油田无碱复合驱用表面活性剂的研究及应用

克拉玛依油田从优化原料组成结构、优化磺化工艺入手,研究出适合二元驱油用的石油磺酸盐原料;利用高效喷雾分散方式,大幅度提高磺化气液接触面积,解决了生产技术瓶颈,实现连续清洁化工业生产;创新表活剂复配增效技术,完善了二元驱油体系配方,实现了无碱条件下的超低界面张力,模拟岩心驱油效率达到20%以上。     

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成与性能评价

为开发适用于高温高盐油藏驱油剂,探讨了以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为原料,亚硫酸钠等无机盐为磺化剂,合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的可行性。测试结果表明,少量添加抑制剂硫酸氢钠能抑制副反应进行,磺化剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和抑制剂硫酸氢钠按质量比5∶1∶0.1比例配置,反应釜搅拌速率为600r/min,产物收率达到53.8%。反应时间4h、反应温度150℃时,混合产物具有较好的耐盐性能和协同效应,油水界面张力值可达到10~(-3) mN/m超低水平。以尕斯原油配制模拟油,脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐驱油表面活性剂的驱油效率可达到11%以上,具有较好的驱油效果。     

在降膜式连续磺化反应器中合成中当量石油磺酸盐

本文研究了在降膜连续磺化反应器中,以大庆原油馏份油为原料油,气体三氧化硫为磺化剂,合成中当量石油磺酸盐的方法,对大庆原油馏份油进行了筛选,考察了反应温度、SO_3与原料油中芳烃摩尔比,反应物停留时间、SO_3气体浓度等条件对磺化产物的影响,确定了合成中当量石油磺酸盐的反应条件。研制的中当量石油磺酸盐经复配后,对油、水有较强增溶能力,与大庆脱气原油可形成超低界面张力。     

ASP复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂的合成

以重烷基苯为主要原料,以SO3为磺化剂,合成ASP三元复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂。探讨了原料组成、反应条件等因素对烷基苯磺酸盐产品性能的影响,研究了烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面活性及稳定性。在室内合成研究的基础上进行了工业放大试验,工业试验合成产品界面活性优良,其ASP复合体系驱油效率比水驱驱油效率提高20％以上。图4表6参6     

ASP复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂的合成

以重烷基苯为主要原料,以SO3为磺化剂,合成ASP三元复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂.探讨了原料组成、反应条件等因素对垸基苯磺酸盐产品性能的影响,研究了烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面活性及稳定性.在室内合成研究的基础上进行了工业放大试验,工业试验合成产品界面活性优良,其ASP复合体系驱油效率比水驱驱油效率提高20%以上.图4表6参6     

ASP复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂的合成

以重烷基苯为主要原料，以SO3为磺化剂，合成ASP三元复合驱用烷基苯磺酸盐表面活性剂。探讨了原料组成、反应条件等因素对烷基苯磺酸盐产品性能的影响，研究了烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面活性及稳定性。在室内合成研究的基础上进行了工业放大试验，工业试验合成产品界面活性优良，其ASP复合体系驱油效率比水驱驱油效率提高20％以上。图4表6参6     

复合驱油技术应用中推荐低浓度表活剂体系

复合驱体系常使用相对高的表活剂浓度,但是最近的研究表明:过低的界面张力将使得驱油过程处于"第二类"驱动状况下,驱油效果相对降低,这就要求必须重新考虑体系的组成问题.通过油藏数值模拟方法,优化选择了低浓度表活剂体系,驱油实验验证低浓度体系驱油效果良好;又用数值模拟方法对表活剂吸附问题作了较深入的讨论,得出驱油过程处于"第一类"驱动状况下表活剂吸附不影响驱油效果;通过现场试验结果比较也看到低浓度体系驱油方案效果良好.因此在复合驱技术应用中推荐低表活剂浓度体系.     

非离子低分子表面活性剂优选及驱油效率研究

目前国内外对低渗透油藏开发的主要趋势为注气开发,又以CO2混相驱居多。我国低渗油藏以陆上沉积为主,储量大且非均质性严重,油质较重黏度高一般不易达到CO2混相。为了降低驱油混相压力,在尽量少增加成本的情况下提高驱油效率,找到了一类不溶于水但溶于超临界CO2及原油中的非离子低分子表面活性剂,通过研制复配及溶解性与降黏评价实验,找到了2种表活剂CAE、CAF。以细管实验为载体,采用高温高压配样器配置地层油进行驱油效率评价,筛选确定了一种表活剂CAE。进行溶解式驱替及段塞式驱替以确定表活剂CAE的最佳注入方式;进行不同浓度的驱替实验确定表活剂CAE的最佳注入浓度。研究表明:段塞式驱替为该活性剂的最佳注入方式,最佳浓度为0.2%;表活剂CAE在最佳驱替方式下与纯CO2相比可以提高驱油效率约13.13百分点。该研究为国内低渗透油藏相对有效地降低混相压力、提高驱油效率找到了途径,是我国低渗油藏注气开发研究中值得探索和尝试的方法之一。     

超低界面张力泡沫体系性能研究

经实验筛选的双子表活剂的表面张力约为25 mN/m,能在表活剂浓度为0.05%～0.3%的范围内与原油达到超低界面张力,泡沫半衰期和综合指数均好于重烷基苯磺酸盐和а-烯烃磺酸盐.气液混合注入,聚驱后超低界面张力泡沫驱提高采收率15%以上,发泡液中聚合物浓度越高,提高采收率幅度越大;气液交替注入,超低界面张力泡沫驱提高采收率16.35%,好于相同聚合物浓度的三元泡沫驱(13.79%).实验证明,聚驱后选择超低界面张力泡沫驱来进一步提高采收率是可行的.     

二元石油磺酸盐无碱体系的研究与应用

表面活性剂(S)-聚合物(P)二元复合驱(简称SP)是1种新型的3次采油的技术,它具备了无碱、不结垢、高粘弹性等特点,及良好的增加采收率效果,已在辽河、新疆、胜利等油田开展矿场试验,增油效果明显^[1]。石油磺酸盐是1种驱油用表面活性剂,其优点是价格低与原油配伍性好,已成为大庆油田提高原油采收率的主要驱油用剂,由碱(A)-表面活性剂(S)-聚合物(P)组成的三元复合驱(简称ASP)在油田广泛使用,而SP体系尚未普遍应用。文中主要研究评价了大庆炼化石油磺酸盐产品在吉林油田和大庆油田二元无碱体系的应用,并通过室内实验筛选石油磺酸盐与不同表面活剂的复配研究,以达到满足大庆油田的二元无碱驱油体系中表面活性剂的性能需求。     

新型石油磺酸盐性能研究

大庆油田目前已经进入高含水期,为保持原油产量需通过三次采油技术来提高大庆原油采收率.以大庆馏分油为原料,通过三氧化硫磺化,可以得到满足大庆油田化学驱油要求的石油磺酸盐.用生产的石油磺酸盐产品配制聚合物浓度为1 200 mg/L的三元弱碱体系与大庆原油界面张力均达到10-3 mN/m,甚至可以达到10-4 mN/m,表现出很好的界面活性和很强的适应性能.     

一种驱油用石油磺酸盐的制备及评价

以绥中36-1低凝环烷基减压馏分油为原料,以三氧化硫为磺化剂,用单管降膜式磺化反应器制备了一种石油磺酸盐产物。对磺化工艺条件进行了优化,在反应温度30℃、SO3与芳烃物质的量比为1.2∶1、三氧化硫体积分数为4.2%、稀释剂与原料油质量比为1.25∶1、稳定60min、老化温度40℃、老化30min的条件下,石油磺酸盐产物的收率为53.7%,产物有效物含量高,平均相对分子质量适中,具有较宽的平均相对分子质量分布,表面活性强。石油磺酸盐产物在较低浓度下,即可有效降低原油-水体系的界面张力,分别与正戊醇、碳酸钠或氯化钠复配后,界面张力可降低至10-3mN/m,适合用作三次采油用驱油表面活性剂。     

玉门老君庙油田表面活性剂/聚合物驱油用石油磺酸盐的研制

用玉炼馏份油为原料,SO_3气体为磺化剂研制用于玉门老君庙油田表面活性剂/聚合物驱油的石油磺酸盐。在实验室通过对反应条件的考察,确定了工艺参数,可为中试放大样品提供依据。制备的石油磺酸盐可用异丙醇或丁醇为助剂与煤油或原油及试验区地层水配制中相微乳液,可降低油水界面张力至10~(-3)—10~(-4)毫牛顿/米,能形成中相微乳液的矿化度范围宽。     

探讨两种国产石油磺酸盐间产生协同效应的机理

克拉玛依石油磺酸盐与安庆石油磺酸盐是有代表性的两种国产石油磺酸盐，前者由新疆原油磺化中和制得，后者是以催化裂化馏分油为原料经磺化中和制得。笔者应用^1H NMR和元素分析的方法测定了这两种石油磺酸盐的脱磺油，从而得到石油磺酸盐亲油基的支化度和芳香度。应用相图和测定Krafft温度的方法考察了该两种国产石油磺酸盐的亲水亲油性，由此探讨了该两种石油磺酸盐间发生协同效应的基础。应用绘制界面张力等值图的方法优化了该两种石油磺酸盐的复配，筛选了针对不同试验区块油、水及温度条件的表面活性剂驱油配方，验证了该两种石油磺酸盐之间的正协同效应。     

基于餐厨废弃油脂磺化合成的生物油磺酸盐界面性能

为了扩大油田驱油用表面活性剂的来源,利用餐厨废弃油脂经磺化反应合成了生物油磺酸盐,分析了生物油磺酸盐质量分数、氯化钠质量浓度、钙镁离子总质量浓度和温度对生物油磺酸盐溶液与原油间界面张力的影响。结果表明,随着生物油磺酸盐质量分数的增加,生物油磺酸盐溶液与原油间最低界面张力减小,当生物油磺酸盐质量分数增至0.15%时,最低界面张力能够降至超低水平。当氯化钠质量浓度小于80 g/L时,随着氯化钠质量浓度的增大,生物油磺酸盐溶液与原油间最低界面张力保持在超低水平。当钙镁离子总质量浓度小于400 mg/L时,随着钙镁离子总质量浓度的增加,生物油磺酸盐溶液与原油间最低界面张力也保持在超低水平。随着温度的升高,生物油磺酸盐溶液与原油间最低界面张力呈现先减小后递增的趋势,当温度升至70℃时,最低界面张力仍保持在超低水平。与大庆油田某厂使用的石油磺酸盐相比,生物油磺酸盐在降低油水界面张力和耐盐及抗高温和钙镁离子性能方面均有一定优势。     

一类油层聚驱后高浓度驱和二元驱的室内评价

室内实验表明,提高聚合物溶液浓度能提高其黏弹性,弹性越大则驱油效率越高.加入表面活性剂可以使聚合物溶液的黏弹性得到改善,更有助于提高体系的波及体积;同时表活剂能与原油形成较低的界面张力,能有效地启动残余油的运移,也能借助高浓度聚合物缓慢向前推进,形成"油墙",提高驱油效率.室内岩心驱油试验结果表明:在恒速注入条件下,聚驱后采用高浓度聚合物驱和高浓度聚合物/表活剂的二元体系,采收率均能提高10%左右.     

石油羧酸盐对磺酸盐的协同效应

石油羧酸盐和多种烷基苯磺酸盐均表现出良好的协同效应,复配体系产生超低界面张力的表活剂浓度及碱范围比仅用烷基苯磺酸盐的体系大为拓宽.石油羧酸盐和磺酸盐复配体系可以较快地达到初始超低界面张力,对驱油有利;石油羧酸盐和烷基笨磺酸盐复配体系可在弱碱或无碱条件下和大庆原油达到超低界面张力.由于石油羧酸盐价廉且原料易得,复配体系中石油羧酸盐商品占主要重量分数,因此具有很大的经济价值及应用意义.     

用于驱油的以重烷基苯磺酸盐为主剂的表面活性剂的工业化生产

以生产十二烷基苯的副产物重烷基苯为原料,用适当改进的十二烷基苯磺酸盐的生产装置可以制备用于油田三次采油的以重烷基苯磺酸盐为主表面活性剂的驱油用表面活性剂。该生产工艺主要包括空气干燥、SO3发生、磺化、老化与水解、尾气处理、中和复配等步骤。在生产过程中,由于重烷基苯的组成较为复杂,导致影响因素的复杂化;通过对原料进行适当的预处理、工艺参数优化及对生产装置各个单元设备的适当改进,生产以重烷基苯磺酸盐为主表面活性剂的驱油用表面活性剂可使国内油田的原油与注入液之间形成超低界面张力(10-3mN/m级)。应用实例表明,以重烷基苯磺酸盐为主表面活性剂的三元复合驱油体系具有优良的性能及极高的实际应用价值。     

三元复合驱用天然石油磺酸盐的制备及性能研究

研究了以大庆馏分油为原料 ,以发烟硫酸为磺化剂制备天然石油磺酸盐 ( NPS)的工艺。通过在特定的表面活性剂碱聚合物三元复合体系中大庆原油与驱替液的油水界面张力 ,从 6种馏分油中筛选出了适合三元复合驱用表面活性剂 NPS的亲油基原料。并研究了三元复合体系中 NPS的浓度、混合碱的浓度对界面张力的影响。用 IR确定了 NPS的结构 ,用柱层析法分析了 NPS产品组成。     

二类油层三元复合驱注入方式的室内研究

为提高地质条件复杂、发育状况较差的二类油层的驱油效果,开展了二类油层三元复合驱注入方式的室内研究.研究结果表明,以烷基苯磺酸盐为基本原料的表活剂与强碱复配的三元体系具有较低的界面张力,水驱后进行三元复合驱可提高采收率20%以上,进行段塞组合注入采收率能提高25%以上.