强化泡沫体系气液界面流变性对驱油效果的影响

以α烯烃磺酸钠和商品稳泡剂作为发泡表面活性剂,添加不同类型聚合物,通过气泡悬滴驰豫震荡法,测定不同强化泡沫体系的气液界面扩张流变参数,并测定其半衰期,得出不同扩张流变性能对泡沫稳定性和驱油效果的影响。实验表明,聚合物溶液浓度增加时,界面黏弹模量也增加,大幅增加气液界面黏性模量能够达到稳泡效果,驱油效果得到大幅改善。生物聚合物有很高的界面黏弹模量,界面黏性模量是影响泡沫半衰期的主要因素,增加气液界面黏性模量是提高泡沫半衰期的有效方法。界面弹性模量对泡沫驱油效果和注入能力影响很大,过高的弹性模量会导致泡沫变形阻力增大,造成地层堵塞注入困难,选择适当气液界面黏弹模量的泡沫体系,能达到较好的泡沫驱油效果。     

原油/表面活性剂体系界面扩张流变性影响因素研究

使用德国KR(U|¨)SS公司生产的DSA100界面扩张流变仪,采用小幅周期振荡法考察了55℃时ORS-41表面活性剂溶液与桩西原油接触界面的界面扩张流变性。通过测量界面扩张模量、弹性模量和黏性模量等参数,研究了实验条件和表面活性剂对界面性质的影响。结果表明:油滴大小和振幅对实验结果的影响较小;界面上发生的主要弛豫过程为扩散弛豫,扩张模量、弹性模量和黏性模量均随着振荡频率的增大而增大。适宜的实验条件为:ORS-41表面活性剂溶液质量分数0.01%,油滴振幅1.0μL,振荡周期10 s,表面活性剂平衡时间300 s。未加表面活性剂时,界面膜可以看作是弹性模,弹性模量和扩张模量分别为2.8409mN/m和2.8490mN/m,黏性模量近似为0。加入表面活性剂后,界面膜的弹性模量和扩张模量迅速降至0.1503 mN/m和0.1786 mN/m:而黏性模量则先增大后减小。     

影响二元乳状液分水速度的研究

二元驱油剂的化学成分及其含量是影响二元乳状液分水速度的重要因素。实验从组成二元驱油剂的主要成分及含量出发,利用反映油水界面性质的参数-界面黏度、界面弹性模量、界面黏性模量、界面张力,研究了相同条件下不同相对分子质量聚合物、不同浓度聚合物、不同浓度表面活性剂的二元乳状液分水速度的差异。结合分散相液膜强度理论分析了影响二元乳状液分水速度的内在机理。     

SH降黏剂对郑王稠油油水界面性质及乳状液稳定性的影响规律研究

以郑王稠油采出液为研究对象,配制航空煤油模拟油-水乳状液,研究了滨南利津联合站所用的SH降黏剂（非离子和阴离子表面活性剂复配而成）对油水界面张力、zeta电位、界面扩张流变性和乳状液稳定性的影响,分析了油水界面性质与模拟油-水乳状液稳定性的关系。结果表明,SH降黏剂质量分数由0增至0.05%时,油水界面张力、油滴的zeta电位变化较小,而扩张模量由16.18 mN/m迅速降至4.60 mN/m,弹性模量由13.76 mN/m降至3.54 mN/m,黏性模量由85.12 mN/m迅速降至29.46 mN/m,脱水率由4.4%迅速增至83.1%,此时界面膜强度的减小是影响乳状液稳定性的主要因素,扩张模量越小则乳状液稳定性越差;当SH降黏剂加量由0.05%增至0.3%时,界面张力由48.93 mN/m降至35.50 mN/m,zeta电位绝对值由7.83 mV逐渐降至3.95 mV,扩张模量、弹性模量、黏性模量逐渐增至7.38、6.42、36.52 mN/m,脱水率降至60.0%。SH降黏剂加量在低于0.3%的范围内,扩张模量与模拟乳状液的脱水率有很好的关联,可以用扩张模量表征模拟油-水乳状液的稳定性。     

复合驱体系化学剂对原油活性组分界面扩张性质的影响

采用小幅低频振荡方法，研究了复合驱体系化学剂如盐、碱、聚合物以及表面活性剂对原油活性组分界面膜扩张黏弹性质的影响和界面扩张模量及相角的变化趋势。研究结果表明，复合驱体系化学剂对原油活性组分界面膜的性质均有一定影响：盐通过改变活性物质在界面上的吸附而影响界面扩张黏弹性质；聚合物能增大低相对分子量活性组分的界面扩张黏度，对高相对分子量活性组分的影响不明显；碱与原油活性组分反应，使扩张黏度明显变化，界面膜的弹性大大增强；表面活性剂能将高相对分子量活性组分从界面上顶替下来，使界面体现为近似单独表面活性剂的性质，而对于低相对分子量活性组分，界面表现为活性组分与表面活性剂混合吸附膜的性质；扩张模量的相角在高工作频率下出现负值。探讨了表观负相角产生的机理。图9表2参7     

复合驱体系化学剂对原油活性组分界面扩张性质的影响

采用小幅低频振荡方法,研究了复合驱体系化学剂如盐、碱、聚合物以及表面活性剂对原油活性组分界面膜扩张黏弹性质的影响和界面扩张模量及相角的变化趋势。研究结果表明,复合驱体系化学剂对原油活性组分界面膜的性质均有一定影响:盐通过改变活性物质在界面上的吸附而影响界面扩张黏弹性质;聚合物能增大低相对分子量活性组分的界面扩张黏度,对高相对分子量活性组分的影响不明显;碱与原油活性组分反应,使扩张黏度明显变化,界面膜的弹性大大增强;表面活性剂能将高相对分子量活性组分从界面上顶替下来,使界面体现为近似单独表面活性剂的性质,而对于低相对分子量活性组分,界面表现为活性组分与表面活性剂混合吸附膜的性质;扩张模量的相角在高工作频率下出现负值。探讨了表观负相角产生的机理。图9表2参7     

复合驱体系化学剂对原油活性组分界面扩张性质的影响

采用小幅低频振荡方法,研究了复合驱体系化学剂如盐、碱、聚合物以及表面活性剂对原油活性组分界面膜扩张黏弹性质的影响和界面扩张模量及相角的变化趋势.研究结果表明,复合驱体系化学剂对原油活性组分界面膜的性质均有一定影响盐通过改变活性物质在界面上的吸附而影响界面扩张黏弹性质;聚合物能增大低相对分子量活性组分的界面扩张黏度,对高相对分子量活性组分的影响不明显;碱与原油活性组分反应,使扩张黏度明显变化,界面膜的弹性大大增强;表面活性剂能将高相对分子量活性组分从界面上顶替下来,使界面体现为近似单独表面活性剂的性质,而对于低相对分子量活性组分,界面表现为活性组分与表面活性剂混合吸附膜的性质;扩张模量的相角在高工作频率下出现负值.探讨了表观负相角产生的机理.图9表2参7     

水溶性降黏剂和油溶性降黏剂对油水界面膜的影响

为揭示水溶性和油溶性降黏剂对采出液破乳脱水的影响,研究了聚氧乙烯醚型水溶性降黏剂（SH）和不饱和酸酯聚合物型油溶性降黏剂（SL）对胜利油田陈庄稠油采出液破乳的影响,通过扩张流变法和扫描电镜从界面膜角度分析了两种降黏剂对稠油采出液稳定性的影响机理。结果表明,SH浓度由0 增至3 g/L 时,采出液油水界面扩张模量由20.09 mN/m降至3.02 mN/m,脱水率由47.62%增至66.67%,界面黏性模量和弹性模量降低,相角由18.43o增至29.43o,SH分子可增大沥青质之间及胶质与沥青质之间的距离,使界面膜强度减小。SL 浓度由0增至3 g/L 时,油水界面扩张模量由20.09 mN/m增至34.76 mN/m,脱水率由47.62%降至6.80%,界面黏性模量降低的同时弹性模量增加,相角由18.43o降至9.83o,SL可增强沥青质分子之间的相互作用,沥青质表面呈现“鱼鳞”形状的规则排布,结构紧密,界面膜强度增强。SH有利于稠油采出液破乳脱水,而SL不利于稠油采出液破乳脱水。图12 参14     

二乙烯三胺-长链脂肪酸体系的界面剪切流变性质

利用双锥法研究了长链脂肪酸模拟油-二乙烯三胺溶液体系的界面剪切流变性质,考察了界面老化时间、应变幅度和剪切频率对界面剪切流变参数的影响,探讨了脂肪酸的疏水链长和饱和度与界面膜性能的关系。结果表明,在脂肪酸模拟油-二乙烯三胺溶液体系中,脂肪酸与有机碱二乙烯三胺反应,生成阴离子型表面活性剂脂肪酸皂;脂肪酸皂与二乙烯三胺能够通过静电相互作用形成界面聚集体,与脂肪酸皂混合吸附,形成一定强度的界面膜。随脂肪酸疏水链长增加,体系界面膜排列更为紧密,剪切复合模量、弹性模量和黏性模量均随之而增大;脂肪酸疏水链中引入双键,分子尺寸增加,体系界面膜变得疏松,剪切复合模量、弹性模量和黏性模量均明显降低。     

无碱二元体系的黏弹性和界面张力对水驱残余油的作用

三元复合驱含碱驱油体系会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,引起地层粘土分散和运移、形成碱垢及导致地层渗透率下降。为此提出利用不加碱可形成超低界面张力的聚合物/甜菜碱表面活性剂二元复合体系驱油。通过流变性实验及微观模型驱油实验,分析了表面活性剂对聚合物表面活性剂二元复合体系黏弹性的影响和聚合物表面活性剂二元复合体系的黏弹性及界面张力对采收率的影响。对聚合物表面活性剂二元复合体系提高水驱后残余油采收率机理的研究表明:在驱替水驱后残余油过程中,聚合物表面活性剂二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂的超低张力界面特性,水驱后残余油以油丝和乳状液形式被携带和运移,随着二元驱油体系的黏弹性的增加和界面张力的降低,水驱后二元驱后的采收率增加,降低界面张力的驱油效果(指达到超低)比提高体系的黏弹性的效果更明显。     

模拟二元复合驱采出液稳定性影响因素研究

二元复合驱是中高渗透油藏提高采收率的主要技术之一。为了研究聚表二元驱对乳状液稳定性的影响,选取含聚表水与模拟油组成油水界面体系,测试了油水界面张力、界面剪切黏度等参数,并结合乳状液静置脱水效果,分析聚表二元驱对油水采出液稳定性的作用机理。采用含聚合物和表面活性剂的水相与模拟油配制成模拟油采出液,用于测试不同聚合物及表面活性剂浓度对界面张力的影响。界面张力结果表明:聚表二元驱成分能够显著增大油水乳状液的稳定性,但聚合物与表面活性剂在界面活性上存在明显差异;界面剪切黏度的影响因素主要为聚合物;静置脱水实验表明,影响油水乳状液稳定性的主要因素为表面活性剂。这与过去的观点存在矛盾,即认为界面剪切黏度是影响乳状液稳定性的关键。因此本研究认为存在其他因素影响乳状液稳定性。     

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。     

聚合物类型对油水界面性质影响研究

采用平面张力仪和表面粘弹性仪研究了部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和疏水缔合聚合物（HAP）对油水界面性质的影响研究结果表明,疏水缔合聚合物HAP可以显著降低煤油／模拟水体系界面张力,但对模拟油／模拟水体系界面张力影响较小;部分水解聚丙烯酰胺类聚合物CA对煤油／模拟水和模拟油／模拟水体系界面张力无明显影响。无论是煤油／模拟水体系还是模拟油／模拟水体系．随聚合物溶液浓度的增加,部分水解聚丙烯酰胺类聚合物CA均使体系界面剪切粘度逐渐增大。而疏水缔合聚合物HAP均使体系的界面剪切粘度先增加,后降低,而后再增加。部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）相对分子质量较大时,HPAM溶液／模拟油体系的界面剪切粘度较大。     

稠油降黏剂与树形大分子破乳剂的界面相互作用

利用界面膨胀流变仪和原子力显微镜(AFM)研究了2种稠油降黏剂OP 10和AES对树形大分子破乳剂SD 1的界面性质和聚集行为的影响,从界面膜角度分析2种降黏剂对稠油乳状液破乳的影响。结果表明,由于3种表面活性剂具有较高的表面活性,在界面层中具有较快的弛豫过程,因而界面弹性模量显示出明显的频率依赖性。在SD 1破乳体系中加入降黏剂OP 10后,因OP 10分子与界面聚集体之间存在快速交换过程,使界面弹性模量降低,促使脱水率升高。在SD 1破乳体系中加入降黏剂AES后,因AES分子能够插入SD 1分子聚集体中,减弱AES分子极性头基之间的静电斥力;同时SD 1分子中的EO基团在水中吸附质子带微弱正电荷,与AES分子产生微弱的静电引力,形成层状结构的混合胶束,致使混合界面膜的界面弹性模量高于SD 1吸附膜,因而脱水率降低。     

水泥环力学参数与载荷间的适应性

为选择水泥环力学参数,保障水泥环封固效能,利用套管- 水泥环- 地层组合体结合有限元力学模型,研究了蠕变地层不同井深条件下水泥环屈服强度、弹性模量、载荷对界面应力及破坏形式的影响,分析了强度、弹性模量与载荷的力学适应性关系。结果表明:套管内加载时井口处水泥环易于发生周向拉伸破坏,井下水泥环则易于发生屈服和出现高的压应力。加载中水泥环发生弹性变形时,水泥环屈服强度对界面各应力不产生影响;弹性模量增加,界面各应力增加。水泥环发生屈服变形时,水泥环屈服强度增加,界面各应力均增大;弹性模量增加,界面接触压力增大,内界面周向应力降低;卸载时井口处水泥环易于发生胶结界面撕裂。水泥环具有低弹性模量、适当屈服强度、高抗拉强度、高胶结界面强度时承载能力高。     

井下复杂温度条件对固井界面胶结强度的影响

针对复杂多变的井下温度影响固井界面胶结强度的问题,利用自主研制的界面胶结强度测试仪,在恒温或交替变温的条件下,对3类水泥浆体系和5种不同岩性岩心所形成的封固系统进行了第一与第二界面胶结强度的实验研究。结果表明,水泥浆凝固过程中,一界面胶结强度在室温到75℃范围内基本不受温度变化的影响;水泥浆凝固后,温度变化会使界面胶结强度显著降低,且降低幅度随温差和温度变化次数的增大而增大;水泥石弹性模量越小,一界面胶结强度随温度变化的降低幅度就越小;二界面胶结强度随温度变化的降低程度取决于水泥石的热膨胀和机械性能,与岩心性能越相近,胶结强度降低幅度越小。     

Evaluation of Interfacial Tension Between SP Solution and Simsim Oil

Surfactant–polymer (SP) flooding has been proved to be an effective enhanced oil recovery method. Producing ultra-low interfacial tensions is an important mechanism relating to SP flooding for enhanced oil recovery. The interfacial tension between surfactant (PJS-1 and BE)/polymer solution and Simsim oil was evaluated in the work. The influence of surfactant and polymer concentration on interfacial tension between Simsim oil and these solutions is discussed. The interfacial tension between the oil and the surfactant solution reduces as the surfactant concentration increases. In the same concentration of surfactant, the interfacial tension between the surfactant solution and the oil becomes larger when the polymer was added in the solution.     

黏土稳定剂和稠油降黏剂对稠油乳状液破乳性能的影响

为研究三次采油过程中黏土稳定剂和稠油降黏剂对破乳的影响机理,采用界面膨胀流变仪考察了阳离子型黏土稳定剂NT-1A、阴离子和非离子复配型稠油降黏剂JN-1A对滨南原油及四组分破乳体系界面膜强度的影响,应用原子力显微镜观察了NT-1A、JN-1A对沥青质聚集结构和形貌的影响。结果表明:原油中沥青质有较高的扩张模量;NT-1A通过静电吸引作用促进沥青质分子交联聚集体的形成,使聚集体粒径由489 nm增至665nm,导致界面膜强度增强,原油界面扩张模量由3.23 m N/m增至5.93 m N/m,脱水率由77.27%降至7.80%;JN-1A在油水界面上的吸附能力较强,部分顶替原油中的活性组分,抑制沥青质分子在油水界面上的聚集,聚集体粒径由489 nm降至215 nm,导致界面膜强度降低,原油界面扩张模量由3.23 m N/m降至1.68 m N/m,脱水率由77.27%增至87.50%。NT-1A、JN-1A主要通过改变原油中的活性组分沥青质的交联强度,影响界面扩张模量,从而影响稠油乳状液的破乳效果。