非离子表面活性剂三元复合体系的界面张力研究

本文系统地研究了由非离子表面活性剂ＮＯＳ构成的复合体系与大庆油田原油间的界面张力。探讨了时间、ＮａＯＨ浓度、地层水矿化度、活性剂浓度及聚合物种类和用量对界面张力的影响。结果表明，由该活性剂构成的三元复合体系能在较宽的地层水矿化度、较宽的活性剂浓度及碱浓度范围内与大庆油田原油形成超低界面张力（１０＾－３ｍＮ／ｍ数量级）。     

非离子表面活性剂对阴/阳离子复配表面活性剂性能的影响

以十六烷基三甲基氯化铵、烷基磺酸钠、非离子表面活性剂等为原料,制备了阴/阳离子复配表面活性剂(记为CAN),以TX-10和MOA-15为非离子表面活性剂时分别记为TCAN和MCAN。采用界面张力测试、乳化性能测试和室内岩心驱替等方法,研究了非离子表面活性剂对CAN性能的影响。实验结果表明,TX-10和MOA-15均可提高CAN的溶解性。MCAN在地层水中的溶解性更佳,浊度较低。随非离子表面活性剂含量的增大,CAN的油水界面张力呈先减小后增大的趋势。随CAN含量的增大,油水界面张力呈急剧减小后趋于平缓的趋势。TCAN降低油水界面张力的性能较MCAN好。CAN的耐盐性为70 g/L,耐Ca2+达5 g/L,抗油砂吸附性能基本满足要求。TCAN的乳化性能和驱油效率均好于MCAN,且随岩心渗透率的增大,TCAN驱油效率的增幅比MCAN大。     

低碱浓度非离子表面活性剂驱油临界面张力研究

考虑到中原文明寨油藏高温、高矿化度、高钙镁含量的特点及注入水的高ＰＨ值（８－９．５％），选择含有低浓度（０．０２５％）Ｎａ２Ｃｏ３的非离子表面活性剂ＮＳ溶液为驱油溶液为驱油剂，考察了该体系与文明寨原油之间的界面张力，在天然岩心上进行了驱油实验，在水驱基础上使采收率提高了１０％和７．６％。     

用动态界面张力法研究非离子表面活性剂复合体系稳定性

1.实验部分 实验仪器为Texax 500 型旋滴界面张力仪(美国产).材料及试剂:非离子表面活性剂(SP-1),工业品;原油为大庆油田采油一厂脱气原油(以下称大庆原油);CH3OH、NaCl、KCl、CaCl2、NaHCO3、Na2SO4、MgCl2·6H2O、NaOH、Na2CO3、Na2SO3均为分析纯.     

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     

非离子高分子表面活性剂及其应用

非离子高分子表面活性剂是高分子表面活性剂中研究和应用最多的一种新型表面活性剂，其可用加成聚合，缩合聚合及开环聚合等方法进行制备，非离子高分子表面活性剂具有优异的分莠性、乳化性及抗凝聚性，目前，在造纸工业，涂料，农药，橡胶及能源工业领域得到广泛的应用。     

耐温抗盐阴-非离子表面活性剂研究及应用

针对江汉油田高温高盐稀油油藏条件合成了SH系列阴-非离子表面活性剂C₁₂H₂₅O（CH₂CH₂O）_nCH₂CH（OH）CH₂SO₃Na,n值分别为5⁹时对应SH01^SH05。室内评价了该系列阴-非离子表面活性剂的界面活性和耐温抗盐性能,用物理模拟方法评价了阴-非离子表面活性剂的驱油性能。研究结果表明,所合成的阴-非离子表面活性剂具有较强的耐温抗盐能力,随温度的升高或矿化度的增加,油水界面张力更低;在高矿化度（300 g/L）、高温（84℃）下,0.3%的表面活性剂SH03溶液与钟市模拟油间的界面张力能降到10^-3mN/m超低数量级;物模驱油实验表明,在水驱基础上（采收率52%左右）,注入0.3 PV、质量分数0.3%的SH03溶液可提高采收率6%,注入0.3PV的0.3%SH03+0.3%SMG复合体系可提高采收率12.1%。在钟市油田钟10-5井区开展的表面活性剂矿场先导试验见到增油效果。图4表4参9     

磺基甜菜碱SB系列复配表面活性剂界面特性研究

针对单一磺基甜菜碱SB表面活性剂界面特性差的缺点,通过仪器检测和理论分析的方法,研究了2种磺基甜菜碱SB系列复配后表面活性剂体系的界面特性及其与聚合物的配伍性,并研究了在SB4-SB1复配体系中加入少量牺牲剂磷酸钠对体系界面张力的影响规律.结果表明,SB4与SB1复配效果较好的3种复配比分别为96∶ 4,95∶ 5和94∶ 6,按照这3种复配比分别在质量分数为0.05%,0.1%和0.3%的条件下配制复配体系,这些复配体系与大庆油田原油间的界面张力均能达到10-3mN/m超低界面张力;随着放置时间的延长,复配体系与原油间的界面张力呈现先减小后增大的趋势;加入磷酸钠后复配体系与原油间的界面张力值明显低于未加磷酸钠的复配体系,且加入磷酸钠的最佳质量分数为0.2%;与SB4-SB1复配体系相比,在SB4-SB11复配体系中加入聚合物后,复配体系与原油间的界面张力更低,驱油效果更好.     

OCS表面活性剂中试产品应用于大庆原油的界面张力性能研究

研究了OCS表面活性剂中试产品在强碱NaOH条件下应用于大庆不同原油时的油-水界面张力特性。结果表明,对于大庆采油一厂至四厂的原油,OCS表面活性剂质量分数在0.1％～0.3％、NaOH质量分数在0.6％～1.2％的范围内,油-水界面张力可达到超低(约10~(-3)mN/m数量级),能够满足大庆油田复合驱用表面活性剂使油-水界面张力达到超低的要求。研究结果还表明,聚合物的加入有利于原油-表面活性剂体系间超低界面张力的形成。     

高效驱油用表面活性剂室内实验研究

通过单因素实验,得到重烷基苯磺酸钠（A1）、异丙醇（CH-2）、异构十醇聚氧乙烯醚（F-2）、Gemini表面活性剂（GL-2）的最佳质量比为3:6:2:2的表面活性剂体系CQBH-1,并进行了配伍性、吸附性和驱替实验。CQBH-1的价格比市场销售的油田常用表面活性剂平均低20%以上。结果表明,在质量分数0.3%～0.5%下,CQBH-1溶液与长庆某油田模拟原油间的界面张力为5×10^-3～8×10^-3mN/m。在常压、60℃下,CQBH-1与该油田注入水、地层水和原油均有良好的配伍性,且具有较好的抗吸附性能,质量分数为0.3%～0.5%的CQBH-1溶液静态吸附后与模拟原油间的界面张力仍能达超低数量级。岩心驱替实验表明,注入0.3PV质量分数为0.5%的CQBH-1表面活性剂溶液,渗透率为1.1×10^-3～100×10^-3μm²人造岩心在平均水驱采收率56.70%的基础上可平均提高采收率10.48%。     

OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力研究

测定了OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力.在大庆油田评价浓度范围内,考察了碱的类型与浓度、OCS浓度以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对动态界面张力的影响.结果表明,强碱(NaOH)体系比弱碱(Na2CO3)体系更容易形成超低界面张力(10-3mN/m),即体系达到超低界面张力的时问较短;高浓度碱体系比低浓度碱体系更容易形成超低界面张力;弱碱条件下,OCS表面活性剂浓度变化对动态界面张力有一定的影响;而强碱条件下则没有明显的影响;聚合物HPAM的引入使得不同体系达到超低界面张力的时间延长.     

氟表面活性剂对驱油剂复配体系性能的影响

研究了醇胺盐型阴离子氟表面活性剂(FC-1)、甜菜碱型两性离子氟表面活性剂(FC-2)、羧酸盐型阴离子氟表面活性剂(FC-5)对驱油剂复配体系OP10-AES油水界面活性及耐盐性能的影响.结果表明,FC-1、FC-2和FC-5均可提高OP10-AES与长2原油间的油水界面活性和耐盐性能,其中FC-2的促进作用最显著.碳氟和碳氢表面活性剂的亲水基类型决定油水界面吸附行为和界面活性.驱油剂体系OAF2(0.6%OP-10、0.5%AES、0.04%FC-2)的油水界面活性和耐盐性最优,驱油剂体系OAF1(0.6%OP.10、0.5%AES、0.04%FC-1)和OAF5(0.6% OP-10、0.5%AES、0.04%FC-5)的界面活性和耐盐性相当.当盐溶液NaCl-MgCl2-CaCl2浓度大于37.607 g/L及配液用水为东仁沟、姬嫄采出水时,OAF5因反离子较小,界面活性和耐盐性较好.     

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     

非离子表面活性剂/低碳醇体系的界面活性及应用

测定了45℃时非离子表面活性剂SP 1/醇/地层水(矿化度4456mg/L)体系与大庆十厂原油间的界面张力。在5g/LSP 1地层水溶液中按10g/L的浓度加入C1～C4脂肪醇,油水界面张力由2.06×10-2mN/m降至1.12×10-3～5.90×10-3mN/m,按2～15g/L的浓度加入甲醇,界面张力降至10-3mN/m数量级。在甲醇浓度为10g/L条件下改变SP 1加量,在1～10g/L浓度范围产生10-3mN/m数量级的超低界面张力。用悬滴法测定的5g/LSP 1/10g/L甲醇/地层水体系的界面张力,随测定时间延长而下降,25～100min时出现10-3mN/m数量级的超低值,100～120min时降至10-4mN/m数量级。在渗透率分别为25.0×10-3和2.9×10-3μm2的2只岩心上,水驱油后注入SP 1/甲醇/地层水溶液,后续水驱末的注水压力比前期水驱末分别降低63.6%和42.6%。简要介绍了在低渗透注水井朝82 152注入该体系降低注水压力、增加注水量的成功试验。图3表3参5。     

表面活性剂复配体系对正构烷烃/水界面张力的协同作用研究

研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)以不同比例混合后对正构烷烃／水界面张力的影响以及这两种离子型表面活性剂和非离子表面活性剂辛基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)以不同比例复配降低十六烷/水界面张力的能力,同时从机理上进行了探讨。结果表明,当CTAB与SDBS混合比例为2：1时,混合体系可以降低十四烷、十六烷/水的界面张力至超低,同时对其它单组分烷烃／水的界面张力也有明显的降低效果;离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)与OP-10复配,虽有一定降低界面张力的效果,但效果不理想。     

Effect of Alkali on Daqing Crude Oil/Water Interfacial Properties

Alkaline-surfactant-polymer(ASP)flooding using sodium hydroxide as the alkali component to enhance oil recovery in Daqing Oilfield,northeast China has been successful,but there are new problems in the treatment of produced crude.The alkali added forms stable water-in-crude oil emulsion,hence de-emulsification process is necessary to separate oil and water.The problems in enhanced oil recovery with ASP flooding were investigated in laboratory by using fractions of Daqing crude oil.The oil was separated into aliphatics,aromatics,resin and asphaltene fractions.These fractions were then mixed with an additive-free jet fuel to form model oils.The interfacial properties,such as interfacial tension and interfacial pressure of the systems were also measured,which together with the molecular parameters of the fractions were all used to investigate the problems in the enhanced oil recovery. In our work,it was found that sodium hydroxide solution reacts with the acidic hydrogen in the fractions of crude oil and forms soap-like interfacially active components,which accumulate at the crude oil-water interface.     

高凝油及其组分与表面活性剂作用关系

针对辽河油田沈84-安12块高凝油开展原油组分与表面活性剂的作用关系研究,提出能降低原油界面张力达到超低的表面活性剂筛选新方法。采用柱色谱法分离原油组分得到饱和分、芳香分、胶质和沥青质,对组分与常用的阴离子、非离子和两性3类表面活性剂的界面张力进行测定。结果表明:胶质对表面活性剂降低原油界面张力影响较大,沥青质次之,饱和分与芳香分的影响虽较弱,但原油中饱和分含量高,仍需考虑饱和分的影响;优选出的甜菜碱-2表面活性剂可使原油界面张力降低到10-3m N/m数量级。     

一种高效廉价驱油体系的室内研究

为研究胜利油田三次采油后期(包括注聚、注胶)提高采收率的接替技术,拓宽三次采油研究领域,开展了高效驱油体系的研制工作。针对胜利油田的油水特点,筛选出多种表面活性剂试样及其复配体系进行油水界面张力测定,成功研制出具有良好驱油性能的复合驱配方。室内物理模拟试验结果显示,这种驱油体系可在水驱基础上提高采收率19％。     

Interfacial and Structural Properties of Different Natural Surfactants Extracted From Venezuelan Junin Extra Heavy Crude Oil

Abstract

In this work, acids, asphaltenes, maltenes, and acid-free asphaltenes were isolated from Venezuelan Junin extra heavy crude oil, and their interfacial properties studied using the pendant drop method. This study led to the conclusion that the acids present in the crude, which have molecular weights of about 400 Da and are present in higher concentrations in asphaltenes, account for the decrease in the interfacial tension. In other words, asphaltenes act as molecular traps for acids. Furthermore, it was possible to confirm with simpler methods that substances adsorbed at the water–crude oil interface have low molecular weights.