大庆萨南油田对国产烷基苯磺酸盐的驱油应用研究

针对大庆萨南油田对国产烷基苯磺酸盐的应用配方进行了研究,试验表明,以国产磺酸盐为表面 活性剂配制的三元体系可以与大庆萨南原油形成超低界面张力,即能够提高原油采收率。     

复配表面活性剂三元复合体系黏度和界面张力研究

重烷基苯石油磺酸盐(DH)与石油磺酸盐(LH)是三次采油中常用的表面活性剂,DH与强碱(NaOH)配成的三元复合体系及LH与弱碱(Na2CO3)配成的三元复合体系均表现出了良好的油水界面活性。为探索DH与LH复配的可行性,本文通过仪器检测和理论分析,从表面活性剂的复配比、表面活性剂浓度、碱浓度3个方面开展了复配表面活性剂弱碱三元复合体系界面张力和黏度性能特征评价。结果表明,表面活性剂复配比和加量对三元复合体系黏度的影响较小,当DH、LH复配比为1∶1时,复配表面活性剂三元复合体系与大庆原油间可以实现超低界面张力,在80 min达到8.63×10-3mN/m;随复配表面活性剂质量分数的降低,界面张力增加,当表面活性剂质量分数为0.25%时,界面张力最优。Na2CO3加量为0.2%1.0%时,随着碱浓度的升高,复配表面活性剂三元复合体系的黏度降低,界面张力减小。推荐碱加量为0.8%1.0%。图2表2参12     

三次采油用烷基苯磺酸盐类表面活性剂研究

介绍了以抚顺洗化厂的重烷基苯为原料经切割筛选,采用SO3降膜式磺化工艺合成出烷基苯磺酸,再经中和、复配,研制出了性能稳定的烷基苯磺酸盐,室内评价结果表明,该表面活性剂能与大庆原油形成10^-3mN/m数量级的超低界面张力,而且界面张力性能稳定,其三元复合体系驱油效率砒水驱提高20%以上,同时,实现了表面活性剂的国产化配方,大大降低了三元复合驱成本,为大庆油田以烷基苯磺酸盐为主表面活性剂大面积推广三元复合驱奠定了理论和实践基础。     

石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐的复配效果及其结构成因

为揭示石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐复配体系的性能特征,考察了石油羧酸盐和烷基苯磺酸盐形成的混合胶束(超分子结构)对复配体系界面活性的影响。结果表明,亲水亲油平衡值(HLB值)的差别使石油羧酸盐分子和烷基苯磺酸盐分子在油水界面上插入深度不同,由于距离拉开而减少了极性基团间的斥力,因而混合胶束排列得较紧密,界面吸附增加,界面活性比单剂好。此结构特点对复配体系界面活性的影响体现在:复配体系能在较宽的表面活性剂浓度及矿化度范围产生超低界面张力;在0.6%数1.2%弱碱(Na2CO3)下有优良的界面活性,避免了强碱(Na OH)对地层的伤害;达到超低界面张力所需表面活性剂浓度较低,可以降低驱油剂成本;在和油粒接触后可较快达到超低界面张力,对驱油过程有利。复配体系在强碱、弱碱、无碱情况下的界面活性均较好。和石油羧酸盐有良好协同效应的烷基苯磺酸盐应是直链分子结构,才能形成较紧密的混合胶束,具有较高的界面活性。     

复合驱油体系与大庆原油间界面张力的研究

本文讨论了石油磺酸盐Ｂ—１００体系和Ｎａ２ＣＯ３体系与大庆原油间的界面张力等值图；讨论了Ｂ－１００－Ｎａ２ＣＯ３体系、Ｂ－１００—Ｎａ２ＣＯ３—３３３０Ｓ体系与大庆原油间的界面张力等值图。研究了表面活性剂的类型和浓度、碱的类型和浓度及地层水矿化度等对复合体系界面张力的影响。通过以上这些研究，探讨了碱——表面活性剂二元复合体系及碱—表面活性剂——聚合物三元复合体系与大庆原油间形成超低界面张力的机理。研究结果在理论上为大庆油田开展三元复合驱提供了充实的实验依据。     

三元复合驱油体系中强碱与原油之间作用的实验

喇嘛甸油田三元复合驱现场取样检测发现,部分采出井和中间井采出液检测不到表面活性剂却能达到超低界面张力,但在注入的三元体系采出液中,若无表面活性剂则无法达到超低界面张力,说明强碱和原油之间能够相互作用生成类似表面活性剂的物质。因此,对三元体系中的强碱和原油之间的作用进行了室内实验研究。通过研究强碱溶液与原油反应前后乳状液稳定性、乳化油组分、界面张力和原油物性的变化,分析了强碱与原油的作用效果。试验结果表明,强碱有助于原油形成比较稳定的乳状液,并生成了某种活性物质,降低了油水之间的界面张力;强碱与原油反应后,原油的重组分降低,轻组分增加,原油黏度降低,在矿场试验中起到了一定的驱油作用。     

复合驱体系化学剂静态损失评价方法研究

化学剂的损失程度直接影响化学段塞的使用效率。仅考察经油砂吸附后的化学剂损失,不能全面反映驱替过程中的化学剂静态损失程度。为此系统考察了三元复合驱体系经油砂和油相吸附后,表面活性剂质量分数和组成、NaOH质量分数及三元体系与原油间界面张力的变化。三元复合驱组成为:HPAM1.5g/L,表面活性剂上限质量分数0.3%,NaOH上限质量分数1.2%。实验结果表明,经油砂7次吸附后,表面活性剂质量分数从0.28%降至0.02%;NaOH质量分数从1.10%降至0.71%;三元体系经油砂5次吸附后,与原油间的界面张力已无法降至10^-3mN/m数量级。经油砂吸附后的三元体系与油相作用后,表面活性剂质量分数降低,最大降幅达50%,表面活性剂分子量明显升高;而NaOH质量分数降幅较小,最大降幅仅为15.22%;经油砂3次吸附后的三元体系与油相作用后,与原油间的界面张力已无法降至10^-3mN/m数量级。建议将油砂吸附与油相充分作用相结合,综合评价驱替液的化学剂静态损失程度。     

木质素磺酸盐的改性及其在三次采油中的应用

介绍了以造纸废液中的碱木素为原料,通过缩合、磺化等反应过程,合成出改性木质素磺酸盐,大大改善了木质素磺酸盐的表面及界面性能。室内研究结果表明,改性木质素磺酸盐能与烷基苯磺酸盐类表面活性剂产生较好的协同效应,该复合体系在较宽的活性剂、碱浓度范围内能与大庆原油形成超低界面张力达10^-3mN／m数量级,三元复合体系驱油效率比水驱提高15％（OOIP）以上,可节约三元复合体系中表面活性剂成本30％以上,为表面活性剂的国产化提供了理论和实践依据。     

表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系性能研究

表面活性剂DWS与大庆原油形成超低油水界面张力,矿化度对油水界面张力的影响不明显;表面活性剂不影响聚丙烯酰胺的增黏性能,与聚合物配伍性好,但在油砂上的吸附量相对较大。在低渗透天然岩心上,水驱后二元复合驱平均提高采收率12.0%。在近似黏度和界面张力条件下,三元复合体系比二元复合体系多提高采收率3~5个百分点,但三元复合体系比二元体系的化学剂成本高。亲水亲油平衡是无碱表面活性剂形成超低界面张力的机理,疏水碳链长,相对分子质量大是无碱表面活性剂的一个特征。合成无碱表面活性剂的方向包括选用更长的单一疏水碳链,或合成含两个疏水碳链的双子表面活性剂。     

烷基苯磺酸盐表面活性剂结构分析及性能评价

通过研究分析国内外几种烷基苯磺酸盐表面活性剂的结构特征,给出单、双磺酸盐的含量、纯度、相对分子质量分布及结构组成。并对这几种表面活性剂进行界面活性、粘度、热稳定性及吸附等性能评价,筛选出适合弱碱三元复合体系的国产烷基苯磺酸盐表面活性剂。     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

基于低质量浓度表面活性剂的复合驱效果评价

以往为了达到超低界面张力,复合驱大多使用较高质量浓度的表面活性剂,通常为1 000~3 000 mg/L,不仅增加了成本且未必能取得好的驱油效果。为了探究低质量浓度表面活性剂的驱油效果,设计了低质量浓度表面活性剂的复合驱物理模拟实验。静态实验结果表明,在低质量浓度表面活性剂条件下,油水界面张力可达到10-2mN/m数量级及以下,加碱后,界面张力更低;碱和表面活性剂都会对聚合物的粘度和粘弹性产生影响,碱在较高温度下会大幅度降低复合体系的粘度和粘弹性。驱油实验结果表明,与水驱相比,在所选择的低质量浓度表面活性剂驱油体系中,表面活性剂—聚合物二元复合驱和碱—表面活性剂—聚合物三元复合驱均可提高采收率19.5%以上,三元复合驱的驱油效果最好,提高采收率21.8%以上。这表明低质量浓度表面活性剂驱油体系驱油效果很好。     

三元复合体系表面活性剂在油水中的分配

表面活性剂在油水中的分配是驱油体系的重要参数,影响油水界面张力、色谱分离程度等。研究了三元复合体系中表面活性剂在油水中的分配规律,考察了碱浓度、类型和乳化等因素对其的影响。结果表明：无碱或碱浓度一定时,表面活性剂的分配系数随着浓度的增加逐渐减小;碱浓度增加,表面活性剂的分配系数略有增加;碱浓度一定、表面活性剂的质量分数小于0.1%时,弱碱复合体系中表面活性剂的分配系数略大于强碱复合体系中表面活性剂的分配系数,表面活性剂质量分数大于0.15%时,弱碱复合体系中表面活性剂的分配系数小于强碱复合体系中表面活性剂的分配系数;乳化后,无碱体系和弱碱/强碱复合体系中表面活性剂的分配系数均大于未乳化时的分配系数,弱碱复合体系中表面活性剂的分配系数小于强碱复合体系中表面活性剂的分配系数。     

The Effect of Alkali and Surfactant on Polymer Molecular Structure

Abstract

With the technical development of enhanced oil recovery (EOR), the alkali/surfactant/polymer (ASP) compound flooding technique has been the necessary choice in Daqing oilfield. Compared to average polymer flooding, ASP compound solution decreases the interfacial tension (IFT) between water and crude oil; however, the viscosity and viscoelasticity of ASP solution were performed by surfactant and alkali, both of which could affect the polymer moleculal structure and the oil recovery of ASP flooding. Considering practical requirements in oilfield development, much effort has been focused on the effect of alkali and surfactants on polymer solution by laboratory experiment and theoretical analysis. The results indicate that alkali and surfactants cause the interfacial tension decrease; at the same time, the molecular structure of the polymer is changed and the viscosity and viscoelasticity of polymer solutions are decreased. In addition, alkali neutralizes with negative ion on polymer molecular and causes the polymer molecular chains to curl up, forming a “band” molecular structure. Those actions could make viscoelastic behavior and rheological property of ASP solution weak.     

锦州9-3油田二元复合体系研究

聚合物+表面活性剂二元复合驱是在三元复合驱基础上,删除碱成分形成的复合驱,可有效避免高浓度碱对地层造成的危害,具有一定实用优势。海上油田绥中36-1减压馏分油芳烃含量高,与其合成的石油磺酸盐与原油配伍性好,界面活性强,适合于无碱复合驱油体系。针对锦州9-3油田条件,通过室内实验优选出适合该地区开发的二元复合体系配方,并对该体系的热稳定性、抗剪切性能、耐盐性能、乳化性能、过滤性、吸附性、注入性能和驱油性能等方面进行评价。研究认为,该配方各方面性能均符合施工要求,适用于海上油田的开发应用。     

三种水处理剂对活性剂污水溶液和孤东原油间界面张力的影响

针对孤东原油与现场采出污水配制的表面活性剂溶液间界面张力不能达到超低界面张力的问题,研究了Na5P3O10、HEDP·Na4和ATMP·Na5三种水处理剂对表面活性剂污水溶液与孤东原油之间界面张力的影响规律,确定了三种水处理剂的最佳使用浓度范围。结果表明：当表面活性剂浓度为0．3％时,加入水处理剂后油水界面张力值显著降低,加Na5P3O10的油水界面张力先出现最低值后又逐渐升到平衡值,而加HEDP·Na4。和ATMP·Na5时都能使胜利原油与污水间界面张力最低值达到超低范围,HEDP·Na4的浓度范围最宽,为2000mg／L～4500mg／L。     

OCS表面活性剂工业品的界面活性及驱油效率

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大,经济效益差的缺点,利用廉价的大庆减压渣油为原料合成了驱油用表面活性剂OCS.测试结果表明,OCS表面活性剂工业品具有优异的降低原油-地层水界面张力的能力,能在较宽的碱浓度和表面活性剂浓度范围内使不同大庆采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN/m.在无碱条件下,对于大港油田枣园1256断块原油,当OCS活性剂质量分数达到0.2%时,油-水界面张力即可降至10^-3mN/m.大庆原油的平面模型驱油试验表明,OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系（ASP）的驱油效率比水驱提高20%以上.     

OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力研究

测定了OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力.在大庆油田评价浓度范围内,考察了碱的类型与浓度、OCS浓度以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对动态界面张力的影响.结果表明,强碱(NaOH)体系比弱碱(Na2CO3)体系更容易形成超低界面张力(10-3mN/m),即体系达到超低界面张力的时问较短;高浓度碱体系比低浓度碱体系更容易形成超低界面张力;弱碱条件下,OCS表面活性剂浓度变化对动态界面张力有一定的影响;而强碱条件下则没有明显的影响;聚合物HPAM的引入使得不同体系达到超低界面张力的时间延长.     

Evaluation of Interfacial Tension Between SP Solution and Simsim Oil

Surfactant–polymer (SP) flooding has been proved to be an effective enhanced oil recovery method. Producing ultra-low interfacial tensions is an important mechanism relating to SP flooding for enhanced oil recovery. The interfacial tension between surfactant (PJS-1 and BE)/polymer solution and Simsim oil was evaluated in the work. The influence of surfactant and polymer concentration on interfacial tension between Simsim oil and these solutions is discussed. The interfacial tension between the oil and the surfactant solution reduces as the surfactant concentration increases. In the same concentration of surfactant, the interfacial tension between the surfactant solution and the oil becomes larger when the polymer was added in the solution.