醚类助溶剂在超临界二氧化碳中的浊点压力及对二氧化碳-C16混相压力的影响

助溶剂和CO₂ 对提高原油采收率有着协同增效作用。研究超临界CO₂ -助溶剂体系的浊点压力和与原油的 混相压力,对于CO₂ 提高原油采收率及CO₂ 埋存有着重要意义。使用改进的CO₂ 相平衡实验装置,采用根据光敏 原理改进的测量方法,研究了3种助溶剂二乙二醇二甲醚（DDME）、三乙二醇二甲醚（TEDM）、四乙二醇二甲醚 （TGDE）在CO₂ 中的浊点压力,考察了温度、助溶剂加量、助溶剂类型的影响;然后将这3种醚类助溶剂和常见的 助溶剂乙醇对比,研究其降低CO₂ -C_{16/sub> 混相压力的效果。结果表明,随着温度的升高,DDME、TEDM、TGDE的浊 点压力逐渐升高,且呈现出低临界会溶温度（LCST）相行为。随着加量的增大,DDME、TEDM、TGDE的浊点压 力逐渐升高,但增幅较小。DDME、TEDM、TGDE的极性越来越大,其与CO2 之间的分子间作用力逐渐减弱,导致浊点压力依次升高。在3种结构相似的醚类助溶剂中,DDME的浊点压力最低,TGDE的浊点压力最高。当 DDME的质量分数为3.0%、温度为60℃时,浊点压力仅为10.14MPa。DDME降低CO2 -C16 混相压力的效果最 好,在50℃时,1.0%DDME可使混相压力的降幅达到11.25%,高于乙醇的10.62%。在温度低于50℃时,TEDM 的作用效果优于乙醇,但高温下乙醇效果略优于TEDM和TGDE。DDME具有较低的浊点压力和较好的降低混 相压力的能力,与CO2 具有较好的配伍性,也适用于地层压力较低的油藏。}     

以石油醚为油相的微乳液结构研究

采用电导法考察了丙烯酸、丙烯酰胺、表面活性剂和氧化还原引发剂（NH4）2S2O8—NaHSO3等多种因素对十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）或十二烷基苯磺酸钠（SDBS）／正戊醇／石油醚／水体系微乳液结构的影响，讨论了以石油醚为油相的微乳液渗滤阈值和渗滤温度的影响因素。结果表明，与SDBS微乳液相比，CTAB微乳液的渗滤阈值高，发生相转变时的水含量较高。氧化还原引发剂（NH4）2S2O8和NaHSO3的质量分数在0．25％～2％范围时，增大质量分数，微乳液体系电导率变化不大，但渗滤温度和渗滤阈值增大。加入丙烯酸和丙烯酰胺单体均会增大液滴的相互吸引作用，降低渗滤温度，但丙烯酸引起的降低程度较小，丙烯酰胺引起的降低程度较大。     

AOT及其复配体系的中相微乳液研究

在表面活性剂－醇－正辛烷－盐水体系中，研究了以双－２－乙基己基磺琥珀酸钠，十六烷基三甲溴化铵及ＡＯＴ与ＣＴＡＢ的复配物为表面活性剂时形成的微乳液性质，考察了ＮａＣｌ浓度、醇的种类与浓度对体系相行为与中相微乳液特性的影响。研究结果表明，ＡＯＴ与ＣＴＡＢ按１：７按摩尔比复配时有显著的协同效应，最佳中相微乳液体积大幅度增加；该体系的最佳含盐量对醇分子碳链长度的变化特别敏感。     

纳米微乳液驱油体系的构建及性能评价

微乳液驱油是一种有效的提高采收率技术。由十二烷基甜菜碱、异丙醇和90～120石油醚等制备微乳液,采用拟三元相图法研究助表面活性剂与表面活性剂比值Km对微乳液的影响,结果表明：随着Km值的增大,形成微乳区的面积先增大后减小,当Km=2时具有最大面积。通过微乳液稀释法制备了纳米微乳液驱油剂,采用激光散射系统和旋转滴界面张力仪分别测定其粒径分布和界面张力,结果表明：浓度为0.25%的平均粒径为149.0 nm;浓度为0.3%时具有最低界面张力为1.780 44 mN/m。实验室评价了纳米微乳液驱油剂的性能,结果表明：在不同温度下均具有良好的分散稳定性;浓度为0.5%时具有最大起泡高度为140 mm;浓度为0.3%时有最大乳化效率为55.0%;浓度为0.2%时具有最大洗油效率为88.39%;浓度为0.3%时总驱油采收率为86.78%。     

低聚非离子表面活性剂的合成及柴油微乳液的研制

以脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO_9)与丙三醇缩水甘油醚为原料,在碱性条件下,合成了一种低聚非离子表面活性剂。用红外光谱以及电喷雾电离质谱对其结构进行表征,测定其临界胶束浓度为1.99×10~(-5)g/mL。将低聚非离子表面活性剂与十六烷基三甲基氯化铵复配成混合表面活性剂,制备了W/O柴油微乳液,并以油、水、助表面活性剂和混合表面活性剂为三组分做出拟三元相图。通过考察表面活性剂的复配比例及混合表面活性剂与助表面活性剂的比例对微乳区的影响,得到最佳组成为:m(低聚非离子表面活性剂):m(十六烷基三甲基氯化铵)=1:4,m(助表面活性剂):m(混合表面活性剂)=1.5:1。溶水量随着盐浓度的增加而减小。     

CO_2/水乳液体系的黏度测定

采用超临界CO_2、H_2O和表面活性剂聚乙二醇三甲基壬基醚(TMN-6)构建了水包CO_2的乳液体系,探索了CO_2/水乳液体系的形成条件,利用高压落球黏度计测试了CO_2/水乳液体系的黏度,考察了TMN-6质量浓度、体系温度、CO_2压力及m_(H_2O)∶m_(CO_2)对乳液体系黏度的影响。实验结果表明,在25~40℃,10~25 MPa,m_(CO_2)∶m_(H_2O)=(2∶8)~(5∶5),TMN-6质量浓度在0.2%~1.5%条件下,可形成稳定的CO_2/水乳液体系;乳液体系的黏度随TMN-6质量浓度的增加、CO_2压力的升高、温度的降低及m_(H_2O)∶m_(CO_2)的增加有不同程度的增大,且随着TMN-6质量浓度的增加,CO_2/水乳液体系黏度与温度和压力的相关性也逐渐增加。     

Gemini微乳液的制备与微相结构研究

采用Gemini表面活性剂C_(12)-3-C_(12_)2Br与水、正辛烷和正丁醇制备了不同相结构的微乳液,绘制了拟三元相图,并通过电导法、偏光显微镜以及荧光探针法研究了Gemini微乳液体系的相结构与相行为。结果表明:与常规表面活性剂相比,采用Gemini表面活性剂可在较低浓度下形成微乳液,微乳液中依然存在油包水、双连续相结构及水包油等微相结构。微乳液中存在油丝液晶织构,而Gemini表面活性剂的独特分子结构使微乳液中层状液晶结构更易生成。认为微乳液体系所处的多变微观环境是导致不同微相结构微乳液的微极性存在差异的主要原因。     

D相乳化法微乳液的制备及物理模拟应用

用D相乳化法 ,由十二烷基苯磺酸钠与醇醚硫酸钠、多元醇、甲苯等制备了微乳液 ,以正交实验考察了各种组分质量比对所得溶液界面张力的影响 ,最佳配方为 :5 0 g质量分数为 2 0 %的多元醇溶液 ,7g甲苯 ,31g表面活性剂混和溶液。微乳液的界面张力为 3.70mN/m ,微乳液澄清、透明 ,热力学稳定 ,久置不分层。以此微乳液复配了驱油剂并进行了驱替试验 ,结果表明 ,可提高采油率 18.0 6 % ,提高剩余油采收率 2 9.97%。     

超临界CO_2中聚碳酸酯的合成 Ⅱ.超临界CO_2密度的计算

超临界流体的密度对溶质在其中的溶解度具有重要影响。利用Peng-Robinson状态方程计算了超临界CO2在不同操作条件下的密度,与现有文献报道的实验值比较,最小相对偏差为0.13%,最大为9.44%,平均为3.60%,表明计算值与实验值吻合良好。在温度为305.15~398.15K、压力为8.0~35.0MPa的范围内,将计算的CO2密度值绘成了密度图,方便查找和插值。随着压力升高,温度降低,超临界CO2的密度增大,苯酚的溶解度增加。     

微乳液在油砂洗油中的应用

针对常规油砂开采能耗大，成本高，提出用微乳液洗油开采方法；研究了十二烷基苯磺酸钠（ABS）、OP-10微乳体系的形成及醇含量、盐含量等因素对体系的影响；并对ABS微乳液体系在油砂洗油中洗油效率及ABS在油砂和净砂上的吸附进行了测定。实验表明，在ABS质量分数3.76％、正丁醇2．40％、氯化钠1．92％、油水体积比为1时形成的中相微乳液的洗油效率最好，可达88．9％。ABS微乳体系随醇、盐含量的增加，可发生WinsorⅠ→WinsorⅢ→WinsorⅡ连续相转变。体系的最佳盐含量为1．92％。     

超临界二氧化碳钻井流体关键技术研究

超临界二氧化碳钻井技术是利用超临界二氧化碳作为钻井流体的一种新型钻井方法,具有能有效驱动深井井下马达,控制井底压力容易,破岩门限压力低、破岩速度快,能防止储层损害等优点,但成功利用超临界二氧化碳钻井技术的关键是充分了解超临界二氧化碳钻井过程中井筒中二氧化碳流体的温度和压力分布。为此,建立了考虑井筒流体与地层换热对井筒流体温度影响的井筒传热模型,根据能量守恒原理,推导出了井筒流体温度计算模型,并考虑到钻井过程中可能钻遇水层的情况,对该计算模型进行了修正;利用有限元方法,推导出了井筒内二氧化碳钻井流体的压力计算公式。实例计算表明:钻杆内二氧化碳流体的温度和压力随井深增深而增大,但与井深的关系是非线性关系;钻杆内二氧化碳流体的密度随井深的增加而减小,但到近钻头处开始增大。环空中的压力随井深的增加而增大,但两者的关系也是非线性关系;环空中的温度随井深增加先升高后降低;环空中的二氧化碳密度随井深增加而增大,但两者为非线性关系。      

The Development and Prospect of Supercritical Carbon Dioxide Drilling

Abstract

Supercritical carbon dioxide (SC-CO₂) as a new drilling fluid had developed rapidly from the end of last century. The use of SC-CO₂ drilling can not only obtain the low threshold pressure, high rate of penetration, and excellent hole cleaning capabilities, but also enhance oil recovery and protect reservoir effectively in the low-permeability reservoir. Thermodynamic and thermophysical properties of SC-CO₂ were studied. Meanwhile, the present situation, advantages, and development direction of SC-CO₂ drilling technology were analyzed. The results indicated that SC-CO₂ drilling will bring an innovation in the drilling technology.     

超临界CO2在膜材料制备中的应用

超临界流体技术在许多领域的应用越来越受到人们的重视,尤其是在膜材料制备中的应用。本文综述了近年来超临界CO2在无机膜的制备、有机高分子膜的制备及其改性等方面的应用现状,介绍了具有代表性的超临界CO2制膜的工艺流程及装置。     

超临界条件下烯烃氢甲酰化的研究进展

综述了超临界CO2下烯烃氢甲酰化反应的研究进展,分析比较了均相和多相体系下催化反应的特点,并结合分离以及催化剂的回收利用等内容,对于该反应技术的未来发展与应用提出展望。     

超临界二氧化碳协助丙烯酸丁酯固相接枝改性聚丙烯

以超临界CO2为溶胀剂和携带剂协助丙烯酸丁酯(BA)固相接枝改性聚丙烯(PP)。考察了超临界溶胀条件、接枝反应条件等因素对接枝产物PP-g-BA的接枝率和接枝效率的影响,通过傅里叶变换红外光谱、热重分析、示差扫描量热、扫描电子显微镜等方法对PP-g-BA进行了表征,并测试了PP-g-BA的接触角、熔体流动速率和力学性能。实验结果表明,在41℃、8.1MPa的超临界CO2中溶胀4h,再在80℃、常压下反应2h,得到接枝率为3.95%的极性PP。表征结果显示,BA接枝到了PP分子链上;PP-g-BA的熔点和表观结晶度明显下降;随接枝率的增加,PP-g-BA的热稳定性提高;与PP原料相比,接枝PP的接触角由98°降至72°,极性和亲水性明显改善;PP-g-BA的熔体流动速率和力学性能与原料的性能相近,接枝过程中PP几乎未降解。     

超临界二氧化碳构成的两相体系及其在催化反应中的应用

超临界二氧化碳(ScCO_2)作为一种新兴绿色溶剂是化工学科研究的热点,ScCO2参与构成的两相体系在催化反应中兼具均相和非均相过程的特点,可将反应与分离过程有效结合,即实现"均相反应、非均相分离"的过程强化目的。综述了由ScCO_2参与构成的两相体系(包括ScCO_2-H_2O、ScCO_2-有机液体及ScCO_2-离子液体)在催化反应过程中应用的最新进展,指出了这类体系的研究现状、存在问题和发展趋势,为制备和开发高效清洁的反应和分离介质提供借鉴。     

超临界CO2驱提高致密油藏采收率实验研究

针对玛湖地区致密油藏衰竭式开发后期采油速度快速递减的问题,提出利用超临界CO₂驱替开发致密油藏的研究思路,通过开展超临界CO₂萃取致密油实验、最小混相压力实验及长岩心驱替实验,探究了超临界CO₂驱替提高致密油采收率的作用机理、开发特征及影响因素,优选了注气速度、CO₂转注时机等重要操作参数。实验结果表明:CO₂萃取轻质组分能力随萃取次数的增加而减弱;注气速度对最终采收率影响较大,最优注气速度为0.10 cm³/min;原油与超临界CO₂最小混相压力为34.18 MPa;当前油藏压力条件为最佳CO₂转注时机。该研究成果对致密油藏高效开发具有一定指导意义。     

应用神经网络研究CO_2-有机化合物二组分体系的临界温度和临界压力

使用Levenberg Marquart算法和人工神经网络技术对文献给出的CO2-乙醇、CO2-丙酮、CO2-甲苯、CO2-丙醇4个二组分体系的临界温度和临界压力数据进行了拟合计算,计算结果与数据较符合,证明了在没有状态方程和混合规则时,经过训练好的神经网络具有研究CO2-有机化合物二组分体系临界温度和临界压力的可行性和准确性,并能够对CO2-有机化合物二组分体系的临界温度和临界压力进行计算和预测。     

32号机油在超、亚临界CO_2中的溶解度测定

使用自制的高压试验装置，在２９８．２Ｋ、３１３．２Ｋ和３２３．２Ｋ３个温度下，压力为７—１５ＭＰａ的范围内，测定了３２号机油在ＣＯ２中的溶解度数据。结果表明，ＣＯ２的密度是影响机油溶解度的主要因素。同时，温度的影响也不能忽视     

苯乙烯在超临界CO2中的聚合反应

研究了苯乙烯在超临界ＣＯ２中的沉淀聚合反应，探讨了ＣＯ２压力、单体的体积分数、引发剂与单体的摩尔比及添加共溶剂等条件对反应的影响。研究发现：增大ＣＯ２压力、减小苯乙烯的体积分数、增大引发剂与单体的摩尔比，都使聚合产物相对分子质量减小；在一定的ＣＯ２压力范围内，所得聚合物相对分子质量分布曲线呈双峰，而同时添加少量甲苯为共溶剂，可增强超临界ＣＯ２与苯乙烯的相容性，从而使聚合产物相对分子质量分布曲线呈单峰。