碱-表面活性剂乳化稠油降黏影响因素研究

在鲁克沁油藏地层温度80℃下,研究了不同浓度的表面活性剂溶液、碱-表面活性剂溶液以及剪切时间对鲁克沁稠油乳状液黏度的改善效果。碱能与稠油中的有机酸发生化学反应产生表面活性物质,表面活性剂能降低油水界面张力,破坏胶质沥青质分子间的氢键,二者具有协同作用。实验测量了在稠油中添加不同浓度表面活性剂、碱、碱-表面活性剂后形成的乳状液黏度,分析碱和表面活性剂对稠油乳化降黏的影响。实验结果表明,碱-表面活性剂二元复合体系比单一表面活性剂的乳化降黏效果更好,剪切时间越长稠油乳状液黏度越低,最终稠油乳状液黏度趋于稳定。经过40 min剪切后,加入浓度为1 000 mg/L的表面活性剂+浓度为300 mg/L的Na₂CO₃的稠油乳状液黏度降为44 mPa·s,降黏率达到了85%。碱-表面活性剂对鲁克沁稠油乳状液降黏有很好的改善作用,对指导鲁克沁稠油的现场开发具有一定的理论意义和实际应用价值。     

海上稠油乳状液稳定性影响因素

为配合注蒸汽热采技术用于海上稠油的乳化降黏,用自制的水溶性乳化降黏剂SP(阴-非离子表面活性剂)配制水溶液,将渤海油田海上稠油与表面活性剂水溶液以油水质量比70∶30混合制得O/W型乳状液。研究了矿化度、pH值、温度和SP浓度等因素对乳状液稳定性的影响,以乳化体系在50℃下静置60 min的出水率作为体系的稳定性表征参数,出水率越高、稳定性越差。此外,通过测定表面活性剂溶液和稠油间的界面张力,分析了乳状液稳定性机制。结果表明,矿化度、pH值对乳状液稳定性的影响最大,SP加量次之,温度的影响较小。随着矿化度的增加,界面张力和出水率先降低后增加,当矿化度为55 g/L时,体系的界面张力最小,稳定性最好;钙离子对乳状液界面张力的影响大于钠离子。碱性条件有利于乳状液的稳定。随着SP加量的减少,界面张力升高,乳状液稳定性降低。SP对海上稠油的最佳乳化温度为50数70℃;SP耐温性良好,经300℃的高温处理后仍具有良好的活性,可配合注蒸汽热采技术用于海上稠油的乳化降黏。图9表1参18     

稠油输送抗乳化减阻剂的优化

采用宏/微观测试手段分析了旅大油田稠油采出液乳化致稠的主要影响因素,比选评价可有效抑制油水乳化的抗乳化减阻剂复配体系;依据稠油现场集输设计方案,采用动态流变学测试方法,模拟稠油-水乳状液加剂前后表观黏度的变化规律,并利用OLGA软件计算油水液加剂前后管输流动摩阻,评价复配体系的抗乳化效率及减阻效果。结果表明：温度和含水率是影响稠油乳化的主要因素;在稠油采出液中加入200 mg/L的复配抗乳化体系(m(AP9901)∶m(TA1031)=2∶1),可有效抑制油水乳化,降低油水界面张力,还可促进W/O型乳状液破乳析水,显著降低油水混输流动摩阻,减阻率可达66.87%。     

磺酸盐型高分子表面活性剂的乳化性能研究

表面活性剂驱油体系主要通过改变原油的乳化性能、降低油水界面张力从而提高洗油效率达到提高采收率的目的。文章首先通过表面活性单体AA-EO₂₅C₁₂与AMPS聚合形成磺酸盐型高分子表面活性剂P(AMPS/AA-EO₂₅C₁₂),在此基础上分别研究了表面活性剂浓度、温度、复配以及油水比对其乳化性能的影响。结果表明,随着高分子表面活性剂浓度增大,乳化稳定性越强,3000mg/L时乳化降黏效果最佳;随矿化度的增大,乳状液半径增大,乳化稳定性和降黏效果均下降,且CaCl₂的影响远远大于NaCl;10000mg/LNaCl条件下,浓度为3000mg/L的P(AMPS/AA-EO₂₅C₁₂)与100mg/L OP-10复配效果最好,降黏率达到98.88%;油水比为4:6,温度为55℃时降黏效果较好。     

表面活性剂高温乳化性能研究

通过测定114℃条件下,4种不同类型表面活性剂溶液（石油磺酸盐PS、非离子-阴离子型双子表面活性剂FOS、烷基糖苷APG以及十二烷基苯磺酸钠DBS）与高30原油间的乳化速率、乳化稳定性以及乳化降黏效果,研究了表面活性剂的高温乳化性能。实验结果表明,表面活性剂通过降低动态界面张力初始值提高乳化速率;通过增强界面活性和界面膜强度提高乳化稳定性;通过形成O/W型乳状液以及破坏胶质、沥青质聚集体结构降低原油黏度。盐度仅对阴离子表面活性剂的乳化性能影响较大,而表面活性剂浓度和油水比对各类表面活性剂的乳化性能均有显著影响。图4表5参8     

腰果酚甜菜碱型表面活性剂的合成与性能评价

为获得性能优良的聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系,以腰果酚、环氧氯丙烷为原料,四丁基溴化铵为催化剂合成了腰果酚甜菜碱型两性离子表面活性剂,用红外光谱对其结构进行了表征;将表面活性剂与聚丙烯酰胺复配,研究了表面活性剂与聚合物加量对油水界面张力及乳化性能的影响。研究结果表明,合成产物具有腰果酚甜菜碱型两性表面活性剂的结构特征,表面活性剂在低浓度（0.5～3.0 g/L）时的油水界面张力为10^-4～10^-3mN/m。二元复合驱油体系平衡界面张力随聚合物浓度的增加而增大,表面活性剂加量对二元体系平衡界面张力的影响较小,当表面活性剂质量浓度为0.3～0.8 g/L、聚合物质量浓度为0.5 g/L 时的平衡界面张力为10^-6～10^-5mN/m。二元体系乳化性能良好,随表面活性剂和聚合物浓度的增加,二元体系分水时间呈增长趋势（200～1000 s）。表面活性剂与聚合物复配使油水界面张力降低,乳状液稳定性提高。图9 参19     

胜利油田陈南稠油的乳化降黏研究

为实现胜利油田陈南联合站稠油的乳化降黏,选取了7 种亲水亲油平衡值在8～18 的表面活性剂,通过测量单一和复配乳化剂对乳状液的脱水率和降黏率,筛选出降黏效果和静态稳定性良好的乳化剂,考察了油水质量比、乳化剂浓度、乳化温度、乳化强度对乳化降黏效果的影响。结果表明,在乳化温度50℃、乳化强度2000 r/min×10 min的条件下,筛选出的25.8% Span80+74.2%十二烷基苯磺酸钠和10.1% Span80+89.9%十二烷基苯磺酸钠两种复配乳化剂与稠油形成的乳状液静置5 h 后的脱水率分别为21.8%和23.0%,剪切速率为100 s^-1时的降黏率分别为99.92%和99.89%;随油水质量比降低,乳状液脱水率增加、黏度降低、稳定性变差;随乳化剂浓度增加,乳状液黏度先降低后增加;随乳化温度降低和乳化强度的增大,乳状液黏度增加;在油水质量比5∶5、乳化剂质量分数1%、乳化温度50℃、乳化强度1000 r/min×5 min 的乳化条件下,可使陈南稠油黏度（50℃）由1964mPa·s 降至35 mPa·s。图6 表3 参11     

双子表面活性剂对海上S油田稠油降粘性能评价

针对海上S油田地层中胶质和沥青质含量高、稠油粘度大和水驱采收率低的问题,采用双子表面活性剂RB107对S油田稠油进行降粘实验,评价其乳化浓度、聚集形态、界面活性、润湿性和稳定性等,在此基础上通过物理模拟驱油实验考察其驱油性能。结果显示:在油藏条件下,当质量分数为0.3%、油水体积比为50∶50时,可使稠油粘度降低97%,使油水界面张力降至0.165 6 m N/m,说明双子表面活性剂RB107在较低浓度下具有较强降粘性能和界面活性;乳化速度为0.24 m L/min,油水乳状液油珠分散均匀且直径小,说明RB107具有较快的乳化速度和较强的稳定性;RB107溶液与原油基底的接触角为10.8°,说明对油水界面具有较强的润湿性;其可在水驱的基础上提高采收率10.1%,说明RB107对S油田稠油具有良好的降粘效果,可作为S油田稠油的降粘剂。     

季铵盐阳离子聚合物防膨剂对 W/O乳状液稳定性的影响

为揭示季铵盐阳离子聚合物防膨剂对热采稠油乳状液稳定性的影响规律,根据南堡35-2油田热采现场采出液特征,采用高温高压可视相态釜模拟配制油包水乳状液,研究了季铵盐阳离子聚合物防膨剂对油水界面张力、界面剪切黏度及乳状液表观黏度和破乳脱水率的影响。结果表明,随着防膨剂浓度的增大,油水间的界面张力降低,界面剪切黏度增大;防膨剂浓度一定时,随着剪切速率的增大,界面剪切黏度增大并最终趋于稳定。温度对乳状液体系的性能影响较大:防膨剂在55℃时几乎对原油的乳化不产生影响,防膨剂溶液与原油形成的乳状液不稳定;在乳化温度为100℃和150℃下形成的乳状液稳定性高,且其表观黏度随防膨剂浓度的增大而增大;防膨剂浓度一定时,随着乳化温度升高,乳状液的表观黏度明显增大,脱水率降低,150℃时含0.5%~10%防膨剂乳状液的脱水率均为0,稳定性良好。季铵盐阳离子聚合物防膨剂能降低油水间的界面能,提高界面膜强度,增加W/O型乳状液的稳定性。     

新疆油田三元复合驱油体系油水界面Zeta电位的影响因素

针对新疆油田,利用表面活性剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)以及不同的碱复配得到碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱,并分别配制成乳状液。利用Zeta电位分析仪和界面张力仪等考察了不同乳状液的Zeta电位和油水界面张力。实验结果表明,含石油磺酸盐阴离子表面活性剂(KPS)的乳状液的Zeta电位绝对值最大,含甜菜碱型表面活性剂(APS)的乳状液的Zeta电位绝对值最小。随表面活性剂含量的增大,乳状液的Zeta电位绝对值呈不同的增大趋势。对于LPS/KPS(LPS为烷醇酰胺类非离子型表面活性剂)复配表面活性剂,其乳状液的Zeta电位主要由KPS控制。LPS/KPS复配表面活性剂降低原油界面张力的效果明显。采用ASP三元复合驱时,表面活性剂对界面电位的影响变弱;随碱含量的增大,Zeta电位降低;随HPAM含量的增大,Zeta电位绝对值相应增大。     

生物基两性离子型表面活性剂在不同驱油体系中的乳化稳定动力学

为探索生物基两性离子型表面活性剂(CNBS)在矿化度高于5 g/L体系中的驱油性能,研究该表面活性剂在不同驱油体系中的界面活性和乳化稳定动力学。结果表明,当该表面活性剂质量浓度为1.29 g/L、矿化度为32 g/L、NaOH质量分数为2.5%时,形成稳定W/O型乳状液,油/水界面张力降低至9.60×10^-4mN/m。当体系中总含水体积分数在40%～80%范围时,表面活性剂的加入有利于形成W/O型乳状液,且表面活性剂浓度是影响模拟乳状液稳定动力学的关键因素;随其浓度增大,模拟乳状液的破裂速率常数降低、半衰期和油相含水率增大,模拟乳状液的稳定性增强;当表面活性剂质量浓度为1.50 g/L,模拟乳状液稳定性最好。该表面活性剂与NaOH和黏均相对分子质量为2.5×10⁷的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有良好的协同效应,当表面活性剂浓度较低时,三元体系形成稳定W/O型乳状液。分子动力学模拟结果表明,油/水中加入该表面活性剂可使油/水界面膜厚度增大、界面能降低,形成稳定的乳状液;体系中加入NaCl和NaOH,油/水界面膜厚度和界面能均降低,乳状液的稳...     

含固体颗粒二元复合驱原油乳状液破乳研究

为了有效处理含固体颗粒的聚合物/表面活性剂二元复合驱原油乳状液油水分离困难的问题,采用界面张力仪和全功能稳定性分析仪考察了硅藻土、破乳剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和石油磺酸盐表面活性剂对胜利海上原油二元复合驱采出液稳定性和油水界面性质的影响。结果表明,非离子破乳剂ECY-05和有机硅破乳剂589按质量比4∶1组成的复配破乳剂FP的破乳效果良好,随着FP加量增大,乳状液稳定性降低,油水界面张力减小,脱水率增加,FP加量为200 mg/L时,含固原油乳状液60 min脱水率为88%;随着HPAM、表面活性剂和硅藻土含量的增加,乳状液稳定性增加,脱水率降低;油水界面张力随着硅藻土加量的增大而增大,随表面活性剂浓度的增大而减小,HPAM对油水界面张力影响较小,三者的协同作用使得脱水率降低。     

驱油用表面活性剂复配与评价

为得到适应大港油田孔店油藏条件的表面活性剂,对10余种表面活性剂进行了复配优选。经实验评价,复配表面活性剂JBP-1的各项性能均能达到现场应用要求,其水溶液降低界面张力能力较强,油水界面张力可达到超低10~(-3) mN/m数量级;抗吸附性能较强,4级吸附后界面张力仍可达到超低数量级;聚合物与表面活性剂二元驱油体系的配伍性较好;乳化效果较好,当其水溶液浓度为0.30%~0.40%时,乳化效果最强。复配表面活性剂JBP-1的成功开发为大港油田复合化学驱技术的推广应用提供了有力的技术支撑。     

胜利油田金17块稠油-水乳化特性及其对乳化驱油的影响

胜利油田金17块稠油油藏采用水驱后采出液乳化严重，地层流动能力降低，导致开发效果变差。通过乳化状态分析、黏度和流变性测试、油水界面张力测试等研究稠油和水的乳化特性，分析乳化稠油的流动特性；通过对油田常用的乳化驱油剂与W/O型乳状液再乳化形成乳状液的乳化状态、粒径、黏度和黏弹性分析，对乳化稠油再乳化特性进行了研究；分析乳化稠油再乳化机理，并对乳化驱油研究提供了思路。结果表明：乳化严重影响稠油乳状液的黏度，在油藏温度（60℃）条件下，含水率为60%的W/O型乳状液，其黏度、黏性模量和油水界面张力分别是脱水稠油的11.9倍、13.49倍和2.49倍。当含水率高于40%时，非牛顿特性变强、黏度开始呈指数式增大、黏性模量增大显著、油水界面张力迅速增大，严重制约了其在孔隙介质中的流动性。当乳化稠油与乳化驱油剂再乳化时，形成W/O/W型多重乳状液。乳状液的粒径、黏度和黏弹性随着W/O型乳状液中初始含水率的升高而增大。当初始含水率为60%时，乳化驱油剂LPA,HPF和SDS与W/O型乳状液再乳化后形成乳状液的粒径分别为91.3,40.6和27.5μm。相比于它们与脱水稠油形成的乳状液，粒径分别增大7....     

聚醚结构对油水界面性能及稠油降黏效果的影响

为深入认识化学驱稠油乳化降黏的作用机制,考察了3种不同结构的聚醚与稠油的界面张力和界面扩张流变性质,测定了聚醚溶液与稠油形成的乳状液的稳定性、粒径和黏度.结果表明,聚醚类表面活性剂具有较长的柔性氧乙烯(EO)链和氧丙烯(PO)链,能形成界面"亚层",油水界面膜以弹性为主,易与稠油形成稳定的O/W乳状液,显著降低稠油黏度...     

低界面张力表面活性剂DQ-2的制备及性能研究

界面张力表面活性剂具有较强的洗油效果。用十二烷基硫酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和十二烷基二甲基甜菜碱复配制备出了低界面张力表面活性剂DQ-2。通过界面张力测定,对DQ-2表面活性剂的耐温耐盐、洗油效果、吸附等性能进行室内评价。结果表明,在矿化度5 426 mg/L的条件下,加入质量分数为0.3%低界面张力表面活性剂DQ-2,油水界面张力为4.96×10~(-3) mN/m;动态驱替实验表明低界面张力表面活性剂DQ-2加入可提升采收率11.38%,复配体系具有良好的耐温耐盐性、稳定性和乳化性。     

Al2O3纳米颗粒与表面活性剂对O/W乳状液稳定性的影响

为了提高原油乳状液的稳定性,研究了亲水和疏水两种氧化铝纳米颗粒在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铵(CTAB)和非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)中的分散稳定性,并用氧化铝纳米流体、液体石蜡和OP-10制得O/W型乳状液,考察了亲水与疏水纳米颗粒和OP-10对乳状液稳定性的影响。结果表明,表面活性剂类型与浓度对氧化铝纳米颗粒分散效果的影响较大,OP-10的分散性较好。O/W乳状液的稳定性与纳米颗粒和表面活性剂密切相关。在一定浓度下,随着纳米颗粒和表面活性剂浓度增加油水界面张力降低,乳状液的稳定性增强;高浓度的纳米颗粒和表面活性剂会使油水界面张力和乳状液析水率增加,稳定性降低;0.3%OP-10复配0.2%疏水氧化铝纳米颗粒形成的乳状液稳定性较好。与亲水氧化铝纳米流体相比,疏水氧化铝纳米流体具有更高的分散稳定性和更强的稳定乳状液的能力。     

低渗透油藏表面活性剂降压增注效果影响因素

表面活性剂通过降低油水界面张力和乳化作用实现低渗透油藏降压增注。通过宏观和微观方法研究界面张力和乳化速率对降压效果的影响,并分析界面张力和乳化速率的协同作用。结果表明,当界面张力小于5.25 mN/m时,能够实现降压作用,且随着界面张力的降低,其降压效果越显著;界面张力下降,采收率上升,但当其降低到10-1mN/m时,表面活性剂提高采收率的增幅有限;界面张力达到10-2 mN/m时,表面活性剂仍无法完全解除水流通道中残余油的附加阻力。当表面活性剂的乳化速率大于0.11 mL/min时,有降压作用,进一步提高乳化速率,从而提高降压率,但当表面活性剂的乳化速率大于0.42 mL/min时,对降压率的影响程度减弱;对采收率增幅的影响为乳化速率加快,采收率增幅加大,当表面活性剂的乳化速率大于0.21 mL/min时,继续增加乳化速率对采收率增幅的影响不大。因此,表面活性剂用于降压增注的表面活性剂形成乳状液的时间短,能够使油水充分乳化,迅速扩大波及面积后再降低界面张力、提高洗油效率,可以更有效地降低驱替压力,提高采收率。     

一种阴离子-非离子表面活性剂型降黏剂的制备及性能评价

以非离子表面活性剂曲拉通TX-100和阴离子表面活性剂对苯乙烯磺酸钠为原料复配制备了一种新型降黏剂，测定了新型降黏剂的表面张力、临界胶束浓度、界面张力及润湿性，考察了表面活性剂分子结构、降黏剂含量、实验温度和矿化度对降黏剂性能的影响，并分析了降黏剂的降黏机理。实验结果表明，新型降黏剂具有良好的降黏效果和耐温耐盐性能。降黏剂将稠油从油包水型乳状液转化成水包油型乳状液，生成的水膜提高了稠油的流动性，降黏剂分子通过油水界面扩散进入油相后，苯环与胶质和沥青质分子结构中的芳多环形成π-π作用，改变了稠油分子内部结构中存在的氢键、范德华力等作用力，从而达到降黏的效果。     

化学降粘开采技术在小断块稠油油田的应用

根据原油乳状液理论、表面活性剂的不同降粘机理，制定了稠油降粘剂类型的选择原则，重点研究了碱液降粘与脱水性能的关系；提出了碱液降粘有最佳的降粘、脱水、降低油水界面张力范围，过量的碱液浓度会造成３种性能异变。所研制的ＨＲＶ－２降粘剂通过现场试验，可以满足小断块稠油开采的需要。