阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105 mg/L、CaCl2为1.5×104 mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定,当NaCl含量为250g/L,能使界面张力降至2.2×10-3 mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10-3 mN/m)。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。     

双子表面活性剂与原油间动态界面张力研究

通过进行油水动态界面张力测试,系统地研究表面活性剂种类、表面活性剂浓度、水介质矿化度、聚合物及非离子表面活性剂对动态界面张力的影响。结果表明,与传统表面活性剂比12-4-12有较强界面活性,在低浓度下,能将界面张力降低到5×10-3 mN/m。提高表面活性剂浓度,可以缩短达到平衡的时间,但当浓度超过一定值时,继续增加12-4-12浓度,会降低其界面活性。12-4-12最佳浓度为500 mg/L。12-4-12在不同矿化度都表现出良好界面活性,尤其在高矿化度下(25×104 mg/L)最佳。在高矿化度水介质中与常规非离子表面活性剂ANT复配,界面张力可降低到4×10-3 mN/m并稳定在10-3数量级,而与HPAM的复配性能较差,这可能与水介质矿化度过高有关。     

非离子表面活性剂/低碳醇体系的界面活性及应用

测定了45℃时非离子表面活性剂SP 1/醇/地层水(矿化度4456mg/L)体系与大庆十厂原油间的界面张力。在5g/LSP 1地层水溶液中按10g/L的浓度加入C1～C4脂肪醇,油水界面张力由2.06×10-2mN/m降至1.12×10-3～5.90×10-3mN/m,按2～15g/L的浓度加入甲醇,界面张力降至10-3mN/m数量级。在甲醇浓度为10g/L条件下改变SP 1加量,在1～10g/L浓度范围产生10-3mN/m数量级的超低界面张力。用悬滴法测定的5g/LSP 1/10g/L甲醇/地层水体系的界面张力,随测定时间延长而下降,25～100min时出现10-3mN/m数量级的超低值,100～120min时降至10-4mN/m数量级。在渗透率分别为25.0×10-3和2.9×10-3μm2的2只岩心上,水驱油后注入SP 1/甲醇/地层水溶液,后续水驱末的注水压力比前期水驱末分别降低63.6%和42.6%。简要介绍了在低渗透注水井朝82 152注入该体系降低注水压力、增加注水量的成功试验。图3表3参5。     

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。     

阴离子双子表面活性剂GA8-4-8油水界面张力研究

表面活性剂的油水界面张力是评价其提高原油采收率能力的重要指标.采用旋转滴界面张力仪测定了阴离子双子表面活性剂GA8-4-8溶液与油相间的界面张力,考察了油相类别、温度、pH值、盐类和矿化度对其油水界面张力的影响.结果表明,GA8-4-8溶液在不同油相的油水界面表现出不同的界面活性,质量浓度为100 mg/L的GA8 -4 -8溶液与煤油间的油水界面张力达1.4×10-3 mN/m;升高GA8-4-8溶液的温度(30～70℃),有利于其降低油水界面张力;GA8-4-8溶液在pH值为7时,界面张力最低;GA8-4 -8溶液中加入单一无机盐NaCl及高矿化度地层水(质量浓度为50～250 g/L)均能有效提高其降低油水界面张力的能力,单一 CaCl2对其影响较小.GA8 -4 -8溶液在不同矿化度下均具有良好的界面活性,可满足高温、高矿化度油藏条件下提高原油采收率的需要.     

耐盐超稠油乳化降黏剂NP油水界面活性研究

针对高矿化度高黏度超稠油油藏开发中的问题,从分子设计的角度出发,结合阴离子双子表面活性剂的优异特性,合成了具有高表/界面活性的NP系列新型抗盐超稠油乳化降黏剂。研制的NP系列双子表面活性剂在矿化度高达220 000 mg/L的模拟地层水中仍能发挥较好的界面活性,能将超稠油油水界面张力降至10~(-2) mN/m的较低水平,具有优异的抗盐性能和较高的界面活性,对高沥青质超稠油的开发具有重要的指导意义。     

绿色表面活性剂烷基糖苷高温高盐驱油性能研究

考察了温度、矿化度对烷基糖苷（APG）油水界面张力与乳化性能的影响,以及高温高盐条件下烷基糖苷提高采收率的能力。结果表明,升高温度及增大矿化度在一定程度上能增强APG的油水界面活性和乳化性能。90℃时,APGl214的油水界面张力可降至4,46×10^-2mN／m,远低于ABS,HABS的油水界面张力;矿化度为100g／L条件下,APGl214的油水界面张力为8．97×10^-2mN／m,耐盐能力明显高于A／3S,HABS;高温条件下,APG可自乳化产生微乳液;APG乳液的稳定性随着矿化度的增大先增强后减弱;在矿化度为100g／L、温度为80℃的条件下,APGl214提高采收率的幅度可达8．03％,约为ABS,HABS的2倍。     

双十二酰胺基甜菜碱的结构及界面性能

以十二酸、二乙烯三胺等为原料,经酰胺化、甲基化反应合成了N,N-双-（十二酰胺乙基）-N-甲基胺,继而与氯乙酸钠反应制得双十二酰胺基甜菜碱。用红外光谱、质谱分析表征了目标产物的结构。结果表明,所合成的双十二酰胺基甜菜碱具有较好的表面活性,25℃时的临界胶束浓度c_cmc为1.2×10^-5 mol/L,最低表面张力γ_cmc为25.38mN/m,饱和吸附时在气/液界面上的分子截面积为0.28 nm²,小于双十二烷基甲基甜菜碱。双十二酰胺基甜菜碱的耐盐能力较好,0.01 mol/L NaCl对其表面活性的影响很小,c_cmc和γ_cmc有微小下降。将双十二酰胺基甜菜碱与其他表面活性剂复配,在无碱和混合表面活性剂质量分数0.05%～0.3%范围内,大庆原油与模拟地层水相间的界面张力最低达7.16×10^-4 mN/m（45℃）。     

新型表面活性剂体系降低原油/水的界面张力行为

研究了氨基磺酸型两性表面活性剂体系与高矿化度地层水的配伍性,考察了其降低原油/地层水的动态界面张力（IFT）的情况。在矿化度120.67 g/L和Ca2＋、Mg2＋含量7.027 g/L的地层水中,0.005%～0.4%表面活性剂体系FH-0、FH-1、FH-3、FH-5、FH-7和FH-8的溶解性不同;含有较多量磺酸基的FH-5、FH-7和FH-8与地层水的配伍性良好。表面活性剂体系FH-3、FH-5、FH-7和FH-8在0.005%～0.3%范围内,原油和地层水间IFT值均随表面活性剂浓度的增加,先减小至最低值,然后增加。其中,FH-5降低IFT的能力最强。原油中的非离子酸对IFT降低的影响较小。0.1%FH-5、FH-7和FH-8分别在40、45、45 min即可将原油/水体系的IFT降至1.25×10-3、4.36×10-3、6.07×10-3mN/m,弱碱Na2CO3可将IFT进一步降至7.63×10-4、2.57×10-3、3.61×10-3mN/m。     

氨基磺酸型两性双子表面活性剂的合成及性能

以十二胺、2-氯乙基磺酸钠为主要原料,采用二氯代的亲水性基团作为联结基,制备了新型氨基磺酸型两性双子表面活性剂DAS-3PA和DAS-8EO;用红外光谱对其结构进行了表征,并对其表面活性和油水界面张力进行了测试。结果表明,两性双子表面活性剂表现出优于传统表面活性剂的表面活性,25℃时DAS-3PA和DAS-8EO临界胶束浓度分别达到6．9×10^-5mol／L和8．0×10^-5mol／L,此时界面张力分别降至25．01mN／m和26．17mN／m;DAS两性双子表面活性剂倾向于吸附在油水界面上,并能有效地降低原油与水的界面张力;DAS两性双子表面活性剂与聚合物复配时表现出较好协同效应,此复配二元体系均能将油水界面张力降低至10^-3mN／m以下。     

界面张力特征对三元复合驱油效率影响的实验研究

分别采用了油水平衡界面张力和瞬时动态界面张力为1mN/m、0.1mN/m、0.01mN/m和0.001mN/m的4种体系进行了岩心驱油试验.结果表明,在大庆油田三元复合驱中,油水动态界面张力最低值是影响驱油效果的重要因素,而不是平衡界面张力.动态界面张力最低值达到0.01mN/m时,体系的驱油效果与界面张力平衡值达到0.001mN/m时基本相同.因此,可以大幅度降低三元复合体系中碱的用量,甚至可以不用碱.此外,还可以降低对表面活性剂的苛刻要求,扩大表面活性剂的种类和范围.     

无碱表面活性剂羧基甜菜碱表/界面性能研究

研究了自制的含双键羧基甜菜碱BC的表面性能和无碱条件下与大庆原油间的界面性能。45℃时,BC的临界胶束浓度(C_cmc)为1.02×10^-5mol/L,γ_cmc为29.603 mN/m。油水来源为大庆一厂时,在BC质量分数为0.05%⁰.20%时,BC一元体系、BC/0.09%部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）二元体系采出水溶液与原油和模拟原油间的界面张力均达到10^-3mN/m数量级,单一活性剂体系与模拟原油间界面张力降幅大于相应的原油结果,二元体系达到超低界面张力的时间比一元体系长。油水来源为大庆三厂时,BC一元体系采出水溶液与原油达到超低界面张力,且45℃老化160 d的界面张力仍保持在10^-3数量级,稳定性较好。图7表1参10     

壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐-Na2CO3-桩西原油体系的油-水动态界面张力

合成了壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐(NPPS)表面活性剂。以NaCl质量分数0.5%的盐水为模拟地层水,分别配制了NPPS、Na_2CO_3及Na_2CO_3-NPPS复配物与桩西原油的混合体系,测定了体系的油-水动态界面张力。结果表明,单独使用Na_2CO_3或NPPS都无法使盐水-桩西原油体系的油-水界面张力降到0.01 mN/m以下。采用NPPS与Na_2CO_3复配,协同效应明显,当体系中Na_2CO_3质量分数大于0.35%时,仅需质量分数0.0025%的NPPS,体系中油-水界面张力即可以降至10~(-4)mN/m以下。     

树枝状胺基聚合物（AAP）的界面性质研究

以10%孤岛原油模拟油为油相,蒸馏水为水相,研究了树枝状胺基聚合物（AAP）支化代和浓度对油水界面张力和界面剪切黏度的影响。结果表明,AAP可降低水的表面张力和油水界面张力。随着AAP浓度的增加,水溶液表面张力降低。半代AAP水溶液的表面张力随支化代的增加而降低。在整代AAP浓度低于50 mg/L时,随着支化代的增加,水的表面张力降低;当浓度大于50 mg/L时,由于空间位阻效应,3.0G AAP水溶液的表面张力高于2.0G AAP水溶液。随着AAP支化代、浓度的增加,油水界面张力降低。AAP使油水界面剪切黏度大幅降低。在剪切速率为0.3 rad/s时,界面剪切黏度降至最低,约0.015 mN.s/m（空白值为0.017 mN.s/m）。AAP浓度的增加有利于界面剪切黏度的降低。图8参5     

低张力黏弹性表面活性剂体系性能研究

将酰胺甜菜碱(BE)与芥酸钠以3∶7的比例复配,得到具有增黏及降低界面张力能力的黏弹性体系(VES J)。基于Rubingh规则溶液理论计算其相互作用参数βm,并结合ESEM微观形貌表征,考察了黏度与降低界(表)面张力的室内性能。结果表明,该复配体系的βm=-8.6,存在一定的协同效应;且VES J能在很低的质量分数时体现出黏性特征与降低界面张力能力(10-2 mN/m);一定的矿化度对表观黏度与界面张力产生积极影响;90℃较25℃的黏度保留率达到74.6%,W断块地层温度(65℃)有利于发挥体系降低油水界面张力能力;65℃下老化90d后界面张力能在10-1 mN/m稳定60min以上,120d后黏度保留率高于70%。体现了体系良好的室内性能,对三次采油具有很强的实际意义。     

络合剂改善无碱一元和二元复合驱油体系的增粘能力和油水界面性能

通过研究络合剂对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和直链烷基甜菜碱(BH)粘度和油水界面张力的影响,探讨了在高矿化度条件下,利用络合剂作为助剂改善无碱一元和二元复合驱油体系增粘能力和油水界面性能的方法。结果表明,在NaCl,CaCl2和MgCl2的质量浓度分别为6 500,890和520 mg/L的矿化水中,质量浓度为50 mg/L的络合剂就可以使质量浓度为1 800 mg/L的HPAM的粘度增加80%以上,可以使质量浓度为800~3 000 mg/L的直链烷基甜菜碱BH与原油的最低界面张力由10-2mN/m数量级降低到超低水平,而且这种络合剂也可以使1 800 mg/L HPAM—800 mg/L BH二元复合体系老化30 d的粘度增加40%以上,并使油水界面张力最低值由1.52×10-2mN/m降低到6.06×10-3mN/m。通过考察粘度和油水动态界面张力随不同老化时间的变化规律,分析了络合剂的作用机制。     

甜菜碱类低界面张力泡沫驱油体系性能研究

针对大港油藏条件,研究得到兼具良好发泡性能和界面张力性能的低界面张力泡沫驱油体系。合成了系列烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱,通过油水界面张力和泡沫性能测试,筛选出十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱作为低界面张力泡沫驱油体系的主剂,通过与十二烷基硫酸钠(SDS)复配得到低界面张力泡沫驱油体系。对于大港原油和地层水,油水界面张力值可达到10–2 mN/m水平,发泡量可达到溶液体积的5倍,能满足低界面张力泡沫驱油体系对界面张力和发泡量的要求。以大港原油配制模拟油,驱油实验结果表明,低界面张力泡沫驱油体系的驱油效率可达到12.6%,明显好于单纯的低界面张力驱油体系以及单纯的泡沫驱油体系的驱油效率。     

陈庄原油超低界面张力驱油体系研究

开展了单一表面活性剂体系、表面活性剂复配体系及碱+表面活性剂体系与陈庄原油间动态界面张力的测定实验。实验结果表明:CBET-13在较宽的质量分数范围内(0.05%～0.15%)可以使油水界面张力达到超低;质量比为4∶1的SLPS与KAS复配体系,当总质量分数在0.075%～0.15%的范围内可以使油水界面张力平衡值降至10-4 mN/m数量级;总有效质量分数为0.1%、质量比在(9∶1)～(6∶4)范围内的CBET-13与CBET-17复配体系使油水界面张力降到超低;0.2%NaOH+((0.05%～0.2%)SLPS、(0.025%～0.05%)AS-0-4、(0.01%～0.075%)AS-3-0、(0.03%～0.09%)HSBET-12)体系可以使油水界面张力降至10-3 mN/m以下。以上体系,可以作为陈庄油田超低界面张力驱油配方的选择。     

重烷基苯磺酸盐复配体系界面张力和乳化性能的评价

将全馏分重烷基苯切割成一系列窄馏分,磺化后的重烷基苯磺酸盐（HABS）按相对分子质量由小到大编号为HABS-1,3,5,7,9。以新疆八区530原油为油相,地层模拟水为水相,分别测试全馏分和窄馏分重烷基苯磺酸盐对体系界面张力和乳化性能的影响。结果表明：随着窄馏分HABS平均相对分子质量的增大,油水界面张力先减小后增大,当窄馏分HABS的相对分子质量为398（烷基碳链平均碳数为15）时,油水界面张力最低,为0.002 3 mN/m;使用HABS-3与15%的HABS-1、AEO-9复配剂,体系的乳化综合指数达到89.51%、88.70%,油水界面张力分别为0.009 8 mN/m和0.005 9 mN/m,均处于10-3 mN/m的超低水平。     

烷基芳基磺酸盐相对分子质量分布与油水界面性能关系

自制了5种不同结构烷基芳基磺酸盐,考察了各体系与正构烷烃间的界面张力,确定了其最小烷烃碳数均为10;最小烷烃碳数对应的界面张力值由小到大的相对分子质量分布为：反正态分布〈递增分布〈均匀分布〈正态分布〈单一结构〈递减分布。考察了NaCl、异戊醇和磺酸盐浓度对反正态分布水溶液-正癸烷体系油水界面张力的影响,确定了最佳用量：NaCl浓度0．035mol／L,异戊醇体积分数2％,磺酸盐浓度2．5×10^-3mol／L;在此条件下,最低油水界面张力达6．36×10^-3mN／m。