石油羧酸盐与不同碳链结构磺酸盐复配体系的界面活性研究

为了探求石油磺酸盐与石油羧酸盐复配后产生协同效应的机理,选出直链和支链的石油磺酸盐与石油羟酸盐复配,并测定复配体系的界面张力,研究复配后的界面活性。发现直链的石油磺酸盐复体系要优于支链的碘酸盐复配体系的界面活性,由此讨论了复配效果和石油磺酸盐,石油羧酸盐分子结构及亲水亲油差异的关系。结果表明,直链磺酸盐与石油羧酸盐复配表面出很好的复配效应,而支链磺酸盐与石油羧酸盐复配效果较差。     

烃氧化产物皂化后活性组分在油、水相的分配

用强酸酸化后测定乙醚抽出物酸量和酯量、溴甲酚绿两相滴定测定羧酸盐等方法研究了烃氧化产物皂化后活性组分在油、水相的分配。结果表明,在现行的用NaOH皂化烃氧化产物以制备水溶性石油磺酸盐的过程中有相当多的活性组分分配到油相;在水相和油相中均有大量羧酸酯存在,羧酸酯量远远超过羧酸盐量。     

非离子、阳离子表面活性剂与驱油表面活性剂的协同效应

研究了驱油表面活性剂与非离子、阳离子表面活性剂的协同效应.表面活性剂之间的复配效果不仅与表面活性剂之间能否形成紧密的混合胶束有关,而且与油相性质如碳数、分子结构及水相性质如矿化度及电解质组成有关.当油相碳数较低时,Tween类非离子表面活性剂的亲油基在界面上插入油层较浅,在和阴离子表面活性剂形成混合胶束时其庞大体积的亲水基在水相中插入较深,对混合胶束形成的空间位阻作用较小,因此可形成较紧密的胶束而改善界面活性.Tween 80由于其亲油基碳链较长,在和阴离子表面活性剂形成混合胶束时,其庞大体积的亲水基离得较远,对混合胶束形成的空间位阻作用较小,而使减小阴离子表面活性剂离子端电荷间静电作用的屏蔽效应居于优势,因而界面活性有较大改善.阳离子表面活性剂CTMAB加入阴离子表面活性剂中由于其正负离子之间的引力使胶束更加紧密,界面活性得到改善,但只发生在矿化度较低的情况下.当矿化度较高时,反离子浓度增加,从而压缩表面活性剂的双电层,减弱了表面活性剂离子头上电荷对周围表面活性剂离子头的电荷作用力.     

混合溶液中石油羧酸盐和磺酸盐含量的测定

利用石油羧本盐与磺酸盐在不同酸碱性条件下不同的存在形式,研究并建立了石油羧酸盐－磺酸盐复配体系中两种表面活性剂含量的测定方法,即分步滴定的方法,用溴甲酚绿碱性分相滴定法测定体系中表面活性剂的总含量,用百里酚蓝－次甲基蓝酸性分相滴定法测定体系中磺酸盐的含量,从总含量中扣除磺酸盐的含量即为羧酸盐的含量。该方法操作简便,快速,可靠性强,已成功运用于室内驱油实验研究。体系中无机盐和聚合物的存在对测定结果影响不大。     

将石油磺酸盐产品中未磺化油转变为石油羧酸盐的研究

将石油磺酸盐产品中未磺化油分离后进行氧化、皂化反应,表面活性剂产率提高25%以上,得到的石油羧酸盐与石油磺酸盐产品进行复配,在Na2CO3含量6数12 g/L及复配表面活性剂含量1数3 g/L的范围内,复配体系与大庆原油间可以形成超低界面张力。考虑到石油磺酸盐产品在分离未磺化油后活性会下降,又进行了将含有未磺化油的石油磺酸盐产品直接氧化的研究,得到石油羧酸盐和石油磺酸盐的混合产物,活性物含量提高8%以上,未反应油含量降低10%左右,氧化后界面活性得到保持或略有改善。用氧化后的产物配成的三元复合体系具有很好的界面活性长期稳定性,在6个月的贮存测试期间均保持了初始时10-4m N/m数量级的超低界面张力。     

石油羧酸盐及其复配体系中混合胶束对界面活性的影响

为揭示石油羧酸盐界面活性的结构成因,深入研究石油羧酸盐和磺酸盐的复配规律,选取了平均碳数分别为23.16、26.01、28.70的大庆原油馏分作原料制备石油羧酸盐,优选了一种平均碳数和油酸钠碳数相近的石油羧酸盐并将其界面活性与油酸钠进行了比较研究。此外,针对矿化度较高(矿化度11948.4 mg/L)、石油羧酸盐可以在低碱甚至无碱条件下单独达到超低界面张力的红岗油田,考察了石油羧酸盐和石油磺酸盐形成的混合胶束对复配体系界面活性的影响。研究结果表明,平均碳数和油酸钠碳数相近的石油羧酸盐的界面活性远优于油酸钠,其原因是石油羧酸盐由不同碳链长度的分子组成,由于亲水亲油性(HLB值)的差别,长链分子和短链分子在油水界面上插入深度不同,混合胶束的极性基团之间的斥力较单一分子组成的油酸钠极性基团间斥力小,分子间排列较紧密,界面吸附量较大。石油羧酸盐和磺酸盐的复配体系在矿化度较高的红岗油田具有很好的复配效果,石油羧酸盐和磺酸盐复配体系的界面活性比单剂好,达到初始界面张力的时间明显比单剂的短。石油羧酸盐单剂体系及复配体系中的混合胶束均使界面活性显著提高。     

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     

用SITE—04型张力仪测定界面张力影响因素研究

使用ＳＩＴＥ０４型旋滴界面张力仪测定油石油羧酸盐复配体系界面张力时，转速、注入油滴体积、气泡和进样速度及技巧等因素都对界面张力稳态值产生影响。通过实验研究了其中一些影响因素。结果表明，该仪器的最佳转速范围为２０００～４０００ｒ／ｍｉｎ时，注入油滴体积以０．２～０．８μｌ为宜；气泡的存在使界面张力测定值明显偏高，而消除气泡较为有效的方法是快而稳地注入油滴。另外，还将ＳＩＴＥ０４型张力仪的测定值与Ｔｅｘａｓ５００型张力仪的测定值进行了对比，结果表明了各自的适用场合。     

复配表面活性剂/碱驱油体系中石油羧酸盐与重烷基苯磺酸盐的吸附研究

在45℃下测定了石油羧酸盐(室内制品O126，工业品ICO435)和重烷基苯磺酸盐(工业品WGN和ORS-41)从混合溶液中的吸附量。配液用水为大庆采油四厂净化污水，矿化度为4．3g／L。在静态吸附测定中波固比(mL／g)范围为1：8～8：1。在人造岩心粉上，O126/WGN(2．4／0．6g／L)溶液中O126和WGN的静吸附量随波固比的增大而增大；加入电解质NaOH，NaCl或Na2CO3(9．0g／L)使吸附量增大，其中Na2CO3的影响程度较小；在液固比1：4下，吸附后的不含和含电解质的溶液中O126和ORS-41的摩尔浓度比大体上接近初始比值(0．7971)。在大庆去油油砂上，吸附后ICO435/WGN／Na2CO3(5．33／0．67／10．0g／L)溶液中ICO435与WGN的摩尔浓度比，在液固比1：4时为0．9063，接近初始比值(0．8919)。在人造岩心驱油中，注入O126／ORS-41／NaOH／HPAM(0．77／0．82／12．0／1．2g／L)驱油溶液0．3PV和HPAM(0．8g／L)溶液0．3PV后，流出液中O126和ORS-41的质量浓度与初始质量浓度之比随累计流出体积(0．31～3．49PV)的变化趋势大体上是一致的。因此认为：在接近实际驱油过程的液固比下(1：3～1：4)，石油羧酸盐和重烷基苯磺酸盐的色谱分离较弱，在驱油液中可大体上保持初始比例。图1表4参5。     

纳米技术在提高采收率与管道阻垢上的研究应用

随着科学研究的不断深入和发展,纳米技术作为一项高居科学前沿的新兴技术正逐步应用于石油开发领域。从纳米技术在油田提高采收率方面以及管道防护方面两方面入手,综述了国内外纳米材料于油田驱油提高采收率方面的研究现状、作用机理以及于输油管道阻垢防护上的新突破,展望了纳米技术在油田应用方面的发展趋势。