高含盐地层活性驱油剂的研究

通过用滴定、相态和填砂模型驱替原油3种方法对20种化学试剂进行筛选,最终选出了2种聚醚型非离子表面活性驱油剂F_1和F_2,同时对其盐的影响、活性剂浓度、热稳定性及界面张力的特性作了测定。试验结果表明:所选驱油剂热稳定性好,具高抗盐性,能降低油水界面张力(可降至10~(-2)数量级),有较高的驱油效率(砂模驱替残余油采收率可达25～30%以上)。据此可以认为,F_1和F_2是江汉油区高含盐地层的良好驱油剂。     

烃氧化产物皂化后活性组分在油、水相的分配

用强酸酸化后测定乙醚抽出物酸量和酯量、溴甲酚绿两相滴定测定羧酸盐等方法研究了烃氧化产物皂化后活性组分在油、水相的分配。结果表明,在现行的用NaOH皂化烃氧化产物以制备水溶性石油磺酸盐的过程中有相当多的活性组分分配到油相;在水相和油相中均有大量羧酸酯存在,羧酸酯量远远超过羧酸盐量。     

烃汽相氧化反应器结焦成因研究—用Penn State微型反应器进行烃氧化实验

在制备三次采油表面活性剂时，石油馏分油汽相氧化反应器中某些部位经常焦而影响正常操作。用评价研究润滑油氧化安全性的Ｐｅｎｎ Ｓｔａｔｅ微型反应进行烃氧化实验，可很好地反映这种结焦物的形成过程。对此氧化后的油样组成进行分析，找出了结焦物的形成与氧化时间和温度之间的关系。指出防止结焦生成的条件是使反应器中各点的温度不低于３００℃，并保证反应体系中有足够的蒸气使烃汽化。     

界面润湿性调控驱油剂的制备与性能评价

为高效剥离吸附在岩石表面的油膜,以油酸、过氧化氢、乙酸、氢氧化钠等为主要原料,经两步反应制备了一种新型界面润湿性调控驱油剂9,10-二羟基硬脂酸钠(SDHS)。通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了结构表征,并对其吸附性能、润湿性调控性能、降低界面张力性能以及油膜剥离性能进行了评价。结果表明,SDHS在亲油处理后的云母片表面均匀吸附。SDHS可通过吸附调控亲油岩石表面润湿性至强亲水/水下疏油状态。将亲油处理的玻璃片在0.3%SDHS溶液中浸泡48 h,玻璃片表面的水滴接触角由99.2°降至27.1°,水下油滴接触角由18.1°增至142.3°。SDHS可将油水界面张力降低至1 mN/m以下,0.3%SDHS溶液降低界面张力能力最强。40℃下,经0.3%SDHS处理48 h,载玻片表面的油膜面积减小53.6%,油膜剥离能力优于传统表面活性剂如十二烷基硫酸钠。SDHS同时降低油水界面张力和调控固液界面润湿性,油膜剥离效果较好,有望进一步提高采收率。     

高温高盐油藏用化学驱油剂的研究

综述了油田开发用表面活性剂和聚合物驱油剂的应用,对耐温抗盐表面活性剂和聚合物驱油剂的研制开发作较详细介绍。耐温抗盐表面活性剂包括非离子-阴离子复合型表面活性剂,尤其是非离子和阴离子表面活性官能团在同一分子中,其抗盐性更好;芳基烷基磺酸盐;α-烯烃磺酸盐系列以及高分子型阴离子表面活性剂。耐温抗盐聚合物包括两性聚合物,耐温耐盐单体共聚物,疏水缔合聚合物,梳型聚合物,水溶性双亲聚合物以及多元组合聚合物。分析了高温高盐油藏用化学驱油剂的应用前景。     

石油氧化皂及其复配体系界面活性的研究

石油氧化皂能在很宽的活性剂浓度范围及矿化度范围内与大应原油产生超低界面张力。在ＰＯＳ中加入少量石油磺酸盐表面活性剂ＯＲＳ，使２体系产生超低界张力所需的矿化度大大降低ＰＯＳ与ＯＲＳＢ－１００等表面活性剂复配，表现出很好的协同效应。复配体系产生超低界面张力所需的矿化度大大降低。     

石油羧酸盐和磺酸盐复配体系的界面活性

研究了用石油馏分液相氧化产物制得的石油羧酸盐与不同磺酸盐（ＯＲＳ－４１、Ｂ－１００、ＭＳ－４５等）的复配体系的界面活性。结果表明,复配体系的界面生优于单一的石油羧酸或磺酸盐体系。复配体系的这些特点对提高驱油效率很有利。     

烃汽相氧化反应制备表面活性剂的条件优化

以大庆常三线油、常四线油为原料，用正交试验法优选烃汽相氧化反应的适宜条件，以提高氧化产物中的氧化物含量、酸值和皂化值。分析表明，常三线油的适宜反应条件为：反应温度３５０℃，氧烃摩尔比２．２０，水烃摩尔比１９；常四线油的适宜反应条件为：温度３２５℃，氧烃摩尔比２．２０，水烃摩尔比可在试验范围内任意变动。试验还探索了加催化剂对氧化产物性能的影响，结果表明催化剂有助于提高氧化物含量、酸值和皂化值。     

石油氧化皂界面活性研究

系统地研究了矿化度、助表面活性剂、非离子型和阳离子型表面活性剂对石油氧化皂(POS)复配体系界面活性的影响。实验结果表明,较高的矿化度使POS／碱体系界面活性得到改善。助表面活性剂能提高POS／碱体系的界面活性,增强体系的稳定性。非离子型表面活性剂(OP类和TWEEN类)与石油氧化皂复配后不能产生良好的协同效应,且随聚氧乙烯链的增长,其屏蔽作用和空间位阻效应也随着增强,对POS／碱体系界面活性的破坏作用也增大。阳离子型表面活性剂与石油氧化皂复配后产生良好的协同效应的比例范围比较窄。     

结构及用量对脂肪醇/烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐界面活性的影响

测试了不同条件下烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(NNN系列)和脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(NNA系列)表面活性剂的界面活性,测试结果表明,NNA系列表面活性剂的界面活性明显优于NNN系列,而且不同表面活性剂的使用浓度存在一个较佳范围。运用界面膜理论、相似相溶原理、HLB值基数计算法分析了NNA系列表面活性剂和NNN系列表面活性剂的界面活性,分析结果表明,NNA系列表面活性剂分子亲油基是柔性脂肪烃链,油水界面处排列紧密,能有效降低油水界面张力;NNN系列亲油基含结构稳定的苯环结构,形成平面正六边形,油水界面处疏水基覆盖率低,因此界面活性低。理论分析结果与试验结果一致性较好。     

高矿化度条件下应用的表面活性剂驱油体系

提出并合成了一种新型的非离子-阴离子两性表面活性剂LF,该活性剂在矿化度大于10×104mg/L、氯化钙大于5000mg/L的水中表现出良好的表面活性.对比研究了LF、石油磺酸盐及其复配体系耐盐和降低油水界面张力的能力.研究表明表面活性剂混合体系的耐盐能力随LF比例的增加而增强;对于一给定矿化度的地层水,复配体系能将界面张力降低至超低.文中给出了适合中原油田采油二厂濮城油田濮四南块、中原油田采油三厂卫58块实施的配方及初步试验效果.     

嵌段聚醚非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态Monte Carlo模拟

发展了一种利用Monte Carlo方法模拟两嵌段共聚物型非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态算法，可以同时获得吸附过程的一些静态性质(如平衡后油水界面上所吸附的共聚物分子数目、界面层的厚度、对称性以及油水界面张力)和动态性质(如系统达到平衡所需时间等)；在模拟过程中可以观察到共聚物分子在油水界面形成的亲油基伸展在油相、亲水基伸展在水相的定向排列的稳定的单分子界面膜；在其他条件一致的情况下，本文所描述的方法与静态算法所得到的界面上吸附的共聚物分子数基本相同，但略有差异，文中给出了合理的解释；绘制了界面吸附的共聚物分子数随模拟进程的变化图，当作用能参数不同时得到不同的吸附曲线．随着模拟的进行，高作用能系统平稳达到吸附平衡值。而低作用能系统的吸附曲线则在达到最大值后逐渐降低，最终达到平稳值，与文献报道的实验结果十分吻合。利用物理化学的基本原理对这些不同进行了解释。图7表2参14。     

不同减压渣油为原料的表面活性剂与对应原油间的界面张力协同效应

利用大庆减压渣油和大港减压渣油分别制备出驱油用表面活性剂OCS-1和OCS-2。通过测试油水界面张力,探讨了以不同油田减压渣油为原料制备的驱油用表面活性剂与对应原油间的界面张力性质。结果表明,以某一油田减压渣油为原料合成出的表面活性剂用于对应油田原油时将会有较好的界面张力性能,即表面活性剂体系与对应原油间具有明显的界面张力协同效应。     

氟表面活性剂对驱油剂复配体系性能的影响

研究了醇胺盐型阴离子氟表面活性剂(FC-1)、甜菜碱型两性离子氟表面活性剂(FC-2)、羧酸盐型阴离子氟表面活性剂(FC-5)对驱油剂复配体系OP10-AES油水界面活性及耐盐性能的影响.结果表明,FC-1、FC-2和FC-5均可提高OP10-AES与长2原油间的油水界面活性和耐盐性能,其中FC-2的促进作用最显著.碳氟和碳氢表面活性剂的亲水基类型决定油水界面吸附行为和界面活性.驱油剂体系OAF2(0.6%OP-10、0.5%AES、0.04%FC-2)的油水界面活性和耐盐性最优,驱油剂体系OAF1(0.6%OP.10、0.5%AES、0.04%FC-1)和OAF5(0.6% OP-10、0.5%AES、0.04%FC-5)的界面活性和耐盐性相当.当盐溶液NaCl-MgCl2-CaCl2浓度大于37.607 g/L及配液用水为东仁沟、姬嫄采出水时,OAF5因反离子较小,界面活性和耐盐性较好.     

对超低界面张力泡沫体系驱两个关键问题的讨论

针对大庆油田进行的超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验注气量不足的情况,讨论了试验是否形成泡沫及究竟提高多少采收率的重要问题。通过对试验发泡条件及试验与三元复合驱、天然气驱的动态反应差别,即超低界面张力泡沫体系驱注入压力、吸液指数、产液指数、地层压力的变化幅度都大大高于三元复合驱;注采压差大幅度增加;其注气压力大大高于天然气驱时的注气压力及气窜现象得到抑制等问题的讨论,得出超低界面张力泡沫体系驱矿场试验在油层中形成了有效的泡沫的认识,该试验已提高采收率22．04％,超过了三元复合驱提高采收率的幅度,根据试验动态预测最终可比水驱提高采收率25％左右。     

不稳定系数法筛选驱油用表面活性剂及碱剂

建议根据油水乳状液的不稳定系数(USI)筛选驱油用表面活性剂、碱剂及其复配物。以实验温度下5mL化学剂水溶液与5mL原油形成的乳状液在30min内累计分出的水相体积(以毫升计)表示USI。在65℃下测定了3种表面活性剂(NPC-10，OP-20，KPS)、Na2CO3、质量比1：4的KPS Na2CO3水溶液与中原油田卫58块19井原油形成的乳状液的USI值，给出了USI值与化学剂水溶液浓度之间的关系。每一化学剂或复配物都有一最佳浓度，在该浓度下USI值最小。在单剂中Na2C03的USI曲线最低，质量比1：4的KPS Na2CO3的USI曲线更低。65℃下这些化学剂(复配物)的最低界面张力曲线具有相似的变化规律。将快速的USI方法与IFT方法相结合．为卫58块筛选出了驱油剂0．16％KPS 0．64％Na2CO3并已成功用于卫58块驱油。图2参2。     

非离子表面活性剂对阴/阳离子复配表面活性剂性能的影响

以十六烷基三甲基氯化铵、烷基磺酸钠、非离子表面活性剂等为原料,制备了阴/阳离子复配表面活性剂(记为CAN),以TX-10和MOA-15为非离子表面活性剂时分别记为TCAN和MCAN。采用界面张力测试、乳化性能测试和室内岩心驱替等方法,研究了非离子表面活性剂对CAN性能的影响。实验结果表明,TX-10和MOA-15均可提高CAN的溶解性。MCAN在地层水中的溶解性更佳,浊度较低。随非离子表面活性剂含量的增大,CAN的油水界面张力呈先减小后增大的趋势。随CAN含量的增大,油水界面张力呈急剧减小后趋于平缓的趋势。TCAN降低油水界面张力的性能较MCAN好。CAN的耐盐性为70 g/L,耐Ca2+达5 g/L,抗油砂吸附性能基本满足要求。TCAN的乳化性能和驱油效率均好于MCAN,且随岩心渗透率的增大,TCAN驱油效率的增幅比MCAN大。     

阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105 mg/L、CaCl2为1.5×104 mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定,当NaCl含量为250g/L,能使界面张力降至2.2×10-3 mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10-3 mN/m)。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。