原位微乳液表活剂体系研制及在降压增注中的应用

低渗透油藏储量丰富,但孔喉细小、渗流阻力高.为解决表面活性剂在高温、高盐低渗透油藏中提高驱油效率的问题,研发了一种包含阴非离子表面活性剂和阳非离子表面活性剂的阴阳复合微乳液表面活性剂体系.通过在表面活性剂的活性分子中设计特种基团,达到兼具耐温性和结构可调控性;在设计合成阴非离子表面活性剂的基础上,与含有阳离子基团的表面...     

一种超低浓度表面活性剂体系在砂岩和石灰岩类油藏驱油中的应用

本文介绍了一种适用于砂岩和石灰岩类油藏并且在浓度很低情况下即可与原油间形成超低界面张力的新型表面活性剂。该表面活性剂可用于三元复合驱、表面活性剂驱以及作为辅助添加剂用于改善水驱驱替效果。它同以往用在三元复合驱和表面活性剂驱的表面活性剂相比 ,具有以下三个优点 :①低表面活性剂浓度。在砂岩油藏的三元复合驱中 ,该表面活性剂在较低浓度且无碱的条件下就可以与原油间形成超低界面张力。对于石灰岩油藏 ,也可与原油间形成超低界面张力 ,但为了减少岩石对活性剂的吸附要适当加入一定浓度的碳酸钠。②具有良好的抗盐效果。研究表明 ,这种表面活性剂在总矿化度 (TDS)约为 1 1× 1 0 4 ppm (其中二价阳离子约为 2 5 0 0ppm)的地层水中 ,表面活性剂浓度只需 0 0 5wt%就可同原油间形成超低界面张力。使用这种表面活性剂不需要对注入水进行处理或软化 ,可大大节省三次采油的成本。③表面活性剂用量低且实现了无碱化 ,减少了腐蚀、结垢和乳化等问题。本文列举了该种新型表面活性剂在模拟砂岩和石灰岩类油藏条件下的应用实例和实验结果。     

表面活性剂／盐／油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发，研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应。油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度，从而影响界面张力，随着油相中油酸甲酯浓度的增加，油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负，协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关。提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法，用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致。图6参7     

双阴离子型表面活性剂的合成与驱油效果

为提高冀东油田化学驱驱油效果,以烷基胺、丙烯酸乙酯和氯乙酸钠或3-溴丙基磺酸钠为原料合成了含有一个疏水链两个亲水基的双阴离子型表面活性剂。采用红外光谱、热重分析及pH值缓冲区测试等方法对合成产物的结构进行了表征,研究了双阴离子型表面活性剂对冀东油田原油/水界面张力的影响与驱油效果。结果表明,合成物中SS-1和SS-3含有双羧酸基团,SS-2和SS-4含有一羧基一磺酸基官能团。4种表面活性剂均可降低原油与水的界面张力,在无碱条件下原油与水的界面张力可达到10~(-2)~10~(-3)mN/m数量级;在弱碱(1.0%Na_2CO_3)条件下SS-1降低原油界面张力效果最好,可达10~(-4)~10~(-3)mN/m数量级。弱碱条件有利于提高表面活性剂的驱油效果,表面活性剂SS-1在弱碱条件下获得了在水驱基础上提高采收率13%~15%的良好效果,可用于冀东油田浅层油藏三次采油。     

非离子表面活性剂溶液对含油岩层相渗透性的影响

使用非离子表面活性剂溶液驱油，应考虑岩层相渗透率的变化对原油采收率的影响。试验结果表明，含油岩层的结构及其矿物成份会对表面活性剂溶液与岩石的相互作用产生影响。从而会影响其相渗透率。因此，如果要利用非离子表面活性剂溶液提高原油采收率，首先应考虑油藏的地球物理特点。     

表面活性剂/盐/油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发,研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应。油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度,从而影响界面张力,随着油相中油酸甲酯浓度的增加,油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负,协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关。提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法,用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致。图6参7     

表面活性剂/盐/油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发,研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应.油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度,从而影响界面张力,随着油相中油酸甲酯浓度的增加,油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负,协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关.提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法,用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致.图6参7     

EOR化学剂对原油／水体系的界面流变性的影响

在较大温度和剪切速率范围内研究了不同的匈牙利原油 /水体系的界面流变性情况 ,分别讨论了原油 /水体系中无机电解质、水溶性聚合物、非离子表面活性剂和碱性物质对界面流变性的影响。大量的室内实验结果证明 ,界面性质对非混相地层流体的化学组成十分敏感。因此 ,研究界面流变性质对于开拓油藏描述方法 ,了解驱替机理 ,设计更有利的EOR方法 ,强化地面工艺 ,优化管道输送以及改善炼油作业都有着十分重要的意义。     

羟磺基甜菜碱HSBO1的油藏适用性研究

在实际油藏条件下,通过测定实验室针对目标油藏研制的羟磺基甜菜碱表面活性剂HSB01溶液与目标油藏原油间的界面张力,系统考察了表面活性剂HSB01对目标油藏的注入水、采出水及地层水的适应性、与目标油藏所用聚合物的配伍性、对目标油藏天然油砂的抗吸附性以及长期放置的稳定性。实验结果表明：甜菜碱表面活性剂HSB01对目标油藏的水质有着良好的适应性,与聚合物的配伍性良好,甜菜碱表面活性剂在0. 25~2 g/L浓度范围内,都可达到超低界面张力;经天然油砂吸附9次后1.5 g/L HSB01 +1.5 g/L FP3640D二元体系与原油间界面张力依然保持超低,抗吸附效果好;在50℃下放置90 d后,1.5 g/L HSB01 +1.5 g/L FP3640D二元体系与原油间的界面张力能够维持超低,稳定性良好。此外,羟磺基甜菜碱HSB01对目标油藏以外的另两种原油也有着良好的界面活性,适用性广。     

化学驱中动态界面张力行为的研究进展

汇总了近年来强化采油动态界面张力研究进展的报道,阐述了驱油过程中的动态界面张力行为,总结了碱浓度、油相粘度、驱替液粘度对原油/碱体系及原油/碱/聚合物体系动态界面张力的影响和表面活性剂、离子强度对原油/碱/表面活性剂体系及原油/碱/表面活性剂/聚合物体系动态界面张力的影响,并对上述影响因素进行了归纳。     

长链烷基硫酸钠（CnSAS）的制备及CnSAS和 C16SAS/NP-2对原油-水体系动态界面张力的影响

 采用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）与SO3形成的络合物磺化高碳醇（CnH2n+1OH, n=10,12,14,16,18）制备不同链长烷基硫酸盐(CnSAS) 表面活性剂，分别考察了CnSAS以及C16SAS与非离子表面活性剂NP-2复配后对原油-水体系动态界面张力的影响。结果表明，DMF与SO3形成络合物磺化高碳醇时，无大量的热释放、不产生废酸、反应速率快，CnSAS收率大于95％。在原油-水体系中加入CnSAS表面活性剂后，原油-水体系的动态界面张力降低；CnSAS的碳链越长，动态界面张力越低；在一定范围内，体系中CnSAS的浓度越高，动态界面张力越低(C16SAS除外)。C16SAS与壬基酚聚氧乙烯醚(NP-2)复配使用可产生协同效应，降低原油-水体系的动态界面张力，在C16SAS质量分数为0.13％、NP-2质量分数为0.16％时，原油-水体系的动态界面张力可达到超低值(低于10-3 mN/m)。     

聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液界面性质的研究

本文初步研究了在大庆油田的油层条件下,聚氧乙烯型非离子表面活性剂的亲水基团、亲油基团大小以及温度对其水溶液的表面张力以及与石油烃和大庆原油的界面张力的影响。结果表明,随亲油基团的碳数增加或亲水基团聚氧乙烯(EO)数的减少,有利于油、水界面张力,临界胶束浓度(CMC)的降低。本文所研究的非离子表面活性剂的CMC值非常低,大约在10~(-3)mol/L左右。大庆原油油、水界面张力,在活性剂浓度小于CMC时,随活性剂浓度的增加而急剧下降,而高于CMC时,只是缓慢下降。表面张力可降到27mN/m左右。在CMC值后,大庆原油的界面张力达到了10~(-1)～10~(-2)mN/m数量级。可见,非离子表面活性剂在大庆油田条件下的效能较好。     

甜菜碱表面活性剂对低渗透高矿化度油藏的适应性评价

通过对甜菜碱表面活性剂在北三区油藏的界面活性、抗盐性、稳定性、吸附性能及驱油效率的测定,评价该新型甜菜碱表面活性剂在低渗透高矿化度油藏的适应性。结果表明,该表面活性剂在北三区油藏条件下,具有较好的界面活性,与该区块脱水原油的界面张力可以达到10-3m N/m数量级;具有良好的抗盐性和长期稳定性;在北三区油砂中可以经历三次静态吸附仍然保持超低界面张力。驱油试验结果表明,1 500 mg/L表面活性剂溶液可比水驱提高驱油效率13个百分点。研究认为,该表面活性剂可以满足低渗高矿化度油藏驱油用表面活性剂的技术要求。     

表面活性剂驱油技术提高采收率机理及影响因素分析

本文引入表面活性剂和油水混合物界面张力的概念。阐述表面活性剂驱油技术的原理,根据表面活性剂对油水混合物或油藏性质不同的作用方式和作用结果对表面活性剂驱油技术提高采收率的机理进行分析,有助于理解表面活性剂如何作用于原油降低油水混合物界面张力并提高最终采收率。总结表面活性剂与油水混合物相互作用过程中的主要影响因素。分析各项影响因素在表面活性剂驱油技术中的作用,有助于控制各项影响因素从而提高表面活性剂的驱油效率。     

碱／表面活性剂复合驱油体系与胜利孤东原油间协同效应的研究

考察了碱／非离子表面活性剂ＯＰ１０＋石油磺酸盐Ｃｙ体系与胜利孤东原油及萃取其酸性组分后的剩余油间的动态界面张力特性，发现复合驱油体系中的外加表面活性剂、碱与原油原位生成的表面活性物质之间存在明显的协同效应。这种协同效应对低离子强度下短时间内的界面张力影响较大；外加表面活性剂对高离子强度下长时间的界面张力影响较大。动态界面张力的最低值与界面上各表面活性物质的浓度和比值有着十分重要的关系     

复合驱体系化学剂对原油活性组分界面扩张性质的影响

采用小幅低频振荡方法，研究了复合驱体系化学剂如盐、碱、聚合物以及表面活性剂对原油活性组分界面膜扩张黏弹性质的影响和界面扩张模量及相角的变化趋势。研究结果表明，复合驱体系化学剂对原油活性组分界面膜的性质均有一定影响：盐通过改变活性物质在界面上的吸附而影响界面扩张黏弹性质；聚合物能增大低相对分子量活性组分的界面扩张黏度，对高相对分子量活性组分的影响不明显；碱与原油活性组分反应，使扩张黏度明显变化，界面膜的弹性大大增强；表面活性剂能将高相对分子量活性组分从界面上顶替下来，使界面体现为近似单独表面活性剂的性质，而对于低相对分子量活性组分，界面表现为活性组分与表面活性剂混合吸附膜的性质；扩张模量的相角在高工作频率下出现负值。探讨了表观负相角产生的机理。图9表2参7     

利用盐水调节油藏岩石表面润湿性

基于岩石表面基团与有机物分子间的黏附模型,分析油藏岩石表面的化学基团与原油中不同组分之间的微观作用力以及岩石表面和原油-盐水界面处双电层之间的相互作用,研究盐水中H~+、OH~-和无机盐离子对岩石表面润湿性的调节能力及其微观机制,并建立了油藏润湿性调节的新方法。原油中有机物质与岩石表面基团之间存在范德华力、氢键、库仑力和表面力相互作用,改变这些相互作用力,利用盐水调节岩石表面润湿性的机理包括:化学基团转化、界面电势改变、注入水pH值改变、多组分离子交换及盐溶/盐析效应。对砂岩油藏,随着盐水中阳离子价态、盐水浓度降低或盐水pH值(对矿化度影响不大)增加,原油与岩石表面间相互作用变弱,岩石表面亲水性增强;对碳酸盐岩油藏,高矿化度CaSO_4、MgSO_4盐水有利于增强油藏岩石表面亲水性。因此通过调节注入水的离子组成可调控油藏岩石表面亲水性,提高原油采收率。     

裂缝性碳酸盐储层中表面活性剂辅助重力泄油的模拟

注水开发几乎不能从碳酸盐岩油藏中采出原油,因为碳酸盐岩油藏通常是油湿性和裂缝性的.将稀释的表面活性剂溶液注入裂缝中能够降低油水界面张力(IFT),改变岩石与中间体/水湿性物质的润湿性从而提高原油产量.一个三维、两相、多组分、有限差分和全隐式数值模拟模型已开发出来,此模型综合了吸附作用、相态特性、润湿性、相关毛细管压力/相对渗透率变量.此模拟软件的可靠性已经通过对比岩心级模拟结果与实验室中得到的实验结果得以证实.从界面张力降低、润湿性改变和渗透率差异等方面来研究表面活性剂辅助重力泄油对这些过程参数的敏感性.在早期阶段通过改变润湿性来驱动原油生产,但在后期重力是主要驱动力.使润湿性向着水湿状态改变的表面活性剂能使高界面张力系统具有较高的采收率.对于低界面张力系统,不能改变润湿性的表面活性剂能使油田具有较高采收率.润湿性的大幅度改变可以提高原油采收率.对于低界面张力系统采收率随渗透率的降低而显著降低,而对于高界面张力系统影响很小.     

无碱非离子表面活性剂-甲醇复合体系性能研究

研究了非离子表面活性剂-甲醇复合体系的界面活性、抗稀释性、稳定性和抗盐性。结果表明，甲醇对体系起到协同作用，复合体系不需任何碱剂，在表面活性剂和甲醇较宽使用浓度范围内，可与大庆原油形成超低界面张力；复合体系稀释到原浓度的30％后仍能与原油形成超低界面张力；在模拟地层条件下，复合体系放置28d内可保持超低界面张力；在矿化度为2000～10000mg／L范围内，均可形成超低界面张力，最佳矿化度为5000mg／L。     

复配型表面活性剂与碱／聚合物三元驱油体系的筛选实验研究

针对辽河油田某特定区块油藏特征和油品性质,对阴离子型表面活性剂重烷基苯磺酸盐、非离子型表面活性剂聚氧乙烯壬基醚、碱Na2CO3及疏水型聚合物进行复配,对复配体系与原油间界面活性和溶液增粘能力进行实验研究,应用正交实验法进行实验方案设计,通过直接比较和计算分析等方法得出最佳配方：阴离子表面活性剂质量分数0．1％－0．125％,非离子表面活性剂0．15％,Na2CO31．6％-1．8％,疏水型聚合物0．12％。该驱油体系具有较高的界面活性,长期热稳定性较好,而且解决了阴离子表面活性剂的盐析现象和非离子表面活性剂吸附损失大、需要的碱含量高、溶解性能差等问题,同时拓宽了表面活性剂、碱剂在复合驱油体系中的使用含量范围,筛选出的复配型驱油体系适应性更好。