生物基两性离子型表面活性剂在不同驱油体系中的乳化稳定动力学

为探索生物基两性离子型表面活性剂（CNBS）在矿化度高于5 g/L体系中的驱油性能,研究该表面活性剂在不同驱油体系中的界面活性和乳化稳定动力学。结果表明,当该表面活性剂质量浓度为1.29 g/L、矿化度为32 g/L、NaOH质量分数为2.5%时,形成稳定W/O型乳状液,油/水界面张力降低至9.60×10^-4mN/m。当体系中总含水体积分数在40%～80%范围时,表面活性剂的加入有利于形成W/O型乳状液,且表面活性剂浓度是影响模拟乳状液稳定动力学的关键因素;随其浓度增大,模拟乳状液的破裂速率常数降低、半衰期和油相含水率增大,模拟乳状液的稳定性增强;当表面活性剂质量浓度为1.50 g/L,模拟乳状液稳定性最好。该表面活性剂与NaOH和黏均相对分子质量为2.5×10⁷的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）具有良好的协同效应,当表面活性剂浓度较低时,三元体系形成稳定W/O型乳状液。分子动力学模拟结果表明,油/水中加入该表面活性剂可使油/水界面膜厚度增大、界面能降低,形成稳定的乳状液;体系中加入NaCl和NaOH,油/水界面膜厚度和界面能均降低,乳状液的稳定性增强。     

AE 型表面活性剂中环氧乙烷含量与乳状液稳定性的关系

AE 型(聚醚型非离子)表面活性剂,能形成 O/W 型乳状液。乳状液的稳定性随活性剂分子中环氧乙烷(EO)含量的增加而增大,在某一温度范围内乳状液的稳定性最好;另方面,它还可作为 O/W 型乳状液的破乳剂,其破乳效果随分子中 EO 含量的减少而增加。为了解释实验结果,本文还提出了 AE 型表面活性剂分子在煤油-水界面上的状态模型。     

柴油微乳液的配制

 利用非离子型表面活性剂复配制备W/O柴油微乳液,并以油、水、表面活性剂+助表面活性剂为三组分绘制了相图。从微乳液相区面积的变化考察了不同表面活性剂的复配、不同的助表面活性剂及助表面活性剂与表面活性剂质量比（m(C)/m(T)）对柴油微乳液形成的影响。并用不同浓度的NaOH溶液代替水相,考察了碱液对柴油微乳液形成的影响。得到的最佳的柴油微乳液配制的条件为：表面活性剂复配质量比（m(T80)/m(S80)）为0.667,m(C)/m(T)为0.3,助表面活性剂为正丁醇,NaOH溶液质量分数为0.2 %。利用HLB值理论和界面膜理论对实验结果进行了初步分析。     

强碱三元复合体系与大庆原油乳化作用

通过收集喇嘛甸、萨尔图和杏树岗等油田水驱目的层原油进行组分分析,开展了强碱三元复合体系与原油乳状液稳定性、药剂在油相中损耗量以及碱、表面活性剂和聚合物对乳状液稳定性影响研究。结果表明:喇嘛甸油田原油黏度、含蜡量和含胶量较高且酸性活性组分种类和数量较多,碱在油相中损耗量较多,乳状液稳定性较强;当原油中重质组分含量较高且碳链分布范围较广时,重烷基苯磺酸盐类表面活性剂在原油中损耗较大,乳状液稳定性较强;单一碱液与原油作用生成W/O型乳状液,"碱/表面活性剂"二元和"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系与原油作用生成O/W型乳状液。     

碱-表面活性剂对鲁克沁稠油乳状液稳定性的影响

针对鲁克沁油藏温度条件,制备了碱-表面活性剂驱,并与鲁克沁稠油混合形成水包油(O/W)型乳状液,考察了油水比、表面活性剂含量、碱的种类和含量以及Ca~(2+)+Mg~(2+)对该O/W型乳状液稳定性和流变性的影响。实验结果表明,随油水比的增大,乳状液分水率先减小后增大,适宜的油水比为7∶3。随着表面活性剂H-1含量的增大,乳状液分水率逐渐减小,黏度逐渐增大,适宜的H-1含量为0.35%(w)。随着碱含量的增加,乳状液的分水率先减小后增大。Na2CO3含量为0.2%(w),H-1含量为0.35%(w)为适宜的碱-表面活性剂驱组合。加碱能有效降低乳状液分水率,提高稳定性和抗硬水能力。碱-表面活性剂体系对鲁克沁油藏有较高的适用性。     

二元复合驱采出液的油水界面性质和破乳条件的关系

用界面张力仪和表面粘弹性仪研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和表面活性剂(石油磺酸盐和非离子型表面活性剂)形成的二元复合体系对模拟油与模拟水(简称油水)界面特性、乳状液稳定性和采出液处理效果的影响。实验结果表明,含固体悬浮物的采出液过滤后与模拟油间的界面张力和界面剪切黏度降低;随表面活性剂浓度的增加,油水间的界面张力和界面剪切黏度降低,而随HPAM浓度的增加,油水间的界面张力和界面剪切黏度增加;原油与二元复合体系所形成的W/O和O/W型乳状液稳定性随HPAM和表面活性剂浓度的增加而提高;采出液中HPAM和表面活性剂的浓度增加,处理采出液的效果变差。     

空气泡沫/表面活性剂复合驱乳化性能研究

在明15块地层条件下,开展了表面活性剂、表面活性剂-起泡剂复合驱体系对明15块原油黏度及乳状液稳定性影响的研究。结果表明,表面活性剂、复合驱体系与原油形成乳状液的转型点分别为含水30%和40%;表面活性剂复合驱体系可降低原油黏度,改善油水两相的流度比;现有破乳剂可实现乳状液良好破乳,不存在后续水处理困难。矿场试验表明,目前含水条件可满足形成O/W乳状液,表面活性剂具有乳化降黏作用,减小油井产出流程回压,同时减少产出液处理程序。     

Span80/Tween80形成的W/O型微乳液体系研究

为筛选一适用于以硝酸为介质进行化学反应制备纳米粒子的微乳液体系,利用相图研究了Span80和Tween80混合表面活性剂、助表面活性剂、油相烷烃、温度对W/O型微乳液的形成及微乳区面积的影响,并利用紫外/可见光吸收光谱考察了65%硝酸对此微乳液体系稳定性的影响,结果表明,m(Span80):m (Tween80)=10:2(记为表面活性剂S)、正己醇为助表面活性剂且m(S):m(正己醇)=2:1、正辛烷为油相、温度为40℃的体系是适和用于纳米微反应器的W/O型微乳液体系,且以65%硝酸代替蒸馏水作为水相,体系仍具有较好的稳定性。     

聚合物对乳状液及液膜的稳定性

通过静态法及离心法研究了聚合物(HPAM)对O/W型及W/O型两种乳状液稳定性的影响;采用单滴法探讨了聚合物影响乳状液及其液膜稳定性的微观机理.结果表明,聚合物显着地增加O/W型乳状液及水膜的稳定性,对W/O型乳状液及油膜稳定性影响不大;聚合物与吸附剂膜间存在相互作用,相互作用程度因界面上吸附剂不同而异.由于聚合物为水溶性高分子,能够在连续水相一侧形成粘性膜及增大空间阻力,所以它可以增加水膜强度从而减小水膜排液速度及破裂速度.聚合物水解度越高,这种影响越大.     

表面活性剂体系下高频脉冲静电聚结规律

为深入探究脉冲静电聚结破乳机理,采用数码显微成像系统,对不同表面活性剂条件下W/O乳状液分散相水滴在高压高频脉冲电场作用下的破乳聚并行为进行显微实验研究。结果表明,随OP-10、Tween-80及Span-80的加入,油水界面张力大幅降低,水滴的回弹融合作用减弱;表面活性剂的"空间位阻"效应,阻碍了静电聚结过程中水滴的迁移和相互靠近,乳状液聚并破乳、沉降分离效果降低。表面活性剂浓度由200mg/L左右增大至1 000mg/L时,活性剂分子脱离油水界面形成胶束,乳状液稳定性基本恒定,脉冲静电聚结及破乳分离效果差别不甚明显。Span-80溶于油相,表面扩散效应显著,严重阻碍了液滴的静电聚并,实验条件下水滴聚并时间长达661s;OP-10和Tween-80溶于水相,此类表面活性剂的加入对静电聚结的影响主要体现在油水界面张力降低、水滴融合作用减弱,水滴聚并时间分别为528s和420s。上述研究成果为高压高频脉冲静电破乳机理的深入探讨奠定了基础。     

Influence of surfactants used in surfactant-polymer flooding on the stability of Gudong crude oil emulsion

The influences of an anionic-nonionic composite surfactant and petroleum sulfonate, used in surfactant-polymer flooding in Shengli Gudong oilfield, East China, on the interfacial properties of Gudong crude model oil and synthetic formation water was studied by measuring interfacial tension, interfacial viscoelasticity and Zeta potential. The influence of the surfactants on the stability of Gudong water-in-oil (W/O) and oil-in-water (O/W) emulsions was evaluated by separating water from the W/O emulsion and residual oil in the aqueous phase of the O/W emulsion respectively. The results showed that the two kinds of surfactants, namely anionic-nonionic composite surfactant and petroleum sulfonate, are both able to decrease the interfacial tension between the oil phase and the aqueous phase and increase the surface potential of the oil droplets dispersed in the O/W emulsion, which can enhance the stability of the W/O and O/W crude oil emulsions. Compared with petroleum sulfonate, the anionic-nonionic composite surfactant is more interfacially active and able to enhance the strength of the interfacial film between oil and water, hence enhance the stability of the W/O and O/W emulsions more effectively.     

Isopar M丙烯酸钠反相乳液聚合及其稳定性

以Isopar M为油相,采用反相乳液法对丙烯酸钠聚合进行了研究。通过对反相乳液电导率变化的测定,考察了反相乳液的稳定性及在反相乳液中复合乳化剂配比、油水质量比、氧化还原引发剂和调节助剂对反相乳液的稳定性和聚丙烯酸钠转化率的影响。实验结果表明,Isopar M反相乳液稳定性最佳条件为:在油相中乳化剂用量为6%(w),m(Span60)∶m(Tween80)=15∶1、油水质量比为1.74∶1;在氧化还原引发剂中过硫酸钾与乙二胺的质量比为2、45℃、pH≥10的条件下,丙烯酸钠的转化率为97%;添加适量的乳化助剂、抗交联剂和除氧剂等调节助剂可得到较稳定的反相乳液和较高相对分子质量的聚丙烯酸钠产物。     

Effect of a nonionic surfactant on the formation of natural gas hydrate in a diesel emulsion system

Abstract

In order to investigate the effect of different nonionic surfactants on hydrate formation in oil-water emulsion systems, the hydrate formation experiments were carried out in a diesel water-in-oil emulsion system with a water cut of 40% using nonionic surfactants such as Span80, Tween80, Span20 and Tween20, respectively. The results show that under the experimental conditions of 275?K and 7?MPa, a certain concentration of nonionic surfactant can promote the growth of hydrates in diesel emulsion systems, shorten the hydration reaction time, and have a significant effect on the improvement of gas storage density. The combination of Span80 and Tween80 in a mass ratio of 1:1 was the most effective in promoting the formation of hydrate in the emulsion system. When the mass fraction was 0.5%, the hydration reaction time was the shortest and the hydrate gas storage density was the highest. Due to the addition of the nonionic surfactant, a stable interfacial film and interfacial charge are formed around the water droplets of the emulsion system, making it difficult for the droplets to approach and polymerize, which maintains the stability of the water-in-oil emulsion system and has great reference value for the study of hydrate storage and transportation.     

含瓜尔胶的反相乳液稳定性的研究

以液体石蜡为油相,质量分数为2.5%的瓜尔胶水溶液为水相,Span80/OP-10为复配乳化剂,十六醇为助稳定剂,制备了稳定的反相乳液。考察了Span80/OP-10复配乳化剂的亲水-亲油平衡(HLB)值及其含量、反相乳液中水相含量、十六醇含量及搅拌转速对乳液类型及其稳定性的影响;并使用显微镜及粒度分析仪对乳液的结构进行了表征。实验结果表明,反相乳液的最佳制备条件为:Span80/OP-10复配乳化剂的HLB值和质量分数分别为7.36和10%(基于油相的总质量),十六醇质量分数3.75%(基于油相的总质量),水相的体积分数33%,搅拌转速为2 100 r/min。反相乳液中的胶束为球形且呈分散状,平均粒径小于10μm且分布较窄。     

聚醚结构对油水界面性能及稠油降黏效果的影响

为深入认识化学驱稠油乳化降黏的作用机制,考察了3种不同结构的聚醚与稠油的界面张力和界面扩张流变性质,测定了聚醚溶液与稠油形成的乳状液的稳定性、粒径和黏度。结果表明,聚醚类表面活性剂具有较长的柔性氧乙烯(EO)链和氧丙烯(PO)链,能形成界面“亚层”,油水界面膜以弹性为主,易与稠油形成稳定的O/W乳状液,显著降低稠油黏度。聚醚的相对分子质量和EO/PO比是影响油水界面张力的主要结构因素,而界面膜强度主要由相对分子质量控制。随聚醚相对分子质量增加,界面膜强度增大,乳状液稳定性增强。聚醚结构、加量和油水体积比对乳状液粒径的影响较小,均在300~500 nm之间变化。相对分子质量分别为8400、12600、14600的3种聚醚均具有良好的稠油降黏效果,当油水体积比为1∶1时,聚醚质量分数在0.2%~0.5%范围内的降黏率>98%。聚醚的相对分子质量和EO/PO比对降黏效果的影响较小。     

2-D智能纳米黑卡稳定乳状液的机理*

为揭示二维纳米片状材料(黑卡)对乳状液稳定性的影响,以扶余油田长春岭和三队区块原油为例,在水油体积比为7∶3的条件下,研究质量分数为0.005%的2-D智能纳米黑卡流体对原油乳状液稳定性的影响。通过稳定性分析仪和界面流变仪表征乳状液稳定性大小和界面膜强度,通过观察乳状液的微观形状和粒径分布分析黑卡增强乳状液稳定性的机理。研究结果表明,黑卡尺寸约为70×100(nm),厚度为0.65数1.2 nm。在原油和0.01%稳定剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成的乳状液中加入黑卡后形成Pickering乳状液,乳状液的析水速度变慢,乳状液的稳定析水率从75.71%数78.57%降至65.71%数72.86%;乳状液稳定性提高,稳定性指数(TSI)值由4.73数5.64降至2.71数3.84;乳状液膜的强度增强,体系流变学特征由黏性转变为明显的弹性。黑卡作用的Pickering乳状液的背散射光曲线可分为乳状液破乳区、过渡区和乳状液聚并区3个区域。黑卡能改变稳定剂亲水-亲油平衡,将W/O型乳状液转变为O/W型乳状液,形成液滴尺寸为0.1数5μm大小的乳状液,大幅降低原油黏度。黑卡同时具有亲水-亲油两亲性质,可通过自吸附定向排布于液膜上,增加液膜强度,提高乳状液稳定性。图21表3参22。     

用均匀设计的分区间优化法研究重油乳化剂

用均匀设计与调优软件进行实验方案的设计 ,并用分区间优化方法进行实验结果的优化。考察了能在界面上形成复合物的乳化剂对乳状液的稳定化作用 ,以及非离子表面活性剂间的协同作用 ,并得到了稳定性较好的乳化剂配方。最佳乳化剂配方为 w (脂肪酸 ) =78.1 % ,w ( Tween 80 ) =1 1 .2 % ,w (三乙醇胺 ) =4 .5% ,w ( Tween 2 0 ) =3 .3 % ,w (苯酚 ) =2 .9%。加入量为乳化油总质量的 0 .0 9%时 ,可使油水质量比为70∶ 3 0的油包水型乳化重油在 85℃下稳定 5d以上 ,常温下稳定 1 a以上。研究结果表明 ,乳液稳定性与重油性质密切相关。     

纳米石蜡乳液的制备及稳定性研究

以Span-20、Tween-20为石蜡复配乳化剂,采用反相乳化(EIP)法,复合乳化剂HLB值为10.5、浓度为8%,选择HMHEC/锂皂石为助乳化剂,制得稳定的水包油纳米石蜡乳液。所得纳米石蜡乳液滴为负电性,平均粒径在96～126 nm之间,具有好的长期稳定性,乳液粒径在5个月内无显著变化,奥氏熟化作用较弱,无机盐对其长期稳定性无影响。     

柴油／Span80／Tween80／聚丙烯酰胺微球体系的制备

以柴油为分散介质、Span和Tween复配体系为乳化剂、质量分数为62．O％的丙烯酰胺水溶液为分散相,配制了反相微乳液。通过增溶水相实验、绘制拟三元相图、测定电导率,确定了反相微乳液的组成（质量分数）：柴油43％,Span80／Tween80（质量比3：1）复配乳化剂17．4％,62．0％的丙烯酰胺水溶液39．6％。以产物中聚丙烯酰胺实测含量为指标,考察了引发温度、引发剂用量、搅拌速度和反应时间对聚合反应的影响,并对丙烯酰胺反相微乳液聚合的实验条件进行优化。电镜照片显示,在较优条件下制得的聚丙烯酰胺微球粒径在50illa左右,且分布单一。