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提高石油采收率潜力评价结果表明,通过气驱提高采收率可占地质储量的13.2%,其中50%适合注入CO2驱替。CO2注入油藏如果能够与地层中的原油达到混相,将可以使CO2驱的采收率大幅度提高。然而我国大多数油藏CO2驱的最小混相压力(MMP)大于地层的破裂压力,导致我国的CO2驱大多数只能进行非混相驱,驱油效果受到严重影响。本文提出将超临界CO2与水、表面活性剂、助表面活性剂所形成的微乳液应用于提高石油采收率,通过制备具有特殊性能的超临界CO2微乳液,建立了一种降低CO2最小混相压力、提高石油采收率的新方法,为CO2在石油工业的资源化利用提供有力的技术支持。
本文筛选出可形成稳定超临界CO2微乳液的表面活性剂2-(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠AOT和助表面活性剂C2H5OH。研究了表面活性剂AOT的溶解性能和表面活性。结果表明,AOT的性能优良,易溶于水和乙醇的混合溶液;AOT能显著降低水的表面张力;H2O含量的变化对AOT/H2O/C2H5OH混合溶液表面张力影响显著。将AOT、C2H5OH、H2O和CO2在一定条件下制备出超临界CO2微乳液,通过溶剂化显色探针甲基橙测定微乳液体系的紫外吸收,发现甲基橙的最大吸收波长发生红移,表明超临界CO2微乳液中存在微水池结构。研究了超临界CO2微乳液的相行为,考察了温度、水摩尔百分含量以及AOT摩尔百分含量对浊点压的影响。结果表明,当水摩尔百分含量较低时(1.0%-3.0%),浊点压随温度的升高而增加;当水摩尔百分含量较高时(3.5%-4.0%),浊点压随温度的升高而降低。在可视相态釜中研究了超临界CO2微乳液与烷烃的MMP。结果表明,当水摩尔百分含量较低时(1.0%-3.0%),超临界CO2微乳液能显著降低烷烃的MMP,且烷烃相对分子质量越大,超临界c02微乳液降低烷烃MMP程度越大。当水摩尔百分含量较高时(3.5%-5.0%),超临界CO2微乳液在温度较高时能有效降低烷烃体系的MMP。随着AOT摩尔百分含量的增加,超临界CO2微乳液与烷烃体系的MMP呈现先降低后增加的趋势。超临界CO2/AOT/C2H5OH/H2O/皖烃体系的相行为与超临界CO2/AOT/C2H5OH/H2O体系的相行为相似。细管实验研究结果表明,超临界CO2微乳液能够降低正辛烷的MMP。细管实验测定的正辛烷MMP降低程度与可视相态釜测定的正辛烷MMP降低程度基本一致。