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     

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....     

稠油O/W型乳状液的低温稳定性

绥中36-1稠油50℃与3℃的黏度分别为1251.5与417518.1 mPa·s,在3~60℃范围内表现为牛顿流体,20℃密度为0.953 g/cm³,属重质普通稠油。用非离子型表面活性剂BJN-01作为乳化剂,制备了不同乳化剂加量（0.3%~0.7%）及油水比（8:2~6:4）的稠油O/W型乳状液。采用恒温静置、流变测量和微观影像分析方法,研究了乳化剂加量及油水比对该乳状液低温（3℃）静态及动态稳定性的影响。结果表明,O/W型乳状液3℃的静态稳定性随乳化剂加量的增大而明显提高;油水比6:4和7:3乳状液的分水率随静置时间延长而增大;油水比8:2的乳状液在制备完成后即发生油水两相分离,稳定性较差。在动态剪切2.0 h后,O/W型乳状液均发生了不同程度的聚集与聚并,油水比越高或乳化剂加量越低,聚集与聚并现象越显著。乳化剂加量0.5%、油水体积比6:4时,在动态剪切2.0 h内,O/W型乳状液表现为牛顿流体,3℃下的黏度小于50 mPa·s;乳化剂加量0.7%、油水比7:3的O/W型乳状液3℃下的黏度小于100 mPa·s,具有良好的低温静、动态稳定性,对管道低温采输及停产停输再启动有良好的适应性。     

乳化稠油中多重乳滴的形成及对乳状液性质的影响

在新滩肯东451区块产出的平均含水58%的稠油(W/O乳状油)中以0.6 mg/g油的加量加入复配乳化剂HATJ72,在50℃搅拌2分钟转相形成的O/W乳状液,含大量复杂的多重乳滴,观测到了以水为最外相的七重乳滴.多重乳滴稳定性差,讨论了影响多重乳滴稳定性的因素:乳化剂及其加量;搅拌强度;温度;Ostwald熟化作用及形成原始乳滴时的油水比.由该区块净化稠油和含水7.2%的塔河稠油加水加乳化剂配制的O/W乳状液中乳滴结构比较简单,绝大多数为W/O/W型.与由肯东稠油加水加乳化剂配制的O/W乳状液相比,肯东含水(58%)稠油加乳化剂转相形成的含水相同(35%)的O/W乳状液,表观黏度较低且黏度较不稳定.简介了获得成功的肯东451站含水稠油乳化降黏集输试验.在含水58%的稠油中按0.6 mg/g油的加量加入乳化剂HATJ72和自由水,转相形成O/W乳状液,输送温度50℃,乳化液滴结构复杂,乳状液稳定性较差,输送至下游5公里处时,管道垂直方向上含水、油、水滴数量、黏度已有很大差异.液滴结构复杂、乳状液稳定性差,是自由水引起的,因此应控制掺水量.     

非牛顿稠油包水乳状液的剪切稀释性

以现场稠油和矿化水为工质,制备了多组不同微观液滴分布的W/O型乳状液,结合显微镜观察及测量分析,获得了对稠油包水乳状液微观液滴分布及非牛顿性的定量分析。结果表明,随微观液滴直径的减小,乳状液体系将具有更高的表观黏度,并表现出更强的剪切稀释性;结合颗粒雷诺数（η_r-N_Re,p 关系）,能够很好的表征剪切率及微观液滴分布对稠油包水乳状液剪切稀释性的共同影响。     

陈庄稠油乳化降黏试验

稠油乳化降黏技术是采用加剂的方法,将表面活性剂(乳化剂)加入稠油中形成乳状液,添加乳化剂后形成的乳状液的黏度可比稠油黏度降低2~4个数量级甚至更多。针对陈庄稠油,进行了室内实验,配置了一系列O/W型乳化剂,通过HLB法与静态稳定性实验对近20种乳化剂及其复配方案进行了初选。从降黏率的角度出发,对初选出来的9种乳化剂进行优选,最终筛选出了降黏效果好、静态稳定性优的两种复配型乳化剂,即司班80(25.8%)与十二烷基苯磺酸钠(74.2%)复配型乳化剂、司班80(10.1%)与十二烷基苯磺酸钠(89.9%)复配型乳化剂,两种乳化剂的降黏率均在99%以上。     

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。     

稠油W/O型乳状液转相特性研究

为揭示稠油W/O型乳状液转相机理、指导稠油开采及运输,以胜利油田五种稠油样品为研究对象,通过测定不同含水率稠油乳状液的黏度及稠油视HLB值并结合灰熵关联方法,研究分析了稠油由W/O型乳状液向O/W型乳状液的转化过程、稠油乳状液黏度与四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)的关系,尝试用稠油的视HLB值解释了不同稠油乳状液乳化转相点的差异原因。按灰熵关联法排列乳化稠油黏度与其极性组分的关联度由大到小的顺序为:重质组分(胶质+沥青质)芳香分饱和分,重质组分是影响乳化稠油高黏的主要因素。对于同一种稠油来说,随着含水率的增加,乳状液表观黏度呈先增大后减小的趋势;随着温度的升高,稠油乳状液转相点增大。胜利油田5种脱水稠油黏度(50℃)由大到小顺序为:草20-平124(14400 m Pa·s)王152-1(22400m Pa·s)草20-平149(24000 m Pa·s)草20-平131(76800 m Pa·s)草南平40(89400 m Pa·s);含水率30%的5种稠油乳状液黏度的大小顺序与脱水稠油黏度的顺序一致,稠油乳状液的乳化转相点(50℃)由高到底的顺序为:草20-平124(59.1%)王152-1(55.5%)草20-平149(53.5%)草20-平131(47.9%)草南平40(45.7%);随着脱水稠油黏度的增大,乳化转相点减小。     

甜菜碱溶液的界面性能及其在稠油降粘中的应用

为探索稠油乳化降黏过程中乳化剂的构效关系,考察了直链烷基甜菜碱(ASB)、二甲苯基取代甜菜碱(BSB)与稠油的油/水动态界面张力和界面扩张流变参数,测定了甜菜碱溶液与稠油形成的乳状液的稳定性、粒径和黏度。结果表明：甜菜碱分子的亲水基团平铺在界面上,形成具有一定弹性和强度的油/水界面膜,易与稠油形成稳定的O/W乳状液,显著降低了油相黏度。当油/水体积比为1∶1时,2种甜菜碱在质量分数为0.1%～1.0%的范围内,降黏率大于98%。ASB分子与稠油中活性物质混合吸附、协同作用,具有比BSB更高的界面活性和更强的稳定稠油乳状液能力,能在更宽的油/水体积比范围内有效降黏。     

基于聚焦光束反射测量技术监测稠油乳状液破乳过程

为获得乳状液液滴大小与分布对稠油乳状液表观黏度和稳定性的影响规律,利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)考察了温度和剪切速率对辽河油田欢喜岭稠油乳状液液滴平均粒径(简称粒径)大小的影响,动态监测了油包水(W/O)乳状液在加入碱性降黏剂后的破乳行为。结果表明,聚焦光束反射测量技术可以对W/O型乳状液的破乳行为进行良好的动态监测,并可实现对碱性降黏剂最佳使用量的评估。随着温度的升高,油水乳状液液滴粒径增大,乳状液黏度减小;温度低于55℃时,随着剪切速率的增加,乳状液液滴粒径减小,乳状液黏度逐渐变小;当温度高于55℃时,剪切速率对乳状液液滴粒径和黏度的影响较小。在W/O型乳状液中加入Na_2CO_3溶液后,乳状液发生破乳反相,体系黏度降低,小尺寸O/W型乳状液液滴数量增多,粒径减小,液滴分布更加均匀;Na_2CO_3质量分数为0.2%时,乳状液黏度降到最低,乳状液液滴粒径和油水界面张力最小。     

水包稠油乳状液稳定性研究Ⅰ.稠油官能团组分分离及其油水界面粘度考察

采用离子交换色谱分离技术将辽河油田杜 -84稠油按化学官能团分为酸性分、碱性分、两性分和中性分 ,同时按极性分离得到胶质和沥青质组分。用元素分析、红外光谱、相对分子质量及酸碱值测定等手段对各组分进行了分析鉴定。又测定了各组分模拟油溶液的油水界面粘度 (IFV) ,考察了油相芳香度、水相 p H值等因素对油水界面粘度的影响。结果表明 ,酸性分和碱性分具有较高的油水界面粘度 ,尤其在水相碱性条件下 ,酸性分的油水界面粘度最高 (p H=1 2时达 0 .1 2 m N· s/m) ,两性分和中性分的油水界面粘度较低 ;沥青质的油水界面粘度明显高于胶质。酸性分的油水界面粘度一般随油相芳香度增大而增大 ,而碱性分油水界面粘度随油相芳香度增大而明显减小 ,两性分和中性分的油水界面粘度随油相芳香度的变化不大。酸性条件下 ,碱性分具有较高的油水界面粘度 ;碱性条件 (p H=1 1以上 )下 ,酸性分具有很高的油水界面粘度。水相碱性条件下稠油中的活性组分主要是官能团组分的酸性分或极性组分的沥青质。油相高芳香度和水相碱性条件有利于 O/W型超稠油乳状液的稳定。官能团组分更能揭示稠油中界面活性组分的内在本质     

全氟聚醚酰胺磺酸钠与碳氢表面活性剂的复配和降粘性能

将以全氟聚醚羧酸0～2.7kPa下的<130℃馏分和130～150℃馏分为原料制得的两个全氟聚醚酰胺磺酸钠表面活性剂ANF Ⅰ和ANF Ⅱ,分别与十二烷基二甲基苄基溴化铵(ANH)、十八烷基磺酸钠(CAH)或辛基酚聚氧乙烯醚(NOH)等表面活性剂复配,考察了复配物对稠油的降粘性能。结果表明,加入0.03%的复配物,稠油的表面张力降至22～30mN/m。ANF Ⅰ与十二烷基二甲基苄基溴化铵复配的降粘剂DX 1的降粘效果最显著,对渤海绥中稠油或辽河稠油的降粘率为93%～99%,且具有耐高温性能。     

Viscosity of Concentrated Emulsions: Relative Effect of Granulometry and Multiphase Morphology

Abstract

High viscosity and high density make heavy and extra heavy crude oils very difficult to produce. They cannot be pumped in their natural state and advanced technologies are required. Formation of oil-in-water emulsions is one of them. A typical emulsion contains 65% of dispersed phase and has a viscosity lower than 500 mPa.s. Current research is aimed at increasing the crude oil content at reduced costs with still good stability and low viscosity. Consequently, an experimental study was dedicated to the relationship between the structure and the rheological properties of heavy oil emulsions. Particular attention was paid to process parameters employed to prepare emulsions. Depending on the shear device, various emulsions have been obtained, either simple or multiple, monodisperse or bimodal. The resulting viscosity is discussed. It is particularly low when the emulsion is either coarse and unimodal or fine and simple. The highest viscosity is obtained when the emulsion is fine and multiple. The experimental results confirm that both composition variables and process parameters have to be taken into account to minimize viscosity of heavy oil emulsions.     

Double alkyl chain copolymers as flow improvers for heavy oil

As flow improvers for heavy crude oil, two oil-soluble copolymers (DM-S-VA, DA-S-VA) were successfully synthesized and characterized by ¹H NMR and GPC. A rich alkyl chain and appropriate molecular weight of copolymer play fundamental role in viscosity reduction of heavy oil. Furthermore, synergistic effect of surfactants on polymers can promote the viscosity reduction, and the best formulation can increase the viscosity reduction rate to 78% to oil A. Comparing with the apparent viscosity of the different heavy oil mixing system in a wide shear rate range (0.1–200 s^?1), the results show good stability and viscosity reducing effect.     

水包稠油乳状液稳定性研究Ⅲ.稠油官能团组分与极性组分的油-水界面张力考察

从稠油官能团组分与极性组分油…水界面张力的角度,研究了稠油各组分的界面活性及其在水包油型乳状液中的作用机理和影响因素.测定了官能团四组分以及极性四组分的油-水界面张力,考察了组分浓度、水相pH值、温度、盐度等因素对油-水界面张力的影响.结果表明,稠油极性四组分的甲苯溶液-水的界面张力大小顺序为饱和分>芳香分>胶质>沥青质;官能团四组分的顺序为中性分>碱性分>酸性分和两性分.酸性分、两性分及沥青质均具有低界面张力的特性,尤其在碱性(pH=11～12)条件下,界面张力很低,是稠油中主要的界面活性组分.碱性条件下更有利于O/W型超稠油乳状液的稳定.官能团组分更能揭示稠油中活性组分的内在本质.     

新型稠油破乳剂分子结构对孤东稠油脱水的影响

以壬基酚胺树脂为起始剂,合成了7种水溶性的HD系列PO/EO嵌段共聚醚,测定了分子结构参数:分子量4350-6960,PO数60和72,EO数20-64,EO含量20%、30%和40%,再以TDI为扩链剂,制备了相应的油溶性HDI系列共聚醚,考察了两个系列的共聚醚在加量100 mg/L、温度70℃下,对由含胶质沥青质35.2%、酸值2 mgKOH/g、50℃黏度9 Pa.s的胜利孤东稠油配制的含水40%的稳定W/O乳状液的破乳脱水性能。7种水溶性共聚醚的性能均远优于常用破乳剂SP169,也优于BP221和TA1031,120分钟脱水率为82%-94%。在HD系列中,PO含量高的脱水快,EO含量高的脱出水质清,EO/PO比相同时分子量较高的脱水性能较好,对于实验含水原油,EO含量30%的共聚醚效果最好。7种油溶性的HDI系列共聚醚120分钟脱水率为90%-98%,市售BPI221、TAI1031的脱水率也大幅升高。油溶性破乳剂在稠油中渗透性和扩散性较好,更适合稠油的破乳脱水。图1表3参7。     

高酸和重质原油的实验室处理及工业应用建议

对北疆高酸原油进行了化学萃取-碱中和-电场组合工艺的脱酸处理,评价了脱酸前后原油的腐蚀速率和电脱盐脱水效果.与未脱酸相比,脱酸后原油的腐蚀速率从3.27 mm/a降至0.78mm/a,电脱盐脱水后原油水的质量分数由0.30％降至0.18％,盐的质量浓度由6.5 mg/L降至2.7mg/L;针对塔河重质原油电场处理后含盐高而含水少的特点,优选了一种高分子脱盐剂,用量3％时脱后原油盐的质量浓度由31.1 mg/L降至5.0 mg/L;就揭阳重质原油电场处理后含水高而含盐少的特点,将注水水质或破乳剂pH值调整至酸性后进行电场处理,脱后原油水的质量分数由0.50％降至0.20％.最后,针对上述原油的室内处理效果提出了相应的工业应用建议.     

稠油水热裂解催化剂研究进展

对稠油水热裂解发生的温度区间、涉及的化学反应及其机理作了分析讨论。基于反应机理井参考用于稠油、减压渣油、重质馏分油以至煤的加氢裂化改质催化剂，讨论了各类水热裂解催化剂的效能。包括非均相催化剂和分散型、水溶性等均相催化剂。综述了国内外文献报道的各种稠油地下水热裂解催化剂，讨论了组成、性能和降黏效果。指出应针对不同性质的稠油研发价格低、活性高、选择性高、反应条件宽的水热裂解催化剂，特别是均相的离子液体催化剂和纳米催化剂。图3参55。     

原油乳状液稳定性研究 Ⅱ.原油成分对原油乳状液稳定性的影响

原血成分的表面活性物质及其细微固体颗粒,在油水界面上相互作用是原油乳状液其有稳定性的主要原因。本文采用简单的方法将原油中众多的物质分成两大类,并根椐它们单独时或混合后对癸烷/水乳状液稳定性作用的特征,将其分别称为原油乳化剂和原油破乳剂。试验表明,原油乳状液稳定性的高低主要取决于所含的这两大类物质的多少和相对比例,其相对重要性可由界面张力定性地反映出来;并且由原油/水界面张力的大小可以定性地评估原油乳状液的稳定性。     

Influence of polymers on the stability of Gudao crude oil emulsions

The influence of different types and concentrations of polymers on the stability of Gudao crude oil emulsion was investigated by measuring the volume of water separated from the emulsions and the interfacial shear viscosity of the oil/water interfacial film. Experimental results indicate that the simulated water-in-oil emulsion with 40 mg/L of partially hydrolyzed polyacrylamide （HPAM） 3530S could be easily broken by adding demulsifier C and was readily separated into two layers. However, HPAM AX-74H and hydrophobically associating water-soluble polymer （HAP） could stabilize the crude oil emulsion. With increasing concentration of AX-74H and HAP, crude oil emulsions became more stable. Water droplets were loosely packed in the water-in model oil emulsion containing HPAM 3530S, but water droplets were smaller and more closely packed in the emulsion containing AX-74H or HAP. The polymers could be adsorbed on the oil/water interface, thereby increasing the strength of the interracial film and enhancing the emulsion stability.