,高pH的冷凝水注入填砂管后容易出现注入压力过高,并且受地层渗透率的影响较大。当渗透率大于2000mD时,不会出现注入压力过高的问题,当渗透率低于2000mD时,注入压力迅速升高。进一步通过微观可视化实验发现,冷凝水与原油接触时,会渗入到原油当中,与原油乳化形成油包水乳状液。通过冷凝水与原油的乳化行为研究发现,乳状液最高含水率可达70%,粘度最高可提高20倍。由此确定注气压力高的重要原因是蒸汽冷凝水与原油在地层中乳化,形成高粘度的油包水乳状液。以此为基础,开展了两类降压技术的研究。一是反相乳化技术,即提前注入一个段塞的水包油型表面活性剂将原油乳化为水包油乳状液,利用水包油乳状液的粘度低,流动性好的特点来降低注汽压力。通过乳化速率,乳状液稳定性,界面张力和热稳定性评价确定了1%浓度的DSB-13体系为反相乳化剂配方。物理模拟实验表明,提前注入一个段塞的1%的DSB-13可有效降低注汽压力。二是防乳化降压技术,即通过控制水相的pH值来防止乳化的发生。通过水中溶解度,酸性和腐蚀性确定了有机弱酸BA作为防乳化剂,并确定了N,N-二甲基甲酰胺作为携带剂。物理模拟实验研究表明,提前注入浓度为60%的BA的N,N-二甲基甲酰胺溶液可有效的降低注汽压力。在室内研究的基础上,进行了防乳化降压技术的现场实验,并在现场应用取得了较好的效果。
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