不同类型清水剂对不同原油组分界面稳定性的影响

清水剂是处理油田聚驱后产生的含有残余聚合物的含油污水(含聚污水)的重要添加剂,不同类型清水剂实现含聚污水油、水分离的作用过程不尽相同。以3种不同类型清水剂(阳离子型、两性离子型和非离子型)为研究对象,利用液滴聚并法研究了在不同温度和清水剂添加量下模拟残余聚合物水溶液中清水剂对不同原油组分界面稳定性的影响,并结合界面张力结果分析了原因。结果表明:阳离子清水剂主要与沥青质作用促进水中油滴聚并,两性离子清水剂主要与胶质和沥青质作用促进水中油滴聚并,非离子清水剂与原油中4种组分均可作用促进油滴聚并。     

磁化破乳剂处理含聚污水机理研究

磁化破乳剂是一种新型的油水分离剂,能快速实现油水分离且能重复利用,研究了前期合成的磁化破乳剂(M-DMEA)处理含聚污水的机理,考察了M-DMEA对界面活性物质(沥青质、胶质和聚合物)的吸附性能,探讨了界面活性物质浓度和温度对M-DMEA吸附不同界面活性物质的影响及M-DMEA浓度和温度对水中油滴聚并速率常数的影响。实验结果表明,相同浓度下,M-DMEA对3种物质的吸附率大小的顺序为:沥青质胶质聚合物;M-DMEA对沥青质和胶质的吸附为Langmuir吸附,且对沥青质的吸附是吸热过程,对胶质的吸附是放热过程;M-DMEA对聚合物吸附为Freundlich吸附。温度升高,M-DMEA表面的亲油性增强,油滴聚并速率常数增大,增加M-DMEA浓度也会促进水中油滴聚并速率常数的增大。     

多支链多胺基多苯环型清水剂的合成及性能评价

针对稠油注聚油田含油污水处理困难的情况,以双酚-A、甲醛、三乙烯四胺为主要原料合成酚胺树脂,再以酚胺树脂为起始剂合成一系列多支链、多胺基、多苯环的双酚-A酚胺聚醚型清水剂。以加入清水剂3 min内污水的含油量降至20 mg/L以下为评价标准,评价了合成的系列清水剂的清水效果,从中优选清水剂F-14与F-15,并将两者按不同复配比复配,考察复配清水剂的清水效果,通过研究加入清水剂前后油水界面性质的变化,分析清水剂的作用机理,并进行了现场应用实验。结果表明：清水剂F-14与F-15按照复配比2∶1进行复配,在加剂量为40 mg/L下可使污水含油量在规定时间（3 min内）降低至18 mg/L,符合标准要求。合成清水剂具有极强的界面活性,极易吸附于油水界面,并驱替油水界面原有表面活性物质,形成新的油水界面膜;新形成的界面膜强度较弱,易破裂,导致小油滴间碰撞时易聚并为大油滴,促进油水分离,从而达到含油污水的清水效果。渤海某油田现场中试结果表明合成清水剂适用现场短流程、含聚污水水质,处理后注入水中油含量稳定在20 mg/L以下,达到现场技术要求。     

锦州9-3油田产出聚合物对污水稳定性的影响研究

针对渤海锦州9-3油田聚合物驱生产污水组成特点,分别测定了不同相对分子质量、质量浓度及水解度的产出聚合物对含聚污水表观黏度、油滴粒径、Zeta电位、油水动态界面张力、油水平衡界面张力、油水界面扩张黏弹性等指标的影响。研究结果表明,含聚污水中产出聚合物的存在会增加含聚污水的黏度,吸附于油水界面增强含聚污水中O/W型乳液滴的Zeta电位,增加水化层以及油水界面膜强度,从而增强污水的乳化程度和稳定性,降低污水中油滴的聚并效率,增大了含聚污水的达标处理难度。     

孤岛聚合物驱原油沥青质乳化能力研究

沥青质是原油乳化的活性组分，研究沥青质对乳状液稳定性的影响，有助于明确聚驱采油污水含油过高的原因。从孤岛原油中分离正戊烷和正庚烷沥青质，运用红外光谱分析了其官能团差异，通过考察模拟地层水、聚合物和粘土对2种沥青质的乳化和界面张力性质的影响。结果表明，模拟地层水使正戊烷沥青质的乳化能力减弱。使正庚烷沥青质乳化能力增强；随着聚合物浓度增大，乳化能力增强，聚合物浓度在500mg／L时，界面张力最大；粘土浓度小于200mg／L时。对乳状液具有破乳作用，大于200mg／L时，则随粘土浓度增加，乳化能力增强。粘土浓度在300mg／L左右。界面张力最小。     

电絮凝-气浮工艺处理含聚采油污水及配聚应用试验

随着孤岛油田注聚驱规模的逐步扩大,采出液含聚合物浓度增加,致使原油脱水和污水处理难度加大。通过进行电絮凝-气浮技术处理油田含聚污水的试验与应用,利用电絮凝、电气浮原理,降低了污水中的含油量、悬浮物含量和化学需氧量,处理后配制聚合物母液经污水稀释后,聚合物溶液黏度及保留率均与清水配制污水稀释后聚合物溶液相当,完全可以替代清水。     

海上化学驱油田含聚油泥分析及预防措施

对于注聚油田,在污水处理中,含聚油泥已经成为油田开发中的主要污染能源之一,且处理困难。针对这一问题,通过室内实验,对聚驱污水中聚合物、悬浮物和原油在注水缓冲罐中的沉降原理进行了分析,并提出了含聚油泥产生的模型。结果表明:在含聚污水中的悬浮物粒径和油滴粒径尺寸范围内,均不易聚集沉降。在生产过程中出现的含油污泥,其主要原因是,在采出液处理过程中,悬浮物、油滴和聚合物相互作用发生聚集沉降。在开发生产过程中,尽量避免选用阳离子处理剂,而选择一些非离子型水处理剂,可以有效的减少处理剂与聚合物、黏土颗粒的聚沉作用,从而减少含聚油泥的产生。     

聚合物对污水中聚丙烯酰胺的去除效果研究

针对聚合物驱产出污水特性及处理困难的特点,分析了采用特种聚合物部分去除或消除污水中残余水解聚丙烯酰胺（HPAM）对其水质的影响,为解决聚驱污水处理问题提出了新思路。试验研究了不同类别及分子结构的聚合物对溶液或污水中HPAM的去除效果,发现非离子、两性离子、疏水改性阳离子聚合物对HPAM无去除作用,只有阳离子聚合物去除效果较好,其中尤以DMDAAC系列阳离子聚合物效果最优,而适当的分子量和阳离子化度以及气浮技术均可以进一步提高其对HPAM的去除率。证明利用特种聚合物去除污水中HPAM是可行的。     

含聚污水中的聚合物性质研究

聚驱采出液处理后的污水中含有一定浓度的聚合物,含聚污水难处理是现场面临的问题,污水代替清水配聚能很好解决这一问题。含聚污水配聚对聚合物黏度有一定影响,聚合物通过对注聚采出液污水中保留聚合物水解度、相对分子质量、水中形态、污水黏度等的测定,以及对污水水质分析,查找影响聚合物黏度的因素。分析了含聚污水中聚合物水解度增高、相对分子质量减小的因素。相比较于清水,污水中Na+、Mg2+、Ca2+的含量较高,以细菌的含量超标最为显著,这些应是污水配聚黏度损失的主要原因。     

阳离子聚合物型絮凝剂处理含聚污水的研究

以污水中油滴的粒径和Zeta电位及污水的浊度、含油量、过滤性为考核参数,考察了污水类型、阳离子聚合物型絮凝剂含量、絮凝剂的阳离子度和分子结构对絮凝剂处理含聚污水和不含聚污水的影响。实验结果表明,随絮凝剂FO4800SH含量的增加,不含聚污水中油滴的粒径和污水的浊度呈先减小后增大的趋势,油滴的Zeta电位呈先增大后平稳的趋势;含聚污水中油滴的粒径略有减小,污水的浊度减小,油滴的Zeta电位为负值且变化程度小。絮凝剂的阳离子度越大,含聚污水中油滴的粒径、污水的浊度、含油量越小;当絮凝剂FO4240SH,FO4440SH,FO4800SH的质量浓度分别为300,300,200 mg/L时,含聚污水的过滤性最好。交联型絮凝剂和线型絮凝剂对含聚污水的处理效果相当,但含有交联型絮凝剂的含聚污水的过滤性较好。     

黏土稳定剂和稠油降黏剂对稠油乳状液破乳性能的影响

为研究三次采油过程中黏土稳定剂和稠油降黏剂对破乳的影响机理,采用界面膨胀流变仪考察了阳离子型黏土稳定剂NT-1A、阴离子和非离子复配型稠油降黏剂JN-1A对滨南原油及四组分破乳体系界面膜强度的影响,应用原子力显微镜观察了NT-1A、JN-1A对沥青质聚集结构和形貌的影响。结果表明:原油中沥青质有较高的扩张模量;NT-1A通过静电吸引作用促进沥青质分子交联聚集体的形成,使聚集体粒径由489 nm增至665nm,导致界面膜强度增强,原油界面扩张模量由3.23 m N/m增至5.93 m N/m,脱水率由77.27%降至7.80%;JN-1A在油水界面上的吸附能力较强,部分顶替原油中的活性组分,抑制沥青质分子在油水界面上的聚集,聚集体粒径由489 nm降至215 nm,导致界面膜强度降低,原油界面扩张模量由3.23 m N/m降至1.68 m N/m,脱水率由77.27%增至87.50%。NT-1A、JN-1A主要通过改变原油中的活性组分沥青质的交联强度,影响界面扩张模量,从而影响稠油乳状液的破乳效果。     

胜利原油活性组分对其与烷基苯磺酸盐溶液组成的体系油-水界面张力的影响

 采用柱色谱四组分分离方法(SARA)对胜利原油进行分离,依次得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质;采用碱醇液法萃取胜利原油得到其酸性组分,测定了各原油活性组分模拟油与烷基苯磺酸盐配制的系列标准溶液组成体系的油-水界面张力。结果表明,原油的酸性组分在低质量分数时通过改变油相的等效烷烃碳数（EACN）影响体系的油-水界面张力;高质量分数时则与表面活性剂混合吸附,使得体系油-水界面张力大幅度升高。胶质对其模拟油-表面活性剂标准溶液体系的油-水界面张力的影响与酸性组分的规律一致;沥青质的界面活性弱于酸性组分,混合吸附能力较弱,高质量分数时使体系油-水界面张力小幅度升高;饱和分和芳香分只影响油相的性质。     

380#燃料油的四组分分析及其油水界面张力研究

采用氧化铝吸附色谱柱将380#燃料油分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分;用元素分析、凝胶色谱、红外光谱和核磁共振等技术对四组分进行分析和结构表征;测定了燃料油及其组分模拟油的油水界面张力,考察了水相pH值、盐浓度对燃料油及其组分模拟油油水界面张力的影响。结果表明,380#燃料油中芳香分含量最多,沥青质和胶质含量约30 %。沥青质比胶质含有更多的杂原子,相对分子质量更大。沥青质氢碳原子比n(H)/n(C)最小,芳香碳率fA最大。红外谱图表明,沥青质比胶质含有更多的羟基、氨基和羧基等官能团,故分子间氢键作用强烈。四组分油水界面张力大小顺序为：饱和分>芳香分>胶质>沥青质,沥青质界面活性最大。由于380#燃料油及其组分中酸性基团占优势,在强碱性条件下它们与水的界面张力大幅下降。水相盐浓度对380#燃料油及其组分的界面活性影响不大。     

Effect of Alkali on Daqing Crude Oil/Water Interfacial Properties

Alkaline-surfactant-polymer(ASP)flooding using sodium hydroxide as the alkali component to enhance oil recovery in Daqing Oilfield,northeast China has been successful,but there are new problems in the treatment of produced crude.The alkali added forms stable water-in-crude oil emulsion,hence de-emulsification process is necessary to separate oil and water.The problems in enhanced oil recovery with ASP flooding were investigated in laboratory by using fractions of Daqing crude oil.The oil was separated into aliphatics,aromatics,resin and asphaltene fractions.These fractions were then mixed with an additive-free jet fuel to form model oils.The interfacial properties,such as interfacial tension and interfacial pressure of the systems were also measured,which together with the molecular parameters of the fractions were all used to investigate the problems in the enhanced oil recovery. In our work,it was found that sodium hydroxide solution reacts with the acidic hydrogen in the fractions of crude oil and forms soap-like interfacially active components,which accumulate at the crude oil-water interface.     

界面张力弛豫法研究胜利原油活性组分与疏水缔合聚合物间相互作用

利用界面张力弛豫法研究了现场用疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)在油-水体系中的界面扩张流变性质。采用溶剂萃取法和碱醇溶液萃取法对胜利原油进行分离,得到沥青质组分和酸性组分,测定了它们在油-水体系中对HMPAM界面扩张流变性质的影响。结果表明,在油-水体系中,HMPAM分子间通过疏水作用在油-水界面上形成网络结构,造成界面膜弹性随其浓度增加呈指数增大;原油酸性组分分子与HMPAM的疏水部分相互作用,阻碍界面网络结构的形成,大大降低了界面膜的弹性和黏性;沥青质分子尺寸较大,对界面膜影响较小。     

长庆油包水乳状液的稳定性与沥青质含量的关系

以长庆轻质原油为例,探讨了原油组分对乳状液稳定性的影响规律;采用煤油萃取轻质组分及二 甲苯溶解沥青质两种方法证实了沥青质是稳定轻质油包水乳状液的主要因素;采用流变仪、布氏黏度计 和光学显微镜等仪器测定了含水原油乳状液界面膜强度、油相黏度和乳状液尺寸。结果表明,取决于沥 青质的油 水界面膜强度和油相黏度是影响原油乳状液稳定性的主要因素,沥青质含量越高,油 水界 面膜强度和油相黏度越大,乳状液越稳定。     

Effects of Different Heavy Crude Oil Fractions on the Stability of Oil-in-Water Emulsion —Ⅲ. Effects of pH on the interfacial properties of heavy crude functional fractions and water system

In this paper, effects of pH on the interfacial properties of heavy crude functional fractions and water system are investigated. The influence of pH on π-A isotherms of acid fraction, basic fraction, amphoteric fraction and asphaltene is great. The interfacial pressure of fractions increases in strongly basic conditions. The ζ (-80mv) of acid fraction is the largest under basic conditions (pH=11-12), with the result to show that the interfacial activity of the acid fraction is superior to that of other fractions. The results of model emulsions show that strongly basic conolition (pH≥11) is beneficial to oil-in-water emulsion stability. The interfacial activity of acid fraction and asphaltene is superior to that of other crude fractions.     

破乳剂结构与其破乳效果及界面行为的关系

通过考察不同结构类型的破乳剂对孤岛油田模拟采出液破乳脱水及界面张力的影响,研究了破乳剂的构效关系。结果表明:油溶性破乳剂破乳效果明显优于水溶性破乳剂,非离子型破乳剂优于阳离子型及两性破乳剂;破乳剂EO/PO值、分子链长、支化度均影响破乳剂的破乳效果。对于同类型中同结构系列的破乳剂,油水界面张力越低,其脱水率越高;同种类型破乳剂使原油的界面张力降低值与脱水率之比r呈现规律:非离子型0.20.4;且直线型破乳剂r值大于支链型破乳剂。不同类型破乳剂对原油极性四组分界面张力降低值之和与脱水率之比有固定的比值范围;对于非离子型破乳剂,使四组分界面张力降低值之和越大,其对应的脱水率越高。     

Study of asphaltene dispersion and removal for high-asphaltene oil wells

Many wellbores are blocked by asphaltene deposits,which lead to production problems in the oilfield development process.In this paper,methods such as elemental analysis,and solvent extraction are adopted for the study of wellbore blockages.The content of organic matter in blockages is higher than 96% and asphaltene is the main component of the organic matter with n-heptane asphaltene content of 38%.Based on the above analyses,an agent for asphaltene dispersion and removal(named as SDJ) was developed.The performance of the SDJ agent was evaluated,and it was found that the dissolution rate of asphaltene can reach 2.9 mg.mL-1.min-1 at 60 oC.SDJ agent(1wt%) was added to crude oil with a colloid instability index greater than 0.9 can effectively inhibit asphaltene deposition in the wellbore.By the viscosity method,the dissolution amount of SDJ agent was calculated,and it was found that when the viscosity of the system is around 2,000 mPa.s(the common viscosity of crude oil),the amount of SDJ agent added to the blockage was at least 96 g per 100 g blockages.Therefore,SDJ agent has promising application for dispersion and removal of asphaltene deposition in high-asphaltene wells.     

非烃化合物引起的润湿性的变化

润湿性是控制油藏中流体的位置、流动和分布的主要因素 ,原油中的非烃化合物对油藏润湿性起着重要作用 ,但其中影响润湿性的主要因素至今尚未确定。作者对塔里木盆地的海相和陆相两类原油进行组分分离 ,利用人造岩心 ,按照Amott方法测定和分析了非烃化合物与沥青质的浓度对润湿指数的影响 ,并研究了原油中各组分的含量与润湿性的关系。实验表明 :①同种原油中非烃和沥青质对润湿性的影响情况相似 ,但不同原油中的非烃或沥青质对润湿性的影响有很大差异。据红外光谱分析 ,含强极性基团的非烃化合物比含弱极性基团的非烃化合物对润湿性的影响大。②油湿指数与原油中的烃类、非烃中的胺和吡咯氮等馏分的含量之间无确定关系 ,但与非烃中的吡啶氮馏分的含量呈正相关关系