EOR第六章碱驱讲解.ppt

第六章 碱 驱 Alkaline Flooding;☆碱驱提高采收率的机理 ☆界面张力与碱质量分数关系 ☆什么原油适合于碱驱 ☆碱与地层和地层流体作用 ☆碱驱存在的问题、改善方法;Concept of alkaline flooding: Alkaline flooding is a displacement method using alkali as its displacing agent. 碱驱是指以碱溶液作为驱油剂的驱油法。 Position of alkaline flooding in chemical flooding: First proposed（1917） First tested（1930） The cheapest chemical agent Easiest to operate The most complicated mechanism the most restrictive;碱驱最好用在二次采油的早期阶段，因为这时含油饱和度高，油多，油中的酸与碱反应生成的表面活性物质也高,洗油效率高，采收率高。 早期阶段 krw低，λw低，Mwo低，波及系数高，采收率高。;由于地层中的钙镁离子可与碱反应而消耗碱，因此在注碱溶液前需注入一段塞的淡水；之后再注入聚合物段塞以控制流度。;碱驱与水驱的驱油??果对比;Mechanism of alkaline flooding:;2.1;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。;不同浓度碳酸钠与陈庄原油的动态界面张力;;原油中的酸性物质;碱 量;碱的质量分数0.1％, 一般要求低于1％。 界面张力超低需加盐,含量 ?;随着盐含量升高，低界面张力区增大，继续升高，低界面张力区变窄。 最佳盐含量在1.0 ％以下;2.2 乳化-携带（Emuls-Entrain)机理 (碱含量小于1%,盐的含量0.5～1.5%）;2.3 乳化-捕集 (Emuls-Entrap)机理 （碱含量﹤1%,盐含量﹤0.5% ）;2.4 由油湿反转为水湿（OW WW机理) （碱含量1%～5%,盐含量﹤5% ）;2.5 由水湿反转为油湿（WW OW）机理 （碱含量1%～5%,盐含量5～15% ）; 通过WW OW机理提高采收率;2.6 自发乳化与聚并机理; 十二酸钠浓体系增加水的质量分数时胶束所经历的变化; (1)石油酸与碱在油水界面上反应生成羧酸钠，并浓集在界面上。由于羧酸钠的质量分数足够大，它们在界面附近形成层状胶束并增溶了油。 （2）层状胶束向碱水相扩散的过程中，羧酸钠的质量分数不断降低。降低到一定程度，层状胶束依次转化为棒状胶束六角束和棒状胶束，油仍增溶在这些胶束之中。 ;（3）棒状胶束再向碱水相扩散，羧酸钠的质量分数进一步降低，降低到一定程度，棒状胶束转变为球状胶束，油仍增溶在球形胶束之中。 （4）球状胶束继续向碱水相扩散，羧酸钠的质量分数降低到一定程度，使原来增溶的油超过胶束的增溶量，则出现界面，形成乳状液。这就是自发产生的乳状液。 （5）乳状液形成以后，羧酸钠随液珠继续向碱水扩散而不断减少，直至其质量分数减小到不足以起稳定乳状液的作用，就出现乳状液液珠的聚并。;2.7 增溶刚性膜机理;第三节 界面张力与碱质量分数曲线的解释与应用; 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。;Jennings碱系数（caustic coefficient, cc）;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。;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