陳澤華, 趙修太, 王增寶, 馬漢卿, 陳文雪

(中國(guó)石油大學(xué) 石油工程學(xué)院, 山東 青島 266580)

乙二胺-HPAM與NaOH-HPAM體系提高稠油采收率的對(duì)比

陳澤華, 趙修太, 王增寶, 馬漢卿, 陳文雪

(中國(guó)石油大學(xué) 石油工程學(xué)院, 山東 青島 266580)

研究了NaOH-HPAM、乙二胺-HPAM兩種體系與稠油間的界面張力，以及體系的乳化性能、黏度、驅(qū)油效率和微觀驅(qū)替機(jī)理。結(jié)果表明，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.65%的NaCl溶液中，乙二胺降低油-水界面張力的能力強(qiáng)于NaOH, 乙二胺-HPAM體系的黏度遠(yuǎn)高于NaOH-HPAM體系。乙二胺與稠油容易形成較穩(wěn)定的水包油乳狀液，而NaOH與稠油形成的乳狀液中的油滴會(huì)迅速聚并。這主要是由于乙二胺與石油酸形成不同類型表面活性劑和不增加礦化度的結(jié)果。由于聚合物的增黏作用，兩種體系都能獲得較大的波及系數(shù)。同時(shí)，在油濕情況下，乙二胺-HPAM溶液能夠滲入稠油形成不連續(xù)水滴，不連續(xù)水滴中包含大量被乳化的小油滴，出現(xiàn)二重乳化現(xiàn)象，且在后續(xù)驅(qū)替中產(chǎn)生明顯的乳化攜帶作用。NaOH-HPAM溶液也能滲入稠油形成不連續(xù)水滴，但由于乳化攜帶作用差，洗油效率較低。綜合對(duì)比，乙二胺-HPAM和NaOH-HPAM相比在提高采收率中有較大優(yōu)勢(shì)，且有機(jī)堿有較大的應(yīng)用前景。

乙二胺-HPAM；NaOH-HPAM；礦化度；界面張力；乳化性能；黏度；捕集；乳化攜帶

稠油化學(xué)驅(qū)主要有聚合物驅(qū)、堿驅(qū)、堿-聚合物驅(qū)、表面活性劑-聚合物驅(qū)以及ASP驅(qū)。其中，堿-聚合物驅(qū)是一項(xiàng)有前景的提高采收率技術(shù)[1-3]。堿-聚合物體系主要利用聚合物控制水/油流度比，利用堿與石油酸產(chǎn)生表面活性劑以降低油-水界面張力、乳化稠油等作用來(lái)提高采收率[4-5]，且兩者可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)大大減少堿耗以及各自在地層中的吸附[5]。傳統(tǒng)的堿-聚合物體系存在較多問題，比如結(jié)垢嚴(yán)重[6]、聚合物黏度損失[2]等，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的發(fā)展。而有機(jī)堿不僅不引起結(jié)垢，而且可以通過(guò)絡(luò)合作用等起到保護(hù)聚合物或者表面活性劑的作用[7]。對(duì)有機(jī)堿在結(jié)垢、保護(hù)其他化學(xué)劑等方面已有一些研究，而關(guān)于有機(jī)堿和無(wú)機(jī)堿在驅(qū)油效果上的對(duì)比的研究較少[8-9]。在本研究中，對(duì)乙二胺-HPAM體系與NaOH-HPAM體系的驅(qū)油效果和微觀驅(qū)油機(jī)理進(jìn)行對(duì)比，以期對(duì)堿在提高采收率中的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品和原油樣品

藥品包括NaOH、NaCl、乙二胺(EDA)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。EDA作為有機(jī)強(qiáng)堿，HPAM的相對(duì)分子質(zhì)量16 M，水解度23%。

實(shí)驗(yàn)用油取自渤海綏中36-1油田的脫氣脫水原油， 50℃黏度為936 mPa·s，密度為942 kg/m3，酸值為1.04 mgKOH/g，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.3 %、2.6 %。

除特別說(shuō)明外，實(shí)驗(yàn)用水均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.65% 的NaCl水溶液，堿溶液的濃度均以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 油-水界面張力的測(cè)定

采用XZD-SP旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀測(cè)量50℃下渤海稠油與不同體系的動(dòng)態(tài)油-水界面張力，通過(guò)界面張力儀自帶的圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算軟件計(jì)算油-水界面張力。

1.2.2 驅(qū)油體系黏度的測(cè)定

采用NDJ-1B黏度計(jì)分別測(cè)定不同驅(qū)油體系的黏度，實(shí)驗(yàn)溫度50℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30 r/min。

1.2.3 乳化性能實(shí)驗(yàn)

將驅(qū)油體系與稠油按照體積比3∶1混合，置于具塞量筒中，50℃恒溫10 min，然后以一定振幅和頻率輕輕震蕩30次，觀察乳狀液狀態(tài)隨時(shí)間的變化。

1.2.4 微觀可視化實(shí)驗(yàn)

微觀實(shí)驗(yàn)所用儀器主要包括微觀玻璃刻蝕模型、顯微攝像系統(tǒng)、微量泵等。微觀玻璃刻蝕模型的有效尺寸為40 mm×40 mm、孔隙寬度范圍50～300 μm,孔隙深度為40 μm。

大量稠油油藏因?yàn)闉r青質(zhì)等在巖石上的吸附，導(dǎo)致油藏巖石親油；而且為了體現(xiàn)堿與石油酸生成的表面活性劑對(duì)提高洗油效率的作用及對(duì)稠油的乳化作用，首先將微觀玻璃刻蝕模型處理成親油模型。即先用蒸餾水沖洗模型30 min，再用含5%二甲基硅油的甲苯溶液沖洗模型20 min后，將模型放入110℃的烘箱中放置4 h。

采用親油模型進(jìn)行微觀驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。(1)微觀模型抽真空后飽和地層水；(2)向模型中飽和油，并在50℃下老化24 h；(3)以0.005 mL/min的速度向模型中注入驅(qū)替水相；(4)采集實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖像。

1.2.5 填砂管驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

填砂管規(guī)格為長(zhǎng)20 cm、內(nèi)徑25 mm。以100～180目的石英砂填充填砂管，使填砂管滲透率在2.21～2.65D之間。在填充前，將石英砂表面處理成親油表面， 即按一定比例將含5%二甲基硅油的甲苯溶液與石英砂混合，攪拌均勻，然后在80℃的烘箱中處理3 d。

填砂管填充石英砂后進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。(1)50℃下飽和地層水，計(jì)算孔隙度、滲透率；(2)飽和油，直到出口端不出水為止，計(jì)算初始含油飽和度；(3)飽和油的填砂管在50℃下老化24 h，然后用鹽水以0.5 mL/min流速進(jìn)行驅(qū)油，直到出口端含水率達(dá)到98%；(4)注入化學(xué)驅(qū)油劑0.4PV (PV為填砂管的孔隙體積)，然后繼續(xù)注入鹽水，直到出口端不出油為止。記錄各個(gè)驅(qū)油階段的采收率以及壓力隨注入量的變化。采收率取3次實(shí)驗(yàn)的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同堿溶液的pH值

50℃下不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaOH溶液、EDA溶液和Na2CO3溶液的pH值示于圖1。由圖1可以看出，EDA堿性介于NaOH和Na2CO3之間。根據(jù)礦場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果，EDA的堿性完全能滿足礦場(chǎng)需求[10]，而且不至于太高而嚴(yán)重溶蝕地層[11]。

圖1 不同堿溶液的pH值隨其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

2.1 堿溶液-稠油體系的動(dòng)態(tài)油-水界面張力

圖2 為50℃下0.6%EDA溶液-稠油體系和0.6% NaOH溶液-稠油體系的動(dòng)態(tài)油-水界面張力曲線。由圖2可知，0.6%EDA溶液-稠油體系的平衡油-水界面張力在0.11 mN/m左右，而0.6% NaOH溶液-稠油體系的平衡油-水界面張力在0.24 mN/m左右。為了探究造成兩種堿-稠油體系油-水界面張力差異的原因，分別測(cè)定了在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaCl(提供Na+，代表金屬陽(yáng)離子和礦化度)下0.6%EDA溶液-稠油體系和0.6% NaOH溶液-稠油體系的平衡油-水界面張力，結(jié)果示于圖3。從圖3可以看出，0.6% NaOH溶液-稠油體系的平衡油-水界面張力隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，且數(shù)值較大；0.6%EDA溶液-稠油體系的平衡油-水界面張力隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加的變化不明顯，且數(shù)值較小。出現(xiàn)這種現(xiàn)象有3個(gè)原因。第1個(gè)原因是，兩種堿與稠油中的酸性物質(zhì)反應(yīng)形成不同類型表面活性劑，EDA與酸形成酰胺類表面活性劑[11]，或者是酰胺類表面活性劑與皂類表面活性劑的混合物，對(duì)金屬陽(yáng)離子不敏感；NaOH與酸形成皂類活性劑，對(duì)金屬陽(yáng)離子敏感，金屬陽(yáng)離子如Na+會(huì)壓縮皂類表面活性劑的擴(kuò)散雙電層，使表面活性劑親油性增加，界面活性降低。第2個(gè)原因是，EDA不增加Na+濃度，減弱Na+對(duì)表面活性劑的不利影響。第3個(gè)原因是，EDA本身是小分子表面活性物質(zhì)，類似于醇類，是助表面活性劑。有機(jī)堿溶液-稠油體系的油-水界面張力低于無(wú)機(jī)堿溶液-稠油體系的油-水界面張力，前者的最低值可以達(dá)到10-2以下[7-8]，這在后者中幾乎沒有出現(xiàn)過(guò)，說(shuō)明無(wú)機(jī)堿與有機(jī)堿在降低稠油界面張力上有較大區(qū)別。

圖2 50℃下0.6%EDA-稠油體系和0.6%NaOH溶液-稠油體系的動(dòng)態(tài)油-水界面張力曲線

圖3 0.6%EDA-稠油體系和0.6%NaOH溶液-稠油體系的平衡油-水界面張力隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

2.2 不同堿對(duì)聚合物溶液黏度的影響

為探究2種堿對(duì)聚合物黏度的影響，測(cè)定了不同堿濃度下堿-HPAM復(fù)合體系的黏度，結(jié)果示于圖4。由圖4可知，隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，NaOH-HPAM體系的黏度降低，這主要是因?yàn)镹aOH增加了溶液的礦化度。對(duì)于一般的堿-聚合物復(fù)合驅(qū)，堿的加量一般都在1%以上，這對(duì)礦化度及聚合物黏度的影響非常大。而隨EDA濃度的增加，EDA-HPAM體系的黏度沒有明顯改變，甚至還有小幅度增加[12]，這是因?yàn)镋DA不僅沒有增加溶液礦化度，而且還可能在一定程度上通過(guò)絡(luò)合作用降低了鹽敏效應(yīng)對(duì)體系黏度的影響。

圖4 不同堿濃度下堿-HPAM體系的黏度

2.3 堿-HPAM復(fù)合驅(qū)的微觀驅(qū)油機(jī)理

為探究和比較EDA-HPAM和NaOH-HPAM復(fù)合驅(qū)的微觀驅(qū)油機(jī)理，進(jìn)行了兩次微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。圖5為0.6%NaOH-0.1%HPAM復(fù)合驅(qū)的微觀驅(qū)油圖像。由圖5可知，在油濕情況下，NaOH-HPAM復(fù)合驅(qū)主要從孔道中間滲入油相中，形成深棕色由油膜包覆的水柱(見圖5(a))。水柱呈深棕色是因?yàn)椴ＡＰ涂紫兜纳舷卤诿姹挥湍ぐ玻诓ＡＰ偷撞抗庠凑丈湎碌慕Y(jié)果。如果旁通孔隙中的油被擠入水柱中，或者被剝離的油在水柱中運(yùn)移，將連續(xù)水柱分為不連續(xù)水滴(見圖5(b))，那么不連續(xù)水滴會(huì)在孔喉處發(fā)生擠壓、變形，對(duì)孔隙產(chǎn)生附加阻力(見圖5(c)和5(d))。同時(shí)，聚合物的加入提高了驅(qū)替液黏度和滲流阻力，使后續(xù)液流轉(zhuǎn)向，提高了復(fù)合體系的波及體積。上面提到的“水滴流”現(xiàn)象與Pei[13-14]等最近提出的“液滴流”現(xiàn)象類似。不過(guò)，在本研究中，不連續(xù)水滴的形成需要油濕的環(huán)境和剝離原油對(duì)連續(xù)水柱的分割，與Pei等提出的就地表面活性劑在油-水界面的不均勻富集引起水柱的分裂的說(shuō)法不同。Dong等[15]通過(guò)微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)表明，堿液能夠滲入殘余油中，形成包有油膜的水滴，通過(guò)賈敏效應(yīng)封堵水流通道。而且，模型在注入堿液后變得油濕，說(shuō)明油濕對(duì)于不連續(xù)水滴的形成和穩(wěn)定很重要，因?yàn)樗鼮椴贿B續(xù)水滴的形成和穩(wěn)定提供了一定強(qiáng)度的油膜。在整個(gè)驅(qū)替過(guò)程中，沒有見到乳化油滴的出現(xiàn)，但發(fā)現(xiàn)油膜被剝離運(yùn)移的現(xiàn)象(由于界面張力的降低)，對(duì)驅(qū)油效率的提高也有一定貢獻(xiàn)。

圖6為0.6%EDA-0.1%HPAM復(fù)合驅(qū)的微觀驅(qū)油圖像。由圖6可知，EDA-HPAM復(fù)合驅(qū)與NaOH-HPAM一樣可以滲入油相形成長(zhǎng)水柱，然后形成不連續(xù)水滴(見圖6(a))，通過(guò)不連續(xù)水滴的賈敏效應(yīng)和增加驅(qū)替液黏度提高波及系數(shù)。同時(shí)，由于低的油-水界面張力和較強(qiáng)的乳化能力，EDA容易將稠油乳化成小油滴，這些油滴或者包裹在不連續(xù)大水滴中，形成雙重乳化現(xiàn)象(見圖6(b))，或者被后續(xù)水相攜帶采出(見圖6(c))。Dong等[16-17]認(rèn)為，稠油AS驅(qū)油過(guò)程中，堿與加入的少量表面活性劑存在協(xié)同效應(yīng)，可以使稠油在輕微擾動(dòng)下分散在水相中，形成水包油乳狀液而被采出。而EDA本身就很容易乳化稠油，這種乳化攜帶機(jī)理對(duì)于提高驅(qū)油效率十分有利，特別是在油濕環(huán)境中，乳化的油滴不容易粘附回地層，且容易通過(guò)小孔喉，保證了在油藏長(zhǎng)距離條件下的運(yùn)移。當(dāng)復(fù)合驅(qū)驅(qū)油結(jié)束時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)EDA-HPAM驅(qū)替過(guò)的模型的波及情況和洗油情況比NaOH-HPAM的好，如圖7所示，這是整個(gè)體系油-水界面張力、黏度、乳化等綜合作用的結(jié)果。

圖6 0.6%EDA-0.1%HPAM復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油微觀圖像

圖7 堿-HPAM復(fù)合驅(qū)油結(jié)束時(shí)的微觀圖像(×1.7)

兩種堿在乳化方面的差異，是由礦化度及形成的就地表面活性劑不同引起。圖8為乳化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中堿液與稠油形成的乳狀液在不同時(shí)刻的狀態(tài)。乳化實(shí)驗(yàn)中，NaOH乳化稠油形成的油滴會(huì)迅速聚并，如圖8(1)所示。實(shí)際上，這種乳狀液已經(jīng)不是真正意義上的水包油乳狀液，而是多重甚至是油包水乳狀液[18]。以往研究結(jié)果表明，皂類表面活性劑對(duì)鹽很敏感，在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)就容易進(jìn)入油相，促進(jìn)油包水乳狀液的形成[8-9,18-19]。而EDA不僅不增加礦化度，而且可能生成部分非離子表面活性劑(對(duì)鹽不敏感)，從而促進(jìn)水包油乳狀液的形成和穩(wěn)定，如圖8(3)所示，這對(duì)于改善鹽對(duì)皂類表面活性劑的不利影響非常有利。

圖8 堿液與稠油形成的乳狀液在不同時(shí)刻(t)的狀態(tài)

2.4 填砂管驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分別用0.1 %HPAM、0.6%NaOH-0.1%HPAM和0.6%EDA-0.1%HPAM進(jìn)行填砂管驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，結(jié)果列于表1。由表1可以看出，0.1% HPAM提高稠油采收率只有10%左右，而堿-HPAM體系提高采收率超過(guò)了20%。其中，0.6%EDA-0.1%HPAM比0.6%NaOH-0.1%HPAM的采收率增值高約4.5%，有較大優(yōu)勢(shì)。圖9顯示了3種體系驅(qū)油過(guò)程中驅(qū)油壓力的變化。從圖9可以看出，在開始水驅(qū)時(shí)，壓力迅速增加最大值(約0.05 PV(PV為填砂管的孔隙體積))，此后注入水迅速突破(約0.1 PV)，壓力開始迅速下降到最低值。在水驅(qū)2 PV時(shí)注入化學(xué)劑， 3種化學(xué)驅(qū)均使壓力大幅度上升。其中，EDA-HPAM復(fù)合驅(qū)使壓力上升最大，NaOH-HPAM次之，HPAM最小。HPAM主要依靠提高驅(qū)替液黏度和增加滲流阻力來(lái)增大驅(qū)替壓差，而堿-聚合物驅(qū)除了聚合物的增黏作用，還有不連續(xù)水滴的賈敏效應(yīng)對(duì)孔隙施加的附加阻力。由于EDA-HPAM驅(qū)的黏度比NaOH-HPAM的大，因此驅(qū)替壓力較大。洗油效率方面，HPAM提高洗油效率幅度較小，堿-HPAM由于降低油-水界面張力等作用，洗油能力較強(qiáng)，特別是EDA-HPAM的強(qiáng)乳化攜帶能力對(duì)洗油能力也有較大貢獻(xiàn)。盡管NaOH堿性強(qiáng)于EDA(一般而言，堿性越強(qiáng)越有利于提高采收率)，但結(jié)合乳化實(shí)驗(yàn)、界面張力、復(fù)合體系黏度等方面的對(duì)比分析，在驅(qū)油效果上，EDA-HPAM較NaOH-HPAM有優(yōu)勢(shì)。

表1 填砂管驅(qū)油結(jié)果

The data are the average values of three experiments

圖9 不同體系驅(qū)油過(guò)程中驅(qū)替壓差的變化

2.5 EDA和NaOH的綜合對(duì)比

EDA相比NaOH在提高稠油采收率方面有較大優(yōu)勢(shì)，但也有一定的缺陷。EDA成本較高，市面價(jià)格約為12000元/t，而NaOH只需2000元/t，但應(yīng)用NaOH還有潛在的成本。潛在成本包括，(1)注NaOH前需要對(duì)注入水進(jìn)行軟化，增加一部分投資；(2)NaOH在地層中容易引起結(jié)垢，大量的垢容易將油層堵死，嚴(yán)重降低產(chǎn)能；(3)NaOH能嚴(yán)重削弱聚合物的增黏能力，需要提高聚合物濃度來(lái)補(bǔ)償；(4)大量的結(jié)垢使檢泵周期大大縮短，而且容易引起卡泵問題，大大降低含堿復(fù)合驅(qū)的經(jīng)濟(jì)效益[20]。

EDA不引入成垢離子，且對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子有螯合作用，抑制垢的形成，還會(huì)在一定程度上增加聚合物的黏度，可以避免上述NaOH引起的4個(gè)問題，所以在成本方面未必就比NaOH高出很多。再者，隨著油價(jià)的走高，在一定程度上提高成本是可以承受的。

還有需要注意的是，EDA是低毒類化學(xué)物質(zhì)，對(duì)人體黏膜和皮膚有一定的刺激性，應(yīng)用時(shí)要有一定的防護(hù)措施，如工作人員要配帶防毒面具。EDA與石油酸反應(yīng)生成的烷醇酰胺類表面活性劑無(wú)毒，不會(huì)對(duì)水體造成污染[21]。同時(shí)，EDA易燃，但使用濃度較低，因此燃燒起火的可能性不大，但使用時(shí)也需要注意，最好也要有防范措施。

我國(guó)的ASP礦場(chǎng)試驗(yàn)表明，堿由于其特殊的機(jī)理，在ASP驅(qū)中起著至關(guān)重要的作用，甚至其作用超過(guò)了表面活性劑。所以，雖然堿可能引起許多問題，但還是不可或缺。而有機(jī)堿如甲基胺、乙二胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺等，即有較強(qiáng)的堿性和很好的驅(qū)油效果，又在防垢方面顯示出優(yōu)勢(shì)，可以在將來(lái)的ASP驅(qū)油中全部或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)無(wú)機(jī)堿。

3 結(jié) 論

(1) 由于不增加礦化度，與稠油形成不同表面活性劑，乙二胺單獨(dú)降低油-水界面張力的能力強(qiáng)于NaOH，能與稠油形成較穩(wěn)定的水包油乳狀液，而NaOH與稠油形成的乳狀液的油滴會(huì)迅速聚并。

(2) 乙二胺不會(huì)增加礦化度，而且對(duì)聚合物還有一定保護(hù)作用，使乙二胺-HPAM體系的黏度略高于HPAM體系；NaOH由于增加礦化度，使NaOH-HPAM體系的黏度遠(yuǎn)低于HPAM體系。

(3) 乙二胺-HPAM體系具有較高的波及系數(shù)和洗油效率，整體驅(qū)油效果優(yōu)于NaOH-HPAM體系。

(4) 乙二胺雖然價(jià)格較高，但不需要額外的處理費(fèi)用，不會(huì)增加結(jié)垢帶來(lái)的潛在成本，在成本上可以做到合理；同時(shí)，乙二胺不會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大危害，可以應(yīng)用在提高原油采收率上；有機(jī)堿，特別是有機(jī)強(qiáng)堿如甲基胺、三甲胺、三乙胺、二乙胺等具有較好的應(yīng)用前景。

[1] 繩德強(qiáng). 應(yīng)用堿/聚合物驅(qū)體系提高稠油采收率 [J] . 江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1993,15(2)：65-69.(SHENG Deqiang.Raising the recovery of heavy oil by alkaline-polymer system [J].Journal of Jianghan Petroleum Institute, 1993, 15(2):65-69.)

[2] 陳智宇. 羊三木油田館2上油組堿/聚合物驅(qū)室內(nèi)研究 [J] .油汽采收率技術(shù)，1994, 1(2)：33-38.(CHEN Zhiyu.Laboratory experimental and analysis of alkali/polymer flooding in the upper oil reservoir of the 2nd member of Guantao Formation in Yangsanmu oilfield [J].OGRT, 1994, 1(2):33-38.)

[3] 龐子俊, 裘云芬.堿-聚合物驅(qū)在克拉瑪依油田的應(yīng)用[J].油田化學(xué)，1989, 6(2)：133-138.(PANG Zijun, QIU Yunfen.An alkaline-polymer flooding system for use in Karamay oilfield [J] .Oilfield Chemistry, 1989,6(2):133-138.)

[4] 陳智宇，孫衛(wèi), 楊懷軍，等.羊三木油田堿-聚合物驅(qū)油機(jī)理 [J] .西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1999, 29(3)：237-240.(CHEN Zhiyu, SUN Wei, YANG Huaijun, et al.The mechanism of enhancing oil recovery by caustic-polymer flooding in Yangsanmu Area Dagang Oilfield [J] .Journal of Northwest University(Natural Science edition), 1999, 29(3):237-240.)

[5] 陳智宇, 師樹義，唐國(guó)慶.堿-聚合物復(fù)合體系驅(qū)油機(jī)理 [J] .石油勘探與開發(fā)，1994,21(5)：102-104.(CHEN Zhiyu, SHI Shuyi, TANG Guoqing.The displacement mechanism of alkaline/polymer system[J].Petroleum Exploration and Development, 1994, 21(5):102-104.)

[6] BERGER P D, LEE C H.Improved ASP process using organic alkali [C]//SPE, 99581,2006.

[7] 李娜，劉海濤, 劉曉玲，等.DNPPS-胺復(fù)配體系界面張力研究[J].油田化學(xué)，2010,27(2)：179-182.(LI Na, LIU Haitao, LIU Xiaoling, et al.Studies on interfacial tension for dinonylphenol polyoxypropylene ether sulfonates/organic amines combination system[J].Oilfield Chemistry, 2010, 27(2):179-182.)

[8] DING Baodong, ZHANG Guicai, GE Jijiang, et al.Research on mechanisms of alkaline flooding for heavy oil[J].Energy Fuels, 2010, 24(12):6346-6352.

[9] GE Jijiang, FENG Anzhou, ZHANG Guicai, et al.Study of the factors influencing alkaline flooding in heavy-oil reservoirs [J] .Energy Fuels, 2012, 26(5):2875-2882.

[10] 繩德強(qiáng), 頓鐵軍.古城油田B123區(qū)塊堿/聚合物驅(qū)油層結(jié)垢試驗(yàn)研究[J].石油勘探與開發(fā)，1996,23(4)：61-64.(SHENG Deqiang, DUN Tiejun.An experimental study on formation scale of alkaline/polymer flooding at B123 block, Gucheng oilfield[J].Petroleum Exploration and Development, 1996, 23(4):61-64.)

[11] 王增寶，白英睿, 趙修太.乙醇胺和碳酸鈉的乳化性能研究 [J] .應(yīng)用化工，2012, 41(4)：566-569.(WANG Zengbao, BAI Yingrui, ZHAO Xiutai.Study on emulsification properties of ethanolamine and sodium carbonate[J] .Applied Chemical Industry, 2012, 41(4)： 566-569.)

[12] 趙修太，王增寶, 邱廣敏，等.部分水解聚丙烯酰胺水溶液初始粘度的影響因素 [J] .石油與天然氣開化工，2009, 21(3)：231-237.(ZHAO Xiutai,WANG Zengbao,QIU Guangmin,et al.Study of influence factors of the initial viscosity of HPAM solution[J].Chemical Engineering of Oil &Gas, 2009, 21(3):231-237.)

[13] 裴海華，張貴才, 葛際江，等.稠油堿驅(qū)中液滴流提高采收率機(jī)理[J].石油學(xué)報(bào),2012,33(4)：663-669.(PEI Haihua, ZHANG Guicai, GE Jijiang, et al.Mechanism of “droplet flow”in alkaline flooding for enhancing heavy-oil recovery [J] .Acta Petrolei Sinica, 2012,33(4)：663-669.)

[14] PEI Haihua, ZHANG Guicai, GE Jijiang, et al.Analysis of microscopic displacement mechanisms of alkaline flooding for enhanced heavy-oil recovery [J] .Energy Fuels, 2011, 25:4423-4429.

[15] DONG M, LIU Q, LI A.Micromodel study of the displacement mechanisms of enhanced heavy oil recovery by alkaline flooding [C]//Calgary:International Symposium of the Society of Core Analysts, 2007.

[16] LIU Q, DONG M, MA S.Alkaline/surfactant flood potential in western Canadian heavy oil reservoirs [R] .SPE99791, 2006.

[17] LIU Q, DONG M, MA S.Surfactant enhanced alkaline flooding for western Canadian heavy oil recovery [J].Colloids Suef A, 2007, 293(1):63-71.

[18] 裴海華，張貴才, 葛際江，等.稠油堿驅(qū)機(jī)理的物理模擬和數(shù)值模擬[J].石油學(xué)報(bào), 2011, 32(2)：91-96.(PEI Haihua, ZHANG Guicai, GE Jijiang, et al.Physical experiments and numerical simulations on displacement mechanism of alkaline flooding for heavy oils[J].Acta Petrolei Sinica, 2011, 32(2)：91-96.)

[19] PEI Haihua, ZHANG Guicai, GE Jijiang, et al.A Comparative Study of Alkaline Flooding and Alkaline/Surfactant Flooding for Zhuangxi Heavy Oil [C]//SPE 146852,2012.

[20] 朱友益，侯慶鋒, 簡(jiǎn)國(guó)慶，等.化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J] .石油勘探與開發(fā), 2013, 40(1)：90-96.(ZHU Youyi, HOU Qingfeng, JIAN Guoqing, et al.Current development and application of chemical combination flooding technique [J] .Petroleum Exploration and Development, 2013, 40(1)：90-96.)

[21] 李瑞冬, 仇珍珠，葛際江,等.羧基甜菜堿-烷醇酰胺復(fù)配體系界面張力研究[J].精細(xì)石油化工，2012,2(4):8-11.(LI Ruidong, QIU Zhenzhu, GE Jijiang, et al. Studies on interfacial tension for carboxylbetaine/alkanolamide compound system[J].Speciality Petrochemicals, 2012, 2(4)：8-11.)

A Comparison Between the Enhanced Heavy Oil Recoveries of Ethylenediamine-HPAM and NaOH-HPAM Systems

CHEN Zehua, ZHAO Xiutai, WANG Zengbao, MA Hanqing, CHEN Wenxue

(CollegeofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China)

a comparative study of the oil-water IFT, emulsification properties, viscosity, displacement efficiency and micromodel displacement mechanism was conducted for the systems of ethylenediamine(EDA)-HPAM and NaOH-HPAM. The results showed that the ability of EDA to reduce IFT was stronger than that of NaOH in NaCl solution of mass fraction 0.65%. The viscosity of EDA-HPAM was higher than that of NaOH-HPAM. EDA can emulsify the heavy oil to create stable O/W emulsion, while the oil droplets of the emulsion created by NaOH and heavy oil could coalesce together rapidly, due to the different in-situ surfactant and no salinity addition created by EDA. The EDA-HPAM solution could penetrate into oil phase to create discontinuous water droplets containing some small emulsified oil droplets, and then the subsequent water phase could carry much oil droplets to recovery oil. Although NaOH-HPAM solution could also penetrate into oil to create discontinuous water droplets, the effectiveness of entrainment was slight and the displacement efficiency was low. Accordingly, EDA-HPAM has an advantage in oil recovery over NaOH-HPAM system. Moreover，organic alkaline has a good application prospect.

ethylenediamine-HPAM; NaOH-HPAM; salinity; interfacial tension; emulsification properties; viscosity; entrapment; entrainment

2014-05-19

國(guó)家重大科技專項(xiàng)(2011ZX05002-005)和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(27R1202006A)資助

陳澤華，男，碩士，從事油田化學(xué)和提高采收率研究工作；E-mail:chenzehua1210@163.com

1001-8719(2015)05-1156-08

TE39

A

10.3969/j.issn.1001-8719.2015.05.019