驱油阴/两性表面活性剂复配体系协同效应研究

针对某油藏A区块,利用阴离子/两性表面活性剂的协同作用,进而达到油水超低界面张力,且两性表面活性剂十二烷基甜菜碱在浓度为0.1%~0.5%的范围内,降低油水界面张力的效果达到10~(-2) mN/m数量级,在加入阴离子表面活性剂的条件下,复配体系可以使油水界面张力达到超低界面张力。通过探讨表面活性剂的总浓度以及复配比对油水界面张力的影响,最终得到阴离子/两性表面活性剂复配体系可在较高矿化度和较低的浓度(0.4%)范围内达到10~(-3) mN/m的超低界面张力,并在此基础上对两者的协同作用进行分析。     

三次采油用高效表面活性剂性能评价

制备了一种耐温抗盐高性能表面活性剂NHJ,并经试验评价了NHJ表面活性剂界面张力性能、耐温抗盐性能、表面张力性能、与地层水适应性能及洗油性能。评价结果表明,w(NHJ)0.3%溶液可使原油界面张力降低到10^-2 mN/m数量级,抗温性能达80℃,抗矿化度达8×10⁴ mg/L,抗Ca²⁺达4 000 mg/L,w(NHJ)0.3%溶液表面张力为21.24 mN/m,与地层水具有良好适应性,洗油率达到45%。     

三次采油用表面活性剂结构对油/水界面性能的影响

测定了几种不同分子结构的磺酸盐类阴离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂水溶液与国内某油田原油间的界面张力。结果表明:磺酸盐类表面活性剂降低油水界面张力的能力相对较高,且磺酸盐的烷链长度、芳环种类对界面张力的影响较大,调整磺酸盐的分子结构可以使油水界面张力降低到10~(-2)mN/m数量级;醇/酚醚类非离子表面活性剂以及两性表面活性剂仅能使油水界面张力降低至0.1 mN/m~10 mN/m数量级。     

新型磺基甜菜碱与聚丙烯酰胺作用的研究

合成了一种耐温抗盐表面活性剂,通过红外光谱分析了该表面活性剂的结构。将其与2500万分子量聚丙烯酰胺进行复配,考察了复配体系的表面、界面性能。研究结果表明：所合成的产物为目标产物;磺基甜菜碱表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）为2．19×10^-3mol／L,临界胶束浓度下的表面张力（γcmc）为25．51mN／m;加入聚合物后临界胶束浓度变为4．09×10^-3mol／L,γcmc变为26．65mN／m;表面活性剂质量浓度在0．8—1．5g/L,可使胜利原油油水间的界面张力达到超低数量级（10^-3mN／m）;聚合物的加入有利于乳状液的形成。     

低界面张力驱油剂HW-2的制备及性能评价

通过阴离子/非离子/两性表面活性剂复配,制备了低界面张力驱油用HW-2表活剂体系。对HW-2表活剂体系的界面张力、岩心吸附、油水乳化等性能进行了分析;采用饱和油的储层岩石进行驱替实验。结果表明,HW-2具有优良的耐盐、耐温性能。矿化度为80 000 mg/L的盐水条件下,原油和航空煤油质量比为6∶4时,配制HW-2浓度1.0 g/L,测得油水界面张力为1.732×10~(-3)mN/m;配制HW-2浓度3.0 g/L,测得油水界面张力为4.7×10~(-4)mN/m。通过驱油实验数据分析可知,HW-2能有效提高驱油效率11.5%,在油田开发中具有重要的使用价值。     

SDBS/SB复配体系界面性能及影响因素分析

研究了SDBS与SB在不同配比和浓度下油水界面张力的变化情况,确定了复配体系的最佳配比和浓度;同时,考察了pH值和NaCl含量对最佳复配体系油水界面张力的影响。结果表明,当SDBS:SB为7:3,浓度为0.4%时,SDBS/SB复配体系的油水界面张力降至0.05mN/m,达到高效表面活性剂驱超低界面张力的要求。在pH值调节范围内,升高pH值,油水界面张力先降低后升高,当pH值为8时,油水界面张力降至0.04mN/m。加入少量的氯化钠时,油水界面张力先降低,当含盐量0.3%时,油水界面张力降至最低值0.02mN/m,后逐渐升高。     

耐盐型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进行了研究。该表面活性剂在矿化度为2.5×10^5mg/L、氯化钙浓度为1.5×10^4mg/L的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盐含量的增加（60～250g/L）而降低。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与聚合物复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低值（10^-3mN/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%。     

两性双子表面活性剂的合成及应用性能

由溴代烷、二溴代烷、3-氨基-1-丙磺酸等合成了N,N′-乙基-N,N′-丁磺基-N,N′-烷基-烷基二胺钠盐,采用表界面张力仪测试其在三次采油中应用的能力。结果表明,该系列两性双子表面活性剂具有超低油水界面张力,其油水界面张力可达10~(-2)～10~(-3)mN/m,并具有优秀的耐盐及抗温性能,能作为三次采油用表面活性剂。     

重烷基苯磺酸盐驱油剂中试产品的应用性能

在1000t/a降膜式连续磺化装置上对重烷基苯的磺化进行了中试放大,结果表明中试产品质量可靠。经复配的驱油剂中试产品能在较宽的表面活性剂浓度和碱浓度范围内与大庆原油、辽河原油及苏北原油形成超低界面张力,尤其能溶于总矿化度12×104mg/L、钙镁离子质量浓度为5000mg/L～6000mg/L的中原油田地层水中,在无碱条件下使中原油田原油/地层水的界面张力降至10-2mN/m～10-3mN/m数量级。对大庆原油和苏北原油的驱油试验表明,中试驱油剂ASP(碱-表面活性剂-聚合物)体系的驱油效率比水驱提高15%～35%OOIP(原油地层储量)。     

低界面张力驱油剂HW-2的制备及性能评价

通过阴离子/非离子/两性表面活性剂复配,制备了低界面张力驱油用HW-2表活剂体系。对HW-2表活剂体系的界面张力、岩心吸附、油水乳化等性能进行了分析;采用饱和油的储层岩石进行驱替实验。结果表明,HW-2具有优良的耐盐、耐温性能。矿化度为80 000 mg/L的盐水条件下,原油和航空煤油质量比为6∶4时,配制HW-2浓度1.0 g/L,测得油水界面张力为1.732×10^(-3)mN/m;配制HW-2浓度3.0 g/L,测得油水界面张力为4.7×10(-3)mN/m;配制HW-2浓度3.0 g/L,测得油水界面张力为4.7×10^(-4)mN/m。通过驱油实验数据分析可知,HW-2能有效提高驱油效率11.5%,在油田开发中具有重要的使用价值。     

耐盐高稳泡超低界面张力泡沫体系研究

对28种表面活性剂进行了泡沫综合性能评价和油水界面张力测试,并通过不同表面活性剂之间的复配和配方的优化,筛选出高稳泡超低界面张力的泡沫体系。结果表明,当FC-06、5#和DS10复配表面活性剂的质量分数为0.4%,配比为2∶1∶3时,最大起泡体积为500 mL,半衰期为28.8 min,平衡时的油水界面张力为8.0×10~(-3) mN/m。泡沫体系性能评价结果表明,在40 000 mg/L的矿化度条件以下,泡沫体系均能保持高稳泡时间和超低界面张力,具有较强的耐盐性。     

烷基酚磺酸聚醚磺酸盐驱油剂的合成及表征

针对目前常规表面活性剂在高温高矿化度油藏环境下的使用缺陷,以烷基酚为起始剂,通过乙氧基化、氯代、磺化反应,在烷基酚苯环上引入磺酸根基团,同时对烷基酚聚醚的端羟基再次磺化,合成了烷基酚磺酸聚醚磺酸盐;用红外光谱对产物结构进行了表征;质量分数0.3%的所合成的表面活性剂模拟水溶液与胜坨二区原油间界面张力可达到10-3mN/m;耐盐性能达到30g/L,抗钙镁离子能力达到1g/L,耐温性能>90℃;通过室内物理模拟实验,二元复合驱(聚合物+所合成的表面活性剂)体系可提高采收率16.4%,且聚合物+表面活性剂体系能充分发挥协同效应。     

高分子表面活性剂与原油形成超低界面张力的研究

对ＡＭ－ＡＯＰ_ｎ和ＣＭＣ－ＡＲ１２ＥＯ_ｎ两类高分子表面活性剂与原油形成超低界面张力的研究结果表明,加碱复配后,ＡＭ－ ＡＯＰ_ｎ和 ＣＭＣ－ ＡＲ_１２ＥＯ_ｎ与大庆原油的界面张力分别可达 ２．６ ×１０~（－３）ｍＮ／ｍ和 ３．２ｘ １０~（－３）ｍＮ／ｍ。显微观察表明,碱使胶束解缔是界面张力降低的主要因素。     

Interfacial properties of cationic and anionic Gemini surfactant mixtures

The possibility and the prospect of cationic/anionic (“catanionic”) surfactant mixtures based on sulfonate Gemini surfactant (SGS) and bisquaternary ammonium salt (BQAS) in the field of enhanced oil recovery was investigated. The critical micelle concentration (CMC) of SGS/BQAS surfactant mixtures was 5.0 × 10⁻⁶ mol/L, 1–2 orders of magnitude lower than neat BQAS or SGS. A solution of either neat SGS or BQAS, could not reach an ultra-low interfacial tension (IFT); but 1:1 mol/mol mixtures of SGS/BQAS reduced the IFT to 1.0 × 10⁻³ mN/m at 100 mg/L. For the studied surfactant concentrations, all mixtures exhibited the lowest IFT when the molar fraction of SGS among the surfactant equaled 0.5, indicating optimal conditions for interfacial activity. The IFT between the 1:1 mol/mol SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased and then increased with the NaCl and CaCl₂ concentrations. When the total surfactant concentration was above 50 mg/L, the IFT of SGS/BQAS mixtures was below 0.01 mN/m at the studied NaCl concentrations. Adding inorganic salt reduced the charges of hydrophilic head groups, thereby making the interfacial arrangement more compact. At the NaCl concentration was above 40,000 mg/L, surfactant molecules moved from the liquid–liquid interface to the oil phase, thus resulting in low interfacial activity. In addition, inorganic salts decreased the attractive interactions of the SGS/BQAS micelles that form in water, decreasing the apparent hydrodynamic radius (D_{H, app}) of surfactant aggregates. When the total concentration of surfactants was above 50 mg/L, the IFT between the SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased first and then increased with time. At different surfactant concentrations, the IFT of the SGS/BQAS mixtures attained the lowest values at different times. A high surfactant concentration helped surfactant molecules diffuse from the water phase to the interfacial layer, rapidly reducing the IFT. In conclusion, the cationic-anionic Gemini surfactant mixtures exhibit superior interfacial activity, which may promote the application of Gemini surfactant.     

癸基萘磺酸盐表面活性剂的组成-界面张力关系

该文采用廉价易得的萘和α-癸烯为原料,以氯铝酸离子液体催化Friedel-Crafts烷基化反应,合成了中间体癸基萘(DN),再经磺化与中和反应合成了结构明确、组成可调的驱油用阴离子型表面活性剂复合癸基萘磺酸钠(DNS)。中间体DN通过FTIR和1HNMR进行结构表征,产品DNS采用HPLC-MS分析组成,并测得其克拉夫特点小于0℃。测定了DNS对正构烷烃模拟油相的界面性能,结果表明,DNS1-1和DNS3均可在较低表面活性剂质量分数(0.25%～0.4%)下将油水界面张力降低至10-3mN/m数量级,并且具有良好的耐盐性,不同批次DNS1-1产品均能维持组成基本不变并稳定地重现组成相关的超低界面张力。     

Gemini表面活性剂/醇/正辛烷/盐水体系微乳液的研究

以壬基酚为原料在催化剂存在下与二溴烷烃作用生成双醚,然后磺化,合成了一类Gemini阴离子表面活性剂,用悬滴法测定了其油水界面张力,结果表明,Gemini表面活性剂可使油水界面张力降低到 10-3mN/m。研究了Gemini表面活性剂 /醇 /正辛烷 /盐水体系的微乳液相行为,通过拟三元相图的方法确定了助表面活性剂醇的种类,实验结果表明,链长的比链短的醇具有更好的助活作用。通过正交实验方法得到了形成中相微乳液的最佳组成:w(GeminiD) =0 1%;w(n C6H13OH) =4 0%;w(NaCl) =1 5%。     

表面活性剂驱油效率的影响因素研究

在83℃下测定了3种表面活性剂DL-S、HL-Y/NNR、GZ-16的油水界面张力、乳化能力以及改变油藏岩石润湿性的能力。利用低渗透岩心驱油实验研究表面活性剂的这3种特性对驱油效率的影响。结果表明,表面活性剂的浓度在1 000 mg/L时,DL-S的油水界面张力达到10-3mN/m超低数量级,HL-Y/NNR表现出较为优越的乳化性能,GZ-16具有较好的润湿性能。在驱油实验中,具有最好乳化性能的HL-Y/NNR提高采收率的幅度最大为12.91%,其次为具有超低界面张力的DL-S,相较而言,改变润湿性的能力对驱油效率的影响最小。     

A Star-Shaped Anionic Surfactant: Synthesis,Alkalinity Resistance,Interfacial Tension and Emulsification Properties at the Crude Oil–Water Interface

In this research, a star‐shaped surfactant was synthesized through the chlorination reaction, alkylation reaction and sulfonation reaction of triethanolamine, which is composed of three hydrophobic chains and three sulfonate hydrophilic groups. The critical micelle concentration (CMC) of the surfactant was measured by the surface tension method, and the results showed that it had high surface activity with CMC of 5.53 × 10^?5 mol/L. The surfactant was superior in surface active properties to the reference surfactants SDBS and DADS‐C₁₂. The interfacial tension (IFT) of the studied crude oil–water system (surfactant concentration 0.1 g/L, NaOH concentration 0.5 g/L, and experimental temperature 50 °C) dropped to 1.1 × 10^?4 mN/m, which can fulfil the requirement of surfactants for oil displacement. An aqueous solution of the surfactant and crude oil was emulsified by shaking, which formed a highly stable oil‐in‐water (O/W) emulsion with particle size of 5–20 μm. The oil displacement effect was almost 12%.