系列烷基芳基磺酸盐在大庆油砂上的吸附性能

利用静态吸附实验法研究了实验室自制的3种高纯度烷基芳基磺酸盐在大庆油砂上的吸附规律,并考察了吸附时间,温度,磺酸盐、盐、碱及醇含量对磺酸盐吸附量的影响。结果表明,磺酸盐在油砂上的吸附量随着其质量浓度和相对分子质量的增大逐渐增加,然后趋于平稳,随着温度和醇体积分数的降低、盐和碱浓度的增加而增大。吸附热力学研究表明,烷基芳基磺酸盐在油砂上的吸附等温线服从Langmuir等温吸附方程,计算得到的各参数均能很好地反映磺酸盐在油砂上的吸附特征;吸附动力学研究表明,Elovich方程能够更好地描述磺酸盐在油砂表面吸附量随时间的变化。     

阴离子双子表面活性剂在油砂上吸附规律研究

利用静态吸附实验法研究了阴离子双子表面活性剂-双烷基乙氧基二硫酸酯钠盐在油砂上的吸附规律。实验结果表明双十二烷基乙氧基二硫酸酯钠盐(GA12-2-12)在油砂上的吸附等温线服从Langmuir等温方程,相同浓度下其吸附量低于常规单链表面活性剂-十二烷基硫酸钠(SDS)。GA12-2-12在油砂上的吸附量随着电解质浓度增大、介质pH值下降、油砂含油量降低而增大。烷基疏水链碳数及间隔基团碳数增加,双烷基乙氧/丁氧基二硫酸酯钠盐在油砂上的吸附量增大。     

复配烷基苯磺酸盐在大庆油砂上的吸附

考察了9种结构明确的烷基苯磺酸盐经五种分布形式复配得出的五种相对分子质量的复配烷基苯磺酸盐在大庆油砂上的吸附,探讨了温度、盐、碱、醇加量对复配烷基苯磺酸盐体系在大庆油砂表面吸附量的影响。结果表明,复配体系在油砂表面的吸附量随着温度的升高而降低,随NaCl、Na2SO4浓度的增加而增加,随MgSO4浓度的增加先缓慢增加后有所降低,随NaOH和Na2CO3含量的增加而增加,随着NaHCO3和KHCO3含量的增加而降低,随着醇浓度及醇碳链的增加而逐渐降低;异丁醇对复配体系在油砂表面吸附的影响依次大于叔丁醇、正丁醇。图10表1参10     

疏水缔合聚合物AP的静态吸附特征

实验研究了作为驱油剂的疏水缔合聚合物AP在45℃下的溶液吸附特征。所有吸附等温线均不符合Langmir吸附模式,而呈开口向下、复杂程度不等的双曲线形,即随聚合物平衡浓度的增大,开始阶段吸附量增大,达到最大值后又减小,出现吸附峰。在石英砂上的吸附等温线形状最简单,近似单一的吸附峰略显不对称。在高岭土、膨润土、大庆洗油油砂上的吸附等温线,吸附峰的起始侧出现明显的肩峰。最大吸附量(以μg/g计)分别为2335(膨润土)、1405(高岭土)、168(大庆油砂)、155(石英砂),大庆油砂上出现最大吸附量的聚合物平衡浓度在400-450 mg/L,低于在大庆油田的使用浓度1000 mg/L。高聚合物浓度区吸附量减小的原因,是疏水缔合聚合物在岩石或矿物表面的吸附是多分子层吸附,吸附层内的聚合物分子间发生了疏水缔合,当溶液中聚合物浓度达到并超过临界缔合浓度时,部分聚合物分子脱附进入溶液。肩峰的产生可能与分子内缔合有关。图4表2参5。     

疏水缔合聚合物AP-P4 在SZ36-1 油田油藏储层条件下静吸附和解吸附规律研究

为进一步研究疏水缔合聚合物提高原油采收率的机理,以SZ36-1 油田储层油砂、注入水和疏水缔合聚合物AP-P4 为研究对象,开展了聚合物浓度、聚合物类型、调节剂浓度和油砂粒径对吸附和解吸附规律影响研究。研究结果表明,疏水缔合聚合物静吸附和解吸附量与聚合物分子间缔合程度、聚合物分子吸附方式以及油砂比表面积密切相关。当AP-P4 浓度在500～2500 mg/L 时,吸附量为0.758～1.278 mg/g,解吸附量为0.122～0.653mg/g,其中,当聚合物浓度高于1200 mg/L时,“多分子层”吸附量增加。与“单分子层”吸附相比,“多分子层”吸附时聚合物分子聚集体与油砂表面间结合力较弱,吸附稳定性较差,更容易发生脱附。加入β-环糊精可以抑制疏水缔合聚合物疏水基团间的缔合作用,导致聚合物分子聚集体尺寸减小。随着聚合物分子聚集体尺寸和油砂粒径减小,聚合物分子吸附量增大,以“单分子层”吸附方式附着于油砂颗粒表面的聚合物分子数增多,吸附稳定性增强。图1 表5 参19     

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.     

双子表面活性剂在石英砂上的吸附规律研究

利用亚甲蓝法,测量双子表面活性剂与普通阳离子表面活性剂CTAB在石英砂上的吸附等温线.结果表明:双子表面活性剂的联接基长度对其在石英砂表面上的吸附具有很大的影响;疏水烷基链长度同样影响饱和吸附量,但是影响较小;另外,相同疏水烷基链长度的阳离子双子表面活性剂在石英砂表面上的饱和吸附量接近普通阳高子表面活性剂CTAB在石英...     

阳离子表面活性剂的碳链长度对缓速性能影响

阳离子表面活性剂能改变岩石表面性能,从而降低酸岩反应速率,保证酸液往地层深部推进。为了揭示阳离子表面活性剂的碳链长度对缓速性能的影响,本文利用表面张力仪、电导率仪测定了4种长碳链阳离子表面活性剂即十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵(记作CnTAC,n=14、16、18、22)的临界胶束浓度ccmc,利用原子力显微镜观测CnTAC在岩石表面的吸附形态,采用固/液/气三相接触角法研究了阳离子表面活性剂改变方解石表面润湿性的能力,并测试了静态酸岩反应速率。研究结果表明,随着碳链长度增大,CnTAC的ccmc明显减小;CnTAC在方解石表面吸附形态以单层吸附为主,CnTAC可将亲水固体表面润湿反转为亲油性,随着碳链长度增大,CnTAC处理过的方解石的吸附层厚度变小,亲油性增强。CnTAC可有效降低酸岩反应速率,碳链长度为14的C14TAC对酸岩反应的缓速性能最好,缓速率为69.70%,随着碳链长度的增大,CnTAC的缓速性能变差,方解石刻蚀表面形态由不均匀而趋于均匀。     

MD-1膜驱剂在油砂表面的吸附及润湿性研究

分子沉积(MD)膜驱油是提高原油采收率的一种新方法。在题示实验研究中所用MD膜驱剂MD 1是一种分析纯单分子双季铵盐,油砂未洗油,取自辽河兴隆台109井。介绍了溴百里酚蓝为指示剂测定水溶液中MD 1质量浓度的方法,在10～300mg/L范围内溶液吸光度与浓度之间有良好的线性关系。MD 1在油砂上的吸附很快,在25℃下4h即基本达到平衡,吸附量随MD 1溶液pH值升高而增大,pH值在2～4之间时增加快,在4～9之间时增加慢,在9～12之间时又增加快,由此确定吸附主要是静电作用的结果,油砂表面的电荷性质和电荷量是决定吸附的主要因素。吸附等温线符合Langmuir定律,即为单分子层吸附,计算求得25℃和40℃时饱和吸附量分别为13.04和12.68mg/g油砂,吸附热为-15.2kJ/mol。在吸附MD 1后的油砂上汽油的相对接触角由43.68°增大至49.56°,油砂表面亲油性减弱,亲水性增强。在油砂上吸附成膜时放热,成膜表面润湿性改变,是MD膜驱剂提高原油采收率的2个重要因素。图4表1参12。     

无机盐对胜利石油磺酸盐的地层损失影响研究

用吸光光度法和静态吸附法研究了无机盐对胜利石油磺酸盐(SLPS)在地层中的沉淀损失和吸附损失影响。结果表明,增加NaCl浓度,一方面能抑制SLPS与Ca2+的沉淀损失,另一方面却增加SLPS静态吸附损失;不同种类的电解质,对SLPS在孤东油砂上吸附影响不同,电解质NaCl,CaCl2和MgCl2使其吸附量增大,而NaHCO3使其吸附量减少;同时在SLPS吸附等温线上出现吸附最大值,且吸附最大值对应的SLPS浓度随NaCl浓度的增加而降低。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅺ.伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油乳状液的粒度特征

采用动态光散射法研究了伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的粒度特征。研究表明，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的初始粒径较小，粒度分布较窄；随着时间的延长，其粒径逐渐增大，粒度分布变宽；随着馏分增重或体相质量浓度的增加，模拟乳状液的初始粒径增大。随着油相中芳烃含量增加，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油中重馏分模拟乳状液的初始粒径增大，而大庆减压渣油轻馏分模拟乳状液的初始粒径减小。随着水相中碱或盐的加入，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的初始粒径均增大。     

疏水缔合聚合物在孔隙介质上的静态吸附特征

模拟大庆油田的油藏条件,测定了缔合聚合物在高岭土、膨润土、石英砂以及油层岩心砂4种吸附剂上的等温吸附曲线。结果表明,缔合聚合物在高岭土、膨润土上的吸附量大于在石英砂、油层岩心砂上的吸附量;同时缔合聚合物在以上各种吸附剂上的吸附规律不符合Langmuir等温吸附,其曲线形状为开口向下的抛物线,即随着缔合聚合物浓度的增加,吸附量逐渐增大并达到一个最大值,之后,随着聚合物浓度的增加,吸附量逐渐降低。此外,缔合聚合物的最大吸附量出现在缔合聚合物的临界缔合浓度400—450mg／L范围。该实验结果的重要意义在于：大庆油田缔合聚合物的使用浓度为1000mg／L,远高于发生最大吸附的临界缔舍浓度,而在使用浓度条件下,缔合聚合物的吸附量非常低,因而注入的缔合聚合物溶液在油层中运移时的吸附损失量较小,从而增加了运移、驱油的有效作用距离,能够大幅度提高缔合聚合物的驱油效果。     

新型β-环糊精交联聚合物的制备及其吸附亚甲基蓝性能的研究

以马来酸酐和乙二胺乃原料制备了马来酰胺酸,再将马来酰胺酸与β-环糊精进行交联聚合得到马来酰胺酸交联β-环糊精聚合物(PMCD)。采用FTIR方法对PMCD的结构进行了分析。表征结果显示,PMCD中含有预期的官能团。研究了亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度、温度和溶液pH等吸附条件对PMCD吸附MB性能的影响。实验结果表明、PMCD对MB的吸附量随MB初始质量浓度的增大而增大;温度升高有利于PMCD吸附MB;在溶液pH=2～7时,PMCD对MB的吸附量随溶液pH的增大而增大;当pH>7时,吸附量基本不变。探讨了PMCD对MB的吸附动力学和等温吸附模型,PMCD吸附MB的动力学数据符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,为单分子层吸附。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅻ.伊朗轻质减渣和大庆减渣乳状液的Zeta电位

采用电泳法研究了伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的Zeta电位。研究表明，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油乳状液的Zeta电位主要由摩擦、吸附和电离产生，并且Zeta电位值随馏分的增重而增加；当水相为纯水时，乳状液的Zeta电位为负值，其绝对值随馏分油相的质量浓度或油相中芳烃含量的增大而增加；随着水相pH的升高，模拟乳状液的Zeta电位由正电性逐渐向负电性转变；随水相中盐的加入，模拟乳状液的Zeta电位绝对值增加，电性不变。     

多壁碳纳米管吸油能力和循环使用性探究

碳纳米管作为一种新型的吸附材料,对油具有良好的吸附能力。本研究主要考察多壁碳纳米管（MWCNTs）对汽油、煤油、柴油和重柴油的吸附性能以及挤压、灼烧等脱油方法对MWCNTs重复吸油性能的影响。结果表明：随着重复使用次数的增加,MWCNTs的吸油能力逐渐减小并趋于稳定;相比于灼烧法,机械挤压方法容易破坏MWCNTs间最初具有的空隙结构,使其重复使用时的吸油能力大幅降低;机械挤压法处理MWCNTs时,随着吸附油的碳链长度增加,其吸油能力也增强;灼烧法处理MWCNTs时,由于越重的油分在其表面越易结焦,破坏其空隙结构和吸附位点,导致重复使用时随着吸附油的碳链长度增加MWCNTs吸油能力减小。     

不同碳数脂肪酸甲酯在HZSM-5分子筛中吸附行为的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法,从反应前驱步骤--吸附出发,在298~473 K下考察了C3~C7直链脂肪酸甲酯在HZSM-5分子筛中的吸附行为。结果表明：HZSM-5催化剂中存在两类吸附位点,分别在孔道交叉处(site I)和直孔道中(site II),并且氢键的形成导致客体分子和site I作用更强;升高温度降低了客体分子和吸附位点的作用强度,使饱和吸附量略有下降。此外,随着碳链长度增加,脂肪酸甲酯的空间位阻增大,体系中氢键数目降低,氢键键长增加,导致长链分子的吸附量显著下降。以上模拟结果从微观角度揭示了温度和链长对脂肪酸甲酯吸附性质的影响,为不同链长油脂分子催化裂解反应特性研究提供了理论指导。     

低渗透砂岩油藏注入阴阳离子聚合物深部调剖技术研究

针对具有窜流大孔道的低渗透砂岩油藏条件,对交替注入阴、阳离子聚合物的深部调剖技术进行了研究。通过室内试验评价了各种因素对聚合物吸附量的影响。结果表明,随着温度的升高,聚合物吸附量减小,且地层对阳离子聚合物比对阴离子聚合物更容易吸附。随着矿化度、吸附时间、聚合物浓度的增加,聚合物吸附量也增加。阳离子聚合物的吸附平衡浓度为1 500mg/L,吸附平衡时间为8h;阴离子聚合物的吸附平衡浓度为1 000mg/L,吸附平衡时间为6h。物理模拟试验表明,采用阴阳离子聚合物交替注入方式比注入单一聚合物有更好的封堵效果,并且先注入阳离子聚合物效果好于先注入阴离子聚合物的效果。随着注入轮次的增加,封堵性能提高。但是,综合考虑经济成本,不要超过3个轮次。交替注入阴阳离子聚合物可以大大提高采收率,水驱采收率增值为41%。     

三元复合驱吸附滞留规律

针对大庆油田三元复合驱现场实施过程工艺参数难以确定的问题,基于北二区东部油层储层物性参数,通过填砂模型室内驱替实验,研究三元复合驱过程中各组分质量浓度、剪切降黏和界面张力变化规律,并通过数值模拟研究三元复合驱动态条件下各组分的吸附滞留规律.实验结果表明:三元复合驱的各类组分质量浓度均随运移距离的增加而降低,随注入量的增...     

十六烷基三甲基溴化铵在矿物上的吸附性能研究

采用紫外分光光度计测量阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在不同粘土矿物上的吸附性能,结果表明,阳离子表面活性剂与BTB形成的缔合物在619 nm处有明显的吸收峰,且线性关系较好,相关系数达到0.996。阳离子表面活性剂的吸附规律符合Langmuir吸附规律,吸附量随质量浓度的增加迅速上升,到某浓度后吸附达到平衡。因吸附剂的物性不同,达到平衡时的溶液浓度也不同,平衡吸附量也有较大差别。