三次采油用烷基苯磺酸盐结构与性能的关系研究

通过合成不同结构的系列烷基苯磺酸盐,研究了不同结构烷基苯磺酸盐与烷烃、原油的界面活性,结果表明:表面活性剂的分子结构(碳链长度,取代基大小,苯环位置)均对油水界面活性有很大影响,并且具有一定规律。研究了弱碱体系不同结构表面活性剂的油水界面活性规律,通过对烷基苯原料的大量筛选以及磺化合成工艺的优化,合成出适合我国石蜡基原油(以大庆原油为代表)、中间基原油(以大港原油为代表)的弱碱体系的烷基苯磺酸盐主剂配方SY-D1和SY-G2,合成的烷基苯磺酸盐主剂配方能在较宽的Na2CO3浓度范围(对大庆油水浓度为0.4％~1.0％,对大港油水浓度为0.2％~1.0％)和活性剂浓度范围(对大庆油水为0.025％~0.2％,对大港油水为0.05％~0.3％)与原油形成超低界面张力,其稀释能力强、用量少,且性能稳定。图10表1参3     

三次采油用烷基苯磺酸盐结构与性能的关系研究

通过合成不同结构的系列烷基苯磺酸盐，研究了不同结构烷基苯磺酸盐与烷烃、原油的界面活性，结果表明：表面活性剂的分子结构(碳链长度，取代基大小，苯环位置)均对油水界面活性有很大影响，并且具有一定规律。研究了弱碱体系不同结构表面活性剂的油水界面活性规律，通过对烷基苯原料的大量筛选以及磺化合成工艺的优化，合成出适合我国石蜡基原油(以大庆原油为代表)、中间基原油(以大港原油为代表)的弱碱体系的烷基苯磺酸盐主剂配方SY-D1和SY-G2，合成的烷基苯磺酸盐主剂配方能在较宽的Na2CO3浓度范围(对大庆油水浓度为0．4％～1．0％，对大港油水浓度为0．2％～1．0％)和活性剂浓度范围(对大庆油水为0．025％～0．2％，对大港油水为0．05％～0.3％)与厚油形成超低界面张力，其稀释能力强、用量少，且性能稳定图10表1参3     

石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐的复配效果及其结构成因

为揭示石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐复配体系的性能特征,考察了石油羧酸盐和烷基苯磺酸盐形成的混合胶束(超分子结构)对复配体系界面活性的影响。结果表明,亲水亲油平衡值(HLB值)的差别使石油羧酸盐分子和烷基苯磺酸盐分子在油水界面上插入深度不同,由于距离拉开而减少了极性基团间的斥力,因而混合胶束排列得较紧密,界面吸附增加,界面活性比单剂好。此结构特点对复配体系界面活性的影响体现在:复配体系能在较宽的表面活性剂浓度及矿化度范围产生超低界面张力;在0.6%数1.2%弱碱(Na2CO3)下有优良的界面活性,避免了强碱(Na OH)对地层的伤害;达到超低界面张力所需表面活性剂浓度较低,可以降低驱油剂成本;在和油粒接触后可较快达到超低界面张力,对驱油过程有利。复配体系在强碱、弱碱、无碱情况下的界面活性均较好。和石油羧酸盐有良好协同效应的烷基苯磺酸盐应是直链分子结构,才能形成较紧密的混合胶束,具有较高的界面活性。     

复配表面活性剂三元复合体系黏度和界面张力研究

重烷基苯石油磺酸盐(DH)与石油磺酸盐(LH)是三次采油中常用的表面活性剂,DH与强碱(NaOH)配成的三元复合体系及LH与弱碱(Na2CO3)配成的三元复合体系均表现出了良好的油水界面活性。为探索DH与LH复配的可行性,本文通过仪器检测和理论分析,从表面活性剂的复配比、表面活性剂浓度、碱浓度3个方面开展了复配表面活性剂弱碱三元复合体系界面张力和黏度性能特征评价。结果表明,表面活性剂复配比和加量对三元复合体系黏度的影响较小,当DH、LH复配比为1∶1时,复配表面活性剂三元复合体系与大庆原油间可以实现超低界面张力,在80 min达到8.63×10-3mN/m;随复配表面活性剂质量分数的降低,界面张力增加,当表面活性剂质量分数为0.25%时,界面张力最优。Na2CO3加量为0.2%1.0%时,随着碱浓度的升高,复配表面活性剂三元复合体系的黏度降低,界面张力减小。推荐碱加量为0.8%1.0%。图2表2参12     

α-烯基磺酸盐表面活性剂的合成及性能

以抚顺石油厂生产的副产品AO(α-烯烃)为原料,利用降膜式磺化装置合成了系列α-烯基磺酸盐袁面活性剂。用美国Texas-500型旋滴界面张力仪,对α-烯基磺酸盐表面活性剂的合成条件(磺化温度、投料比、保护风等)进行了评价,并确定了合成α-烯基磺酸盐表面活性剂的工艺参数。针对大庆油田的地层物性,研究了α-烯基磺酸盐表面活性剂体系中的活性剂浓度及耐盐度对界面张力的影响,得出了α-烯基磺酸盐表面活性剂体系能与大庆原油形成超低界面张力的结论,从而为大庆油田α-烯基磺酸盐表面活性剂工业化生产的工艺条件提供了依据。     

大庆萨南油田对国产烷基苯磺酸盐的驱油应用研究

针对大庆萨南油田对国产烷基苯磺酸盐的应用配方进行了研究,试验表明,以国产磺酸盐为表面 活性剂配制的三元体系可以与大庆萨南原油形成超低界面张力,即能够提高原油采收率。     

十六烷基胺无碱表面活性剂的合成及界面性能研究

以十六烷基胺、丙烯酸甲酯和二乙醇胺等为原料,经迈克尔加成反应、水解反应及酯交换反应合成新型十六烷基胺无碱表面活性剂,利用红外光谱对产品进行结构表征。对新型十六烷基胺无碱表面活性剂与大庆采油一厂原油45℃下油水界面张力进行研究,其可使大庆油水界面张力达到超低界面张力(10-3mN/m);在与烷基苯磺酸盐复配时,当其质量比为4∶1~5∶1时,复配体系能使油水界面张力达10-4mN/m数量级。     

重烷基苯磺酸盐弱碱化复配应用进展

石油羧酸盐与重烷基苯磺酸盐表面活性剂具有良好的协同作用,该复配体系在较宽的表面活性剂和弱碱浓度范围内均能形成超低的界面张力,重烷基苯磺酸盐与石油羧酸盐复配比例一般在3～4∶1。石油磺酸盐是目前应用最广泛的一类表面活性剂,在与重烷基苯磺酸盐复配中,一般复配比例为重烷基苯磺酸盐∶石油磺酸盐=1∶1或2∶1。由东北石油大学研制合成的甜菜碱型表活剂在弱碱和无碱情况下都能达到超低界面张力。     

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力影响

 采用旋转液滴法测定了在不同碱浓度下自制的3种结构烷基芳基磺酸盐(C19-4S、C19-6S、C19-8S)与大庆六厂原油体系的油-水动态界面张力,分别考察了磺酸盐结构、强碱和弱碱浓度对油-水动态界面张力最小值(DIFTmin)和动态界面张力平衡值(DIFTequ)的影响。结果表明,在各自适宜碱浓度下,3种结构烷基芳基磺酸盐均可使大庆六厂原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力达到超低值 (10-3mN/m);随芳环在烷基芳基磺酸盐长烷链上的位置向烷链中心移动,达到DIFTmin、DIFTequ所需的强碱或弱碱的浓度降低,时间缩短。     

ASP复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂的合成

以重烷基苯为主要原料,以SO3为磺化剂,合成ASP三元复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂.探讨了原料组成、反应条件等因素对垸基苯磺酸盐产品性能的影响,研究了烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面活性及稳定性.在室内合成研究的基础上进行了工业放大试验,工业试验合成产品界面活性优良,其ASP复合体系驱油效率比水驱驱油效率提高20%以上.图4表6参6     

降压脱气对溶CO2原油乳液中水滴稳定性的影响

通过对CO₂在油/水/乳液中的溶解度、溶CO₂原油的流动性、溶CO₂后油-水间的界面特性、溶CO₂原油乳液的稳定性、油-水界面压力变化的测试与计算,分析溶CO₂原油乳液在降压脱气过程中水滴稳定性的变化规律。结果表明：溶CO2原油乳液中,沥青质等界面活性物质能够迅速地迁移并吸附于油-水界面,并微弱提高油相对CO₂的溶解能力,并使得油-水界面张力快速降低,界面弹性模量增大,降低界面扩张损耗角;溶入CO₂能够降低油相黏度,提高水滴沉降速率,使得原油乳液的分油率增大;降压脱气时,水相中CO₂气泡的析出、长大,迫使水滴膨胀,降低界面上活性物质的浓度,减小了油-水界面压力,使得水滴的聚结稳定性变差,增大了原油乳液的分水率。     

混凝土水下油罐的传热分析与数模计算

本文研究混凝土水下油罐采用油水置换工艺贮存高凝原油的传热规律,它是工艺设计与结构设计的重要依据.这种传热过程比较复杂,本文基于对贮油罐进行模拟试验和温度场变化规律的大量实测数据,通过分析研究,建立油罐的分区传热模型,用有限差分法对不稳定传热的温度分布和散热量进行数模计算,求得高凝原油在贮存条件下的表观导热系数.为0.325T_i^1/2;相应原油的“临界导热温度”T_x为41℃,应用数模计算贮油罐内温度分布和随时间的变化规律,得到各节点的实测温度与计算值的平均偏差<±1℃,表明分区传热模型较清晰、合理地反映了贮罐内原油、海水、油水界面、罐壁砂套以及环境温度相互间的传热特征;数模还提供了热油通过罐顶、罐壁和油水界面分别的散热量随贮存时间的变化曲线,计算表明,原油通过油水界面的散热量仅占原油总散热量的2.1～3.1%,由此结果进一步论证了油水置换工艺贮存高凝原油的可行性.     

常减压蒸馏电脱盐罐电流超高的影响因素分析及对策

针对中国石油辽河石化公司常减压蒸馏装置主要加工低凝油和超稠油,生产过程存在电脱盐罐电流超高的问题,分析了影响电流超高的因素,并提出了相应的对策。结果表明,油水界位、注水量、破乳剂种类等因素的影响较大,而混合强度的影响则较小。电脱盐罐的油水界位应低于电极棒的底部,并兼顾电脱盐罐电流值与脱水量的多少,确定适宜的油水界位;加工超稠油时,注水量过多会导致原油乳化严重,原油中的水不易脱除,进而导致电脱盐罐电流升高;电脱盐罐适宜的混合强度为１５ｋＰａ;若电 脱盐原油出现乳化现象,则可通过优选适宜的破乳剂以减缓电脱盐系统的波动。     

原油储罐升降机自动计量装置研发及应用

针对原油储罐内的液面精确计量难题,尤其是罐内油水界面位置精确计量十分困难,研发了原油储罐升降机自动计量装置,该装置主要由自动升降机、量油孔管、射频液位含水分析仪和检测探头等组成,实现了原油储罐液面和油水界面自动准确计量、液面超限报警、以及分层含水率的测量,解决了原油储罐液面和油水界面准确计量等难题。     

Microscopic Study of Oil Flocculation and Coalescence Processes for Understanding the Role of Surfactants in EOR Performance

Abstract

A preliminary microscopic study of oil/oil droplet interactions in surfactant-added water is carried out to understand the oil/water interface changes with time and its effects on oil/oil droplet coalescence. This study is carried out on two oils (olive and crude oil) with varying concentrations of surfactant water ratios. The radii of curvature of the interface between coalescing oil droplets is used as a measure to reflect the change in surface energy. As oil droplets were placed in surfactant-added water, the radii of curvature were measured at three different states. Early state shows very little effect on oil/oil interfaces; in the later state, the effect is greater and interfacial tension decreases rapidly. At quasi-steady state, the state between the early and later, faster rate stage reduces with surfactant concentration in the case of olive oil. Increasing the surfactant concentration does not show the same effect on crude oil. The radii of curvature increase with time by increasing surfactant concentrations in olive oil; an inverse effect is found in crude oil. A natural surfactant prepared from the outer shell of pericarp of soapnut fruit was also used to study droplet formation and coalescence as well as to investigate the impact in interfacial tension and oil mobility.     

低剂量天然气水合物抑制剂对渤海M油气田原油破乳脱水的影响

通过室内实验研究了包括3种动力学抑制剂与3种阻聚剂在内的6种低剂量天然气水合物抑制剂对渤海M油气田原油破乳脱水的影响,结果表明:当加注质量浓度为10～50 g/L时,3种动力学抑制剂ISP501、HY-2和HY-3对该油气田原油破乳脱水基本没有影响,仅使油水界面变差,但同时使用破乳剂AP-10能明显改善油水界面;3种阻聚剂HY-4、HY-5和HY-6对该油气田原油破乳脱水的影响程度与阻聚剂的分子结构类型有关,HY-4没有影响,HY-6有加重油水乳化的趋势,HY-5在水相产生大量絮状物,同时使用破乳剂AP-10作用也不大。动力学抑制剂ISP501和HY-3在渤海M油气田现场试验取得了较好的效果,原油处理合格,外排污水达标。     

滩海油田破乳剂研究与应用

为了解决大港滩海地区联合站外输原油油水界面混浊,原油含水超标,乳化严重的问题,室内对5种不同类型的破乳剂对滩海油田原油的破乳能力进行分析研究,筛选出2种类型的破乳剂进行复配后对复配破乳剂类型、加药浓度、温度等因素进行研究.最终筛选复配出BH-2型破乳剂在60℃加药浓度为100 mg/L的条件下,原油脱水速度快,油水界面...     

高温高压条件下CO_2-原油-水体系相间作用及其对界面张力的影响

采用轴对称悬滴形状分析技术研究了高温、高压条件下CO_2-原油体系和原油-碳酸水体系的相间作用及其界面张力的变化规律。研究结果表明:在高温、高压条件下CO_2与原油之间的相间作用可分为2个阶段,第1阶段为CO_2溶解并使原油膨胀,第2阶段为CO_2抽提轻质组分并使油相体积减小;压力增大,CO_2与原油的相间作用速度变快,压力接近最小混相压力时,油滴形态变得极不稳定,CO_2对轻质组分的抽提作用增强,CO_2与原油界面变模糊。温度和压力是影响CO_2与原油界面张力的主要因素,温度越高,气液界面越不稳定,动态界面张力波动越大,平衡界面张力越大;压力越高,动态界面张力达到平衡时间越短,最终的平衡界面张力越低。原油-碳酸水体系界面处的相互作用较弱,油水界面清晰,油滴形态稳定。CO_2从水相向油相逐渐扩散过程中,油滴体积不断膨胀并逐渐达到稳定,未出现CO_2抽提轻质组分导致油滴体积减小的现象。随着CO_2在水相中的溶解及向油相中的扩散,界面张力逐渐下降并达到平衡;温度和压力越高,油水界面张力达到平衡的时间越短,油水界面张力越小。     

无机盐作用下微波辐射高粘度原油的油水分离

Removal of water contained in extra-viscous crude oil is quite difficult because of the high viscosity and high resins content of heavy oil.The microwave technology was introduced for the separation of water from high-viscosity crude oil in the presence of sodium acetate.The decrease in zeta-potential of interface and the viscosity of crude oil are responsible for the accelerated separation of water under microwave irradiation.The influences of the concentration of sodium acetate in sample,irradiation pressure,irradiation time and irradiation power on the separation efficiency were investigated.The optimum technological condition for the refining process was determined.Upon treating the sample 1 (with a water concentration of 50%),the water removal rate was 98.44%,when the optimum conditions were identified to be a sodium acetate concentration of 2%,an irradiation pressure of 0.1 MPa,an irradiation time of 2 min,and an irradiation power of 225 W,with the recovery of sodium acetate reaching 97.88%.Upon treating the sample 2 (the concentration of water was 20%),the water removal rate was 93.85%,when the optimum conditions were determined to be a sodium acetate concentration of 3%,an irradiation pressure of 0.1 MPa,an irradiation time of 4 min,and an irradiation power of 375 W,with the recovery of sodium acetate reaching 93.54%.By using this method,the dehydration efficiency was increased rapidly.