油田含油污水精细过滤技术及装置研究

针对现有含油污水精细过滤设备所用滤料对油的过滤及反洗再生能力差,优选出一种新型纤维滤料。通过模拟试验和现场工业试验,确定了该滤料在含油污水条件下的过滤性能、耐污性能和反洗再生性能。新型纤维滤料用于新研制的TCLW15—0.6型含油污水超精细过滤器在江汉油田沙27注水站取得良好试验效果。新型纤维滤料对油和杂质的拦截性能好,反洗再生性能优越,在常温条件下不加任何清洗剂,只用清水便可使含油污水彻底再生,其含油浓度≤10mg/L,悬浮物含量≤3mg/L,粒径≤3μm,总铁含量≤2mg/L,其水质指标完全达到地质注水要求。     

辛基酚磺基甜菜碱型表面活性剂的性能测定

以精细合成辛基酚为原料制得磺基甜菜碱型表面活性剂;利用表面张力仪对其性能进行测试,得出该表面活性剂具有较低的界面张力(10~(-3)mN/m)、良好的表面性能(临界胶束浓度为1.58×10~(-3)mol/L,临界表面张力为28.39 mN/m),以及优异的乳化性能和吸附性能。这对于油田现场提高采收率具有一定的指导应用。     

不同聚合度聚醚磺酸盐的制备及界面性能研究

为研究不同聚合度脂肪醇聚醚磺酸盐界面性能,以脂肪醇聚氧乙烯醚为原料与氯丙烯发生亲核取代反应将聚醚末端羟基烯丙基化,再经磺化反应得到具有不同聚合度的脂肪醇聚醚磺酸盐,并对其结构进行了红外光谱表征;对其临界胶束浓度、界面张力以及不同温度和矿化度条件下界面性能的变化进行了研究。结果表明:随着聚合度的增加,脂肪醇聚醚磺酸盐的表面张力、临界胶束浓度、界面张力值先减小后增大,其耐温耐盐性逐渐能提高;当聚合度大于3时,脂肪醇聚醚磺酸盐具有良好的表界面性能。以AESO-6的表界面性能最佳,其临界胶束浓度值(cmc)为0.049mmol/L,临界表面张力(γcmc)为30.1mN/m,最低界面张力值6.03×10~(-2) mN/m,且在温度为100℃、矿化度为120 000mg/L时仍然保持良好的界面性能,室内驱油试验表明可提高原油采收率12.7%。     

无碱二元复合体系与原油之间的界面性能

为了揭示无碱二元复合体系与原油之间的界面性能,利用磺基甜菜碱BS和聚合物KYPAM-2 配制了无碱二元复合体系,系统研究了该体系与克拉玛依油田七东1区原油之间的界面张力。结果表明,二元复合体系与选取的该区块6 口油井的原油之间的界面张力均能降至3.0×10^-2mN/m以下,具有很强的适应性;BS浓度在0.5～5.0 g/L 范围时,油水界面张力均能保持在4.1×10^-2 ～55×10^-3 mN/m范围内,具有很宽的低界面张力窗口;BS具有良好的抗盐、抗钙和抗油井产出水稀释性能;聚合物浓度对二元体系与原油之间的界面张力有一定的影响,但当浓度高于1.2 g/L 时,对油水界面张力的影响较小;通过绘制二元复合体系的界面活性图,为二元体系配方的设计提供了理论上的指导。图7 表2 参9     

脂肪醇醚硫酸钠/烷基苯磺酸盐复配体系在高盐油藏中的室内实验研究

研究了脂肪醇醚硫酸钠AES/烷基苯磺酸盐SAS复配体系在高矿化度条件下与原油间的界面张力。结果表明:复配体系在高矿化度地层水中具有良好的溶解性,能在较宽的加量范围内(0.05%~0.70%)与原油形成超低界面张力;在优选的复配体系(总加量0.3%,m(AES)∶m(SAS)=1∶1.2)溶液中加入单一无机盐NaCl,界面张力先下降后升高,在60 000 mg/L NaCl溶液中界面张力可降低至10~(-4)mN/m;复配体系在Ca~(2+)浓度为200~800 mg/L时,界面张力可维持10~(-3)mN/m,适量增加AES比例能进一步改善复配体系抗盐能力;复配体系与石英砂混合吸附72 h后仍保持超低界面张力。表明该复配体系性能优良,满足高盐油藏开发需求。     

超低界面张力表面活性剂的驱油性能研究

针对室内合成的一种超低界面张力表面活性剂(VESBET-4),结合表面活性剂驱的驱油机理讨论了表面活性剂浓度、矿化度、温度及碱(Na2CO3)浓度对油水界面张力的影响,结果表明:当表面活性剂质量分数在0.06%~0.15%时,界面张力可达到10-3 mN/m;矿化度为10 000mg/L时,界面张力可达到10-2 mN/m,且当Na2CO3质量分数在0.2%~1.2%时,该表面活性剂具有良好的降低界面张力的能力;测试了不同表面活性剂浓度、不同矿化度条件下表面活性剂溶液对原油的乳化效果,结果表明:当表面活性剂质量分数为0.09%、矿化度为6 000mg/L时,乳状液可稳定存在24h以上;静态吸附实验测得该表面活性剂的吸附损失量为0.45mg/g,小于标准规定的1mg/g;室内驱油试验显示该表面活性剂能使采收率提高12%以上。     

低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。     

甜菜碱表面活性剂对低渗透高矿化度油藏的适应性评价

通过对甜菜碱表面活性剂在北三区油藏的界面活性、抗盐性、稳定性、吸附性能及驱油效率的测定,评价该新型甜菜碱表面活性剂在低渗透高矿化度油藏的适应性。结果表明,该表面活性剂在北三区油藏条件下,具有较好的界面活性,与该区块脱水原油的界面张力可以达到10-3m N/m数量级;具有良好的抗盐性和长期稳定性;在北三区油砂中可以经历三次静态吸附仍然保持超低界面张力。驱油试验结果表明,1 500 mg/L表面活性剂溶液可比水驱提高驱油效率13个百分点。研究认为,该表面活性剂可以满足低渗高矿化度油藏驱油用表面活性剂的技术要求。     

阴离子双子表面活性剂的油水界面张力研究

为探究GA系列新型阴离子双子表面活性剂的油水界面活性及提高油层原油采收率的可行性,以模拟地层水和东河塘稀油,在45℃条件下,利用旋转液滴法测试了不同分子结构阴离子双子表面活性剂与稀油间的界面张力,并以GA12-4-12为对象,测试了其在不同浓度时的动态界面张力,考察了其与非离子表面活性剂ANT的复配性能。结果表明:连接基长度及碳链长度越长,油水界面张力越低;随GA12-4-12浓度增加,界面张力先降后升,0.3%时油水界面张力仅0.00885mN/m,但时间稳定性变差;GA12-4-12与ANT复配协同效果明显,复配比为4∶1时0.1%(GA12-4-12+ANT)加量可使油水界面张力达超低(0.00884mN/m),明显降低了GA12-4-12用量。可见GA12-4-12与ANT复配体系具有低剂量下提高原油采收率的性能,建议用该配方进行提高原油水驱采收率试验研究工作。     

一种阴-非离子表面活性剂在安塞油田长6油藏适应性研究

对室内研发了一种阴-非离子型表面活性剂开展油藏适应性研究,测试了界面张力、乳化能力、油藏配伍性、岩心室内驱油实验。结果表明,该表面活性剂与安塞油田长6油藏原油的最终界面张力维持在10-3m N/m数量级,耐盐、耐温性较好,对原油具有较强的乳化能力,并且与安塞油田注入水配伍性良好,0.5%的质量分数下较水驱提高采收率12%以上,能满足安塞油田表面活性剂驱油的要求。现场试验10个井组,对应油井含水下降3.7%、增油效果明显,表明该表面活性剂在安塞油田长6油藏具有较好的适应性。     

表面活性剂降压增注技术在江家店特低渗透油田的应用

对双子表面活性剂的性能进行了室内研究,并在江家店油田进行了现场应用。结果表明,该阳离子双子表面活性剂具有良好的表面活性,较好的耐温耐盐性能,能有效防止黏土膨胀,防止注入水中的油污黏附,提高水的渗流能力,其防膨率>90%,增溶能力≥3 mL/mL,浓度为200 mg/L时表/界面张力分别为26.94 mN/m和0.06 mN/m。现场试验结果证明,该双子表面活性剂可有效降低束缚水及残余油的饱和度,实现减阻、降压及稳压注水。     

羧基甜菜碱-烷醇酰胺复配体系界面张力研究

研究了以不同比例复配的羧基甜菜碱/烷醇酰胺体系与临盘原油的动态界面张力,筛选出了适用于临盘凝油的表面活性剂体系。结果表明,单一的烷醇酰胺或甜菜碱与临盘原油间的界面张力值达不到超低值;而两种活性剂以1∶1和2∶1进行复配时,具有明显的协同效应,在总浓度为0.005%～0.2%范围内,油水界面张力值可降低到10-4 mN/m数量级,且经过石英砂静态吸附后,复配体系具有较好的低界面张力性能,是一种具有现场应用价值的表面活性剂体系。     

改性丙烯酸系破乳剂的合成及其性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成稠油破乳剂。利用FTIR、1HNMR、激光粒度仪对破乳剂进行了表征,同时采用界面张力测试等方法考察了破乳剂脱水性能的影响因素。实验结果表明,合成破乳剂适宜的条件为:乳化剂掺量为6.00%(w)、引发剂用量为1.20%(w)(基于反应体系质量)、单体配比为m(St)∶m(BA)∶m(AA)∶m(AMPS)=8∶14∶3∶1.5。破乳剂在对辽河稠油进行破乳时,最佳破乳温度为80℃、破乳剂用量为200 mg/L,在该条件下原油与水的界面张力从23.89 mN/m降至10.02 mN/m,测试水中的油浓度仅为47.50 mg/L,油水界面较齐,无挂壁现象,破乳剂对辽河稠油具有良好破乳效果。     

甜菜碱类低界面张力泡沫驱油体系性能研究

针对大港油藏条件,研究得到兼具良好发泡性能和界面张力性能的低界面张力泡沫驱油体系。合成了系列烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱,通过油水界面张力和泡沫性能测试,筛选出十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱作为低界面张力泡沫驱油体系的主剂,通过与十二烷基硫酸钠(SDS)复配得到低界面张力泡沫驱油体系。对于大港原油和地层水,油水界面张力值可达到10–2 mN/m水平,发泡量可达到溶液体积的5倍,能满足低界面张力泡沫驱油体系对界面张力和发泡量的要求。以大港原油配制模拟油,驱油实验结果表明,低界面张力泡沫驱油体系的驱油效率可达到12.6%,明显好于单纯的低界面张力驱油体系以及单纯的泡沫驱油体系的驱油效率。     

桩西115区块表面活性剂驱技术研究与应用

胜利油田桩西采油厂桩115区块属于高温中低渗油藏,为进一步改善区块注采矛盾,本文通过考察不同浓度4种甜菜碱表面活性剂溶液与桩115区块原油间的界面张力及其在石英砂表面的吸附规律,开发了以甜菜碱表面活性剂为主剂、以碱木素为牺牲剂的低界面张力驱油体系。该体系在石英砂表面的静态吸附量为0.4 mg/g;无需同碱复配,即可使油水界面张力降至5×10-4mN/m。物理模拟实验表明,在水驱后注入0.3 PV冻胶堵剂+0.3 PV低界面张力驱油体系,原油采收率可提高17%。2008年1月在桩115-5井组采用驱替方案进行了现场试验,截止2010年5月净增原油1632 t。图13参7     

化学吞吐开采稠油试验研究

化学吞吐是稠油油藏开发的一条新途径。该方法是将化学吞吐液从原油生产井注入油层，利用化学吞吐液与原油之间的低界面张力特性，使高粘度的稠油乳化，产生低粘度的水包油型乳状液，增加原油流动性能，提高油井产能来增加原油产量。本文通过实验室试验筛选出了ＳＴＱ－１化学吞吐液配方，并对配方在实验室进行了评价。该配方与胜利油田某种原油具有超低界面张力，低于１．０×１０－３ｍＮ／ｍ，具有良好的原油乳化降粘效果和粘土稳定性。室内吞吐模拟试验表明，该吞吐液能起到良好的吞吐采油作用。在胜利油田纯梁采油厂进行了现场吞吐实验，取得了成功，使油井从吞吐作业前的日产油０．２ｔ增加到１．４ｔ，在注水转注前累计增产原油６０．０ｔ。     

基于液相色谱的原油组分分离及界面性能研究北大核心CSCD

目的对原油进行组分分离,结合界面张力测试结果和结构组成特征分析,进行原油不同组分与表面活性剂之间的界面活性研究。方法采用制备液相色谱技术对原油进行组分分离,考查原油及原油不同组分与阴离子表面活性剂磺酸盐和两性离子表面活性剂甜菜碱之间的界面张力变化趋势;采用气相色谱-质谱方法对原油不同组分的主要结构特征进行分析和对比。结果采用疏水型反相色谱填料,梯度洗脱方式,制备色谱可以将原油分离为6种结构组成差异较大的不同组分;以重烷基苯磺酸盐为表面活性剂时,不含芳烃的4种组分可产生超低界面张力(<1.0×10^(-3)mN/m),含少量芳烃的一种组分接近超低界面张力(~1.0×10^(-3)mN/m);以硫代甜菜碱-12为表面活性剂时,富含芳烃的一种组分可产生超低界面张力(<1.0×10^(-3)mN/m)。结论表面活性剂结构类型不同,产生超低界面张力对应的原油组分亦不同,原油组分与表面活性剂之间的界面活性关系较为复杂。     

低界面张力活性纳米流体的研制与渗吸驱油机理分析

为了提高低渗透油藏的原油采收率,水平井压裂后活性水渗吸吞吐工艺被广泛应用,研制高效渗吸剂配方是其成功的关键。本文通过"一锅煮"法合成了低界面张力阴非离子表面活性剂三苯乙烯基聚氧乙烯醚羟丙基磺酸钠(TPHS),考察了该剂的界面活性和耐盐性,将TPHS与α-烯基磺酸钠(AOS)、纳米SiO_2颗粒进行复配得到了低界面张力纳米流体,研究了该低界面张力纳米流体的界面活性和润湿性,并通过自发渗吸实验和强制渗吸实验评价了该低界面张力纳米流体的驱油效率。研究结果表明:在温度80℃、矿化度300 g/L下,在较大的浓度范围内TPHS溶液与原油间的界面张力保持在10-1mN/m数量级,具有较好的抗盐耐温性能;TPHS与AOS复配的配方为0.1%TPHS+0.2%AOS的表面活性剂体系与原油间的界面张力降至10-2mN/m数量级,有利于置换小孔隙中的原油。配方为0.1%TPHS+0.2%AOS+0.05%纳米SiO_2低界面张力活性纳米流体中,加入的少量纳米SiO_2颗粒可与TPHS、AOS复配产生润湿协同作用,提高渗吸速率,比表面活性剂体系的采收率提高12.7%,并能在驱油过程中形成乳液稳定油墙,延长无水采油期。低界面张力活性纳米流体比单纯表面活性剂复配体系用于低渗透油藏渗吸提高采收率有优越性。图6表3参14     

塔河缝洞油藏驱油体系性能评价

根据塔河碳酸盐岩缝洞型油藏的特点,筛选出合适的聚表剂进行实验研究。实验结果表明,该聚表剂在较低浓度0.035%时,油水界面张力就达到10-2mN/m;在高温、高盐油藏条件下的界面张力可以达10-2mN/m;聚表剂可使原油粘度降低达到94%以上;聚表剂在老化30天后,与塔河原油之间的界面张力维持在1×10-2mN/m。模拟裂缝实验表明,盐水只能将大于4.0mm缝隙中的原油重力分异出来,而聚表剂能将1.16 mm缝隙中的原油大幅度置换出来;模拟缝洞组合实验表明,裂缝宽度越大,洞中模拟油被置换出的速度越快。     

无碱表面活性剂羧基甜菜碱表/界面性能研究

研究了自制的含双键羧基甜菜碱BC的表面性能和无碱条件下与大庆原油间的界面性能。45℃时,BC的临界胶束浓度(C_cmc)为1.02×10^-5mol/L,γ_cmc为29.603 mN/m。油水来源为大庆一厂时,在BC质量分数为0.05%⁰.20%时,BC一元体系、BC/0.09%部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）二元体系采出水溶液与原油和模拟原油间的界面张力均达到10^-3mN/m数量级,单一活性剂体系与模拟原油间界面张力降幅大于相应的原油结果,二元体系达到超低界面张力的时间比一元体系长。油水来源为大庆三厂时,BC一元体系采出水溶液与原油达到超低界面张力,且45℃老化160 d的界面张力仍保持在10^-3数量级,稳定性较好。图7表1参10