缓蚀剂和无机盐对黏弹性表面活性剂流变性能的影响

针对黏弹性表面活性剂转向酸化和压裂液体系,研究了新型双聚喹啉季胺盐缓蚀剂与其相互作用,和不同盐溶液对其黏温性能的影响和机理。结果表明,作为转向酸液体系的黏弹性表面活性剂对缓蚀剂的缓蚀效率无影响,双聚喹啉季胺盐缓蚀剂降低黏弹性表面活性剂耐高温性。低浓度无机盐溶液对黏弹性表面活性剂黏度无影响,而高浓度二价盐盐溶液CaCl₂和MgCl₂可显著提高黏弹性表面活性剂溶液的耐高温性能。在高浓度CaCl₂的存在下,含季胺盐酸化缓蚀剂的黏弹性表面活性剂耐高温性提高。     

黏弹性表面活性剂压裂液室内研究

优选了VES压裂液体系,最优配比为黏弹性表面活性剂VES 4%,助剂1.0%,还研究了体系的耐温、抗剪切、抗盐、破胶性能。结果显示,随着温度的升高,VES压裂液的黏度有明显的变化。不同的无机盐对VES压裂液有完全不同的影响,NH4C l具有明显的增黏作用,而KC l则有降黏作用;煤油、柴油都可使VES压裂液破胶,而且破胶后无残渣。     

黏弹性表面活性剂及其在油田中的应用

介绍了黏弹性表面活性剂溶液的性质，确定黏弹性表面活性剂性质的测试方法和实验手段，以及其内部微观结构和流变特性等方面的研究成果。当黏弹性表面活性剂溶液浓度增加到某一临界浓度时，球形胶束开始向蠕虫状胶束转变，溶液黏度突然增大，随着浓度的进一步增大，蠕虫状胶束快速生长、增长并形成线型柔性棒状胶束，柔性棒状胶束相互缠绕、粘附甚至融合，形成某种超分子三维网状结构，溶液黏度急剧增加，并表现出较强的黏弹性。概述了黏弹性表面活性剂在油田中的应用，特别是在压裂液、酸液、钻井液及提高采收率等方面的应用，指出了黏弹性表面活性剂广泛运用的前景和尚未解决的问题。     

黏弹性表面活性剂在油田中的应用

以黏弹性表面活性剂(VES)组成结构为基础,详细阐述了胶束的转变机制;通过对黏弹性表面活性剂在国内外油田应用现状的广泛调研,系统介绍了不同类型的VES在清洁压裂液、自转向酸等工艺技术中的作用机理及应用情况,并对实际应用时存在的问题进行了总结分析。VES具有特殊的分子组成和流变性质,在压裂、酸化、三次采油、钻井液以及流体减阻输送等方面有着广阔的应用前景。最后对黏弹性表面活性剂工作重点和研究方向进行了展望。     

变黏酸的基本原理及发展概况

阐述了目前油田现场使用过的三种变黏酸(聚合物温控变黏酸、聚合物pH值控制变黏酸、黏弹性表面活性剂pH值控制变黏酸)的基本原理及发展概况。并通过分析三种变黏酸存在的缺陷,提出了变黏酸今后的研究方向。     

变黏酸的基本原理及发展概况

阐述了目前油田现场使用过的三种变黏酸（聚合物温控变黏酸、聚合物pH值控制变黏酸、黏弹性表面活性剂pH值控制变黏酸）的基本原理及发展概况.并通过分析三种变黏酸存在的缺陷,提出了变黏酸今后的研究方向.     

Gemini表面活性剂黏弹性流体的流变性研究

C16-4-C16阳离子Gemini表面活性剂在NaCl和NaSal两种盐的作用下,可以形成蠕虫状胶束的黏弹性流体。采用流变仪研究了浓度、温度、剪切速率、剪切时间等因素对该流体黏度的影响,结果表明,2wt%的C16-4-C16流体在120℃下的零剪切黏度仍可达60mPa·s以上,而在80℃、170s~(-1)下剪切2 h黏度维持160mPa·s基本不变,说明该流体具有较强的耐温耐剪切性。触变实验的结果清楚地显示出该流体在不同的剪切作用下,蠕虫状胶束的形成与破坏是个可逆的过程。蠕虫状胶束间相互缠绕形成的网络结构,使流体具备了优异的黏弹性,高频有利于胶束储存能量,展现弹性形变;随着温度的升高,体系由弹性为主逐渐转变成了黏性较高的黏弹体,在60℃下黏性和弹性相当,展现了理想的Maxwell黏弹性流体的行为。     

黏弹性表面活性剂压裂液的研究与应用进展

黏弹性表面活性剂压裂液是以黏弹性表面活性剂为主剂的清洁压裂液。黏弹性表面活性剂压裂液体系具有破胶后无残渣、携砂性好、滤失控制性能好等特点,但随着对环保问题的日益重视及钻井深度的不断增加,丰富黏弹性表面活性剂压裂液体系迫在眉睫。本文介绍了黏弹性表面活性剂压裂液的发展和应用。根据压裂液配方不同,将其分为常规黏弹性表面活性剂压裂液和非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液,总结了不同种类的黏弹性表面活性剂压裂液的组成、耐温耐剪切等性能及应用情况。分析表明,降低成本、研制简单的配制工艺是常规黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向;在油田进行大规模实际应用及得到更完善的体系是非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向。     

阴-非离子表面活性剂复配技术用于稠油降黏的研究

针对辽河油田超稠油开采过程中的降黏难问题,本研究根据乳化降黏机理,在实验室评价了表面活性剂单剂及阴-非离子表面活性剂二元复配对稠油乳化效果及降黏效果的影响。结果表明,二元复配表面活性剂对稠油的降黏效果,优于表面活性剂单剂的降黏效果,且当油水比为6∶4、SDS+OP-10水溶液浓度为0.5%、乳化温度为50℃时,二元复配乳化剂降黏率达到91.06%,乳化率达到100%,符合现场应用的需求,具有较好的推广应用价值。     

黏弹性双子表面活性剂压裂液的制备及性能评价

考察了阴离子双子表面活性剂SA系列及水杨酸钠对阳离子双子表面活性剂SC-18溶液黏弹性的影响。黏弹性表面活性剂的基础配方为:1%SA-12+1%SC-18+0.5%水杨酸钠。该压裂液体系可满足井温小于100℃的低渗透油藏的压裂改造。该压裂液具有较好的抗剪切能力,170s~(-1)下剪切2h后,黏度保留率大于80%;破胶后黏度小于5 mPa·s,表明该配方具备优异的破胶性能;破胶后均无残渣;石英砂在压裂液的沉降速度满足压裂液性能要求。     

二种非离子表面活性剂对钢模除锈剂缓蚀效果的影响

本实验采用正交试验方法,考察了二种非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）和烷基酚聚氧乙烯醚（TX-10）对钢模除锈剂缓蚀效果的单一影响及交互作用。实验结果显示,AEO对缓蚀效果的单一影响远不及TX-10,AEO和TX-10不存在交互作用。说明在钢模除锈剂配方中,用TX-10替代原先使用的AEO是可行的,缓蚀效果由原来的97.0%提高到98.8%。     

脲基四甲叉膦酸合成与应用研究

研究了脲基四甲叉膦酸的合成工艺及其反应条件对产品性能指标和缓蚀阻垢性能的影响。结果表明：甲醛和脲都能与亚磷酸进行反应,不同工艺、反应条件下合成的脲基四甲叉膦酸具有不同的产物分布和缓蚀阻垢性能,产品的阻垢性能均好于缓蚀性能,且具有较好的阻垢效果。     

Development of a Stimuli-Responsive Gemini Zwitterionic Viscoelastic Surfactant for Self-Diverting Acid

A Gemini zwitterionic viscoelastic surfactant named self diverting acid - gemini sulfonated surfactant (SDA-GS), which has double quaternary ammonium groups, double sulfonate groups, and two hydrophobic tails, was synthesized from oleylamidopropyl dimethylamine, 1,3-propanesultone, and 2, 2-bis(bromomethyl)propane-1, 3-diol. The viscosity of an SDA-GS aqueous solution varies with acid and calcium chloride concentrations. With a decrease in the HCl concentration, the viscosity of the acid solution prepared with SDA-GS increases to a maximum value, followed by a decrease, which results from the aggregation of the surfactant into wormlike micelles and the following disaggregation. Calcium ions generated by the reaction of acid and calcium carbonate can enhance the aggregation of the surfactant to increase the peak viscosity of the acid solution. The peak viscosity of the acid solution prepared by 5 wt.% SDA-GS without calcium ions could only reach 73.2 mPa.s when the HCl concentration was 4 wt.%, but that of the acid solution with calcium carbonate powder added could reach over 200 mPa.s when the HCl concentration was consumed to 4 wt.% and the calcium chloride concentration 21.6 wt.%. The viscoelastic measurements proved that calcium ions can drive the growth of the wormlike micelle. The acid and Ca²⁺ response of SDA-GS can be applied in self-diverting acid to improve the acid displacement in the heterogeneous reservoir. Experimental evaluation showed that the acid solution prepared by SDA-GS and the selected corrosion inhibitor showed a good corrosion inhibition performance and a viscosity variation that makes it an efficient self-diverting acid. The spent acid (21.6 wt.%) with 4 wt.% HCl retained high viscosity over 80 mPa.s at a 170 s⁻¹ shearing rate and at 120°C after 90 min. The parallel core flood tests to simulate in situ application of SDA-GS acid showed that the permeability improvement ratios (K₁/K₀) of the cores could reach 182.3 and 278.4 at 60 and 90°C, respectively.     

植酸对16锰钢缓蚀性能的研究

采用失重法研究了植酸（1P6）对16锰钢的缓蚀性能。实验表明，在原油-b3％NaCl溶液的混合介质中，植酸有较强的缓蚀作用，与十二烷基苯璜酸钠（DBSAS）及聚乙二醇辛基苯基醚（OP）复配后，缓蚀效果更佳。通过研究表明，植酸是一种螯合型缓蚀剂，特别是与表面活性剂复配后，对16锰钢有良好的缓蚀协同效应，符合无毒植物型缓蚀剂的发展趋势。     

油酸咪唑啉季铵盐的复配缓蚀性能研究

以油酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料合成了油酸咪唑啉季铵盐,采用电化学极化法测试了其对N80钢片在1mol·L-1盐酸溶液中的缓蚀性能;然后分别将KI、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、丙炔醇(PA)与油酸咪唑啉季铵盐进行复配,并测试了3种复配试剂对油酸咪唑啉季铵盐缓蚀率的影响。结果表明:当油酸咪唑啉季铵盐浓度达到50 mg·L-1时,N80钢片的腐蚀速率最小,缓蚀率高达92%;随着油酸咪唑啉季铵盐浓度的增大,缓蚀率趋于稳定;3种复配试剂对油酸咪唑啉季铵盐的缓蚀率都有明显改善,KI和SDBS的复配均能使缓蚀率达到95%以上,PA的复配效果最佳,缓蚀率可达到99%以上。     

硫酸介质中铜和铁缓蚀剂配方研究

通过硫酸与缓蚀剂(GR-912)和苯骈三氮唑(BTA)在不同配比的情况下,分别对金属铁和铜进行腐蚀与缓蚀试验,得出了最优化配方:硫酸清洗剂对铁材质设备清洗时,硫酸的适宜浓度为1mol/L,缓蚀剂GB最佳配比为2∶1,加入量为2‰左右;对铜材质设备清洗时,硫酸的适宜浓度为0.5mol/L,缓蚀剂GB最佳配比1∶2,加入量在1‰左右。该硫酸清洗剂具有高效防腐、超强抑雾、安全廉价、性能稳定、操作方便等优点,为化学清洗工作者和设备管理者提供一种可靠的配方参考。     

羟基乙酸酸洗缓蚀剂的性能研究

文章对羟基乙酸的酸洗机理做了综述,重点介绍了缓蚀剂在羟基乙酸和甲酸混酸介质中的酸洗性能。结果表明:缓蚀剂在4%羟基乙酸和2%甲酸的酸洗介质中具有优良的缓蚀性能。该缓蚀剂在4%羟基乙酸和2%甲酸中,酸洗温度为90℃,用量为0.3%时,缓蚀效率达99%以上。     

一种曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及性能研究

以甲醛、芳香酮和有机胺为原料经曼尼希反应合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂,通过正交实验,结合其在盐酸介质中对N-80碳钢的缓蚀效果对合成条件进行了优化.采用静态失重法对合成的优化缓蚀剂JH-C在不同温度和不同缓蚀剂用量下进行综合评价,结果表明,在介质温度为30～90℃、用量为0.5%时,JH-C均能控制腐蚀速率低于2 g·(m2·h)-1,具有良好的缓蚀性能.     

聚氧乙烯类和硫酸盐类表面活性剂HLB值的研究

亲水亲油平衡值(Hydrophile/Lipophile Balance,HLB)是表征表面活性剂性质的重要参数。采用比较分子力场分析(comparative molecular field analysis,CoMFA)方法和比较分子相似性指数分析(comparative similarity indices analysis,CoMSIA)方法,研究了30个烷基酚聚氧乙烯醚系列非离子表面活性剂的三维定量结构与pHLB值的关系。建立的CoMFA模型交叉验证系数为0.705,非交叉验证系数为0.805:CoMSIA模型交叉验证系数为0.685,非交叉验证系数为0.813,都有较好的预侧能力。此外,运用多元线性回归方法建立一种预报硫酸盐类表面活性剂HLB的QSPR模型,模型的复相关系数为0.711。所有选取的测试集和训练集的预报结果较为吻合,说明硫酸盐类表面活性剂HLB值QSPR模型具有良好的预报能力和普适性。