驱油阴/两性表面活性剂复配体系协同效应研究

针对某油藏A区块,利用阴离子/两性表面活性剂的协同作用,进而达到油水超低界面张力,且两性表面活性剂十二烷基甜菜碱在浓度为0.1%~0.5%的范围内,降低油水界面张力的效果达到10~(-2) mN/m数量级,在加入阴离子表面活性剂的条件下,复配体系可以使油水界面张力达到超低界面张力。通过探讨表面活性剂的总浓度以及复配比对油水界面张力的影响,最终得到阴离子/两性表面活性剂复配体系可在较高矿化度和较低的浓度(0.4%)范围内达到10~(-3) mN/m的超低界面张力,并在此基础上对两者的协同作用进行分析。     

重烷基苯磺酸盐复配体系获得超低油水界面张力

将阴离子表面活性剂窄馏分重烷基苯磺酸盐(HABS 3#)与不同类型的表面活性剂复配,并测定复配体系对十二烷/水溶液的界面张力。结果表明,阴离子HABS 3#与非离子脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、两性离子椰油酰胺甜菜碱(CAB-35)、阴离子窄馏分重烷基苯磺酸盐(HABS 1#)复配后,均能在总浓度为0.01%时,在一定的复配比例下,使得油水界面张力降至超低(10~(-3)mN/m),而与阳离子十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配后,体系对油水界面张力反而升高。获得最低油水界面张力时的复配比例分别为AEO-9含量15%,CAB-35含量40%,HABS 1#含量10%,CTAB含量0。     

耐温抗盐表面活性剂溶液与原油的界面张力

研究了二甘醇双(α-磺酸钠)烷基羧酸酯(DMES-n)、十二烷基二甲基胺乙内酯(BS-12)两类表面活性剂与原油的界面张力,并考察了表面活性剂的耐温抗盐性。实验结果表明,DMES-n能将油水界面张力降低至10-2mN/m数量级,但是抗盐性不如BS-12;将两者复配后,在NaCl浓度为30 000～100 000 mg/L、MgCl2和CaCl2浓度为10 000 mg/L的条件下,DMES-14/BS-12和DMES-16/BS-12复配体系都能将油水界面张力降低至10-3mN/m数量级,表明复配体系既具有更好的降低界面张力的能力,同时还具有良好的抗高盐、高钙镁性能以及良好的耐温性。     

甜菜碱体系对玉门油田界面张力影响规律研究

研究了新型甜菜碱表面活性剂复配体系对玉门油田油水界面张力的影响情况。通过使用Texas-500型界面张力仪,利用旋转滴法测定了甜菜碱表面活性剂的水溶液与玉门油田脱水原油之间的界面张力,讨论了活性剂浓度、碱的浓度、矿化度对甜菜碱复配体系油水界面张力的影响。实验结果表明:该甜菜碱活性剂与其它助剂有很好的协同作用,选择合适的助剂与其复配可以很大程度上减少该甜菜碱活性剂的用量,降低经济成本。碱对界面张力的影响较大,当碱浓度为0.8%时,可以使该复配体系与玉门原油油水界面张力达到10-3 m N/m。     

超低界面张力阴离子复合型驱油体系性能研究

采用旋转滴法分别测定了两种单一阴离子型表面活性剂体系和阴/阴离子复配型表面活性剂体系的油水界面张力,讨论了在50℃下表面活性剂的浓度、矿化度对油水界面张力的影响以及复配体系的最佳复配质量比,以此提高原油的采收率,评价了复配型体系表面活性剂的性能。结果表明,50℃、矿化度为3×104mg/L时将这两种阴离子表面活性剂以1∶1的质量比复配后,可以使油水界面张力值降至10-5m N/m,最终筛选出性能优越的超低界面张力驱油体系WY-2,同时此复配体系具有较好的稳定性和良好的乳化能力。     

超低界面张力阴离子复合型驱油体系性能研究

采用旋转滴法分别测定了两种单一阴离子型表面活性剂体系和阴/阴离子复配型表面活性剂体系的油水界面张力,讨论了在50℃下表面活性剂的浓度、矿化度对油水界面张力的影响以及复配体系的最佳复配质量比,以此提高原油的采收率,评价了复配型体系表面活性剂的性能。结果表明,50℃、矿化度为3×104mg/L时将这两种阴离子表面活性剂以1∶1的质量比复配后,可以使油水界面张力值降至10-5m N/m,最终筛选出性能优越的超低界面张力驱油体系WY-2,同时此复配体系具有较好的稳定性和良好的乳化能力。     

重烷基苯磺酸盐复配体系获得超低油水界面张力

将阴离子表面活性剂窄馏分重烷基苯磺酸盐(HABS 3#)与不同类型的表面活性剂复配,并测定复配体系对十二烷/水溶液的界面张力。结果表明,阴离子HABS 3#与非离子脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、两性离子椰油酰胺甜菜碱(CAB-35)、阴离子窄馏分重烷基苯磺酸盐(HABS 1#)复配后,均能在总浓度为0.01%时,在一定的复配比例下,使得油水界面张力降至超低(10^(-3)mN/m),而与阳离子十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配后,体系对油水界面张力反而升高。获得最低油水界面张力时的复配比例分别为AEO-9含量15%,CAB-35含量40%,HABS 1#含量10%,CTAB含量0。     

全氟壬烯氧基苯磺酸钠/十二烷基硫酸钠复配体系的溶液性能

研究了全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配比对其水溶液表面张力、油水界面张力、铺展性能及发泡性能的影响。结果表明,OBS/SDS复配比对其水溶液性能影响显著,不同复配比产生不同的协同效果。部分复配体系水溶液与OBS单一组分水溶液相比,表面张力虽略有增加,但油水界面张力显著降低,因此,铺展性能显著改善,原来在环己烷上不铺展,复配后变得铺展。当OBS和SDS按摩尔比0.46∶1复配后,配成浓度为6.17 mmol/L的水溶液其铺展性能最佳,可以在环己烷上快速铺展,并且大幅度减少了OBS氟碳表面活性剂的用量,约降低了46%,大大降低了生产成本;当OBS与SDS按摩尔比为0.15∶1复配时体系油水界面性能、发泡性能的协同效果最好。同时,对不同复配比OBS/SDS的水溶液的最佳铺展浓度进行了研究,发现由表面张力确定的临界胶束浓度并非最佳铺展浓度,二者之间有一定偏差,该差异取决于氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂的性质及配比。     

一种含羧基表面活性剂HDXA界面特性研究

通过系统研究一种含羧基表面活性剂HDXA的界面张力特性,表明在一定条件下,该表面活性剂在0.05%~0.4%的范围内可形成10-3mN/m数量级的超低界面张力,添加剂的加入能使油水界面快速的达到最低界面张力,其中最低界面张力和稳定界面张力值均低于单一表面活性剂体系,活性剂HDXA浓度不同时,最佳添加剂浓度也随之改变。不同活性剂浓度达到最低界面张力及稳态界面张力的时间也不同,随着浓度的增大依次缩短。     

耐盐高稳泡超低界面张力泡沫体系研究

对28种表面活性剂进行了泡沫综合性能评价和油水界面张力测试,并通过不同表面活性剂之间的复配和配方的优化,筛选出高稳泡超低界面张力的泡沫体系。结果表明,当FC-06、5#和DS10复配表面活性剂的质量分数为0.4%,配比为2∶1∶3时,最大起泡体积为500 mL,半衰期为28.8 min,平衡时的油水界面张力为8.0×10~(-3) mN/m。泡沫体系性能评价结果表明,在40 000 mg/L的矿化度条件以下,泡沫体系均能保持高稳泡时间和超低界面张力,具有较强的耐盐性。     

沥青质模型油/MD膜驱剂溶液的界面张力

从MD膜驱剂与原油界面活性组分沥青质模型油的界面张力出发,考察了作用时间、水相pH、MD膜驱剂质量浓度、盐浓度、沥青质含量、芳香度、温度等对模型油/水界面张力的影响,并根据扩散控制机理解释了动态界面张力初期过程,进一步揭示了MD膜驱油技术的机理。结果表明,沥青质模型油/MD膜驱剂溶液的界面张力先随时间增加而降低,约15min后达到平衡,达到平衡之前的过程基本上符合扩散控制过程;MD膜驱剂的加入并不能改变pH对模型油/水界面张力的影响趋势;在所考察的条件范围内,沥青质模型油/水溶液的界面张力不随MD膜驱剂质量浓度增加而改变,其值约为19 65mN/m;NaCl对界面张力的影响不明显;沥青质质量浓度从0增加到1000mg/L时,模型油/水和模型油/MD膜驱剂溶液的界面张力分别从23 4mN/m和22 0mN/m逐渐下降至20 0mN/m和18 8mN/m;温度从25℃升高到45℃时,模型油/水溶液的界面张力降低;但芳香度从0增加到100%时,其界面张力均从21 0mN/m增加至31 5mN/m。MD膜驱剂是表面非活性物质,在驱油时不存在低界面张力提高采收率的机理。     

烷基酚磺酸聚醚磺酸盐驱油剂的合成及表征

针对目前常规表面活性剂在高温高矿化度油藏环境下的使用缺陷,以烷基酚为起始剂,通过乙氧基化、氯代、磺化反应,在烷基酚苯环上引入磺酸根基团,同时对烷基酚聚醚的端羟基再次磺化,合成了烷基酚磺酸聚醚磺酸盐;用红外光谱对产物结构进行了表征;质量分数0.3%的所合成的表面活性剂模拟水溶液与胜坨二区原油间界面张力可达到10-3mN/m;耐盐性能达到30g/L,抗钙镁离子能力达到1g/L,耐温性能>90℃;通过室内物理模拟实验,二元复合驱(聚合物+所合成的表面活性剂)体系可提高采收率16.4%,且聚合物+表面活性剂体系能充分发挥协同效应。     

Interfacial properties of cationic and anionic Gemini surfactant mixtures

The possibility and the prospect of cationic/anionic (“catanionic”) surfactant mixtures based on sulfonate Gemini surfactant (SGS) and bisquaternary ammonium salt (BQAS) in the field of enhanced oil recovery was investigated. The critical micelle concentration (CMC) of SGS/BQAS surfactant mixtures was 5.0 × 10⁻⁶ mol/L, 1–2 orders of magnitude lower than neat BQAS or SGS. A solution of either neat SGS or BQAS, could not reach an ultra-low interfacial tension (IFT); but 1:1 mol/mol mixtures of SGS/BQAS reduced the IFT to 1.0 × 10⁻³ mN/m at 100 mg/L. For the studied surfactant concentrations, all mixtures exhibited the lowest IFT when the molar fraction of SGS among the surfactant equaled 0.5, indicating optimal conditions for interfacial activity. The IFT between the 1:1 mol/mol SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased and then increased with the NaCl and CaCl₂ concentrations. When the total surfactant concentration was above 50 mg/L, the IFT of SGS/BQAS mixtures was below 0.01 mN/m at the studied NaCl concentrations. Adding inorganic salt reduced the charges of hydrophilic head groups, thereby making the interfacial arrangement more compact. At the NaCl concentration was above 40,000 mg/L, surfactant molecules moved from the liquid–liquid interface to the oil phase, thus resulting in low interfacial activity. In addition, inorganic salts decreased the attractive interactions of the SGS/BQAS micelles that form in water, decreasing the apparent hydrodynamic radius (D_{H, app}) of surfactant aggregates. When the total concentration of surfactants was above 50 mg/L, the IFT between the SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased first and then increased with time. At different surfactant concentrations, the IFT of the SGS/BQAS mixtures attained the lowest values at different times. A high surfactant concentration helped surfactant molecules diffuse from the water phase to the interfacial layer, rapidly reducing the IFT. In conclusion, the cationic-anionic Gemini surfactant mixtures exhibit superior interfacial activity, which may promote the application of Gemini surfactant.     

两种油溶性磺酸盐与重烷基苯磺酸盐复配体系的界面性能

以十二烷为油相,比较了二烷基苯磺酸盐（DAS）与α-烯烃磺酸钠（C2024AOS）两种不同结构的油溶性表面活性剂与重烷基苯磺酸盐（HABS）复配体系的界面张力.结果表明,具有苯环结构的DAS和直链型C2024AOS本身界面张力均较高.但与HABS/LAS二元体系复配之后,DAS与HABS之间在降低界面张力方面存在明显的协同效应（固定HABS与DAS质量比为3∶1,LAS含量为20％时,DAS/HABS/LAS三元体系界面张力可以达到3.28×10-3 mN/m;固定LAS含量为30％,DAS与HABS质量比为1∶1时,界面张力可以达到1.85×10-3 mN/m）,而C2024AOS与HABS之间不存在明显的协同效应.     

不同腰果酚磺酸盐的合成及界面活性

以天然生物腰果酚为原料,经过磺化和中和两步反应合成了两种腰果酚磺酸盐表面活性剂.FT-IR光谱证实两种腰果酚磺酸盐的化学结构.采用滴体积表面张力仪和全自动旋滴界面张力仪测定了两种腰果酚磺酸盐水溶液的表面张力和油水界面张力,结果表明,两种生物质腰果酚磺酸盐具有良好的表面活性和界面活性,25℃时侧链不饱和的腰果酚磺酸盐和侧链饱和的腰果酚磺酸盐的临界胶束浓度分别为38.1mg/L和28.2mg/L,此浓度下的表面张力分别38.54mN/m和37.35mN/m;饱和腰果酚磺酸盐质量分数高于0.8%时,可将油水界面张力降低至10^-3mN/m,但不饱和腰果酚磺酸盐仅能将油水界面张力降低至10^-1mN/m.侧链饱和的腰果酚磺酸盐的表面活性和界面活性均优于侧链不饱和的腰果酚磺酸盐.     

生物破乳菌的培养及代谢产物分析

从胜利油田采出水及其它样品中筛选得到破乳效果较好的D3破乳菌,考察了该破乳菌的培养条件及代谢产物。结果表明,D3菌的适宜生长条件为:温度40℃,pH 7~9,培养时间72 h。D3菌为革兰氏阴性细菌,归为沙雷氏菌属;其代谢产物主要含有:鼠李糖酯、脂肽类、醛、胺。D3菌质量浓度10 g/L时,油水的界面张力由7.65 mN/m降至0.98 mN/m;当菌浓度在0.5~1.0 g/L时,含油污水的除油率大于50%。     

A Star-Shaped Anionic Surfactant: Synthesis,Alkalinity Resistance,Interfacial Tension and Emulsification Properties at the Crude Oil–Water Interface

In this research, a star‐shaped surfactant was synthesized through the chlorination reaction, alkylation reaction and sulfonation reaction of triethanolamine, which is composed of three hydrophobic chains and three sulfonate hydrophilic groups. The critical micelle concentration (CMC) of the surfactant was measured by the surface tension method, and the results showed that it had high surface activity with CMC of 5.53 × 10^?5 mol/L. The surfactant was superior in surface active properties to the reference surfactants SDBS and DADS‐C₁₂. The interfacial tension (IFT) of the studied crude oil–water system (surfactant concentration 0.1 g/L, NaOH concentration 0.5 g/L, and experimental temperature 50 °C) dropped to 1.1 × 10^?4 mN/m, which can fulfil the requirement of surfactants for oil displacement. An aqueous solution of the surfactant and crude oil was emulsified by shaking, which formed a highly stable oil‐in‐water (O/W) emulsion with particle size of 5–20 μm. The oil displacement effect was almost 12%.