CN101609624A - 一种用于室内驱油实验模拟油的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于石油开采教学及石油开采研究中的室内驱油实验用模拟油的制备方法及其应用。这种模拟油能够代替原油，用于室内填砂管驱油实验。其技术方案是：将聚α－烯烃(PAO)基础油A(65℃下粘度为140mPa·s)与PAO基础油B(65℃下粘度为20mPa·s)按70～80∶30～20混合制得初步模拟油；混合方式是将粘度较小的基础油B加入到粘度较大的基础油A中；再按1000mL初步模拟油中加入1～5g增粘剂；最后将配好的模拟油置于65℃水浴锅中机械搅拌1～2小时，制得实验用模拟油。该模拟油在水驱效率和聚驱效率上与原油接近，性能稳定、实验重复性好；本制备方法原料简单易得，制备工艺简单易行，条件温和且不污染环境；适用于石油教学和科研的填砂管驱油实验。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于石油开采教学实验及石油开采研究实验领域的室内驱油实验模拟油的制备方法及应用。
背景技术
岩芯驱油实验是石油开采教学和技术研究中的基本手段，它涉及注水开发、化学驱提高采收率技术中的各种驱油工作液在不同条件下的驱油效果。在获取实际生产井原油的过程中，由于压力温度变化，原油中溶解气的溢出和轻质组分的挥发，使其粘度高于在地下的粘度，而在岩芯驱油实验中不得不采用向其中掺稀油的办法来模拟原油的地下粘度，造成实验的重复性差，实验数据对比性差，甚至结果无法验证。并且随着原油粘度增加，特别是当原油中含有一定量的胶质、沥青质等活性物质时，情况更甚。同时，大多数注水开发油田在注水过程中需要添加各种化学助剂，它们将部分溶入原油中，在进行驱油实验时容易与驱替液产生不良反应而影响实验结果。所以，在以流度控制为主要机理的提高采收率技术研究中，性能稳定、重复性好、可以自由调配的模拟油是所有驱油实验的基础。
基于此，本发明利用市售成品基础油为主要原料，辅以增粘剂等添加剂，制备出一种能代替原油进行驱油实验的模拟油。该基础油为聚α-烯烃(PAO)，系原油中的瓦斯气或天然气所分离出来的乙烯、丙烯，再经聚合、催化等繁复的化学反应才炼制成的大分子组成的基础液。在本质上，它使用的是原油中较好的成份，加以化学反应并在人为的控制下达到预期的分子形态。其分子排列整齐，抵抗外来变数的能力自然很强。因此合成油品质较好，其对热稳定性、抗氧化反应、尤其是抗粘度变化的能力比矿物油具有不可比拟的优势。
发明内容
本发明的目的在于：为了制备一种能代替原油，用于室内填砂管实验的模拟油，特提出一种用于室内驱油实验模拟油的制备方法及应用。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于室内驱油实验模拟油的制备方法，是利用市售聚α-烯烃简写PAO为基础油，添加增粘剂，其特征是：将PAO基础油A即65℃下粘度为140mPa·s与PAO基础油B即65℃下粘度为20mPa·s，按照70～80∶30～20体积比混合。其混合方式是粘度较小的基础油B加入粘度较大的基础油A中混合配得初步模拟油，再按1000ml初步模拟油加入1～5g增粘剂的剂量加入适量增粘剂，配制成模拟油，增粘剂是利用市售乙丙橡胶即聚乙烯-丙烯-戊二烯代号EPDM，按体积比1∶200在80℃溶解于PAO基础油A中，在120转/分速度下机械搅拌40分钟制得，冷却至室温备用，最后将上述配制的模拟油在65℃水浴锅中，以100～150转/分机械搅拌1～2小时制得实验用模拟油，在80℃恒温箱中放置96小时，测其粘度变化率在1～2％。
一种用于室内驱油实验模拟油的应用：在室内填砂管驱油实验中，水驱实验所用注入水为模拟地层水，总矿化度10000mg/L左右，聚合物驱实验所用聚合物为疏水缔合聚合物P(AM-NaAA-C16DMAAC)，浓度为1750mg/L，所用模拟油在65℃下粘度为75～85mPa·s，填砂管尺寸是直径2.5cm，长度55cm，整个实验过程中恒温箱及管件伴温为65℃，填砂管驱油过程如下：先将填砂管用模拟地层水饱和，然后注入上述制备法所制得的模拟油，模拟油饱和老化24小时后进行水驱和后续的聚合物驱，所得填砂管模拟油饱和度为70～85％，水驱效率为40～65％，聚驱效率为50～75％。
本发明具有以下有益效果：(1)本发明制得的模拟油在水驱效率和聚驱效率上与原油接近、性能稳定、实验重复性好；(2)该模拟油具有热稳定性好、抗氧化能力强、抗粘度变化能力强等优点；(3)该模拟油具有粘度精准可调，与实验用模拟地层水及聚合物乳化现象不严重等优点，能满足实验后期数据读取的要求；(4)本制备方法原料简单易得，均为市售工业品，制备工艺简单易行，制备条件温和不污染环境，适用于石油开采教学和科研的室内驱替实验。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，通过实例进行说明。实验所用粘度计为Brookfield粘度计。
【实施例1】模拟油的制备
准确量取于3500mLPAO基础油A(65℃下粘度为140mPa·s)于1L烧杯中，再量取1500mLPAO基础油B(65℃下粘度为20mPa·s)用玻璃棒慢慢转移至烧杯中。将烧杯置于65℃水浴中，慢慢滴加2g增粘剂，如增粘剂流动性较差可在滴加前在65℃水浴中静置2小时待用。将配制好的模拟油静置于65℃水浴中1小时，期间用玻璃棒缓慢搅动以防止局部过热。然后在65℃恒温条件下，120转/分速度下机械搅拌1.5小时。最终粘度为78mPa·s，在80℃恒温箱中放置96小时，粘度变化率在1％。
【实施例2】模拟油的制备
准确量取4000mLPAO基础油B(65℃下粘度为140mPa·s)于1L烧杯中，再量取1000mLPAO基础油B(65℃下粘度为20mPa·s)用玻璃棒慢慢转移至烧杯中。将烧杯置于65℃水浴中，慢慢滴加1g增粘剂，如增粘剂流动性较差可在滴加前在65℃水浴中静置2小时待用。将配制好的模拟油静置于65℃水浴中1小时，期间用玻璃棒缓慢搅动以防止局部过热。然后在65℃恒温条件下，150转/分速度下机械搅拌2小时。最终粘度为80.5mPa·s，在80℃恒温箱中放置96小时，粘度变化率在1.5％。
【实施例3】模拟油应用于填砂管驱油实验
水驱实验所用注入水为模拟地层水(总矿化度10000mg/L左右)，聚合物驱实验所用聚合物为疏水缔合聚合物P(AM-NaAA-C16DMAAC)，浓度为1750mg/L。所用模拟油在65℃下粘度为78mPa·s。填砂管尺寸：直径2.5cm，长度55cm。整个实验过程中恒温箱及管件伴温为65℃。岩心参数及驱油效率如下：(其中，模拟油饱和度用来表示储层岩石孔隙中模拟油所占的百分比；水驱效率表示从注入水波及过的单位孔隙体积中采出的油量除以注水开始时被水波及的单位体积的油储量；聚驱效率指从注入聚合物波及过的单位孔隙体积中采出的油量除以注聚开始时被聚合物波及的单位体积的油储量。这三个指标是注聚开采过称的重要参数)
【实施例4】
改变实施例3中的填砂的压力和石英砂尺寸，岩心渗透率变为1498×10-3μm2，其它条件不变，实验结果如下：
【实施例5】
改变实施例3中的填砂的压力和石英砂尺寸，岩心渗透率变为1643×10-3μm2，其它条件不变，实验结果如下：
Claims (3)
1.一种用于室内驱油实验模拟油的制备方法，是利用市售聚α-烯烃简写PAO作为基础油，添加增粘剂，其特征在于：将PAO基础油A即65℃下粘度为140mPa·s与PAO基础油B即65℃下粘度为20mPa·s按体积百分比70～80∶30～20混合，制得初步模拟油，其混合方式是粘度较小的基础油B加入到粘度较大的基础油A中，再按1000mL初步模拟油加入1～5g增粘剂；最后将配制好的模拟油在65℃水浴锅中，以100～150转/分机械搅拌1～2小时，制得实验用模拟油；测得该模拟油在65℃下粘度为75～85mPa·s；该模拟油在80℃恒温中放置96小时，测其粘度变化率在1～2％。
2.根据权利要求1所述的模拟油的制备方法，其特征在于：所述增粘剂是用市售乙丙橡胶即聚乙烯-丙烯-戊二烯代号EPDM，按体积比1∶200在80℃下将EPDM橡胶溶解于PAO基础油A中，以120转/分机械搅拌40分钟制得，冷却至室温备用。
3.一种如权利要求1所述室内驱油实验模拟油的应用，其特征在于：在室内填砂管驱油试验中，水驱实验所用注入水为模拟地层水，总矿化度为10000mg/L左右，聚合物驱实验所用聚合物为疏水缔合聚合物P(AM-NaAA-C16DMAAC)，浓度为1750mg/L，所用模拟油在65℃下粘度为75～85mPa·s，填砂管尺寸是直径2.5cm，长度55cm，整个实验过程中恒温箱及管件伴温为65℃，填砂管驱油过程如下：先将填砂管用模拟地层水饱和，然后注入上述制备法所制得的模拟油，模拟油饱和老化24小时后进行水驱和后续的聚合物驱，所得填砂管模拟油饱和度为70～85％，水驱效率为40～65％，聚驱效率为50～75％。
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