阴阳离子表面活性剂复配体系泡沫性能研究

提出一种新的泡沫稳定性评价方法,利用Waring Blender泡沫搅拌器所产生泡沫的析液量与时间的关系求出泡沫的不稳定系数,提出通过不稳定系数的比较来综合评价泡沫稳定性能。同时,评价了阴离子表面活性剂(α-烯烃磺酸钠)和阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵)复配体系泡沫性能,对体系泡沫量、稳定性及流变性能进行分析表明,DTAB对体系泡沫性能的影响主要体现在AOS低含量,随着AOS含量的增加DTAB对体系泡沫的影响减小。     

抗高温发泡体系的研制及性能评价

目前随着油气钻探井深的增加,泡沫钻井液的抗温性成为泡沫钻井的限制条件之一。不同类型表面活性剂之间存在协同增效作用,因此可通过表面活性剂之间的复配实现泡沫性能的稳定提升。笔者选用了6种表面活性剂,确定最佳发泡浓度是0.6%,以泡沫综合值为泡沫性能指标,对泡沫性能较好的4种表面活性剂进行了耐盐性能、抗温性能评价。实验表明,十二烷基二甲基氧化铵（OA）随盐度的增加,泡沫综合值曲线变化平稳,耐盐性较好;α-烯烃磺酸钠（AOS）在100℃以上时泡沫综合值较高,耐温能力较好。再对AOS和OA以不同浓度比例复配,得到2者最佳配比是4:1,复配体系最佳发泡浓度为0.4%。通过BZY-1表面张力仪对复配体系评价,表明复配发泡剂表面张力值随温度升高而降低,复配发泡剂体系更加稳定;抗温性评价表明复配体系在150℃以下时协同作用明显,耐温性效果较好,在100℃时泡沫综合值可以达到21.96×104 mL ·s。      

抗高温发泡体系的研制及性能评价

目前随着油气钻探井深的增加,泡沫钻井液的抗温性成为泡沫钻井的限制条件之一。不同类型表面活性剂之间存在协同增效作用,因此可通过表面活性剂之间的复配实现泡沫性能的稳定提升。笔者选用了6种表面活性剂,确定最佳发泡浓度是0.6%,以泡沫综合值为泡沫性能指标,对泡沫性能较好的4种表面活性剂进行了耐盐性能、抗温性能评价。实验表明,十二烷基二甲基氧化铵（OA）随盐度的增加,泡沫综合值曲线变化平稳,耐盐性较好;α-烯烃磺酸钠（AOS）在100℃以上时泡沫综合值较高,耐温能力较好。再对AOS和OA以不同浓度比例复配,得到2者最佳配比是4：1,复配体系最佳发泡浓度为0.4%。通过BZY-1表面张力仪对复配体系评价,表明复配发泡剂表面张力值随温度升高而降低,复配发泡剂体系更加稳定;抗温性评价表明复配体系在150℃以下时协同作用明显,耐温性效果较好,在100℃时泡沫综合值可以达到21.96×104 mL ·s。     

二元复合驱采出液的油水界面性质和破乳条件的关系

用界面张力仪和表面粘弹性仪研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和表面活性剂(石油磺酸盐和非离子型表面活性剂)形成的二元复合体系对模拟油与模拟水(简称油水)界面特性、乳状液稳定性和采出液处理效果的影响。实验结果表明,含固体悬浮物的采出液过滤后与模拟油间的界面张力和界面剪切黏度降低;随表面活性剂浓度的增加,油水间的界面张力和界面剪切黏度降低,而随HPAM浓度的增加,油水间的界面张力和界面剪切黏度增加;原油与二元复合体系所形成的W/O和O/W型乳状液稳定性随HPAM和表面活性剂浓度的增加而提高;采出液中HPAM和表面活性剂的浓度增加,处理采出液的效果变差。     

微量水对高黏度聚α-烯烃性能的影响

利用高剪切分散乳化机将聚α-烯烃中的微量水均匀分散,采用润滑油泡沫特性测定法、石油产品运动黏度测定法、石油产品黏度指数计算法、闪点测定法(宾斯基-马丁闭口杯法)、热重分析法分别评价微量水对高黏度聚α-烯烃理化性能的影响。结果表明：质量分数为0.001 %和0.005 %的微量水可以降低聚α-烯烃的100 ℃运动黏度和黏度指数,能有效改善高黏度聚α-烯烃生成泡沫倾向和降低泡沫稳定性能,而对其闪点（闭口）和热重性质基本没有影响。     

脂肪醇对α-烯烃磺酸钠界面性能的影响

表面张力、表面扩张模量是表征气液界面性能的主要参数,并与泡沫稳定性相关.采用界面流变仪(Tracker)考察了三种脂肪醇对α-烯烃磺酸钠(AOS)溶液界面性能的影响,并分析了界面性能和泡沫稳定性间的关系.结果表明,AOS溶液中加入正己醇使溶液的表面张力升高,加入的浓度越高,表面张力越高;而加入正辛醇、十二醇使表面张力降低,且醇浓度越高,溶液表面张力越低;三种醇的加入均使溶液表面扩张模量降低,加入正己醇的溶液表面扩张模量最大,含十二醇的次之,含正辛醇的AOS溶液的表面扩张模量最小;泡沫稳定性与溶液的表面张力大小无直接关系,加入不同醇后的三种AOS溶液的泡沫稳定性与其表面扩张模量的大小顺序一致,但与体系的表面张力无明显关系.     

二元复合驱中表面活性剂的提采机理分析

为了探究二元复合体系中表面活性剂的作用,将甜菜碱型(S1)、阴离子型(S2)、脂肽生物型(S3)、非离子-阴离子型表面活性剂(S4)4种表面活性剂分别与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)组成二元复合体系,通过测定体系的黏度、油水界面张力、乳化性与岩心驱油实验,分析表面活性剂提高采收率的作用机理。结果表明,在二元复合驱中,表面活性剂对体系黏度有影响,但影响很小,最终决定体系黏度的是聚合物。4种类型的表面活性剂均具有双亲结构,可以降低油水界面张力至10^-3mN/m,促进油水乳化。二元复合驱的采收率较单一聚合物驱采收率高。S4/HPAM二元体系可将油水界面张力降至2.4×10^-3mN/m,形成的油水乳状液黏度最高,稳定性最强,提高采收率效果最好。     

稠油降黏/泡沫复合驱提高稠油采收率

针对普通稠油注水开发效果差、化学降黏驱不能有效提高驱替过程中的波及效率的问题,以N,N-二甲基 胺、3-氯-2-羟基-丙磺酸钠、烷基醇聚氧乙烯醚硫酸铵盐为原料,研制了具有降黏和起泡功能的复合驱油体系。 研究了部分水解聚丙烯酰胺对稠油乳化降黏效果的影响,以及聚合物、油藏压力和稠油对驱油体系起泡能力与 稳定性的影响;对比了聚合物/降黏复合驱、聚合物/降黏/泡沫复合驱提高稠油采收率的效果。结果表明,在质量 分数为 0.3%、温度 30～80 ℃、油水体积比为 7∶3 的条件下,复合驱油体系可使稠油黏度从 1607 mPa·s 降至 35.0～60.3 mPa·s,降黏率达到96%以上;加入聚合物能提高复合驱油体系在更低浓度下的降黏能力。复合驱油 体系具有良好的起泡性能。随着油藏压力增加、稠油含量提高,泡沫稳定性明显增强。在70 ℃下,压力由1 MPa 升至13 MPa时,泡沫的半衰期由8 min提高至120 min。稠油稳定泡沫的作用明显。聚合物主要通过提高黏度、 降低泡沫液膜的排液速度、增强膜的强度来提高稳定性。在物理模拟驱油实验中,聚合物/降黏复合驱体系可在 水驱基础上提高稠油采收率10.05百分点。在注入聚合物/降黏复合驱油体系后再注入氮气,复合驱效果得到大 幅提高。注入气体后生成的泡沫有效提高了驱替过程中的波及效率,聚合物/降黏/泡沫复合驱提高采收率达到 22.0 百分点。降黏/泡沫复合驱技术能实现降黏与剖面调整一体化,对水驱稠油提高采收率具有良好的应用 前景。     

细菌对注聚驱采油污水中部分水解聚丙烯酰胺降解作用研究

针对大港油田长期聚合物驱后,采油污水中含有大量部分水解聚丙烯酰胺,增加了混合液的黏度和乳化性,使油水分离难度加大,采出水含油量严重超标,外排水对环境的污染也越来越明显,亟待解决部分水解聚丙烯酰胺的降解问题.文章对硫酸盐还原菌、腐生菌、芽孢杆菌和烃类降解菌在含部分水解聚丙烯酰胺污水中的繁殖情况,以及对部分水解聚丙烯酰胺的降解规律和最佳降解条件进行了研究,研究表明:将这些细菌接入部分水解聚丙烯酰胺溶液中,能较快地适应环境而快速生长,并对部分水解聚丙烯酰胺的降解具有较大的贡献,且腐生菌的贡献略大于硫酸盐还原菌,其次是芽孢杆菌和烃类降解菌;菌群对含部分水解聚丙烯酰胺污水进行处理,7d后部分水解聚丙烯酰胺质量浓度从52.31 mg/L降为2.78 mg/L,5 d后含油量从13.5 mg/L降为0 mg/L,使污水达到了外排标准.     

有机铬交联剂部分水解聚丙烯酰胺凝胶深部调剖试验

介绍了有机铬交联聚丙烯酰胺凝胶(Cr-HPAM)深部调剖剂的配方及现场应用情况,通过对部分水解聚丙烯酰胺有机铬交联剂体系粘度-时间关系的研究,讨论了部分水解聚丙烯酰胺和有机铬交联体系的成胶性能,即延缓交联性、抗盐敏性和热稳定性,得到了适用于温度75℃、矿化度40000～50000mg/L油藏的最佳配方.     

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。     

部分水解聚丙烯酰胺/乳酸铬在油田污水条件下的成胶特性研究

为了采用油田污水配制性能优良的聚合物弱凝胶调驱剂, 研究了油田污水中各组分对部分水解聚丙烯酰胺/乳酸铬成胶性能的影响, 优选出适合污水条件下的部分水解聚丙烯酰胺/乳酸铬凝胶体系, 考察了该凝胶体系对岩心的封堵作用。结果表明： 随着 Na⁺、 Mg²⁺、 Ca²⁺浓度及矿化度的增加, 部分水解聚丙烯酰胺/乳酸铬成胶时间缩短、 凝胶黏度增加; 随 S^2-浓度增加, 成胶时间延长、 凝胶黏度降低, S^2-加量大于 30 mg/L时, 体系难以成胶; 含油量对凝胶的成胶无影响; 凝胶最佳配方为： 三氯化铬与乳酸摩尔比 1∶8, 部分水解聚丙烯酰胺、 交联剂和硫脲的质量浓度分别为 2000、 200和 800 mg/L, 该凝胶体系的成胶时间为 25 h, 成胶后的黏度为 20 Pa·s, 对岩心的封堵率达 85%以上, 可用油田采出污水配制。表8参12     

压力对改性α-烯烃磺酸盐起泡剂泡沫性能的影响

为满足高含水老油田调驱的需要,研制了一种改性α-烯烃磺酸盐起泡剂.通过与两种现场用起泡剂发泡性能和泡沫稳定性的对比,初步选定改性α-烯烃磺酸盐起泡剂作为调驱用起泡剂.通过一维可视化泡沫微观物理模拟装置视窗观察可以看出,在恒定压力、不同气液比以及恒定气液比、不同压力条件下,泡沫外形清晰、性能稳定,说明改性α-烯烃磺酸盐起泡剂在高压下具有较好的发泡性能和泡沫稳定性能.高压下泡沫性能研究表明,随着压力的升高,改性α-烯烃磺酸盐起泡剂的起始发泡体积略有降低,而起泡剂的泡沫半衰期显著提高,即泡沫体系的稳定性逐渐增强.利用不同渗透率的岩心对改性α-烯烃磺酸盐起泡剂的泡沫封堵性能进行了考察.结果表明,在高渗条件下的最高阻力系数优于低渗条件下最高阻力系数;在最高阻力系数时,低渗气液比要高于高渗气液比.     

均聚后水解合成超高分子量聚丙烯酰胺水解条件的研究

采用新型复配引发体系，以均聚后水解方式进行丙烯酰胺单体聚合，合成了油田驱油剂用超高分子量聚丙烯酰胺，其分子量高达２５００万，水解度２０％￣３０％，过滤比〈１．３。研究了水解剂、水解时间和助溶剂等因素对聚丙烯酰胺分子量的影响，得到了最佳的水解工艺参数。     

界面扩张流变法研究部分水解聚丙烯酰胺与表面活性剂相互作用

利用界面扩张流变方法研究了部分水解聚丙烯酰胺（HY）和阴离子（SDS）、非离子型表面活性剂（Brij-35、TX-100）在十二烷-水界面上的扩张流变性质,探讨了油/水界面上聚合物与表面活性剂不同的相互作用方式和机理。结果表明,HY＋TX-100体系的界面模量最小（约3 mN/m）,HY与HY＋Brij-35体系相当（约16 mN/m）,HY＋SDS体系的略高（约18 mN/m）。阴离子表面活性剂（SDS）带负电荷的头基、聚合物的羧基与矿化水中高价金属阳离子通过桥连作用在油水界面形成复合膜,导致界面膜强度增加。而非离子表面活性剂与部分水解聚丙烯酰胺的静电相互作用较弱,不易形成界面复合膜。在油水界面吸附能力较强的表面活性剂分子（TX-100）足以替换聚合物大分子,形成小分子界面膜,表现出与复合膜完全不同的界面流变性质。     

温度对聚α-烯烃和双酯理化性能的影响

高温氧化安定性是航空发动机润滑油的关键性能。借助高压釜模拟了航空发动机润滑油的氧化条件,分别考察了双酯和聚α-烯烃高温氧化后运动黏度,酸值和倾点的变化情况。考察结果表明,随着温度的升高,双酯酸值的变化明显高于聚α-烯烃,而聚α-烯烃的运动黏度的下降幅度则大于双酯,且倾点也显著提高。高温对聚α-烯烃的运动黏度的衰变影响较大。     

挥发性有机物泡沫阻隔技术研究

通过对一系列发泡剂和稳泡剂进行筛选,确定了一种能长时间阻隔挥发性有机物(VOCs)的泡沫配方,考察了泡沫对VOCs的阻隔效果及稳定性.实验结果表明,当发泡液中软脂酸钾、α-烯烃磺酸钠和阿拉伯胶的质量分数分别为2％,2％,0.5％时,形成的泡沫稳定性最好,泡沫25％析液时间可达3500 min;将泡沫覆盖在VOCs污染介...     

HY-3型表面活性剂发泡性能室内评价

泡沫作为新型的驱油体系已经得到快速发展,选择适当的发泡剂,可以产生最佳质量的泡沫,达到最佳驱油效果.采用气流法对多种表活剂进行发泡性能实验,并利用泡沫综合指数方法进行性能评价.筛选出HY-3型表面活性剂作为发泡剂,最后应用该发泡剂对泡沫性能影响因素进行研究.研究结果表明,起泡剂浓度对泡沫高度影响不大,半衰期则随着起泡剂浓度的增大而增大.综合考虑起泡能力、半衰期、泡沫综合指数等因素,确定起泡剂浓度为0.3%.矿化度越高,泡沫综合指数越差,但影响程度不大.聚合物的加入具有很好的稳泡作用,聚合物浓度增加,泡沫综合指数增大,聚合物浓度为1 000 mg/L时,泡沫具有较高的发泡能力和稳定性,可以形成超强泡沫.     

金属离子对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响

综述了不同金属离子对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度的影响,指出在相同的金属离子浓度下,各种金属离子对HPAM溶液黏度的影响由大到小的顺序是Fe2+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Na+>K+。     

高相对分子质量聚丙烯酰胺生产工艺的优化

采用前加碱均聚共水解工艺生产的油田用高相对分子质量聚丙烯酰胺,其相对分子质量和黏度受到了诸如氧化还原体系、链转移剂、反应温度等方面的影响。本文从上述几个因素出发,探讨了各个因素对聚丙烯酰胺产品的相对分子质量和黏度的影响,优化了高相对分子质量聚丙烯酰胺的配方体系,合成出了相对分子质量大于1.6×107,黏度大于45 mPa·s的产品。