新型润湿反转剂的合成及对渗流特性的影响

论文摘要

本文针对中低渗透砂岩油藏降压增注和提高采收率的要求,结合改变润湿性提高采收率的机理,在实验室合成一种三联季铵盐阳离子型润湿反转剂3RQ,并对其性能进行了评价。采用接触角法测量了润湿反转剂3RQ在模拟油藏岩石／水／油三相系统中改变岩石表面润湿性的能力,结果表明3RQ作用于固体表面能够将亲水表面接触角从20°增至165°,将亲油表面接触角从接近180°降低至60°,且达到润湿反转目的所需的浓度比双子表面活性剂和普通表面活性剂低得多,显示了良好的润湿反转能力。而电解质的存在对其润湿反转能力有一定的阻碍作用。测量了润湿反转剂在固体表面的吸附量,表明其在固体表面的吸附符合Langmuir吸附等温线,亲油表面的吸附量大于亲水表面吸附量。用原子力显微镜观测润湿反转剂的吸附形貌,证实了吸附量与润湿性改变程度的关系,提出了润湿反转剂分子使油膜收缩为油珠使亲油表面润湿性改变的机理。相对渗透率实验表明润湿反转剂的加入使得原始亲油模拟岩样残余油饱和度下降,等渗点右移,岩石亲水性增强。降压增注实验结果表明润湿反转剂3RQ能够有效降低注水压力,一开始就注入润湿反转剂效果比注入润湿反转剂段塞效果好。室内驱油实验表明原始润湿性为中间润湿状态的岩样水驱采收率最高,采用一定量润湿反转剂3RQ驱替岩样能够在油水界面张力非超低的情况下通过将润湿性改变至中间润湿状态获得最高的采收率,其对原始亲油地层的效果比原始亲水地层效果好得多。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 油藏岩石润湿性认识历程
• 1.2.2 影响油藏岩石润湿性的因素
• 1.2.3 改变油藏岩石润湿性的方法
• 1.2.4 润湿性与采收率的关系
• 1.3 本文研究内容及创新点
• 1.4 技术路线
• 第2章 新型润湿反转剂的设计与合成
• 2.1 分子结构设计
• 2.2 润湿反转剂的合成
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 合成反应机理
• 2.2.4 实验步骤
• 2.3 合成工艺优化
• 2.3.1 反应物摩尔比
• 2.3.2 反应时间
• 2.3.3 溶剂和反应温度
• 2.4 产物表征
• 2.4.1 红外光谱法
• 2.4.2 质谱法
• 2.5 本章小结
• 第3章 润湿反转剂的润湿反转性能和界面活性评价
• 3.1 润湿性基本理论
• 3.2 润湿性测量方法
• 3.3 接触角法测量润湿性
• 3.3.1 亲水表面润湿性反转研究
• 3.3.2 亲油表面润湿性反转研究
• 3.4 电解质加入对润湿反转剂性能的影响
• 3.4.1 电解质浓度对润湿反转性能的影响
• 3.4.2 电解质类型对润湿反转性能的影响
• 3.5 润湿反转剂的界面活性
• 3.5.1 表面张力
• 3.5.2 油水界面张力
• 3.6 本章小结
• 第4章 润湿反转作用机理研究
• 4.1 固液界面吸附规律
• 4.1.1 吸附等温线
• 4.1.2 吸附等温方程式
• 4.1.3 自稀溶液吸附的影响因素
• 4.2 润湿反转剂在固体表面吸附研究
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 润湿反转剂微观吸附状态研究
• 4.3.1 原子力显微镜（AFM）概述
• 4.3.2 实验部分
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.4 润湿性与吸附的关系
• 4.5 本章小结
• 第5章 润湿反转剂对油水渗流特征的影响
• 5.1 润湿反转剂对油水相对渗透率的影响
• 5.1.1 润湿性与相对渗透率的关系
• 5.1.2 测定相对渗透率曲线的方法
• 5.1.3 实验部分
• 5.1.4 结果与讨论
• 5.2 润湿反转剂对注水压力的影响
• 5.2.1 润湿反转剂驱降压增注效果研究
• 5.2.2 润湿反转剂段塞驱降压增注效果研究
• 5.3 润湿反转剂对采收率的影响
• 5.3.1 原始润湿性对水驱采收率的影响
• 5.3.2 润湿反转剂驱提高采收率的研究
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文