EOR第五章.ppt

原油中的石油酸 研究表明，原油中含有脂肪酸、环烷酸和芳香酸等各类羧酸。 脂肪酸主要是正构的，现已鉴定出碳数到34的全部正构脂肪酸，但也存在少量轻度异构的脂肪酸。 原油中的石油酸 沥 青 质 模 型 原油中的部分酸性物质可以和碱反应，生成具有一定亲水亲油平衡能力的表面活性剂。 第五章 碱 驱 本章小结 简述碱驱及其提高采收率的基本机理； 说明碱驱的段塞及其原因； 解释界面张力与碱质量分数关系曲线及其应用； 碱驱常用的碱有那几种； 什么原油适合于碱驱； 碱会与地层和地层流体发生那些反应； 适合碱驱油田的筛选标准是什么； 碱驱存在的问题分析及其改善的方法。 第三节 界面张力与碱质量分数曲线的解释与应用 设原油中的酸性成分为HA，它可在水中解离： HA≒H++A- (I) HA与NaOH反应生成的表面活性剂NaA，也可在水中解离： NaA≒Na++A- (II) 此外还有一个水的解离式： H2O≒H++OH- (III) 在上述物质中，只有A－能有效地降低油水界面张力。HA、NaA均没有A－那种界面活性。 界面张力与碱质量分数的关系是碱驱的基础。 当水中无碱时，A－来源于反应（Ⅰ）。由于HA在水中解离度很小，所以A－含量很少，油水界面张力高。 当水加碱时，反应（Ⅲ）的平衡向左移动，H＋浓度减小，使反应（Ⅰ）向右移动，A－含量增加，油水界面张力减小。 当加碱到最佳值，A－的浓度最大，它在油水界面上吸附达到饱和，油水界面张力达到最低值。 若进一步加碱，由于反应（Ⅱ）左移，A－的浓度减小，油水界面张力增加。 由此解释了图5－2曲线的变化。 Jennings碱系数 图5－9 碱系数的概念 （caustic coefficient, cc） 碱系数是指双对数坐标内油水界面张力与碱质量分数的关系曲线和0.01mN·m-1～ 1.0mN·m-1所包的面积与0.01mN·m-1～ 1.0mN·m-1与0.001% ～ 1.0%碱质量分数总面积之比乘6。 碱系数可用于评价油对碱驱的适应性和选用碱驱用碱。 碱系数越大的油，越适宜碱驱。 第四节 碱驱用碱 氢氧化钠：又名烧碱 白色晶状固体，熔点为328℃，易溶于水，露置于空气中，容易吸收水分而潮解，故需密封保存 强碱，在水中完全电离 有极强的腐蚀性，可与石英砂发生反应 NaOH+SiO2=Na2SO3+H2O 氢氧化钠与原油的酸性组分、水中二价阳离子、储层岩石产生强烈的相互作用，很少单独使用。 第四节 碱驱用碱 硅酸钠：工业上称为泡花碱，浓水溶液称为水玻璃； 常按模数=SiO2：Na2O=3～5:1的配料比制备硅酸钠； 模数越小，碱性越强，越易溶解； 驱油中多选用弱碱性的高模数水玻璃。 硅酸盐及它与其他试剂的混合物在岩石上的吸附作用比较小。在采用带有层内沉淀的碱水驱时，硅酸钠的用途更加广泛，通过轮流注硅酸钠和氯化钙溶液的方法来提高对产层的波及体积。 第四节 碱驱用碱 碳酸钠俗称苏打，工业上又叫纯碱； 无水碳酸钠为白色晶体，熔点851℃，易溶于水； 在水中完全电离，并能发生碱性水解。 Na2CO3?2Na++CO32- CO32-+H2O?HCO3-+OH- HCO3-+H2O?H2CO3+OH- 碳酸钠是一种弱碱，因具有软化地层水的作用，可用作碱水驱，同时也可用作表面活性剂预冲洗液 第四节 碱驱用碱 由于碳酸钠与碳酸氢钠可通过下面反应对体系的PH值起缓冲作用 它们是一对缓冲物质，因此可用碳酸钠与碳酸氢钠复配，产生有缓冲作用的碱体系。同理，Na3PO4与Na2HPO4也是一对有缓冲作用的碱体系。碱驱用的碱，还可用有机碱，如： 第四节 碱驱用碱 碱溶液以0.1-0.25PV的规模呈段塞形式注入，再用普通水来推进； 采用工作剂的浓度常为0.2～0.4%wt；但为改变岩石的润湿性，通常碱剂的浓度提高到2～4%，特别在需要增加亲水性地层中，含盐量很高，更需使用高浓度碱液（4～5%); 为了节约氢氧化钠，在其注入前。可先注碳酸钠溶液，以软化地层水和注入水，并与地层相互作用。 图5－10 pH值与碱质量分数的关系 碱驱用的碱溶液的PH值一般在11～13范围 第五节 适合碱驱的原油 原油酸值是指1g原油被中和到pH值产生突跃时所需氢氧化钾的质量，单位为mg·g-1。 一般要求原油的酸值大于0.2 mg·g-1。 原油粘度要求小于35mPa·s。 一定的酸值是进行碱驱的必要条件，但不是充分条件。用Jennings碱系数评价原油碱驱适应