分子膜技术在油田的应用.ppt

纳米分子膜技术纳米分子膜技术 分子膜往往被称为：分子膜往往被称为：“分子分子沉积膜沉积膜”，简称分子膜、，简称分子膜、MD膜或膜或纳米膜。分子沉积膜高新技术基于纳米膜。分子沉积膜高新技术基于静电组装思想，在离子化表面引入静电组装思想，在离子化表面引入能诱导产生相反离子的微粒，成膜能诱导产生相反离子的微粒，成膜物质为水溶性的聚合物、有机物、物质为水溶性的聚合物、有机物、大环平面分子、无机半导体超微粒大环平面分子、无机半导体超微粒等组分。它是利用有机（无机）阴等组分。它是利用有机（无机）阴阳离子的静电吸附反应特性，通过阳离子的静电吸附反应特性，通过异性离子体系的单层交替分子沉积，制备的层状有序的超薄膜。异性离子体系的单层交替分子沉积，制备的层状有序的超薄膜。这种有序的沉积是一种平衡态过程，层间以离子键结合，可以连这种有序的沉积是一种平衡态过程，层间以离子键结合，可以连续沉积形成多层有序的自组装超薄膜。并根据功能发展了功能性续沉积形成多层有序的自组装超薄膜。并根据功能发展了功能性聚电解质和双阳离子交替膜、复合酶和阳离子分子沉积膜、复合聚电解质和双阳离子交替膜、复合酶和阳离子分子沉积膜、复合酶分子沉积膜等多种分子沉积膜技术，已广泛应用于医药、食品、酶分子沉积膜等多种分子沉积膜技术，已广泛应用于医药、食品、生物工程、微电子工业和化学工业。生物工程、微电子工业和化学工业。（1）溶于水，在苛刻的地层中的敏感油藏能有效成膜，形成良好的屏蔽）溶于水，在苛刻的地层中的敏感油藏能有效成膜，形成良好的屏蔽保护，防止岩心伤害，保持油藏稳定。保护，防止岩心伤害，保持油藏稳定。（2）沉积在岩心上的分子膜中所含的活性分子和阻垢因子，能有效消除）沉积在岩心上的分子膜中所含的活性分子和阻垢因子，能有效消除和预防油水井近井地带及油藏结垢（有机垢和无机垢），保持油井产量和预防油水井近井地带及油藏结垢（有机垢和无机垢），保持油井产量和注水效率的长期稳定。和注水效率的长期稳定。（3）分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低水的表面张力，）分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低水的表面张力，以及油、水、岩石之间的界面张力。减少原油与岩石表面的粘附力，增以及油、水、岩石之间的界面张力。减少原油与岩石表面的粘附力，增强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。还可以将大团稠油降粘分强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。还可以将大团稠油降粘分散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。（4）能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过膜诱导和自发渗析）能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过膜诱导和自发渗析作用，进入微观孔道，启动剩余原油，在保护油藏的前提下，提高渗流作用，进入微观孔道，启动剩余原油，在保护油藏的前提下，提高渗流能力，提高注水驱油效力，加速原油开采速度，释放油井产能。能力，提高注水驱油效力，加速原油开采速度，释放油井产能。（5）使用范围广，可在地层温度）使用范围广，可在地层温度10-280、矿化度高容易结垢、敏感因、矿化度高容易结垢、敏感因素严重、达素严重、达5万厘泊的稠油油藏、万厘泊的稠油油藏、0.110-3m2以上的低渗透油藏等。以上的低渗透油藏等。（6）低浓度，低腐蚀，低毒性，低伤害，高效率。可不动作业管柱，不）低浓度，低腐蚀，低毒性，低伤害，高效率。可不动作业管柱，不反排。反排。一一 技术特点技术特点二二 应用范围应用范围1、油水井改造工艺（近井地带处理修饰）2、吞吐增产技术3、蒸汽热力采油4、稠油降粘5、作业洗井6、区块提高采收率7、堵水调剖、调驱工艺8、钻完井液（泥浆修饰）9、净水除油三三 产品指标产品指标-性能指标性能指标项目项目指标指标外观外观黄色均匀粘稠液体pH6-7密度，密度，g/m3(25)1.00-1.25表面张力，表面张力，mN/m(25)35水溶性水溶性与水均匀互溶有效含量，有效含量，%40【注：注：浓缩液的有效含量浓缩液的有效含量80%四四 应用工艺应用工艺 4.1 油水井改造工艺4.2 堵水调剖、调驱油水井改造工艺4.3 吞吐增产工艺4.4 作业洗井4.5 净水除油4.6 区块提高采收率4.7 蒸汽热力采油4.8 稠油降粘4.9 钻完井液油水井改造工艺又称活性分子膜沉积阻垢增产技术，可广泛应用于各类型油藏，特别是针对敏感性砂岩油藏，低渗透油藏，稠油油藏，水矿化度高，近井地带易结垢造成油井产能低、注水压力上升过快、有效生产期短的井。该工艺在不作业时即可使用，无需反排，操作简单，使用方便，安全环保，保护油藏，效果好，沉积时间越长效果越佳。形成的活性分子膜沉积在岩石表层及孔隙中，能够在不伤害油藏的基础上，发挥清除和预防垢质伤害的双层作用，提高油水井生产有效期。4.1 油水井改造工艺油水井改造工艺作用机理活性分子膜通过离子间静电相互作用，沉积在呈负电的储层表面，通过袒露岩石不断掀掉沉积原油，形成一定厚度的保护膜附着在岩石上。能促使晶层间脱水，产生晶格固定作用，使得岩心构造紧密，限制膨胀、分离，有效改善提高岩心的稳定性，防止粘土膨胀和微粒运移造成地层孔喉堵塞，保护油藏。活性分子溶液有较高的表面活性，可消除水伤害造成的水堵、油水卡断问题，可对粘稠的原油降粘稀释，增强原油流动性，使其容易通过孔喉，消除油垢伤害。配合生物阻垢剂通过螯合机理解除岩石孔隙无机垢如碳酸钙、硫酸钙等的污染。沉积在孔喉和岩心表层上的分子膜所含的活性分子和阻垢因子，在保护油藏的前提下发挥解堵作用后，能长时间预防垢质再次沉积，提高和保持油藏渗透率。通过上述综合作用产生长期明显的水井降压增注、油井增产的结果。4.1 油水井改造工艺油水井改造工艺应用工艺将2-2.5%-活性分子膜溶液配合2-2.5%生物阻垢剂用清水配制，在不提管柱作业的前提下，通过套管注入油藏，关井48h，开井生产。一般井处理半径1-5m，使用量40-50方左右。【注：如果判断无机垢堵塞严重，可先前置5-10方 15%盐酸（31%工业盐酸）+1-2.5%-活性分子膜+1%缓蚀剂，再进行分子膜沉积阻垢技术】4.1 油水井改造工艺油水井改造工艺典型井实例（油井）4.1 油水井改造工艺油水井改造工艺Mangistao油田区域231油井，属于砂岩油藏，含泥质20%，深度为1692-1721m，平均孔隙度18%，平均渗透率13810-3m2。地层水矿化度为18500mg/L，水型为NaHCO3，Cl为3431.5 mg/L。胶质沥青质含量28%，蜡质4%。原油粘度（50）365mPa.s，上次修井作业，日液12.6 m3，日油10t，20天后，日液降为2.8m3，日油1.1t。分析近井结垢，造成堵塞。作业时，从套管连续注入50方2.5%-活性分子膜+2%生物阻垢剂+1%氯化钾，回注水配制，水温50，关井48h，开井生产，施工后日液14.3m3，日油13.6t，有效期长达16个月。典型井实例（水井）4.1 油水井改造工艺油水井改造工艺XX油田133水井属细粉砂岩油藏，深度为1300-1336m，地层温度58，地层渗透率为6010-3m2，含泥质18%，水矿化度13260mg/L（要求日配注量80m3）。曾采用常规的土酸酸化，但有效期短，一般30d，注水压力就迅速上升，注水下降。施工前水井压力13.0MPa，日注水量25m3，欠注55m3。采取活性分子膜油沉积阻垢技术，施工先前置5方10%盐酸（31%工业盐酸）+2.5%-活性分子膜+1%缓蚀剂，再注入2.5%浓度的-活性分子膜+2.5%生物阻垢剂水溶液40方，关井48h，开始注水。施工后注水压力为6.8MPa，日注水量92m3，有效期13个月。返回-和辅剂均为安全环保的液体制剂，无毒性。好配制，易操作，用小型离心泵点滴交替注入即可，可以实现对一个井组同时作业。不停注水井作业。使用条件范围宽，可在160以下的各类油藏使用，封堵物不受矿化度影响。误堵可解。4.2 堵水调剖、调驱油水井改造工艺堵水调剖、调驱油水井改造工艺作用机理4.2 堵水调剖、调驱油水井改造工艺堵水调剖、调驱油水井改造工艺 活性分子膜与辅剂相互絮沉，形成有效屏蔽封堵膜，将大孔道封活性分子膜与辅剂相互絮沉，形成有效屏蔽封堵膜，将大孔道封闭形成一个有效封堵空间，迫使后续注入水进入中、低渗透层，达到闭形成一个有效封堵空间，迫使后续注入水进入中、低渗透层，达到有效调整剖面，提高波及系数，提高原油采收率。有效调整剖面，提高波及系数，提高原油采收率。若后续打一个若后续打一个-活性分子膜段塞，可形成活性分子膜段塞，可形成“2+3”调驱工艺。调驱工艺。应用工艺根据地层实际情况，用小型离心泵点滴注入0.1-0.5%-活性分子膜，随注入水携带入地层，然后段塞注水，再随注水点滴注入0.2-1%的辅剂段塞，最后注水即好。聚驱后加入0.05-0.1%-活性分子膜，与地层残余的聚合物实施聚驱后聚合物再利用，可进一步提高聚合物驱后水驱采收率。4.2 堵水调剖、调驱油水井改造工艺堵水调剖、调驱油水井改造工艺典型井实例V2-25水井属于砂岩油藏，地层平均渗透率为32510-3m2，平均孔隙度为20%，含泥岩 12%，水矿化度为6320mg/L。施工前，注水压力低，注水110 m3，弱吸水层吸水率低，水沿无效大孔道流走，无法起到驱油作用。施工时，先注入0.5%-活性分子膜溶液300m3，中间注入100m3清水，最后注入300m3 0.5%辅剂。施工8d，注水井压力由5.06MPa上升至8.19MPa。强吸水层的吸水率由调剖前的79.06下降至调剖后的50.28，弱吸水层由20.94%上升至49.72，回注水96 m3。对应油井增产12.6t。4.2 堵水调剖、调驱油水井改造工艺堵水调剖、调驱油水井改造工艺返回用低浓度的活性分子溶液，补充地层能量，置换储层中波及到的原油，达到增产之目的。工艺广泛应用于各种油藏，特别是对渗透率低，地层能量低，单井产量少，原油粘度高的敏感性油藏有优势。不作业即可使用，通过套管反挤注入。对渗透极差大，具有底水或边水的油藏要慎重使用，建议进行调堵后再吞吐。对套注压力大，容易影响泵正常生产的状况，可提管柱作业进行。4.3 吞吐增产工艺吞吐增产工艺作用机理利用静电吸附作用，活性分子沉积在呈负电性的岩石表面，形成超薄膜，防止岩心伤害，保护油藏稳定。活性分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低水的表面张力，以及油、水、岩石之间的界面张力。一是减少原油与岩石表面的粘附力，增强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。二是消除和抑制水锁水敏等油藏伤害。三是将大团稠油降粘分散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。活性分子溶于水中，能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过诱导和自发渗析作用，进入微观孔道，启动剩余原油，使残存在岩石孔隙中的“死”油变成“活”油，加速原油开采速度，在保护油藏的前提下，补充地层能量，置换原油，释放油井产能。4.3 吞吐增产工艺吞吐增产工艺 应用工艺用清水或回注水配制0.1-0.2%-活性分子膜溶液从套管注入油藏，关井48h以上。【注：若矿化度高，可以加入0.005%生物阻垢剂；若无机垢堵塞严重，还可以配合10%-15%盐酸（建议20%，使用31%工业盐酸）+0.5%-活性分子膜+1%-2%缓蚀剂前置酸洗再进行吞吐。】4.3 吞吐增产工艺吞吐增产工艺典型井实例M1 为砂岩、灰岩油藏，两个层段分别是1209-1236m，1526-1573m。平均泥质含量为29.8%，平均孔隙度23%，平均渗透率13210-3m2，原油粘度2980 mPa.s，含胶质和沥青质32%。平均日液1.89 m3，日油为1t。经分析地层有能量，原油粘度大，流动性差，渗流能力低，注水跟不上，致使稠油无法开采出来。注入250方0.2%-活性分子膜处理后，日液为12m3，日油为6.3t，有效期192天，共增油1017t。4.3 吞吐增产工艺吞吐增产工艺返回4.4 作业洗井作业洗井活性分子膜能快速有效的清洗油垢，清洗效率高，油井投产快。溶液漏失到油活性分子膜能快速有效的清洗油垢，清洗效率高，油井投产快。溶液漏失到油藏，不但不伤害油藏，还可形成保护油藏的超薄膜，解决油藏的水敏、水锁问题。藏，不但不伤害油藏，还可形成保护油藏的超薄膜，解决油藏的水敏、水锁问题。吸附在管柱上的分子膜还有一定的防腐防垢作用。吸附在管柱上的分子膜还有一定的防腐防垢作用。室内作用效果如下：室内作用效果如下：【注：原油粘度为2890mPa.s，胶质沥青质含量为19.6%。编号3：使用:2.5%-活性分子膜溶液+0.5%-1%氯化钾用自来水配制，离心法测定。】用回注水配制1%-5%-活性分子膜溶液，推荐使用2%。添加1%KCl，效果更佳，循环清洗井筒。编号编号项目项目指标指标1洗油率，%98%2防膨率，%70%3缩膨率，%30%返回活性分子膜作为净水剂具有良好的净水除油功效，可以单独使用，也可与破乳剂配合使用，用于联合站残油处理，提高残余油与水的分离速度，增进破乳效果，快速净化水达到标准要求。4.5 净水除油净水除油作用机理该产品活性官能团与处理污水通过电性中和作用和架桥作用，使污水内的胶体颗粒失去悬浮稳定性，通过化学桥联抱团形成絮体，完成对污水中的油水分离及相关杂质的分离，达到回收油品、使污水得到净化的目的，以满足后续处理工序对水质的要求或达到国家对污水的排放要求。4.5 净水除油净水除油 返回应用工艺使用浓度范围为20-100mg/L，推荐使用浓度为40-50mg/L。工艺主要针对整体区块实施增产。可广泛应用于各种油藏，特别针对敏感砂岩、矿化度高易结垢、水井注水难、油井产量低、稠油、低渗透、采收率低的油田。由于活性分子膜驱油具有保护油藏好，使用浓度低，投资少，施工简单，易操作，矿场应用可以使用现有的注水井网和注水设施，培训人员上手快，增油效果明显等特点，因此有望成为具有发展前景的“改进水驱”提高原油采收率新技术。预计可以延长修井期30%，提高采收率6.8%以上，经济效益可达1:10。4.6 区块提高采收率区块提高采收率（1）溶于水，在苛刻的地层中的敏感油藏能有效成膜，形成良好的屏蔽保护，防止岩心伤害，保持油藏稳定。（2）沉积在岩心上的分子膜中所含的活性分子和阻垢因子，能有效消除和预防油水井近井地带及油藏结垢（有机垢和无机垢），保持油井产量和注水效率的长期稳定。（3）分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低水表面张力，以及油、水、岩石之间的界面张力。减少原油与岩石表面的粘附力，增强剥落油膜、清洗油垢效力，提高成膜效率。还可以将大团稠油降粘分散稀释成稀软油流，大大降低原油粘度，使得原油好流动，易通过孔喉。（4）能提高水分子活化能，增强水的扩散作用，通过膜诱导和自发渗析作用，进入微观孔道，启动剩余原油，在保护油藏的前提下，提高渗流能力，提高注水驱油效力，加速原油开采速度，释放油井产能。（5）使用范围广，可在地层温度10-280、矿化度高容易结垢、敏感因素严重、达5万厘泊的稠油油藏、0.110-3m2以上的低渗透油藏等。（6）低浓度，低腐蚀，低毒性，低伤害，高效率不动作业管柱不反排。4.6 区块提高采收率区块提高采收率 适用范围4.6 区块提高采收率区块提高采收率聚合物驱聚合物驱表面活性剂驱表面活性剂驱胶束溶液驱胶束溶液驱驱驱地下原油粘度（地下原油粘度（mPas）510251550000含油饱和度（含油饱和度（%）50502520（尽量选择）地层温度（地层温度（）707070280油层渗透率（油层渗透率（m2）0.1不受限制0.10.001油层厚度（油层厚度（m）不受限制不受限制25不受限制岩性岩性砂岩砂岩和碳酸盐砂岩不受限制地层水含盐量（地层水含盐量（mg/L）20205不受限制水的硬度（钾盐和镁盐）水的硬度（钾盐和镁盐）不适宜不受限制不适宜不受限制井网密度（井网密度（km2/井）井）0.24不受限制0.16不受限制 活性分子膜驱应用范围广，使用温度最高可达活性分子膜驱应用范围广，使用温度最高可达280，油藏类型有碳酸盐，油藏类型有碳酸盐岩油藏、砂岩油藏、火成岩油藏等油藏，稀油或稠油油田皆可应用，油藏润湿岩油藏、砂岩油藏、火成岩油藏等油藏，稀油或稠油油田皆可应用，油藏润湿性可以是水润湿、油润湿和混合润湿，储层渗透率可以是高渗、中渗、低渗、性可以是水润湿、油润湿和混合润湿，储层渗透率可以是高渗、中渗、低渗、特低渗或超低渗，地层水可以是各种类型、高矿化度、各种特低渗或超低渗，地层水可以是各种类型、高矿化度、各种pH值的地层水。值的地层水。返回（1）蒸汽吞吐）蒸汽吞吐作为前置液，有效降低蒸汽注入压力，一般使用2%-5%-活性分子膜溶液。对于蒸汽吞吐效率低回采水率低的井，提高吞吐效率，提高回采水率，增产原油。使用0.2%-0.5%-活性分子膜溶液，回注水配制。若无机垢严重，可使用15-20%盐酸（31%盐酸）+1%-2%缓蚀剂+1%-2%-进行前置酸洗。（2）蒸汽驱）蒸汽驱伴随蒸汽注入0.1%-0.5%-活性分子膜溶液，建议使用0.2%。4.7 蒸汽热力采油蒸汽热力采油返回（1）作用机理：）作用机理：活性分子溶液有较高的表面活性，低浓度下可有效降低油水间的界面张力，乳化降低原油粘度，好流动，诱发多产。活性分子膜吸附在管壁设备上，有很好的防腐、阻垢功效，保护设备，防止油水垢沉积4.8 稠油降粘稠油降粘（2）使用工艺：）使用工艺：根据产液量使用0.02-0.5%-活性分子膜溶液，在井口日常点滴添加。4.8 稠油降粘稠油降粘 -活性分子膜溶液降粘效果活性分子膜溶液降粘效果【注：实验温度注：实验温度50，油水比，油水比1：1，使用，使用0.05%的浓缩液，降粘率即大于的浓缩液，降粘率即大于95%】浓度浓度00.02%0.05%0.1%0.15%0.2%0.3%0.4%0.5%粘度，粘度，mPa.s2400477.36423.61389.28347.52223.5149.0468.1635降粘率，降粘率，%090.1193.0495.7896.5597.3297.7998.3699.25取稠油，进行室内降粘实验，实验结果如下：取稠油，进行室内降粘实验，实验结果如下：返回-活性分子膜可有效修饰钻井泥浆、完井液，用它处理后的油井，油藏保护好、洗井投产快，效率高。（1）作用机理：）作用机理：改善泥浆，提高钻完井液的性能。能吸收硫化氢、润滑、防磨蚀、杀菌、防腐。保护油藏，消除水锁、水敏现象，加固井壁，清洁钻井孔眼，减少泥浆油气层损害。（2）应用：）应用：根据不同泥浆，使用0.03-0.2%-活性分子膜溶液调配。4.9 钻完井液钻完井液返回感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！