泡沫增强聚合物体系研究
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摘要
本文在分析了聚合物驱提高采收率技术在实际应用中的局限基础上，提出了采用就地起泡形成泡沫的泡沫增强聚合物体系。应用现代实验方法，研究了气体生成物、表面活性剂、聚合物以等因素对起泡性能和体系稳定性的影响，优选出了自生气生成泡沫的气体引入方式，确定了泡沫增强聚合物体系配方。利用填砂管模型，研究了泡沫增强聚合物体系在多孔介质的渗流特性。研究结果表明，泡沫增强聚合物本体系对解决单一注聚合物过程中聚合物溶液沿大通道窜流问题具有明显优势。
本文主要做了以下工作：
● 泡沫增强聚合物体系的选择
本文选用了具有较强的起泡能力的十二烷基苯磺酸纳作为起泡剂，选用增粘型的疏水缔合聚合物作为泡沫增强聚合物体系中的聚合物组分。
● 气体引入方式的优选
采用作为惰性气体的氮气作为生泡气体，本文通过实验证明，不同的气体引入方式对泡沫的形成和稳定性有重大影响，同时筛选出了自生气体生成泡沫的气体引入方式，并提出了自生气体生成泡沫的稳定性评价方式。
● 运用均匀设计实验方法确定泡沫增强聚合物的配方
本次研究中引进了均匀设计实验方法，结合DPS数据处理软件，通过少量的实验，找出了影响沫增强聚合物体系的主要因素，确定了其最佳配方。
● 泡沫增强聚合物体系在多孔介质中的渗流特性
利用填砂管模型，研究了泡沫增强聚合物体系在多孔介质的渗流特性，并进一步研究了在孔介质中，注入方式、聚合物浓度和生泡气量对体系渗流特性的影响程度。
Based on the analysis of limitation to polymer flooding in EOR area, the system of polymer enhanced by foam was put forward, in which foam can be formed in-situ. With the help of modern experimental means, the effect of the substance forming gas , surfactant and polymer etc. on the forming foam ability and the stability of foam system was studied, and the means of gas introduced to form foam was also optimized, as well as the prescription of polymer enhanced by foam. Employing the sand-packed model, the flow through porous media characteristics of polymer enhanced by foam system was studied, too. The results indicated that polymer enhanced by foam has the distinct advantage to solve the problem of channeling owing to big pore path during pure polymer flooding process.
The main tasks of research are as follows:
Firstly, the choosing of the ingredient of polymer enhanced by foam system
Based on the analysis of many kinds of surfactant, the dodecyl benzene sulfonate sodium (SDBS)was chosen as foaming agent for its high foamability, the hydrophobical associating polymer(NAPs) was chosen as the polymer ingredient of polymer enhanced by foam system , which has viscosifying ability.
Secondly, the optimization gas introduced method
Nitrogen, inert gas, was employed as foaming gas. The experimental results in this paper indicated that different gas introduced method had significant effect on the formation and stability of foam. Then, gas introduced method of self- gas-formation to foam was chosen and the evaluation method of self- gas- formation to foam was proposed.
Thirdly, applying Uniform Design to study on the prescription of polymer enhanced by foam
With the help of Uniform Design , an experimental method, and DPS software for data process, few experiments were required to fond out the major factor influencing the performance of polymer enhanced by foam system, thus the
II
optimal prescription was confirmed.
The last, study on the flow through porous media characteristics of polymer enhanced by foam system
With sand-packed models, the flow through porous media characteristics of polymer enhanced by foam system was studied,as well as the effect of method injection .polymer concentration and the volume of foam on the characteristics of polymer enhanced by foam system.
本文主要做了以下工作：
● 泡沫增强聚合物体系的选择
本文选用了具有较强的起泡能力的十二烷基苯磺酸纳作为起泡剂，选用增粘型的疏水缔合聚合物作为泡沫增强聚合物体系中的聚合物组分。
● 气体引入方式的优选
采用作为惰性气体的氮气作为生泡气体，本文通过实验证明，不同的气体引入方式对泡沫的形成和稳定性有重大影响，同时筛选出了自生气体生成泡沫的气体引入方式，并提出了自生气体生成泡沫的稳定性评价方式。
● 运用均匀设计实验方法确定泡沫增强聚合物的配方
本次研究中引进了均匀设计实验方法，结合DPS数据处理软件，通过少量的实验，找出了影响沫增强聚合物体系的主要因素，确定了其最佳配方。
● 泡沫增强聚合物体系在多孔介质中的渗流特性
利用填砂管模型，研究了泡沫增强聚合物体系在多孔介质的渗流特性，并进一步研究了在孔介质中，注入方式、聚合物浓度和生泡气量对体系渗流特性的影响程度。
Based on the analysis of limitation to polymer flooding in EOR area, the system of polymer enhanced by foam was put forward, in which foam can be formed in-situ. With the help of modern experimental means, the effect of the substance forming gas , surfactant and polymer etc. on the forming foam ability and the stability of foam system was studied, and the means of gas introduced to form foam was also optimized, as well as the prescription of polymer enhanced by foam. Employing the sand-packed model, the flow through porous media characteristics of polymer enhanced by foam system was studied, too. The results indicated that polymer enhanced by foam has the distinct advantage to solve the problem of channeling owing to big pore path during pure polymer flooding process.
The main tasks of research are as follows:
Firstly, the choosing of the ingredient of polymer enhanced by foam system
Based on the analysis of many kinds of surfactant, the dodecyl benzene sulfonate sodium (SDBS)was chosen as foaming agent for its high foamability, the hydrophobical associating polymer(NAPs) was chosen as the polymer ingredient of polymer enhanced by foam system , which has viscosifying ability.
Secondly, the optimization gas introduced method
Nitrogen, inert gas, was employed as foaming gas. The experimental results in this paper indicated that different gas introduced method had significant effect on the formation and stability of foam. Then, gas introduced method of self- gas-formation to foam was chosen and the evaluation method of self- gas- formation to foam was proposed.
Thirdly, applying Uniform Design to study on the prescription of polymer enhanced by foam
With the help of Uniform Design , an experimental method, and DPS software for data process, few experiments were required to fond out the major factor influencing the performance of polymer enhanced by foam system, thus the
II
optimal prescription was confirmed.
The last, study on the flow through porous media characteristics of polymer enhanced by foam system
With sand-packed models, the flow through porous media characteristics of polymer enhanced by foam system was studied,as well as the effect of method injection .polymer concentration and the volume of foam on the characteristics of polymer enhanced by foam system.
引文
[1] 朱恩灵，国外三次采油新技术水平调查，中国石油天然气总公司情报研究所，1992
[2] 韩大匡，深度开发高含水油田提高采收率问题的探讨，石油勘探与开发，1995，12(5)
[3] 叶仲斌 等，提高采收率原理，石油工业出版社，2000年2月
[4] 钱昱 张思富等，泡沫复合驱泡沫稳定性及影响因素研究，大庆石油地质与开发，2001，4
[5] 张彦庆 刘宇 等，泡沫复合驱注入方式、段塞优化及矿场实验研究，大庆石油地质与开发，2001，2
[6] 韩显卿，提高采收率原理，石油工业出版社，1990年，7月
[7] 张振华，聚合物驱油先导实验技术，石油工业出版社，1996
[8] 杨普华等译，提高石油采收率译文集，北京：石油工业出版社，1993
[9] 大庆油田科学研究设计院编，美国和加拿大石油工业概况，1979
[10] 高树棠等，聚合物驱提高石油采收率，北京：石油工业出版社，1996
[11] 韩伯惠 石梅 译，聚合物驱方法的现状及前景，国外油田工程，1996，12
[12] 徐正顺 王冬梅等，大庆油田聚合物驱潜力评价，大庆石油地质与开发，2001，4
[13] 国外三次采油新技术水平调查，中国石油天然气总公司情报研究所，1992，12
[14] 赵福麟编，采油化学，北京：石油工业出版社，1969
[15] 王中华主编，油田化学品，北京：中国石化出版社，2001
[16] 赵国玺，表面活性剂物理化学(修订版) 北京：北京大学出版社，1984
[17] 蔡琨 方云等，聚合物/表面活性剂溶液相互作用的研究进展，日用化学工业，2001年8月
[18] Nagarajan R. Thermodynamics of nonionic-polymer-micelle association. colloids and surfaces.1985(13)
[19] 徐桂英，聚丙烯酰胺与混合表面活性剂的相互作用，物理化学学报，1994，
(10)
[20] Lake L.W. Enhanced Oil Recover. New York: Petroleum Press, 1989
[21] Karlotrom G, Carlsson A, lindman B. Phase diagrams of nonionic polymer-water systems. J. Phys, chem, 1990(94)
[22] 李干佐，C_(14)BE与NaCMC之间的相互作用，高等学校化学学报，1995，(16)
[23] 李干佐，两性表面活性剂与高分子化合物的相互作用的研究，日用化学工业，1995，(5)
[24] 刘奕、张子涵等，三元复合驱乳化作用对采收率影响研究，日用化学品科学，2000年7月
[25] 王景良、孙岩，ASP复合驱机理的研究与展望，国外油田工程，2001，8
[26] 程杰成、廖广志、杨拯宁等，大庆油田三元复合驱矿场实验综述，大庆石油地质与开发，2001，4
[27] 陈忠等，三元复合驱强化采油技术，西南石油学院学报，1997，11
[28] 马尔哈辛等著，李殿文译，油层物理化学机理，北京：石油工业出版社，1987
[29] 钱昱、张思富等，泡沫复合驱泡沫稳定性及影响因素研究，大庆石油地质与开发，2001，4
[30] 戚文彬著，表面活性剂与分析化学上、下册，中国计量出版社，1985
[31] "The Foam-Drive Process for Increasing the Recovery of Oil" , Report of Investigation 8566, US Dept of the Interior, Bureau of Minor, Washington, 1961
[32] Laurier L. Schramm, Foams Fundamentals and Applications in the Petroleum Industry, Advances in chemistry series 242, American Chemical Society, Washington. DC 1994
[33] 颜五和等，“泡沫与泡沫驱油”，油田化学，1990，7，
[34] 姜言里等，聚合物驱油最佳技术条件优选，石油工业出版社，1993
[35] 叶仲斌，疏水缔合聚合物与表面活性剂二元驱油体系界面流变性研究，西南石油学院博士学位论文，2002
[36] 郭拥军，水溶性聚合物／表面活性剂相互作用研究——从溶液到固／液界面，西南石油学院博士学位论文，1999
[37] 方开泰著，均匀设计与均匀设计表，科学出版社，1994
[38] 方开泰，均匀设计，应用数学学报，1980，第三期
[39] 赵弈殊，均匀设计表及其使用表的构造，战术导弹技术，1988年，No．4
[40] 张金廷，混料均匀设计，应用概率统计，1993
[41] 项可凤、吴启光，试验设计与数据分析，上海科学技术出版社，1989
[42] 方开泰、全辉、陈庆云，实用回归分析，科学出版社，1988
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