共振光散射法研究三次采油用表面活性剂协同作用

Improvement of the recovery rate of crude oil is one of the key objectives for scientists in the petroleum industry, and chemical flooding is an effective tertiary oil recovery technology. Surfactants synergistic effect is the critical theory for chemical flooding. In study on the synergistic effect, the lack of quantitative description models and the low sensitivity of the current experimental methods are two major problems, and thus make the bottlenecks of applications of chemical flooding. The resonance light scattering method has been widely used in the analysis and interaction study of the biomacromolecules and nanoparticles. In this project, we propose the resonance light scattering investigation of the synergistic effect of the surfactants for the enhanced oil recovery. The study of this project consists of the following parts: establishment of the high sensitive analytical method for the surfactants by the resonance light scattering technology; the resonance light scattering behavior of the surfactants compounded system, and establishment of a mathematical model for their interaction; the relationship between the structure and synergistic effect of surfactants in the combination flooding and the foam flooding. We hope to provide new ideas and theories for the surfactants compounded system, and expand the applications of the enhanced oil recovery technology in the production.

不断提高原油采收率，一直是石油科技工作者的主要研究目标之一，化学驱作为有效的三次采油技术得到了广泛的关注。表面活性剂协同效应作为化学驱的关键理论，其机理和定量描述方法仍不成熟，研究表面活性剂的方法灵敏度较低，这已成为目前化学驱应用推广的瓶颈之一，也是研究的重点和难点。共振光散射作为高灵敏度的分析方法，已经广泛用于生物大分子、纳米粒子等的定量分析及相互作用研究。本项目拟通过共振光散射法研究三次采油用表面活性剂协同作用，研究内容包括：建立高灵敏度的表面活性剂共振光散射定量分析方法；研究二元复配表面活性剂体系的共振光散射行为，通过数学模型计算掌握表面活性剂相互作用与共振光散射信号的规律；结合实际生产中的二元复合驱油体系和泡沫驱油体系，探讨表面活性剂结构与协同作用之间的关系。通过本项目的研究，可以为化学驱油用表面活性剂的复配和应用提供新的思路和理论指导，进一步拓展三次采油技术在实际生产中的应用。

石油作为一种非可再生资源，随着工业化和城市化的快速发展，消耗量不断增加。目前，国内老油田每年新增可采储量不足，除长庆、新疆和青海油田之外，均已进入年产量下降的阶段。为了缓解这一矛盾，除了加强对新油田的勘探之外，所采取的主要手段就是提高老油田的采收率。所以三次采油已成为近年来如何提高高含水油藏采收率的重要手段。表面活性剂作为三次采油当中化学驱的主要成分，一直受到广大研究者们的关注，而单一表面活性剂的驱油效率以及各方面性能要远低于不同表面活性剂的复配体系，因此研究不同表面活性及之间相互作用的机理对于高效表面活性剂驱油体系的研发具有重要的指导意义。.本项目在室温状态下，建立了在不引入探针的条件下，利用共振光散射技术直接测定表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)的方法，根据共振光散射强度和浓度的关系推导出二元复配体系的协同作用数学模型，进行了室内模拟驱油实验，对单一及其复配表面活性剂的驱油性能作出评价，为表面活性剂复配应用提供一定的理论依据。.(一)建立了单一组分表面活性剂共振光散射分析方法，并对分析条件进行优化；.(二)共振光散射法测定了单一组分和二元复配表面活性剂的CMC，测定结果与表面张力法测出的结果基本一致；.(三)建立了二元复配表面活性剂相互作用的数学模型，通过模型推导结合共振光散射数据，得到了复配体系的作用平衡常数；.(四)对单一和复配表面活性剂进行了模拟驱油效果评价，结果显示驱油效果与复配体系的相互作用强度具有正相关。