微乳液型油基钻井液冲洗液技术

为了高效清除井壁及套管壁上残留的油基钻井液、提高水泥环与环空界面胶结强度,根据表面活性剂盐水溶液与油接触后表面活性剂组装形成油水界面膜包裹油相而原位形成微乳液的原理,以琥珀酸二(2-乙基己酯)磺酸钠(AOT)、异构十三醇聚氧乙烯醚(AEO5-13)的复配体系为主表面活性剂,以柴油或白油为油相制备微乳液,通过考察微乳液增溶参数、界面张力等主要性能指标,确定了微乳液型冲洗液配方:KCl盐水(清洗柴油基钻井液时质量分数为7%,清洗白油基钻井液时质量分数为10%)+4%AOT+3%AEO5-13+6%正丁醇,并评价了该冲洗液的润湿反转能力、冲洗效率及与钻井液和水泥浆的相容性。研究结果表明,随盐度增加,微乳液相态经历Winsor Ⅰ型到Winsor Ⅲ型再到Winsor Ⅱ型的转变,Winsor Ⅲ型微乳液具有最佳的增溶参数和界面活性,形成Winsor Ⅲ型柴油微乳液及白油微乳液的最佳盐度分别为7%和10%。微乳液型冲洗液的润湿反转能力强、冲洗性能优越,7 min对油基钻井液冲洗效率达95%以上,且与钻井液及水泥浆的相容性好。     

原位微乳液驱微观驱油实验研究

针对双河油田Ⅳ上层系高温、特高含水油藏条件,为提高剩余油开采程度,开展了基于阴-非离子与阴离子羧酸盐复配表面活性剂(B-1)和单芳烷基磺酸盐表面活性剂(A3-2)的原位微乳液驱油研究,分析对比了原位微乳液与表面活性剂/聚合物二元复合驱的驱油作用,利用高温高压微观可视化模拟系统,研究了原位微乳液驱过程中的剩余油启动及运移方式、驱替效果及微观驱油机理。研究结果表明,3%A3-2和3%B-1能形成超低界面张力(10~(-4)mN/m数量级),可与原油原位(即少量驱动力下)形成微乳液,增容参数大于20。A3-2溶液能与原油原位形成中相微乳液,B-1溶液能与原油原位形成下相微乳液。原位微乳液驱的驱油效果好于表面活性剂/聚合物二元复合驱。A3-2溶液的增溶能力好于B-1溶液,剩余油启动效果最好,微观驱油效果最佳。原位微乳液驱主要依靠表面活性剂的增溶作用,在多孔介质中与原油原位形成微乳液,从而达到混相驱油的作用效果;当原油在微乳液的胶束中增溶达到饱和时,进一步通过乳化携带、降低油水界面张力和改善润湿性等机理,优先启动簇状及斑状剩余油,使各种类型的剩余油都得到有效启动运移。     

微乳液法制备纳米TiO_2及其负载和催化活性研究

通过相图分析,确定制备纳米TiO2的微乳液组成为:甲苯、正丁醇以及水的质量百分数分别为88.9%,5.0%和6.1%。以硅胶为载体、钛酸丁酯为原料,通过微乳液法制得平均晶粒度为6.3nm的锐钛矿型纳米TiO2负载催化剂。研究了焙烧温度和m(TiO2)∶m(硅胶)比例对紫外光照射下纳米TiO2降解溶液中苯酚的光催化活性的影响。结果表明,焙烧温度从400℃提高到700℃时,TiO2晶粒度从6.3nm增加到的83.2nm,而催化活性先增大后降低,在450℃时催化活性最大,苯酚的去除率45.6%;随着m(TiO2)∶m(硅胶)的减小,催化剂活性先增加后降低,在m(TiO2)∶m(硅胶)为0.05/1000时催化剂活性达到最大。     

胜利油田稠油用微乳液型驱油剂研制

采用三元相图研究了助表面活性剂种类、温度、盐含量和水油比对微乳液型驱油剂制备的影响。结果表明:在一定的范围内,助表面活性剂链长增加可以得到更大面积的微乳液区域;制备温度和NaCl质量分数的提高,均可降低制备微乳液所需最低助表面活性剂质量分数(wmin),助表面活性剂的分子结构也带来wmin的显著变化;通过调控助表面活性剂用量,在水油比(8∶2)~(5∶5)范围均可得到微乳液。采用黏度实验和驱油实验评价了微乳液型驱油剂的性能,结果表明,微乳液质量分数1%时,对单家寺稠油和孤岛稠油的降黏率达到90%以上,降黏效果较好;加入质量分数为2%的微乳液驱油剂可提高稠油热采采收率10%以上。     

用相平衡理论研究微乳液的形成机理

对水、油、表面活性剂形成的微乳液 ,按三元正规溶液的相平衡理论 ,提出了微乳液的形成机理 ,分析了第三组份的加入对界面双液层的影响 ,从而得到微乳液的形成条件 ,以及确定微乳液各组份互量比的相平衡方法 ,揭示了微乳液增溶理论的本质。     

微乳液降低水锁伤害实验研究

提出将微乳液体系用于解除低渗储层的水锁伤害。根据60℃下SDBS/正丁醇/白油/盐水(1%NaCl)"鱼状"相图选择了可以形成中相微乳液的4个配比,分别进行了界面张力、黏度和岩心驱替实验。4个配比的微乳液与水相的界面张力最低达0.03 mN/m。经过处理之后过剩的油相黏度相比原油下降了54.85%到16.13%,形成的中相微乳液黏度与原油相比下降范围为98.11%到97.12%。用氮气驱替时,处理后的低渗岩心在0.1 MPa驱替压力下渗透率由0.37×10-3μm2提高到2.78×10-3μm2,提高了7.51倍;利用煤油驱替时,处理后的低渗岩心的返排压差降低率达到了81.6%。实验结果表明,微乳液能够有效减轻低渗透油气藏储层的水锁伤害,促进滤液的返排。     

纳米微球调驱采出液油水乳状液稳定性和破乳剂研究

聚合物纳米微球调驱已在油田得到广泛应用,但其采出液处理鲜有报道。为此系统研究了聚合物纳米微球溶液的基本性质(包括微球粒径、表界面张力和界面扩张模量),考察了纳米微球对采出液中W/O型乳液稳定性的影响和采出水中O/W型乳液稳定性的影响,筛选出具有针对性的破乳剂和絮凝剂。研究结果表明,纳米微球会影响油水界面性质,增强其稳定性从而增强W/O型乳液和采出水中O/W型乳液的稳定性。经筛选发现,最佳破乳剂为以树脂为起始剂的支化嵌段聚醚,最佳絮凝剂为聚铝。该研究为纳米微球调驱采出液的处理提供了借鉴。     

Winsor相图法研究盐和醇对十二烷基甜菜碱体系驱油性能的影响

为获得驱油性能良好的十二烷基甜菜碱(BS-12)体系,通过Winsor相图法研究了NaCl和正丁醇加量对十二烷基甜菜碱/正丁醇/正己烷/NaCl微乳液体系相态变化的影响,及相体积变化对微乳液增溶能力及界面张力的影响,评价了按最佳配方制备的BS-12微乳液体系的驱油性能。结果表明,NaCl和正丁醇对微乳液相态的影响较大。随NaCl和正丁醇加量增大,微乳液相态经历WinsorⅠ型到WinsorⅢ型再到WinsorⅡ型的转变。4%BS-12、9.3%正丁醇、3.8%NaCl形成的WinsorⅢ型(中相)微乳液(油水比1∶1)增溶能力最强、界面张力最低、驱油潜力最大。室内岩心驱替结果表明,该中相微乳液增油降水效果较好,可在水驱基础上降低含水率9.4%、提高采收率8.34%。     

复合表面活性剂NF-201的性能与驱油效果

实验考察了驱油用复合表面活性剂NF 201的应用性能及驱油效率。NF 201由30%复合非离子表面活性剂,25%～30?～C12一元脂肪醇及多元醇,20%石油磺酸盐HF 8903A,20%～25%添加剂组成。由30℃张力曲线求出,NF 201在水溶液中分别有临界胶束浓度3 0g/L和5 0g/L,对应的表面张力为21 2mN/m,油(煤油)水界面张力为3 3×10-3mN/m。NF 201的耐温性为120～130℃。5 0g/LNF 201水溶液在Ca2 Mg2 浓度分别为1g/L或<0 6g/L时,或pH值变化范围为1 0～14 0时,均维持低表面张力和超低界面张力。在65℃下在填石英砂模型上驱替含饱和剩余水的饱和模拟油时,地层水(矿化度73g/L,Ca2 Mg2 浓度2 8～3 0g/L)、1 5g/LNaOH溶液及2 5%共聚物PSS溶液的驱油率分别为47 19%、49 30%、62 04%,加入5 0g/LNF 201使3种驱替液的驱油率分别增加10 10%、8 50%、5 61%,而加入石油磺酸盐HF 8903A使驱油率分别增加2 75%、5 11%、3 35%。在NF 201中加入2%络合剂NF可使抗钙镁能力达到3 0g/L。NF 201是一种耐温抗盐抗钙镁,适应性强,驱油效率高的表面活性剂体系。图6表2参3。     

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。     

含油钻屑微乳状液除油剂的研制及机理

绘制了乳化剂混合物/十四烯/氯化钠溶液的拟三相图,选择拟三相图中的一个合适的点作为含油钻屑除油剂配方,并使用粒径分析手段证明除油剂属于微乳液。然后使用现场含油钻屑,对除油剂的性能进行评价,并通过动态界面张力实验解释了除油剂除油的机理。实验结果表明:除油剂分散相粒径范围在20~60 nm,属于微乳液;当除油剂与含油钻屑质量比大于等于1:1.5时,处理后含油量可以降至1% 之下;与白油/蒸馏水界面张力相比,5号白油与除油剂之间的界面张力可以迅速降低4~5个数量级。此外,使用后的废弃除油剂和从钻屑中洗去的油均有回收利用价值。该除油剂有效解决了油基钻井液钻井过程中产生的含油钻屑数量大、处理难和排放要求日益增高的问题。     

低浓度表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系的分子模拟与配方设计

 采用耗散颗粒动力学（DPD）方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油-水界面的排布行为,考察了分子结构、油相等因素对界面密度和界面效率的影响,探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的机理。实验研究了表面活性剂类型、油相、表面活性剂复配等对油-水界面张力的影响。结果表明,“阴-非”表面活性剂复配可使油-水界面张力降低1个数量级。根据分子模拟和实验研究结果,结合孤东七区试验区原油特点,提出了“0.3%”石油磺酸盐 + 0.1%表面活性剂1^#+0.15%聚合物"的二元复合驱配方,可使油-水界面张力降低至2.95×10^-3 mN/m,物理模拟实验提高采收率高达18.1%。     

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。     

三种水处理剂对活性剂污水溶液和孤东原油间界面张力的影响

针对孤东原油与现场采出污水配制的表面活性剂溶液间界面张力不能达到超低界面张力的问题,研究了Na5P3O10、HEDP·Na4和ATMP·Na5三种水处理剂对表面活性剂污水溶液与孤东原油之间界面张力的影响规律,确定了三种水处理剂的最佳使用浓度范围。结果表明：当表面活性剂浓度为0．3％时,加入水处理剂后油水界面张力值显著降低,加Na5P3O10的油水界面张力先出现最低值后又逐渐升到平衡值,而加HEDP·Na4。和ATMP·Na5时都能使胜利原油与污水间界面张力最低值达到超低范围,HEDP·Na4的浓度范围最宽,为2000mg／L～4500mg／L。     

界面润湿性调控驱油剂的制备与性能评价

为高效剥离吸附在岩石表面的油膜,以油酸、过氧化氢、乙酸、氢氧化钠等为主要原料,经两步反应制备了一种新型界面润湿性调控驱油剂9,10-二羟基硬脂酸钠(SDHS)。通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了结构表征,并对其吸附性能、润湿性调控性能、降低界面张力性能以及油膜剥离性能进行了评价。结果表明,SDHS在亲油处理后的云母片表面均匀吸附。SDHS可通过吸附调控亲油岩石表面润湿性至强亲水/水下疏油状态。将亲油处理的玻璃片在0.3%SDHS溶液中浸泡48 h,玻璃片表面的水滴接触角由99.2°降至27.1°,水下油滴接触角由18.1°增至142.3°。SDHS可将油水界面张力降低至1 mN/m以下,0.3%SDHS溶液降低界面张力能力最强。40℃下,经0.3%SDHS处理48 h,载玻片表面的油膜面积减小53.6%,油膜剥离能力优于传统表面活性剂如十二烷基硫酸钠。SDHS同时降低油水界面张力和调控固液界面润湿性,油膜剥离效果较好,有望进一步提高采收率。     

A study of the mechanism of enhancing oil recovery using supercritical carbon dioxide microemulsions

Supercritical carbon dioxide (scCO 2) microemulsion was formed by supercritical CO 2 , H 2 O, sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT, surfactant) and C 2 H 5 OH (co-surfactant) under pressures higher than 8 MPa at 45 oC. The fundamental characteristics of the scCO 2 microemulsion and the minimum miscibility pressure (MMP) with Daqing oil were investigated with a high-pressure falling sphere viscometer, a high-pressure interfacial tension meter, a PVT cell and a slim tube test. The mechanism of the scCO 2 microemulsion for enhancing oil recovery is discussed. The results showed that the viscosity and density of the scCO 2 microemulsion were higher than those of the scCO 2 fluid at the same pressure and temperature. The results of interfacial tension and slim tube tests indicated that the MMP of the scCO 2 microemulsion and crude oil was lower than that of the scCO 2 and crude oil at 45 oC. It is the combined action of viscosity, density and MMP which made the oil recovery efficiency of the scCO 2 microemulsion higher than that of the scCO 2 fluid.     

Pre-prepared Microemulsion Flooding in Enhanced Oil Recovery: A Review

It is evident that one of the important applications of microemulsions is in enhanced oil recovery (EOR) process due to its unique properties such as ultra-low interfacial tension. The injection of microemulsion slug reduces the interfacial tension between the crude oil and reservoir brine, which leads to mobilization of substantial fraction of residual oil. In general microemulsion flooding is classified into two distinct categories, pre-prepared and in situ prepared, depending on its preparation method. The authors present a detailed discussion of microemulsion preparation and summarizes major articles on pre-prepared microemulsion flooding in EOR processes. Their review opens new horizons for the future researches on pre-prepared microemulsion flooding in EOR processes by organizing the literature data and comparing them.     

疏水缔合型聚合物浓度对SZ36—1油田油水界面性质影响研究

为了研究耐盐疏水缔合聚合物对油水界面性质的影响。采用界面张力仪、表面粘弹性仪和Zeta电位仪研究了不同浓度聚合物对原油模拟油与模拟水体系的界面张力、界面剪切粘度、Zeta电位的影响。结果表明．水相为疏水缔合聚合物溶液时,随聚合物浓度增加,原油模拟油油水界面张力降低．界面剪切粘度增加,Zeta电位的绝对值总体呈增加的趋势。     

Preparation of Surfactant for Oil Displacing Refined from Furfural Extract Oil

Abstract

Petroleum sulfonate (PS) was prepared in an autoclave sulfonation reactor using HIV-400 furfural extract oil of Daqing Refinery as feedstock and oleum (120%) as sulfonation agent. The effects of synthesis conditions were studied, and the PS yield was 45.1% with 48.2% of active components under the following best synthesis technology conditions: acid–oil ratio of 0.45:1 and reaction temperature of 60°C. The interfacial tension between crude oil and the water phase was effectively reduced by adding the PS at low dosage, when it was compounded with sodium carbonate, the interfacial tension could be under 10^?3 mN/m, meeting the requirements of an oil-displacing surfactant.     

微乳助排剂的研制及性能评价

采用两性表面活性剂、双子表面活性剂和非离子表面活性剂作为主剂、添加助剂及油相,复配得到了具有低表面张力和低界面张力的微乳液,并对其粒径、热稳定性、改善水润湿性能力、与压裂液配伍性及返排提高率进行评价,得到了具有优异助排效果的微乳液体系。结果表明:该体系粒径分布约80nm,其表面张力平衡值约26.0mN/m,与煤油间界面张力最低可降至0.1mN/m,可改善云母表面润湿性,与其接触角最高改善约70°,返排提高率最高达到了29.72%;微乳液具有一定的耐温性,且与压裂液、添加剂和破胶液配伍性良好。