SH降黏剂对郑王稠油油水界面性质及乳状液稳定性的影响规律研究

以郑王稠油采出液为研究对象,配制航空煤油模拟油-水乳状液,研究了滨南利津联合站所用的SH降黏剂（非离子和阴离子表面活性剂复配而成）对油水界面张力、zeta电位、界面扩张流变性和乳状液稳定性的影响,分析了油水界面性质与模拟油-水乳状液稳定性的关系。结果表明,SH降黏剂质量分数由0增至0.05%时,油水界面张力、油滴的zeta电位变化较小,而扩张模量由16.18 mN/m迅速降至4.60 mN/m,弹性模量由13.76 mN/m降至3.54 mN/m,黏性模量由85.12 mN/m迅速降至29.46 mN/m,脱水率由4.4%迅速增至83.1%,此时界面膜强度的减小是影响乳状液稳定性的主要因素,扩张模量越小则乳状液稳定性越差;当SH降黏剂加量由0.05%增至0.3%时,界面张力由48.93 mN/m降至35.50 mN/m,zeta电位绝对值由7.83 mV逐渐降至3.95 mV,扩张模量、弹性模量、黏性模量逐渐增至7.38、6.42、36.52 mN/m,脱水率降至60.0%。SH降黏剂加量在低于0.3%的范围内,扩张模量与模拟乳状液的脱水率有很好的关联,可以用扩张模量表征模拟油-水乳状液的稳定性。     

黏土稳定剂和稠油降黏剂对稠油乳状液破乳性能的影响

为研究三次采油过程中黏土稳定剂和稠油降黏剂对破乳的影响机理,采用界面膨胀流变仪考察了阳离子型黏土稳定剂NT-1A、阴离子和非离子复配型稠油降黏剂JN-1A对滨南原油及四组分破乳体系界面膜强度的影响,应用原子力显微镜观察了NT-1A、JN-1A对沥青质聚集结构和形貌的影响。结果表明:原油中沥青质有较高的扩张模量;NT-1A通过静电吸引作用促进沥青质分子交联聚集体的形成,使聚集体粒径由489 nm增至665nm,导致界面膜强度增强,原油界面扩张模量由3.23 m N/m增至5.93 m N/m,脱水率由77.27%降至7.80%;JN-1A在油水界面上的吸附能力较强,部分顶替原油中的活性组分,抑制沥青质分子在油水界面上的聚集,聚集体粒径由489 nm降至215 nm,导致界面膜强度降低,原油界面扩张模量由3.23 m N/m降至1.68 m N/m,脱水率由77.27%增至87.50%。NT-1A、JN-1A主要通过改变原油中的活性组分沥青质的交联强度,影响界面扩张模量,从而影响稠油乳状液的破乳效果。     

降黏剂对稠油乳化反相点的影响规律

稠油乳化反相点附近的稠油黏度较大,对于稠油开采及运输极为不利。通过考察温度、搅拌转速对稠油乳化反相点的影响,得到稠油乳状液适宜的制备条件;考察了水溶性降黏剂及油溶性降黏剂对稠油乳化反相点的影响,并从界面膜及药剂对沥青质作用角度分析了稠油乳化反相的机理。结果表明,在50℃、搅拌转速800 r/min的条件下制得的稠油乳状液的乳化反相点最大。水溶性降黏剂和油溶性降黏剂均会使稠油乳化反相点提前,但二者提前稠油乳化反相点的程度不同。随着降黏剂浓度的增大,水溶性降黏剂使稠油乳化反相点降低,由48%提前至35.6%;而油溶性降黏剂使稠油乳化反相点先减小后增大。水溶性降黏剂通过降低界面扩张模量和界面张力实现提前反相,而油溶性降黏剂主要通过降低界面扩张模量来实现反相;加入降黏剂前后沥青质的微观形貌表明,水溶性降黏剂对沥青质聚集体的破坏程度强于油溶性降黏剂,降黏剂主要通过降低沥青质所组成的界面膜强度来实现反相。     

稠油降黏剂与树形大分子破乳剂的界面相互作用

利用界面膨胀流变仪和原子力显微镜(AFM)研究了2种稠油降黏剂OP 10和AES对树形大分子破乳剂SD 1的界面性质和聚集行为的影响,从界面膜角度分析2种降黏剂对稠油乳状液破乳的影响。结果表明,由于3种表面活性剂具有较高的表面活性,在界面层中具有较快的弛豫过程,因而界面弹性模量显示出明显的频率依赖性。在SD 1破乳体系中加入降黏剂OP 10后,因OP 10分子与界面聚集体之间存在快速交换过程,使界面弹性模量降低,促使脱水率升高。在SD 1破乳体系中加入降黏剂AES后,因AES分子能够插入SD 1分子聚集体中,减弱AES分子极性头基之间的静电斥力;同时SD 1分子中的EO基团在水中吸附质子带微弱正电荷,与AES分子产生微弱的静电引力,形成层状结构的混合胶束,致使混合界面膜的界面弹性模量高于SD 1吸附膜,因而脱水率降低。     

枝型油溶性降黏剂的合成及降黏机理

针对目前油溶性稠油降黏剂存在使用条件受限和降黏效果差等问题,研制了一种枝型油溶性原油降黏剂.其降黏机理是:降黏剂中的极性基团可以和原油中的胶质沥青质形成氢键;降黏剂中含有的长链烷基也可以吸附一些胶质沥青质,有效地阻碍了胶质沥青质的堆积;而降黏剂所具有的枝型结构可以更进一步将胶质沥青质分散开来,达到降黏的目的.该降黏剂的降黏效果好于目前使用的油溶性降黏剂,对多种稠油均具有一定的降黏效果.     

稠油分散性降黏剂的降黏效果及其微观驱油机理*

为解决胜利油田稠油热采开发成本高的问题,考察了一种分散性降黏剂L-A对胜利油田稠油的降黏效果, 分析了稠油降黏前后的分子结构和黏附力变化,利用微观可视化驱油实验模型研究了微观驱油机理。研究结果 表明,在地层温度56 ℃下,分散性降黏剂L-A溶液最佳质量分数为2.0%,降黏剂溶液与稠油最佳体积比为1∶6, 降黏率达到94.58%。降黏剂与稠油混合后,降黏剂中的磷羟基P—OH基团与羧酸根—COOH等极性基团插层 进入稠油分子间,拆散胶质沥青质的复杂片状分子结构,破坏胶体分散体系与胶质沥青质空间网络结构,分子结 构变得松散,缔合作用减弱,黏附力降低,分子间内摩擦力下降,导致原油黏度降低。分散性降黏剂L-A分子微 观上能够将吼道盲端、并联喉道以及低渗通道小孔喉区域的剩余油分散携带并剥离,具有洗油和调驱能力。     

降黏剂对红浅区原油脱水的影响

考察了降黏剂YZ-1对红浅区原油破乳脱水效果的影响,分析了该区原油脱水困难、外交油不达标的原因.结果表明,随着原油中降黏剂加量的增加,油相含水量增大,原油脱水越来越困难.降黏剂加量0.95%时的油相含水量为20.1%.温度升高有利于消除降黏剂对原油脱水的影响.随着体系中游离水增加,脱水率降低,游离水、稠油质量比1∶5时的脱水率仅为29.9%.降黏剂施工井的游离水中含有大量降黏剂,是造成原油脱水困难的主要原因,游离水质量分数3%时为影响原油脱水的临界点.     

化学降黏剂对稠油采出液破乳的影响

采用Turbiscan稳定性分析仪建立评价方法,考察了3种乳化降黏剂和7种油溶性降黏剂对塔河稠油采出液破乳的影响。结果表明,3种乳化降黏剂均不利于采出液破乳,而7种油溶性降黏剂对破乳无负面影响,THY-3甚至明显促进破乳。通过研究乳化降黏剂性能与破乳影响间的关系发现,THS-1降黏率可达95.35%,形成的乳液液滴分布均匀且粒径最小,并能显著增加油水界面Zeta电位,稳定性最好,降黏效果最佳,但对于采出液破乳影响最大;THS-2降黏率只有82.58%,影响最小,说明乳化降黏剂对破乳的影响程度与其降黏性能密切相关。     

一剂双效稠油降黏剂的制备与性能评价

为获得耐温抗盐和降黏效果良好的稠油降黏剂,以油酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、1,3-丙磺酸内酯为原料制备了磺基甜菜碱表面活性剂YJN-1,既能作为油溶性降黏剂又能作为乳化降黏剂,具有一剂双效的功能。研究了YJN-1加量和温度对稠油的降黏效果,考察了YJN-1作为乳化降黏剂时的耐温抗盐性。结果表明,作为油溶性降黏剂时,在50℃、0.5%的加量下,YJN-1对新疆和胜利稠油的降黏率约为91%,降黏效果优于部分商品降黏剂;作为乳化降黏剂时,在50℃下,0.15%的YJN-1对两种稠油的乳化降黏率约为99%;乳液能自动破乳脱水,脱水率为96.4%～98.2%。YJN-1具有良好的耐温抗盐性能,抗盐达85 g/L,耐温达160℃,耐温抗盐和降黏效果良好。图6表4参20     

适合中深层稠油油藏的两亲性稠油乳化降黏剂的制备及性能评价

为了有效降低稠油黏度，进一步提高稠油油藏热采开发后的采收率，以甲基丙烯酰胺MAA、二甲基二烯丙基氯化铵DMDAAC和有机硅表面活性单体T-Si为原料，制备了一种适合稠油油藏化学降黏开采用的MDT-1型两亲性稠油乳化降黏剂，并对其结构进行了表征，评价其综合性能。结果表明：当MDT-1型乳化降黏剂质量浓度为5 g/L时，对目标稠油样品的降黏率可以达到99.22%；对目标稠油的静态洗油率可以达到68.9%；注入1 PV质量浓度为5 g/L的MDT-1型乳化降黏剂后，油藏采收率可比水驱阶段提高37.08百分点；MDT-1型乳化降黏剂与稠油所形成的油水乳状液稳定性较差（120 min脱水率大于80%），乳化降黏后不会增加破乳脱水的工作难度。MDT-1型乳化降黏剂具有良好的界面活性、润湿性、降黏性、驱油性，且洗油效果较好，能够进一步提高稠油油藏热采采收率。研究成果对中深层稠油油藏的高效开发具有一定的指导意义。     

新型高效稠油降黏剂

针对胜利油田稠油油藏特点,开发研制出了高效稠油降黏剂ICA-2。考察了降黏效果的各种影响因素(浓度、原油黏度、温度)以及稠油降黏剂在油砂和高岭土上的吸附损失,新型高效稠油降黏剂对5000～30000mPa.s的稠油降黏率在90%以上;在油砂上的最大吸附量为46.07μg/g,在高岭土上的最大吸附量为125.23μg/g。新研制合成的高效稠油降黏剂具有使用量小、降黏率高和吸附损失小的特点。     

高效油溶性稠油降粘剂CYJJ的性能评价

介绍了稠油开采现状、方法和存在的问题以及研究该降粘剂的目的。根据稠油形成的原因,进行分子结构设计,以烯类酰胺、羧酸酐、高碳醇共聚合成的高效油溶性稠油降粘剂。对合成的CYJJ降粘剂的降粘机理进行了详细地阐述,同时对降粘剂的降粘剂性能进行了评价,并与常规的水溶性降粘剂进行了降粘效果对比分析研究。通过评价表明,合成的CYJJ降粘剂具有高效降粘性,抗盐、抗矿化度性能优良的特点。其降粘率达87.2％,抗盐浓度达到30000mg／L,抗矿化度10000mg／L,比水溶性降粘剂的降粘效果好。     

油溶性降黏剂的制备及性能评价

为解决渤海A27-2平台稠油长距离管输时黏度高、流动性差的问题,以甲基丙烯酸十八酯(A)、苯乙烯(S)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(Xm)为原料制得三元共聚物降黏剂。通过测定降黏剂对稠油的降黏率研究了各因素对聚合反应的影响,确定了最佳反应条件,并用红外光谱仪表征了反应产物的结构。结果表明,最佳聚合反应条件为:单体A、S、Xm的摩尔比为9∶5∶1.5,反应时间4 h,反应温度80℃,引发剂过氧化苯甲酰与混合溶剂的加量分别为单体总质量的2.0%和320%,混合溶剂中甲苯与Ys的质量比为8∶3。该油溶性降黏剂对稠油的降黏效果较好,加量为稠油质量1‰时的降黏率为59.25%。降黏剂与表面活性剂OP-10复配后得到复合型油溶性降黏剂,其加量为稠油质量10%时的降黏率为82.18%,可在较低温度下实现稠油管输。     

新疆稠油的乳化降黏

本实验通过乳化降黏的方法,旨在找出能改善新疆稠油低温流动性能的水溶性乳化降黏剂。研究了温度、单一降黏剂和复配降黏剂对新疆稠油黏度的影响。结果表明,经筛选,单一降黏剂AEO、OP-10、AES对新疆稠油的降黏效果较好,在相同条件下的降黏效果: AEO＞OP-10＞AES。通过正交实验得到最佳复配降黏剂XJ-1的配方为：AEO用量0.3%、OP-10用量0.2%、AES用量0.1%、NaOH用量0.2%。在50℃、油水比为7:3的条件下,乳化降黏剂XJ-1可使新疆稠油的黏度降至40.56 mPa·s,降黏率达98%以上,且具有较好的稳定性及破乳脱水性。     

降粘剂A-1的合成与评价

以丙烯酰胺为原料,通过自由基聚合和高分子化学反应合成了降粘剂A-1。对降粘剂A-1进行了性能评价,结果表明,降粘剂A-1的降粘性和抗温性好,与其他降粘剂相比,A-1的动切力降低幅度小,能满足泥浆性能的要求。     

一种新型弱酸性减阻降黏剂

合成聚合物由于抗高温、耐盐、功能多样化等特点,成为固井外加剂的主导材料,但由于其分子量大易导致体系黏稠度大,流变性难以调节,采用传统减阻剂作用较弱。针对此问题,根据微观结构设计,通过研选和合理复配,开发出了一种新型弱酸性减阻降黏剂,并对其进行了实验评价。评价结果表明,该减阻降黏剂可明显降低以合成聚合物为主剂的水泥浆体系的黏度,表观黏度降低率可达40%以上,显著改善水泥浆的流变性能,且对水泥浆稠化、强度等性能无不良影响,稠化时间之比为1.0～2.0,抗压强度之比不小于0.9,综合性能良好。      

两性降黏剂AVR的性能研究

为有效提高高黏度、低流度原油的流动性,对具有自主知识产权的两性降黏剂AVR进行了系统的性能研究,考察了碱和聚合物的加入对AVR降黏效果的影响。研究表明,两性降黏剂AVR的降黏效率可达82%以上,能够改变亲油表面润湿性,41 秒内可有效剥离亲油表面油膜,体系界面张力可达1.8×10^-2 mN/m;碱的加入有利于明显改善两性降黏剂AVR的性能,尤其添加Na₂CO₃后,体系降黏率提高到85%以上,剥离油膜时间缩短为10秒,在15 分钟内迅速达到油水超低界面张力（小于1.0×10^-2 mN/m）,且随着时间的延长界面张力仍呈现下降趋势;聚合物浓度在100～500 mg/L范围内,两性降黏剂AVR体系的降黏效率达80%以上,体系仍然可达超低界面张力。新型两性降黏剂AVR分子通过缔合作用形成三维网络结构,使溶液具有一定的黏度,可通过地层小孔道起到扩大波及体积的作用。两性降黏剂AVR溶液抗剪切性能良好,高速（5000 r/min）剪切60 秒后,黏度保留率达86%;注入性良好,可有效通过0.2 μm以上的核孔膜,且黏度保留率在90%以上。图5 表5 参13     

生物酶降粘剂在捞油井稠油降粘中的应用

针对辽河油田曙1～20374井目前存在的油帽粘度高、关井时间长、在套管内形成死油帽、难以进行捞油作业等问题,考察了生物酶降粘剂SUN600对捞油井稠油的降粘效果。结果表明,生物酶稠油降粘技术能有效解决原油粘度高而难以采出的问题,降粘率达99％;当温度为50℃时,生物酶降粘剂降粘效果最好;且生物酶降粘剂用清水配样比污水降粘效果好,但对超稠油效果不明显;生物酶稠油降粘技术相对成本较低,增油效果明显。     

稠油氟碳乳化降黏剂室内配方研究

针对河南油田稠油降黏中存在的问题,考察了氟碳表面活性剂在河南油田稠油降黏中的作用。通过室内筛选评价,制得氟碳-碳氢表面活性剂降黏体系,考察了降黏剂浓度及配比、酸碱度及温度对降黏效果的影响,确定了最佳配方体系为0.2%FC-01氟碳表面活性剂+1%YN碳氢表面活性剂。该体系对河南油田不同区块的不同黏度的稠油在35 70℃、pH值3 11范围内的降黏率均可达到95%以上。