弱堿三元復合體系色譜分離室內實驗研究

王東石

（東北石油大學 石油工程學院，黑龍江 大慶 163318）

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弱堿三元復合體系色譜分離室內實驗研究

王東石

（東北石油大學 石油工程學院，黑龍江 大慶 163318）

摘 要：使用工人填制的填砂管模型，完成了弱堿三元復合體系室內流動性實驗研究，用以研究模型的滲透率大小以及模型的長度對體系色譜分離程度的影響。通過實驗發現，在各實驗方案當中，弱堿三元體系均出現了較為明顯的色譜分離現象，并且當模型滲透率級別的減小，或模型長度的增加時，會加劇體系色譜分離的程度。

關 鍵 詞：弱堿三元復合體系；色譜分離；室內實驗

三元復合體系驅油技術，是在單一化學劑驅油的基礎上逐漸發展起來的一項技術［1］，它最大的優勢在于，既依靠體系中聚合物的黏度起到了擴大了宏觀上的掃油面積，又依靠體系中各組分的協同作用，起到了提高微觀上洗油效率的作用，其良好的驅油效果，已逐漸被業內專家所認可［2，3］。

但是，三元體系在實際的運用過程中，其缺點也逐漸顯現，即體系內的各組分在在油藏這一多孔介質環境當中流動時，會出現比較明顯的色譜分離現象［4，5］。通過研究發現，由于三種組分的分子直徑（尤其是聚合物）差別很大，聚合物的不可及尺寸較多，運移路徑較短，導致協同作用的效果變差，從而導致體系對原油采收率的貢獻降低［6］。因此，找出影響三元復合體系色譜分離程度的主要原因，已經成為了三元復合驅亟需解決的問題。

1 實驗部分

1.1 實驗前期準備

實驗材料：人工填砂管、大慶煉化生產部分水解聚丙烯酰胺（有效含量90.9%）、石油磺酸鹽（有效含量40%）、Na2CO3（分析純）等。

實驗儀器：江蘇柯地公司KD-2型恒溫箱，布氏粘度計、分光光度計等。

1.2 實驗步驟

（1）采用污水配制，污水稀釋的方法得到三元體系溶液；

（2）制備好的填砂管模型抽空飽和水，記錄模型的孔隙體積；

（3）向填砂管模型中恒速注入0.5 PV弱堿三元體系，之后恒速注入30 PV實驗室配制地層水溶液，并保存各出口端樣品。

（4）樣品檢測，測得各樣品中堿、聚合物以及表面活性劑的含量，得到各組分的無因次突破時間以及無因此等濃距。

2 實驗結果及分析

2.1 模型長度對色譜分離的影響

在進行的各組室內試驗當中，最先檢測到的組分均為聚合物，之后為堿、表面活性劑。這是因為聚合物相對分子量遠遠大于堿及表面活性劑，導致其不可及孔隙較多，在多孔介質當中的運移路徑最短，所以最早被檢測到。而相對分子質量較小的堿和表面活性劑組分，由于表面活性劑在模型中的吸附能力更強，所以較晚出現（表1、2）。

表1 試驗參數及方案Table 1 Test parameters and schemes

表2 不同模型長度條件下各組分無因次突破時間Table 2 Dimensionless breakthrough time of components under different model length

由表3能夠發現，雖然在不同模型長度的條件下，弱堿三元復合體系都出現了較為明顯的色譜分離，但各組分在長模型中的突破時間比短模型均增加了約0.1 PV，出現這一情況的主要原因為模型長度的增加，導致了組分運移路徑的增長，加大了各組分的損耗，最后增長了突破時間。并且模型的長度增加之后，相對濃度的變化并不明顯，證明模型長度增加之后，對弱堿三元體系中各組分的影響主要為運移路徑的增加，導致吸附量的增多。因此，模型長度增長之后，雖然會增大色譜分離的程度，但總體影響不大。

表3 不同模型長度條件下各組分無因次等濃距Table 3 Non-dimensional isoconcentration distance of components under different model length

2.2 模型滲透率對色譜分離的影響

在不同模型滲透率的條件下，聚合物與其余兩組分之間的無因次等濃距增加較為明顯（表4）。對比表3及表4能夠發現，體系色譜分離更加明顯。

表4 不同模型滲透率條件下各組分無因次等濃距Table 4 Non-dimensional isoconcentration distance of components under different permeability

此外，當滲透率降低之后，堿的濃度曲線整體向右發生偏移，其主要原因可能為由于模型滲透率的降低，造成大孔道數量的降低，導致堿的流動變緩；而對表面活性劑的影響主要為兩方面：一是模型滲透率的降低造成比表面積增大，表活劑的吸附量增加，二是模型內部孔吼半徑的減小，增加了表活劑的補集量。

3 結 論

（1）各實驗當中，弱堿三元復合體系均發生了較為明顯的色譜分離現象，且隨著滲透率的降低和運移路徑的增加，色譜分離的程度變強，但滲透率降低對色譜分離程度的影響較大；

（2）模型長度對色譜分離程度的影響主要體現在長度的增加，導致運移路徑的增強，增大了各組分的吸附量；

（3）模型滲透率對色譜分離程度的影響主要體現在機械補集以及比表面積增加兩方面。

參考文獻：

［1］張學佳， 紀巍， 康志軍. 三元復合驅采油技術進展［J］. 杭州化工，2009， 39 （2）：5-8.

［2］岳湘安，王尤富，王克亮，等. 提高石油采收率基礎［M］. 北京：石油工業出版社， 2007：145-150.

［3］陸彬，李之平. 玉門石油磺酸鹽的色譜分離研究［J］. 油田化學，2011， 8（3）：53-57.

［4］楊紅，朱慶祝，南宇峰. 三元復合體系色譜分離的實驗研究及影響因素分析［J］. 石油地質與工程，2013，28（5）：139-141.

［5］王克亮，閆文華.滲透率對三元復合體系色譜分離及驅油效果影響的實驗研究［J］.油田化學，2003，17（2）：164-167.

［6］王克亮，田同輝，宋合龍.填砂管模型上三元復合驅油體系的色譜分離實驗研究［J］.大慶石油學院學報，1999，23（1）：79-82.

Experimental Study on Chromatographic Separation of Weak Alkali ASP System

WANG Dong-shi
（College of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318， China）

Abstract:The sand filling tube model was used to carry out the indoor experimental research on liquidity of the weak base ASP system. Effect of the permeability and the length of the model on chromatographic separation was investigated. The experiment results show that， among different experiment schemes， weak base ASP system has obvious chromatographic separation phenomenon； With decreasing of the permeability or increasing of the model length， chromatographic separation degree of the system enhances.

Key words:Weak base ASP； Chromatographic separation； Indoor experiment

中圖分類號：TQ 028

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0296-02

收稿日期：2015-12-29

作者簡介：王東石（1991-），男，黑龍江省安達市人，研究方向：化學工程與工藝。E-mail：2844383783@qq.com。