聚酰胺-胺星形聚醚原油破乳剂的合成与性能

以1.0G、2.0G、3.0G 乙二胺为核制备了星形大分子聚酰胺-胺,并与环氧丙烷、环氧乙烷进行烷氧基化反应制备了一系列具有多分支结构的二嵌段聚醚类破乳剂。采用浊点法测定了系列破乳剂的亲水亲油平衡值,单滴法测量了降低油水界面膜强度的能力,针对油包水型原油乳状液进行了破乳性能研究。结果表明:该系列聚醚破乳剂具有良好的界面活性,对油包水型原油乳状液脱水率超过90%,具有良好的破乳性能和适应性;破乳剂起始剂聚酰胺-胺代数越高,分支越多,所合成的聚醚破乳剂性能越好;随着聚酰胺-胺的代数及破乳剂质量浓度的增加,油滴液膜排液时间缩短,半生命期减小,破裂速率常数增大。     

破乳剂的油-水界面性质与破乳效果的关系

本文通过对界面张力、液滴寿命和破乳效果的测定,研究了各种原油破乳剂的界面活性、破乳剂叶分子在油-水界面上的吸附状态和液膜强度与破乳效果的关系。油水两相均不溶的破乳剂,可在油-水界面上展开,置换原油中成膜物质,降低膜强度而使乳状液破坏。     

复合驱采出液破乳剂的破乳特性

从破乳剂分子改变油／水界面张力和油／水界面膜强度两个方面，对复合驱采出液的破乳脱水问题进行了研究。实验结果表明：非离子型破乳剂在界面活性低于复合驱采出液中活性剂的界面活性的情况下，仍可能吸附到油水界面上，升高原油乳状液界面张力，并参与润湿成膜，削弱界面膜强度，达到破乳的目的。但是，在实验中也发现破乳剂改变油／水界面张力的能力与破乳剂的破乳特性没有对应的关系。一种性能良好的破乳剂不仅应具有良好的吸附成膜性能，更应有效地降低油／水界面膜强度，才能达到较好的破乳效果。文中所阐明的观点对复合驱采出液以及聚合物驱采出液的破乳脱水处理均有一定的指导意义。     

非聚醚型破乳剂的破乳效果

以丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等为原料,在胶束水溶液中合成了一系列非聚醚型破乳剂.采用试瓶法对模拟采出原油乳状液进行了破乳实验研究.结果表明,含有亲水性基团的非聚醚型破乳剂,由于分子结构的双亲性,有利降低油水界面膜强度和增加动态界面活性,使其破乳效果优于油溶性破乳剂的破乳效果,但过强的亲水性会...     

管输压力下实时记录式天然气发热量测定设备的开发

通过破乳脱水实验及界面性质研究了HPAM、吡咯林及其二元驱体系对原油乳状液稳定性的影响。实验结果表明:加入浓度为100mg/L不同驱油剂后均使破乳剂BSE-238对原油乳状液的脱水率降低15%以上,SV值均增大,不同驱油剂均增强了原油乳状液的稳定性。含驱油剂的乳状液体系破乳后水相电导率增大、Zeta电位负值增大,破乳脱出水中含油量增大、油滴粒径减小。不同驱油剂影响乳状液稳定性的机理不同:HPAM对体系界面张力无明显影响,是通过增大体系黏度增强其稳定性;吡咯林对乳状液体系黏度无影响,大大降低油水界面张力而增强乳状液稳定性;两种驱油剂协同作用,使二元驱采出液更加稳定。     

一种树状多支化破乳剂的合成与应用

为了提高渤海S油田原油乳状液的破乳效果,先采用苯乙烯和马来酸酐自由基聚合反应合成苯乙烯-马来 酸酐共聚物（SMA）,然后与1.0 代聚酰胺-胺（1.0G PAMAM）进行酰胺化接枝反应,得到以聚苯乙烯-马来酸酐共 聚物为主链、以1.0G PAMAM 为侧链的多支化水溶性破乳剂TS-Z806。考察了该破乳剂在不同温度（50～ 90 ℃）下对原油乳状液的破乳效果,并与聚醚类破乳剂JM-01 的破乳效果进行对比,采用该破乳剂首次在渤海 油田进行现场应用。室内和现场试验结果表明,温度大于70 ℃后,聚醚类破乳剂JM-01 对原油乳状液的脱水率 明显降低,脱水水质变差,故破乳效果变差;而非聚醚类破乳剂TS-Z806 在高温下对原油乳状液仍表现出良好的 破乳效果。破乳剂TS-Z806 在处理渤海S油田原油综合管汇处含聚合物采出液时,表现出了优异的破乳性能,能 够明显改善脱出水的水质,破乳后上层油乳化层较低,脱水后乳化层减少约69%。该破乳剂可实现对含聚合物 采出液的高效处理,具有较好的现场应用前景。     

聚合物对W/O乳状液稳定性的影响规律研究

根据孤岛聚合物驱现场采出液特征,室内模拟配制了W/O乳状液,研究了聚合物对乳状液表观黏度、液滴直径及油水界面黏弹性质的影响规律.结果表明,采出液中的残留聚合物可显著提高乳状液的表观黏度,当聚合物浓度为400 mg/L时,乳状液黏度达到极大值;大于400 mg/L时,乳状液的黏度不再增大.聚合物浓度增大使W/O乳状液的水珠粒径减小、分布集中;聚合物浓度大于300 mg/L时,水珠粒径基本不变.聚合物可改变油水界面膜的流变性,增强油/水界面的黏弹性模量和复数黏度,增大界面膜的强度,增加乳状液的稳定性.以上效应导致含聚合物的采出液乳化更加稳定,破乳更加困难.     

对我国理想原油破乳剂的开发思路

根据原油乳状液稳定与破乳机理,认为理想的破乳剂的必备条件是:①较强的表面活性;②良好的润湿性能;③足够的絮凝能力;④较好的聚结效果。我国对理想的原油破乳剂的研究应用起步较晚,现在使用的破乳剂品牌虽多但单剂品种少,最近开发成功的破乳剂产品大多还是聚醚型。今后理想的原油破乳剂的研发目标应是:①应加大具有全新化学结构的高效破乳剂研究,逐步用非聚醚型破乳剂取代聚醚类破乳剂;②加强对三次采油技术采出的原油乳状液破乳机理的研究;③急需研制一种破乳能力强、脱后污水质量好并适应含聚合物、碱、表面活性剂的原油采出液处理的破乳剂;④适合于稠油乳状液的高效破乳剂的研制迫在眉睫。     

渤海S油田聚合物驱采出液油水界面膜的稳定性分析*

为了明晰渤海S油田聚合物驱采出液油水界面膜稳定性的影响因素,通过对乳状液油水界面流变性、Zeta电位和界面张力等性质的表征,评价了聚合物类型、疏水缔合聚合物质量浓度和水相矿化度对原油乳状液稳定性的影响。研究表明:相对于线性聚合物,疏水缔合聚合物对于渤海S油田的原油乳状液具有明显的增稠、增黏效果,能够明显改变油水界面电性,增加油水界面活性,增强油水界面膜强度,具有更好的原油乳状液稳定效果。同时,疏水缔合聚合物的质量浓度与乳状液的界面膜弹性呈线性关系,随着聚合物质量浓度从0 mg/L增加至800 mg/L,乳状液的界面膜弹性从4 Pa增加到17 Pa。当聚合物质量浓度增至400 mg/L时,聚合物在油水界面上的吸附接近饱和。水相矿化度对原油乳状液的稳定性也有较大的影响,当矿化度在0数9417.7 mg/L时,乳状液的稳定性主要受界面电性的影响;当水相矿化度在9417.7数18835.4 mg/L时,乳状液的稳定性主要受油水界面膜结构强度的影响。图12参17     

热力学不稳定体系的稳定性问题探讨

本文利用液滴间薄液膜模型研究的方法，测定了油／水界面膜的膜厚度和膜稳定时间；使用旋转滴界面张力仪．初步探讨了破乳剂对复合驱采出液体系动态界面张力的影响及其竞争吸附。研究发现，对于同一油水体系，不同油相在破乳剂作用下膜稳定时间差别很大．其稳定性依次为：去沥青质油＜原油＜去沥青质及酸性组分油＜去酸性组分油。对热力学不稳定体系的稳定性问题进行了有益的探讨。     

老化油破乳技术研究

通过对各种老化油存在形态、原油组分、物理化学性质进行分析,从宏观到微观研究其严重乳化的原因和影响其稳定的因素。通过对原油组分、油水界面膜、原油乳化剂等内因和曝氧老化、温度等外因对老化油稳定性影响的研究,发现老化油是在曝氧条件下原油中轻质组分减少,胶质、沥青质及环烷酸等极性组分增加,同时外源固相颗粒及内源腐蚀结垢杂质和有机杂质等随时间延长在油水界面不断富集,使界面膜的强度增加形成稳定性很高的原油乳状液。通过用现有的各种原油破乳脱水机理对老化原油进行了破乳脱水实验,并找到老化油的破乳技术——热化学一离心脱水技术,同时优选了适宜的破乳剂。     

原油乳状液破乳机理及影响因素研究

由于原油乳状液的形成及稳定性的因素复杂,以及影响原油乳状液破乳的因素众多,因而研究原油乳状液的破乳机理各异,主要有顶替或置换、反相作用、絮凝-聚结、膜排液、膜击破、润湿增溶、反离子作用、褶皱变形机理.又由于原油乳状液的稳定与破乳是一对矛盾,影响乳状液稳定的因素也会影响乳状液的破乳;但从影响破乳剂对原油乳状液破乳的因素来看,主要有原油乳状液的性质、原油破乳剂的性质和外界脱水条件.研究原油乳状液的破乳机理及影响因素,目的是为不同的原油乳状液的破乳方法提供参考依据.     

原油乳状液的稳定与破乳

本文综述了４个问题；（１）原油乳状液中的界面膜，沥青质，胶质，固体颗粒，石蜡对原油乳状液稳定性的影响；（２）乳化剂对原油乳状液破乳的阻碍作用；（３）原油乳状液稳定与破乳的几种模型；（４）有关破乳剂使用的几个问题（水溶性和油溶性破乳剂，破乳剂用量，线型和体型结构的破乳剂）。     

原油热化学脱水工艺技术试验

原油热化学脱水是将含水原油加热到一定温度,并在原油中加入适量的原油破乳剂,降低油水界面膜的表面张力,从而破坏乳状液的稳定性,以达到油水分离的目的。轮一联原油采出液油品性质较好,采出液乳化不严重,油水容易分离,采用复配的破乳剂TDE-LN破乳效果较好,在一定的温度和加药量条件下,可以实现采出液的破乳。推荐游离水脱除工艺参数为:沉降时间为20 min,脱水温度55℃,破乳剂投加量低于50mg/L。脱后油中含水率低于30%,水中含油量低于500 mg/L。现场试验表明,在来液含水率70%～80%时,沉降20 min,很容易达到油中含水率小于10%的技术指标。     

酚胺树脂聚醚破乳剂的界面活性

采用旋转滴法测定了9种酚胺树脂聚醚型破乳剂（PAPEmn, m、n = 1、2或3）与胜利油田孤东二元驱原油及水驱原油的界面张力,考察了破乳剂浓度、破乳剂分子结构及温度等因素对油水界面张力的影响。结果表明,该系列破乳剂具有高于常规破乳剂的界面活性,且随着破乳剂浓度升高油水界面张力显著下降,对于亲水性较强的PAPEm3系列破乳剂,随浓度从50 mg/L升高到1500 mg/L其界面张力从10∧0数量级降低至10∧-3数量级;破乳剂的界面活性与其分子结构密切相关,实验范围内亲水亲油平衡（HLB值）改变比分子量的变化更能影响油-水界面活性,随HLB值增大破乳剂的界面活性明显增强;随着温度升高,破乳剂的界面活性下降,表明该系列破乳剂较适合在低温下使用。     

两种嵌段聚醚对油水界面性质的影响

通过测定不同沥青质含量下,典型支链型嵌段聚醚破乳剂AE-1和直链型嵌段聚醚破乳剂SP169在不同质量浓度和温度下的界面张力、界面扩散热力学参数和界面扩张模量,研究了两种嵌段聚醚对油水界面性质的影响。实验结果表明,SP169破乳剂降低界面张力的能力更强;在温度与沥青质含量不变的情况下,SP169破乳剂的熵变小于AE-1破乳剂,表明SP169破乳剂分子在界面上的混乱度更小,组成了比AE-1破乳剂更为有序、紧凑的排列;AE-1破乳剂与沥青质形成的界面膜的扩张模量小于SP169破乳剂与沥青质所形成的界面膜的扩张模量,即加入AE-1破乳剂的油水界面膜的强度更弱。在温度65℃、含水率(以水的质量分数计)40%的条件下,AE-1破乳剂具有比SP169破乳剂更好的破乳性能。     

含固体颗粒二元复合驱原油乳状液破乳研究

为了有效处理含固体颗粒的聚合物/表面活性剂二元复合驱原油乳状液油水分离困难的问题,采用界面张力仪和全功能稳定性分析仪考察了硅藻土、破乳剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和石油磺酸盐表面活性剂对胜利海上原油二元复合驱采出液稳定性和油水界面性质的影响。结果表明,非离子破乳剂ECY-05和有机硅破乳剂589按质量比4∶1组成的复配破乳剂FP的破乳效果良好,随着FP加量增大,乳状液稳定性降低,油水界面张力减小,脱水率增加,FP加量为200 mg/L时,含固原油乳状液60 min脱水率为88%;随着HPAM、表面活性剂和硅藻土含量的增加,乳状液稳定性增加,脱水率降低;油水界面张力随着硅藻土加量的增大而增大,随表面活性剂浓度的增大而减小,HPAM对油水界面张力影响较小,三者的协同作用使得脱水率降低。     

电化学方法研究微生物表面活性剂对原油乳状液破乳的作用

选用一种微生物表面活性剂分别与 3种破乳剂GE 189、XE 12 0和XP 12 0复配 ,对模拟原油乳状液进行破乳脱水。结果表明 ,微生物表面活性剂的引入能够明显地提高破乳剂的破乳速率和效率 ,而且当破乳剂的浓度较低时 ,微生物表面活性剂的影响更加明显。通过界面张力的测定 ,证实了微生物表面活性剂和破乳剂之间的协同作用。利用电化学方法测定水 油 水界面的膜电容和膜电阻 ,探讨了微生物表面活性剂对原油乳状液破乳效果的影响机理。结果表明 ,单独使用微生物表面活性剂 ,观察不到膜电容和膜电阻的任何变化 ;微生物表面活性剂与破乳剂复配 ,界面膜电容随时间的升高与界面膜电阻随时间的下降幅度明显大于单独使用破乳剂时的情况 ,也表明了微生物表面活性剂与破乳剂之间的协同效应。而且由于微生物表面活性剂的加入 ,引起膜电容的迅速升高和膜电阻的迅速下降与乳状液破乳脱水速率的加快密切相关 ,说明该种电化学方法用于破乳机理的研究是可行的。     

聚驱原油采出液脱水低温破乳剂的开发与实践

针对聚合物驱后油井采出液中含有的聚合物导致联合站脱水和污水处理困难的问题,分析了国内各油田聚驱采出液脱水破乳剂的现状,依据原油乳状液凝胶的结构裂降和结构恢复行为对其触变性影响的原理,采用多乙烯多胺、松香胺、有机醛、胺、苯酚等的反应物为起始剂的聚醚类破乳剂按一定比例复配后,再引入微量的烷基酰胺丙基甜菜碱、氯化亚铁、维生素C、氟碳表面活性剂FN-3,得到聚驱原油采出液脱水低温破乳剂,利用电中和机理,实现了聚驱原油采出液低温破乳脱水。现场药剂质量浓度在50~70mg/L、脱水温度40~43℃的条件下,原油脱水后含水率小于0.2%,污水含油质量浓度小于50mg/L。     

电化学方法研究微生物表面活性剂对原油乳状破乳的作用

选用一种微生物表面活性剂分别与3种破乳剂GE-189、XE-120和XP-120 复配，对模拟原油乳状液进行破乳脱水。结果表明，微生物表面活性剂的引入能够明显地提高破乳剂的破乳速率和效率，而且当破乳的浓度较低时，微生物表面活性剂的影响更加明显。通过界面张力的测定，证实了微生物表面活性剂和破乳剂之间的协同作用，利用电化学方法测定水-油-水界面的膜电容和膜电阻，探讨了微生物表面活性剂对原油乳状液破乳效果的影响机理，结果表明，单独使用微生物表面活性剂，观察不到膜电容和膜电阻的任何变化；微生物表面活性剂与破乳剂复配，界面膜电容随时间的升高与界面膜电阻随时间的下降幅度明显大于单独使用破乳剂时的情况，也表明了微生物表面活性剂与破乳剂之间的协同效应，而且由于微生物表面活性剂的加入，引起膜电容的迅速升高和膜电阻的迅速下降与乳状液乳脱水速率的加快密切相关，说明该种电化学方法用于破乳机理的研究理可行的。