石油羧酸盐及碱复合体系／大庆原油间的动态低界面张力研究

本探讨了石油羧酸盐及碱复合体系和大庆原油间的动态低界面张力形成的原因，并研究了盐含量、碱含量对其间动态低界面张力的影响。结果表明，低界面张力主要是石油羧酸盐活性剂的贡献，而动态低界面张力过程是由水相中碱与原油中的有机酸反应生成的界面活性物质引起的。在某一含量范围内，随ＮａＣｌ或ＮａＯＨ含量增加，动态低界面张力曲线移向低界面张力区。     

氯化钠和异戊醇对于石油羧酸盐界面活性的改善

研究了电解质（NaCl)和助剂醇（异戊醇）对石油羧酸盐活性剂体系（2 ^-4E,2^#-6E）界面活性的影响。实验结果表明,在活性剂体系2^#-4E和2^#-6E中加入NaCl和异戊醇,可大大改善活性剂体系的界面活性;加入NaCl和异戊醇后的活性剂体系在很宽的活性剂浓度和碱度范围内与大庆原油产生超低界面张力。     

石油羧酸盐和磺酸盐复配体系的界面活性

研究了用石油馏分液相氧化产物制得的石油羧酸盐与不同磺酸盐（ＯＲＳ－４１、Ｂ－１００、ＭＳ－４５等）的复配体系的界面活性。结果表明,复配体系的界面生优于单一的石油羧酸或磺酸盐体系。复配体系的这些特点对提高驱油效率很有利。     

石油羧酸盐三元复合体系的流度与驱油效率的关系

本文研究了石油羧酸盐－Ｎａ２ＣＯ３－部分水解聚丙烯酰胺三元复合驱油体系的流度和驱油效率。实验结果表明，三元复合体系中部分水解了内烯酰胺浓度的增加而降低；在一定范围内，随着流度的降低，驱油效率提高，流度降至一定值后驱油效率不再发生变化。     

皂化及提纯过程对石油羧酸盐界面活性的影响

对石油馏分油的氧化产物进行了不同形式的皂化，并将所得到的石油羧酸盐活性剂提浓，实验结果表明：用溶剂皂化制备石油羧酸盐活性剂可提高皂化反应的产率，且所得活性剂可提高皂化反应的产率，且所得活性剂的界面活性也较好；分步皂化不仅可提高石油羧盐产率，还可得到不同亲油、亲水性的活性剂体系，并根据实验需要可将这些活性剂进行复配。甲醇抽提提纯后的氧化烃，经水相皂化后所得活性剂的界面活性较好；用正已烷－异丙醇－水抽     

石油羧酸盐三元复合体系渗流特性的实验研究

鉴于对石油酸盐－碱－部分水解聚丙烯酰胺三元复合体系的流度控制未曾有过探讨，在实验室内研究了这种三元复合体系在残余油和无残油时通过多孔介质渗流的特性。     

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。     

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。     

不同链长石油羧酸盐和不同碳数纯烃之间的界面张力

实验考察了由平均碳数为23．16、26．01、28．70的大庆原油馏分油经氧化、皂化制备的石油羧酸盐A、B、C与正庚烷、正十二烷、正十六烷之间45℃下的界面张力(动态界面张力稳定值)与水相盐度的关系。石油羧酸盐在水相中的质量浓度为1g／L。对于每一种烷烃，随着石油羧酸盐平均碳数增大，产生超低界面张力所需的盐度范围缩小。最低界面张力对应的盐度(最佳盐度)减小；而对于每一种石油羧酸盐，随着烷烃碳数增大，产生超低界面张力的盐度范围扩大。最佳盐度增大但相互间差别减小。从达到的界面张力值、盐度范围和盐度值来看，对于正庚烷、正十二烷、正十六烷。较适宜的表面活性剂分别是石油羧酸盐A、B、C。研究结果表明，在超低界面张力体系中，石油羧酸盐的平均碳数与烷烃碳数之间、烷烃碳数与盐度之间有一定的对应关系；在石油羧酸盐的应用中，原油的EACN值和油藏矿化度都必须考虑。图6参5。     

石油羧酸盐/重烷基苯磺酸盐/碱复配体系的界面活性及吸附特性

实验考察了石油羧酸盐(POS-2和POS-4)/重烷基苯磺酸盐(ORS-41)/碱(NaOH)复配体系与大庆脱气原油(45℃粘度18.7 mPa·s)间的界面张力IFT(45℃)及2种表面活性剂在大庆去油油砂上的吸附特性.实验复配体系用矿化度4.3 g/L的模拟注入水配制.在复配体系中加入C2～C5正构脂肪醇使实验油水体系IFT达到平衡的时间由～70 min缩短至～50 min,使IFT稳定值(～5.8×10-3 mN/m)有所降低,各种醇的影响力相差不大,C3醇略好.当POS-2、ORS-41、C2、C3混合醇(1∶1)质量比为24∶8∶1时,在POS-2浓度0.6～6.0 g/L、NaOH浓度2.5～12 g/L范围出现超低IFT.POS-4/CTMAB或CPC/NaOH复配体系只在很窄的阳离子表面活性剂浓度范围出现超低IFT.OP类和Tween类非离子表面活性剂使POS-2/NaOH体系的IFT升高,升高幅度随加入量和乙氧基数增大而增大.POS-4和ORS-41在油砂上的吸附符合Langmuir定律,从POS-4/ORS-41/NaOH(2.5/0.83/12 g/L)复配体系中的吸附量(饱和吸附量为1.444和6.741 mg/g油砂),低于从POS-4/NaOH(2.5/12 g/L)和ORS-41/NaOH(0.83/12 g/L)体系中的相应吸附量(分别为2.925和7.581 mg/g油砂).图6表1参9.     

孤东二元驱体系中表面活性剂复配增效作用研究及应用

报道了孤东PS二元复合驱先导试验中所用胜利石油磺酸盐SLPS与非离子表面活性剂间的复配增效作用研究结果。等摩尔比的磺酸盐AS与非离子剂LS54溶液的动态表面张力能迅速达到平衡且平衡值σe低。AS/LS45混合体系的临界胶束浓度随LS45加入比例的增大不断降低,σe值则迅速降低并维持低值。当油相为正辛烷、甲苯、甲苯 正辛烷(1∶2)时,在磺酸盐SDBS中加入非离子剂LS45、TX、Tween、AES后,油水界面张力均大幅降低;在正辛烷中加入甲苯,可以降低与水相间的界面张力。用介观尺寸耗散粒子动力学(DPD)方法模拟,求得SDBS TX在油水界面的分布密度较SDBS大大增加,导致界面张力大幅下降。按以上原理复配的3 g/L SLPS 1g/L非离子剂 1.7 g/L聚合物超低界面张力体系,室内物模实验中提高采收率18.1%。在孤乐七区西南Ng54-61层10注16采试验区,从2004年6月起注入SP二元体系(4.5 g/L SLPS 1.5 g/L非离子剂 1.7 g/L聚合物),降水增油效果显著,截止2008年3月,试验区提高采收率5.7%,中心井区提高采收率12.7%且采出程度达到54%。图7表2参12。     

三元复合驱油体系粘弹性及界面活性对驱油效率的影响

实验研究了大庆油田所用ASP三元复合驱替液的驱油效率与碱浓度之间的关系。在45℃(大庆油藏温度)下,随碱浓度增大(0～1.5×104mg/L),NaOH/ORS 41/HPAM蒸馏水溶液在全部实验剪切速率范围内的粘度及在全部实验剪切振荡频率范围内的损耗模量、储能模量、松弛时间均不断下降,表明溶液粘弹性不断减小;溶液与原油间的动态界面张力(60min稳定值)基本上不受聚合物浓度的影响,而随碱浓度的增大而下降,在碱浓度≥8.0×103mg/L时达到超低值(10-3mN/m)。用注入水(矿化度3.7×103mg/L)配制的相同ORS 41和HPAM浓度、不同碱浓度(0、3.0×103、6.0×103、1.2×104mg/L)的ASP溶液在不同岩心上的驱油效率变化规律有很大不同,水驱后提高采收率的幅度,在人造非均质岩心上在碱浓度3.0×103和6.0×103mg/L时达到高峰值,在标准长度和加长至两倍长度的两组天然均质岩心上随碱浓度增大而逐步提高,在碱浓度增大至1.2×104mg/L时略有降低。高碱浓度ASP溶液尽管具有超低界面张力,但由于粘度低、粘弹性低,驱油效率也低;油水界面张力在10-1～10-2mN/m、粘弹性(和粘度)较高的ASP溶液在岩心上驱油效率最高;超低界面张力不是绝对必要的。图4表2参11。     

Dynamic Interfacial Tension Between Gudao Heavy Oil and Petroleum Sulfonate/HPAM Complex Systems

Abstract

The dynamic interfacial tension between Gudao heavy oil and petroleum sulfonate/hydrolyzed polyacrylamide complex system was studied. It is shown that with the addition of hydrolyzed polyacrylamide into the solution of petroleum sulfonate, not only is the viscosity of the complex system increased, but also the dynamic interfacial tension is further lowered. Thus a complex system with high viscosity and low interfacial tension can be constituted by 0.3 wt% petroleum sulfonate and 0.18 wt% hydrolyzed polyacrylamide with a viscosity-averaged molecular weight of 1 × 10⁷. In addition, the dynamic interfacial tension between complex system and crude oil can also be lowered by increasing the salt content in solution.     

系列化石油磺酸盐与胜利原油相互作用的研究

研究了胜利石油磺酸盐及其系列化产品与胜利原油及其组分之间的界面张力，结果表明，原油组成的差别造成磺化产品性质的差别；同一石油磺酸盐产品不能适应不同区块原油低张力的要求，必须复配适宜的助表面活性剂，而系列化石油磺酸盐与本区块油水具有较好的相似相容性，低浓度下不复配任何助表面活性剂就具有较高的界面活性。