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“智能水”或将有助于最大限度提高油藏产量

“智能水”或将有助于最大限度提高油藏产量

美国莱斯大学布朗工程学院的学者表明,当微观盐水滴的成分恰到好处,它们就能使原油乳化。了解它们究竟如何结合,对于提高采收率来说十分重要。

编译 | 二丫

现在有证据表明,油和水是的确可以有序地混合在一起。

莱斯大学化学与生物工程师Sibani Lisa Biswal和她的同事们描述了对石油采收最重要的三个因素:岩石,水以及原油本身。

他们证实,如果将含适当盐浓度的水与石油和岩石、碳酸盐或砂岩地层精确匹配,则油井的生产率会更高。如果低盐度的盐水可以在特定的原油中形成乳滴,那么盐水似乎也就可以改变岩石的润湿性。而岩石润湿性则恰恰决定了岩石释放原油的难易程度。

该团队的上述工作发表在Nature的Scienctific Reports上。(可联系小编获取原文)

合著者Jin Song表示,海水的影响最后表现自北海的水井。他说,“石油公司发现,当注入盐度相对较低的海水时,石油采收率竟出奇的好。”

Jin Song目前是壳牌公司的研究员,他表示,即使有了这一初步了解,研究工作仍然很有限。“通常在石油天然气工业中,当人们研究低盐度的水时,往往只专注于盐水本身的作用,而忽略了石油的作用。”

“因此,人们总是无法找到一个好的指标或低盐度水的有效性与实验条件之间的任何关联……我们的工作是,首先确定石油的某些特性,这些特性表明了该技术在特定领域中的有效性。”

该小组测试了注入的盐水是如何分散的,如何影响原油的界面张力,以及其与岩石的静电相互作用。

“如何准确地表征润湿性是一个挑战,”Biswal表示,“通常,我们假设地下储层岩石处于混合润湿状态,其中有些地层是亲油的,有些是亲水的。”

“如果可以将油湿地反转为水湿地,那么油与矿物表面的吸附力就会变小……在注入低盐度的水时,盐水能够取代被困的油。一旦油湿变为水湿,那么油就会从矿物表面释放出来。”

研究人员在印第安纳州的石灰岩岩芯上测试了两种盐水:一种是高盐度盐水,一种是盐度相当于海水四分之一的盐水。利用这两种盐水,研究人员分别针对来自墨西哥湾、东南亚和中东的六种原油以及第七种添加了沥青质的原油进行了测试。他们发现,与低盐度样品不同,高盐度盐水明显抑制了水滴在原油中的乳化效果。

为了更好了解乳液的热力学性质,莱斯大学研究学家Wenhua Guo照了约100种油水混合物的低温电子显微镜图像。由于油是不透明的,因此必须将样品放置在非常薄的容器中,然后利用液氮冷冻,才能保持其稳定成像。

Biswal说,“所有人都是第一次看到水滴出现在原油里面……当原油暴露于低盐度盐水中时,水滴会自发地在原油内部产生。”

“智能水”或将有助于最大限度提高油藏产量

注入原油中的低盐度盐水会形成纳米级液滴,帮助原油从储层中的岩石中分离出来。在低温电子显微镜图像中看到的液滴周围的黑环是沥青质,Wenhua Guo

“智能水”或将有助于最大限度提高油藏产量

高盐度盐水与原油混合后,似乎不像低盐度盐水那样发生乳化。这一结果对提高石油采收率具有一定影响,Wenhua Guo

图像显示了70-700nm的液滴。Biswal说,虽说表活剂也常用来疏松储层中的油,但价格昂贵。“我们可以通过改变盐的浓度,来改变盐水成分,最终获得与表活剂相同的效果。所以从根本上来说,这是一种效果相当、但成本更低的技术。”

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