改性纳米四氧化三铁颗粒的稳泡驱油性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:scz
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随着世界各国对石油能源的需求与日俱增,泡沫驱油技术受到了越来越多的关注,特别是针对低渗透油藏的开发。泡沫驱流度比可控,封堵效果好,驱油效率高,是国内外大型油田广泛应用的一种三次采油技术。因此,良好的静态稳定性和较高的流变性是提高泡沫驱油效率的关键。基于此,本研究选用平均粒径为20 nm的四氧化三铁颗粒为原料进行了表面疏水改性,并与表面活性剂、聚合物进行复配,旨在揭示改性纳米四氧化三铁颗粒的稳泡机理,重点研究了改性后不同疏水程度的纳米颗粒对泡沫体系稳定性的影响。本文选用了二甲基硅氧烷、叔碳酸缩水甘油酯、1,2-环氧十二烷三种改性剂,并对改性前后的纳米颗粒进行理化性能分析和稳泡性能评价。然后筛选出了适合纳米颗粒稳泡的改性剂,对其添加量进行调控,制备出接触角为12.7°、20.6°、57.5°、94.3°的四种不同亲水程度的颗粒,并对其进行稳泡性能与流变性能评价、配方优化,得出改性后稳泡性能最佳的接触角和优化后的颗粒稳泡体系。最后进行驱油物理模拟试验,评价改性纳米颗粒的稳泡驱油效果。由上述试验结果表明,1,2-环氧十二烷改性的纳米颗粒稳泡性能优于二甲基硅氧烷和叔碳酸缩水甘油酯。最佳接触角为94.3°,其配方为0.1%MFe3O4(θ=94.3°)+0.2%SDS+0.1%HPAM,体系泡沫半衰期为214 min,其是裸磁颗粒稳泡半衰期的2.36倍;通过流变性能测试表明该体系为假塑性流体,在高剪切速率下保持较高的粘度,具有较好的泡沫状态,在变剪切频率下其弹性模量大于粘性模量。驱油物理模拟试验表明,在80℃,18 MPa,10 m D油藏条件下,0.1%MFe3O4(θ=94.3°)+0.2%SDS+0.1%HPAM体系、0.1%Fe3O4+0.2%SDS+0.1%HPAM体系与CO2气驱的原油采收率分别提高了10.64%、9.78%、7.83%。结果表明,通过1,2-环氧十二烷的疏水改性可以有效增强四氧化三铁颗粒的稳泡性能,进而能够提高低渗透油藏原油采收率,本研究对后续磁性颗粒稳泡体系的发展提供了参考依据。
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