影响旋滴技术测量油／水界面张力的因素

本文用 Texas-500型旋滴界面张力仪研究了油和溶有表面活性剂的地层水体系的界面张力。讨论了旋转时间、转速、温度、表面活性剂增溶作用以及杂质等因素对界面张力测量的影响,给出了旋滴法测量油/水界面张力的最佳条件。     

旋转滴法测定非混相液—液—液三相界面张力

研究了用旋转滴法测定非混相油-中相-水相体系界面张力的问题。结果表明:在无界面接触时,旋滴界面张力仪可同时测出油-中相、水相-中相的界面张力;油滴的存在不影响水相-中相的界面张力测定结果;在有界面接触时,界面张力的测定值不准确。     

躺滴法表征沥青的表面自由能

 表面自由能是用来确定沥青材料自身的黏聚功（黏聚强度）以及沥青与石料之间的黏附功的重要参数。此外,沥青混合料（包括沥青、石料和空气）的水敏感性也可使用沥青与石料的表面自由能参数进行评价。笔者采用躺滴法测定了几种战略公路研究计划(SHRP)沥青与液体的静态接触角,使用Owens-Wendt法确定了沥青的表面自由能。结果表明,躺滴法得到的沥青表面自由能与由接触角得到的数值比较接近,说明可以应用躺滴法来测定沥青的表面自由能。由沥青的表面自由能表征的沥青黏聚能结果与pull-off强度试验结果相吻合。     

旋滴法测定界面张力实验现象分析与方法探讨

针对TX550A型旋滴法界面张力仪测定界面张力过程中出现的内相油滴回缩(界面张力值由初期迅速下降然后上升)现象,分析了该现象产生的机理,考察了油滴体积对界面张力的影响,提出了正确的操作步骤。结果表明,内相油滴体积的回缩与表面活性剂溶液的增溶作用和油水界面间存在的Marangoni对流有关。用旋滴法测定界面张力开始时,应逐渐提高仪器转速,同时缓慢地调整仪器的平衡,以防止测试管中油滴因快速左右移动而产生不正常形变。在界面张力测定过程中,内相油滴体积相对较小时,测定的界面张力值比较准确。采用大测试管(2500μL)测定时,注入内相油滴体积控制在1~3μL;采用小测试管(300μL)时,注入内相油滴体积控制在0.3~1μL。对于4种特殊形状油滴直径和长度的测量,提出了合理的测量方式。     

影响旋转滴界面张力测定因素的研究

使用旋转滴界面张力测定仪对长2原油、甲苯、正己烷、环己烷与不同浓度的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基磺酸钠(SDS)体系的界面张力进行了测定。讨论了仪器的平衡时间、转速、工作温度等因素对界面张力测量值的影响。同时分析了不同油相对界面张力的影响。结果表明:各体系平衡时间选择在20~30min之间时界面张力测定值准确度较高;在满足L/D≥4的测定要求后继续增大转速会使测量值偏大;仪器工作温度的提高则导致界面张力测定值逐渐减小。     

油／水界面张力快速测定方法的研究及应用

为了简便、快速、可靠地测定表面活性剂对原油/水界面张力的影响,室内根据滴体积法原理建立了一套快速测定油/水界面张力的装置,并对该装置测定结果的影响因素、平行性及可靠性进行了检验。结果表明,滴落速度对测定结果的影响较大,滴落速度应≥5秒/滴。该方法平行性较好,相对误差小于2%,苯/水体系测定误差小于1%,可以用于测定油/水体系界面张力。室内用该方法考察了生物表面活性剂、鼠李糖脂工业品、化学防蜡剂加量对原油/水界面张力的影响,得到3种药剂的最佳加药量分别为5%、4%、4%,相同加量下的药剂界面活性顺序为:化学防蜡剂>生物表面活性剂>鼠李糖脂工业品。图1表5参4     

传统热力学界面张力理论的研究进展

对非均相流体传统热力学界面三大理论做了较系统的介绍 ,综述了传统热力学界面理论在分子热力学流体界面张力模型研究中的丰硕成果     

界面张力弛豫方法研究复合驱油水界面膜的扩张性质

界面张力弛豫方法是研究油水界面膜微观性质极为有效的方法。采用该方法研究了驱油体系中化学剂如聚合物、十二烷基苯磺酸钠、碱对原油活性组分界面膜扩张黏弹性质的影响，考察了界面上的微观弛豫过程。研究发现，驱油体系中化学剂均对原油活性组分界面膜的性质有一定的影响，尤其是聚合物和碱的加入使界面上出现了特征时间在10^3s数量级的慢弛豫过程，大大增强了界面膜的弹性。表面活性剂与活性组分间的相互作用造成扩张黏性部分明显变化，而弹性变化不大。图6表1参5     

双子表面活性剂与原油间动态界面张力研究

通过进行油水动态界面张力测试,系统地研究表面活性剂种类、表面活性剂浓度、水介质矿化度、聚合物及非离子表面活性剂对动态界面张力的影响。结果表明,与传统表面活性剂比12-4-12有较强界面活性,在低浓度下,能将界面张力降低到5×10-3 mN/m。提高表面活性剂浓度,可以缩短达到平衡的时间,但当浓度超过一定值时,继续增加12-4-12浓度,会降低其界面活性。12-4-12最佳浓度为500 mg/L。12-4-12在不同矿化度都表现出良好界面活性,尤其在高矿化度下(25×104 mg/L)最佳。在高矿化度水介质中与常规非离子表面活性剂ANT复配,界面张力可降低到4×10-3 mN/m并稳定在10-3数量级,而与HPAM的复配性能较差,这可能与水介质矿化度过高有关。     

用界面张力法测定CO2与原油的最小混相压力

采用悬滴法,测定了在模拟地层温度为356.5K、压力为8.54~23.43MPa时的CO₂与原油间的界面张力.实验发现,CO₂与原油间的界面张力随压力的增加近似呈线性下降趋势.对该数据进行了线性回归,并用外推法计算出当界面张力为零时的最小混相压力为24.17MPa,与实验观测达到一次接触混相状态时的压力(23.43MPa)相比,相对误差为3.16%.采用界面张力确定CO₂与原油间的最小混相压力,既可通过直接观测接触混相状态确定,也可利用所测界面张力数据进行估算,操作简单易行,且耗时少.     

不同洗油体系及界面张力对油砂洗油效率的影响

通过界面张力实验,筛选了能把油水界面张力降到10-1～10-4 mN/m数量级的单一碱、油砂清洗剂RS1、RS2及复配洗油体系,测定了洗油体系在不同界面张力条件下的洗油效率。结果表明,在10-1～10-2 mN/m界面张力范围内,各种洗油体系洗油效率均小于90%。当界面张力达到10-3 mN/m的超低值时,油砂清洗剂RS1(质量分数1.2%)的最高洗油效率为95.5%。界面张力进一步降低至10-4 mN/m数量级时,碱(质量分数2.0%,m(NaOH)∶m(Na2CO3)=1∶1)/RS1(质量分数0.6%)复合洗油体系最高洗油效率为96.8%,略低于油砂清洗剂RS1(质量分数1.8%)的洗油效率,但复合洗油体系成本更低,具有更好的应用前景。     

环丁砜－苯－正己烷体系界面张力的测定与研究

用滴体积法测定了环了砜－苯－正己烷体系的两相界面张力，并对界面张力与苯在正己烷中的浓度、环丁砜的含水量及温度等因素的关系进行了实验研究。结果表明：对于三元体系来讲，体系的组成对界面张力的影响较大，并符合界面相模型理论，同时实验中所测得的界面张力数据可供环丁砜芳烃抽提装置设计作参考。     

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。     

羧基甜菜碱-烷醇酰胺复配体系界面张力研究

研究了以不同比例复配的羧基甜菜碱/烷醇酰胺体系与临盘原油的动态界面张力,筛选出了适用于临盘凝油的表面活性剂体系。结果表明,单一的烷醇酰胺或甜菜碱与临盘原油间的界面张力值达不到超低值;而两种活性剂以1∶1和2∶1进行复配时,具有明显的协同效应,在总浓度为0.005%～0.2%范围内,油水界面张力值可降低到10-4 mN/m数量级,且经过石英砂静态吸附后,复配体系具有较好的低界面张力性能,是一种具有现场应用价值的表面活性剂体系。     

PRODUCING ULTRALOW INTERFACIAL TENSION AT THE OIL/WATER INTERFACE

ABSTRACT

In view of the world-wide shortage of petroleum and the fact that a large amount of residual oil will remain in the reservoir after the primary recovery and water flooding stages, the use of Enhanced Oil Recovery (EOR) methods to recover as much as possible of this residual oil has become increasingly important worldwide. The predominant and most promising EOR technique is the micellar-polymer flooding process which uses a surface active agent (a surfactant) to decrease interfacial tension and hence allows oil to freely move from its original location through the porous media. The purpose of this paper is to present an experimental study of the factors affecting the equilibrium interfacial tension (IFT) at the oil/water interface. A large number of experiments was conducted to study the variations of IFT as a function of many parameters including reservoir temperature, pressure, surfactant concentration, and salinity. An Arabian heavy crude oil was used in the analysis along with three different synthetic surfactants and two formation waters. The pendent drop technique enhanced by video imaging was employed for measuring IFT. It was found that for the ranges of variables considered in this study, IFT decreases with temperature and salinity, increases with pressure, and decreases exponentially with surfactant concentration.     

界面张力对相对渗透率曲线的影响

本文研究了界面张力对相对渗透率曲线的影响。为此进行了一系列非稳态驱替实验。实验是采用非胶结岩心和不同界面张力的流体体系进行的。 流体体系中,被驱动相采用的是模拟原油,驱动相分别是:地层水、表面活性剂溶液、下相微乳液和中相微孔液。研究结果表明:①界面张力对相对渗透率曲线有实质性影响。随着界面张力的降低,驱替相和被驱替相的相对渗透率曲线均升高。特别是在界面张力σ<10~(-2)mN/m时此影响更明显。②随着界面张力的降低原油采收率有明显的提高。     

非离子表面活性剂三元复合体系的界面张力研究

本文系统地研究了由非离子表面活性剂ＮＯＳ构成的复合体系与大庆油田原油间的界面张力。探讨了时间、ＮａＯＨ浓度、地层水矿化度、活性剂浓度及聚合物种类和用量对界面张力的影响。结果表明，由该活性剂构成的三元复合体系能在较宽的地层水矿化度、较宽的活性剂浓度及碱浓度范围内与大庆油田原油形成超低界面张力（１０＾－３ｍＮ／ｍ数量级）。     

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。     

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系油-水界面张力的影响

采用旋转液滴法测定了在不同碱浓度下自制的3种结构烷基芳基磺酸盐(C19-4S、C19-6S、C19-8S)与大庆六厂原油体系的油-水动态界面张力,分别考察了磺酸盐结构、强碱和弱碱浓度对油一水动态界面张力最小值(DIFT_(min))和动态界面张力平衡值(DIFT_(equ))的影响.结果表明,在各自适宜碱浓度下,3种结构烷基芳基磺酸盐均可使大庆六厂原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力达到超低值(10~(-3)mN/m);随芳环在烷基芳基磺酸盐长烷链上的位置向烷链中心移动,达到DIFT_(min)、DIFT_(equ)所需的强碱或弱碱的浓度降低、时间缩短.