渤海特稠油高温驱油剂的研制与性能评价

针对渤海D油田原油黏度大,胶质、沥青质含量高,地层水矿化度高且钙镁离子含量高的特点,合成了一种可满足渤海特稠油热采过程中伴注用的高温驱油剂OD-2,并对该驱油剂的界面张力、耐温性能、润湿性能、吸附性能、对油水相对渗透率的影响和驱油效率进行了研究。结果表明:高温驱油剂OD-2耐温可达320℃,对渤海特稠油的界面张力为2.84×10~(-3) mN/m;高温驱油剂使润湿指数从-0.984上升至-0.204;80℃下静态吸附量3.061 mg/g,随着高温驱油剂OD-2质量分数增加,岩心残余油饱和度降低。室内微观驱油结果表明:高温驱油剂提高了注入流体的波及面积和洗油效率。质量分数1.0%的高温驱油剂OD-2在240℃辅助热水驱的驱油效率为79.60%,比单纯热水驱驱油效率提高4.24个百分点。     

重烷基苯磺酸盐驱油剂中试产品的应用性能

在1000t/a降膜式连续磺化装置上对重烷基苯的磺化进行了中试放大,结果表明中试产品质量可靠。经复配的驱油剂中试产品能在较宽的表面活性剂浓度和碱浓度范围内与大庆原油、辽河原油及苏北原油形成超低界面张力,尤其能溶于总矿化度12×104mg/L、钙镁离子质量浓度为5000mg/L～6000mg/L的中原油田地层水中,在无碱条件下使中原油田原油/地层水的界面张力降至10-2mN/m～10-3mN/m数量级。对大庆原油和苏北原油的驱油试验表明,中试驱油剂ASP(碱-表面活性剂-聚合物)体系的驱油效率比水驱提高15%～35%OOIP(原油地层储量)。     

辛基酚聚氧乙烯醚烷基磺酸钠溶液的性能研究

对非离子-阴离子型表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(10)烷基磺酸钠(OPS-10)的溶液性能进行了研究。用表面张力法测定OPS-10的CMC为65 mg/L;在85℃、无机盐离子浓度90 000 mg/L的水溶液中,OPS-10表现出了良好的抗温抗盐性;动态界面张力研究显示,OPS-10降低油-水动态界面张力的曲线呈"L"型,平衡值达到10-2数量级;室内驱替实验表明,对于特低渗透率的岩心,OPS-10可以在水驱的基础上提高驱油效率2.89%,优于十二烷基苯磺酸钠的驱替效果。基于在上述方面表现的良好性能,OPS-10可以作为驱油剂或助剂进行高矿化度水和高温油藏的驱油实验研究和应用。     

新型Gemini表面活性剂-石油酸盐复合驱油剂的研究

为了提高油田驱油剂降低油/水界面张力的能力,以提高原油的采收率,在研究了石油磺酸盐表面活性剂表界面活性的基础上,研制了Gem in i表面活性剂-石油磺酸盐复合驱油剂,采用TX-500界面张力仪测定了复合驱油剂降低胜利油田油/水界面张力的能力。研究表明:在一定的浓度条件下,石油磺酸盐能降低油/水界面张力至1×10-2mN.m-1左右,磺酸盐型Gem in i表面活性剂-石油磺酸盐复合驱油剂能降低油/水界面张力至4×10-4~6×10-4mN.m-1左右。与传统驱油剂相比,磺酸盐型Gem in i表面活性剂-石油磺酸盐复合驱油剂降低油/水界面张力的能力得到了显著提高,从而提高原油的采收率。     

新型驱油剂DL-15性能与应用

中石油廊坊分院为改善压裂作业中油藏的油水界面性能,研发了新型驱油剂DL-15。本文对DL-15展开了性能评价和驱油机理探究并介绍其应用。实验表明:0.2%浓度的DL-15在20℃下能使长庆原油界面张力降低至:0.061m N·m~(-1),提高温度或者加入低浓度盐均能进一步改善其界面性能,使之达到10-3m N·m~(-1),耐盐性实验和驱替实验均表明在高矿化度条件下,DL-15依然可以保持较好的界面活性。填砂管实验和岩心驱替实验表明0.5%DL-15相对水洗油,水驱油采收率分别提升10.6%和9.04%。分析DL-15提高采收率的机理,主要是良好的渗透性能、适当的亲水性、低的界面张力共同作用。根据长庆油田现场应用瓜胶—DL-15体系压注采一体化作业动态生产数据,驱油剂DL-15提高采收率性能优越,对比压注采作业前,日产油量提升70%以上。     

硫酸盐型孪连表面活性剂的界面性能

考察了自制的双直链烷基硫酸盐型孪连表面活性剂的界面性能和驱油性能。结果表明,双直链烷基硫酸盐型孪连表面活性剂的CMC在10-5～10-6 mol/L;随着表面活性剂浓度的增加,界面张力达到平衡时所需要的时间明显延长;随着连接基团碳链长度的增加,油水界面张力先增大再减小;该类孪连表面活性剂具有非常好的抗一价盐二价盐的能力;用2C13-C2-2SO4Na作为驱油剂进行驱油实验时,可以使采收率在水驱基础上提高5%以上,具有比较好的驱油效果。     

硫酸盐型孪连表面活性剂的界面性能研究

考察了自制的三种高纯度双直链烷基硫酸盐型孪连表面活性剂的界面性能和驱油性能。结果表明,双直链烷基硫酸盐型孪连表面活性剂的CMC在10-5~10-6mol/L之间;随着表面活性剂浓度的增加,界面张力达到平衡时所需要的时间明显延长;随着联接基团碳链长度的增加,油水界面张力先增大再减小;此类孪连表面活性剂具有非常好的抗一价盐二价盐的能力;用2C13-C2-2C2SO4Na作为驱油剂进行驱油实验时,可以使采收率在水驱基础上提高5%以上,具有比较好的驱油效果。     

十二烷基苯磺酸钠与非离子氟碳表面活性剂复合驱油剂的研究

研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/氟碳Intechem-01表面活性剂(FC-01)复合驱油剂的性能,以驱油率、界面张力、与注入水和模拟地层水的配伍性为考察指标,正交实验结果表明,氟碳Intechem-01表面活性剂的质量分数为0.05%,十二烷基苯磺酸钠的质量分数为0.15%,碳酸钠、碳酸氢钠的质量分数都为0.25%时,复配体系的效果较好,且复配体系与定边油田采油注入水和模拟地层水有良好的配伍性。     

无碱条件下石油磺酸盐复合驱体系性能研究应用

为了探索石油磺酸盐在无碱复合驱油体系中应用的可行性,系统考察了石油磺酸盐/氯化钠/聚合物体系的界面活性、油水适应性、抗吸附性能以及驱油性能,研究结果表明,复合驱体系能在较宽的石油磺酸盐浓度范围内通过调节氯化钠浓度,使复合驱体系与原油之间的界面张力达到10-3m N/m;由于石油磺酸盐与原油之间具有良好的配伍性,石油磺酸盐/氯化钠/聚合物体系经五次吸附后,其与原油之间界面张力仍能达到10-3mN/m;物理模拟驱油实验评价结果显示,石油磺酸盐无碱体系具有良好的提高采收率效果,可比水驱采收率提高20％.     

硅酸盐复合黏弹性驱油剂的研究与评价

使用黏弹性表面活性剂形成具有一定黏弹性的蠕虫状胶束,所需原料的浓度较高,成本较高,制约了黏弹性表面活性剂驱油剂在现场的应用。以液体硅酸钠、两性表面活性剂、纳米二氧化硅为原料,制备了在经济使用浓度下能够显著提高注入水黏度且具有优良驱油性能的黏弹性驱油剂。透射电镜表征结果表明,驱油剂在有效质量分数为0.3%条件下即可达到较高的黏度。调整液体硅酸钠、表面活性剂的有效质量分数为0.12%~0.20%,制备的驱油剂的黏度达到10~50 mPa·s。实验对比了常用聚合物与黏弹性驱油剂的驱油效果,结果显示黏弹性驱油剂的驱油效果几乎是聚合物的2倍。这项工作为开发新型高效驱油剂提供了新方法,也为驱油剂流变学研究提供了新思路。     

耐盐型双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12进行了研究。该表面活性剂在矿化度为2.5×10^5mg/L、氯化钙浓度为1.5×10^4mg/L的水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着盐含量的增加（60～250g/L）而降低。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与聚合物复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低值（10^-3mN/m）。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。     

摇摆条件下重力油水分离器的性能研究

海上采油浮动平台由于受到波浪、海风及水流等因素的影响,产生的摇摆将影响重力油水分离器的分离性能。借助数值模拟手段,利用计算流体动力学软件Fluent对重力油水分离器在不同摇摆情况下的油水分离进行了模拟,分析了摇摆的频率和振幅对油水分离性能的影响。数值模拟结果表明,剧烈的摇摆会明显降低油水分离效率,频率越高、摇摆幅度越大,对其分离性能的影响越大。     

基于最小二乘支持向量机和遗传算法的热式油水两相流含油率建模

利用铂电阻基于流体传热方程测量油水两相流的含油率。为了提高油水两相流含油率的测量精度,研究了油水两相流含油率与电热器前后铂电阻的温差和油水总流量之间的关系,提出用最小二乘支持向量机和遗传优化算法对含油率进行建模,将温差和油水总流量作为模型输入量,含油率作为输出量,通过遗传算法优化最小二乘支持向量机的参数,得到了含油率的最优模型,与含油率理论模型相比,基于最小二乘支持向量机和遗传算法的含油率模型,较好的实现了含油率测量,含油率在5%~60%范围内,含油率的平均测量误差为0.96%。     

油水分离膜表面结构可控合成及性能研究

石油开采过程中会产生大量的油水混合物,每天生产生活中也会产生大量含油废水,如何处理这些油水混合物,是环境保护和可持续发展的重大需求。针对含油量较高的油水混合物,本工作制备了疏水-超亲油分离膜。以机械性能较好的泡沫镍为过滤基体,采用电沉积方法,在泡沫镍表面沉积铜颗粒,构筑亲油疏水表面。研究了沉积电位和沉积时间对表面结构的影响,并测试了分离膜表面结构、表面粗糙度及水滴在膜表面的接触角,并对所制备的分离膜进行油水分离性能测试和多次循环的稳定性测试。结果表明,所制备的分离膜具有良好的循环分离性能,对于油水混合物循环十次后分离效率仍在90%以上。本研究为高效油水分离膜材料开发提供了新思路,并拓展了电化学表面改性的应用领域。     

JY油区长2油层控水压裂参数优选与效果分析

JY油区长2储层油水关系复杂,油层一般位于砂体上部,下部有大段底水存在,而且油水同层,油层与水层之间的隔层比较薄。针对JY油区长2储层边底水油藏的地质特点,优化射开程度(0.6~4.0 m),利用低粘压裂液(50~100 mPa·s),同时进行低排量(0.8~1.2 m3/min),小规模压裂(3~15m3),优化裂缝长度(60 m左右)等参数优选,变排量多级充填形成人工阻挡带控制缝高等多环节相结合的技术,有效的阻止了裂缝向下延伸,从而达到控制边底水,改善裂缝导流能力,提高油井产能。     

提高三次采油用聚合物耐温抗盐性的研究进展

综述了国内外三次采油用五大类驱油耐温抗盐水溶性聚合物的研究现状,提出一种提高聚丙烯酰胺类聚合物耐温抗盐性能的的新方法：即开发一种廉价高效二价金属离子络合剂。分析了二价金属离子络合剂的作用机理,并明确了以后的研究方向。     

柱形旋流器油水分离效果研究

建立了一套柱形旋流器油水分离实验流程。通过改变油水两相泵入速度、溢流口流量等操作参数,得到了入口流速、分水率对分离效果的影响趋势,并比较了二级柱形旋流器并联和串联两种连接方式的分离效果。结果表明,一定结构的柱形旋流器存在最优的入口流速和分水率;在2.8 m/s的入口流速下,二级柱形旋流器并联油水分离效果最好。     

超亲水天然多酚改性膜的制备及其油水分离性能

为研发绿色环保、制备工艺简单的油水分离材料，以单宁酸(TA)和聚乙二醇(PEG)为改性剂，聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基底，通过简单浸渍法，制备了超亲水复合膜(TAPE膜)。采用SEM、AFM、FTIR、XPS和接触角测定仪对TAPE膜进行了表征和分析，并考察了TAPE膜的油水分离性能、耐磨性能和稳定性。结果表明，TAPE膜具有多孔微纳米粗糙结构，当TA含量为蒸馏水质量的1.75%时，该膜的水接触角和水下油接触角分别为0°和156°，表现出超亲水性和水下超疏油性。在0.09 MPa工作压力下，TAPE膜分离水包油乳液的膜通量为1146.4 L/(m²·h)，是原始PVDF膜的30倍，该膜对油水混合液和水包油乳液的分离效率均可达99.9%。此外，TAPE膜具有良好的稳定性，膜表面经砂纸(320目)磨损(100 g载重)25次后水接触角仍高达152°。     

紧凑型气浮装置油水预分离区结构选型的数值研究

采用计算流体软件Fluent对4种不同预分离区结构的紧凑型气浮装置(CFU)的油水分离性能进行了数值研究. 在建立稳定可靠计算模型的基础上,分析了给定设计流量和入口含油率情况下4种预分离区结构型式的除油率及油相分布情况,并研究了入口处理量和含油率变化对CFU除油率的影响. 结果表明,同种预分离区结构型式下除油率与处理量和入口含油量有关,处理量给定时,除油率随入口含油率增加而增大,入口含油率给定时,除油率随处理量增加而降低;在设计流量4 m3/h和入口含油率2000 mg/L条件下,中心柱锥通筒喇叭口朝上结构的综合除油性能最好,除油率达87.13%,且具有较大的操作弹性.     

Pressure Response through Valve for Continuous Oil-Water Separation Based on a Flexible Superhydrophobic/Superoleophilic Thermoplastic Vulcanizate Film

Highly efficient oil-water separation shows urgent demand in industrial applications, especially in oil-spill accidents and organic solvent separation. Herein, a novel method is proposed for continuous oil-water separation by a pressure response through valve, which is loaded in a flexible convolute superhydrophobic/superoleophilic film based on low-density polyethylene (LDPE)/ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) thermoplastic vulcanizate (TPV). The superhydrophobic/superoleophilic LDPE/EPDM TPV film (with contact angles of oil and water are 0° and 161.9°± 2.2°) is prepared only via a molding process where sandpaper is used as the template. The superhydrophobic/superoleophilic property of the TPV film shows robust performance in the activity endurance test. More importantly, the flexible LDPE/EPDM TPV film can be easily rolled up and loaded in through valve, which is the pressure response channel in oil-water separation. The typical separation pressure of oil and water is 3.01 and 6.17 kPa, which means the oil can be completely separated from the oil-water mixture under proper pressure in the pressure response through valve.