大庆原油组分在界面膜的扩张流变性质

利用悬挂滴的方法系统研究了大庆原油中四种活性组分在煤油-水间界面扩张流变性质,并深入探讨了振荡频率和质量分数的影响。结果表明,实验所用的大庆原油中的四种活性组分表现出较强的界面活性,其降低界面张力能力的顺序为:胶质沥青质芳香分饱和分。随着振荡频率增大,这四种活性组分的扩张模量均增大,而相角均降低。此外,随质量分数增大,实验所用大庆原油中的沥青质的扩张模量线性增加,最大值高达50 mN/m,明显高于其它三种活性组分,也比一般原油中组分的扩张模量高。与此同时,这四种大庆原油活性组分的相角随质量分数增加虽然略有加大,但数值仍然较低,其界面吸附膜表现出较强的弹性行为。图12表1参26     

胜利原油各组分对界面膜扩张流变性的影响

 采取经典的四组分分离方法(SARA)将胜利原油分离得到饱和分、芳香分、胶质和沥青质,利用醇碱萃取法得到酸性组分。通过滴外形分析方法系统研究了上述5类原油组分及稀释原油的界面扩张流变性质,考察了振荡频率和各组分质量分数的影响。结果表明,各类活性组分及稀释原油表现出与表面活性剂类似的界面扩张行为,扩张模量均随振荡频率增大而增大,随质量分数的增加先增大后减小;相角随振荡频率增大而降低,随质量分数增大而增加。各组分模拟油及稀释原油形成的界面膜均表现出较强的弹性行为,且按其界面行为可以分为3组：稀释原油和饱和分、酸性组分和胶质、芳香分和沥青质。模量最大值对应的质量分数高低顺序为稀释原油和饱和分、酸性组分和胶质、芳香分和沥青质。沥青质扩张模量的最大值在 25 mN/m 左右,略高于稀释原油和其它活性组分。     

THE INTERFACIAL TENSION OF ALKALINE/HEAVY ALKYLBENZENE SULFONATE/CRUDE OIL SYSTEMS

研究了碱／重烷基苯磺酸盐(HABS)／大庆原油及苏北原油体系的动态和平衡界面张力特性。结果表明,在一定的碱浓度范围内,碱／HABS／原油体系的动态界面张力呈现出明显的最低现象,动态界面张力最低点可达10     

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     

界面扩张流变法研究有机碱与原油活性组分的界面相互作用

从胜利油田渤61原油中分离得到胶质和沥青质,通过滴外形分析方法研究了两种原油组分模拟油（质量分数0.5%,由航空煤油配制）与乙醇胺溶液间的界面张力及界面扩张流变性质。结果表明,乙醇胺与胶质中脂肪酸反应,形成脂肪酸和皂的混合吸附膜,有利于界面张力的降低,但对界面扩张模量影响不大。乙醇胺与沥青质中芳香酸的反应能促进芳香酸的吸附,降低界面张力,同时增加膜强度;但随着乙醇胺浓度的进一步增大,芳香酸皂扩散交换作用对界面膜的影响增强,界面膜黏性部分增加,膜强度有所降低。     

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     

碱对超低界面张力形成及界面膜扩张流变性的影响

对于HABS(重烷基苯磺酸盐)/碱二元体系,水相中的碱能与原油中的酸性物质反应生成具有活性的石油酸皂,石油酸皂与HABS分子都能吸附到界面上,通过二者的协同作用,使界面张力达到超低.表面活性剂分子扩散进入水相和油相,其吸附和脱附的相对扩散速率大小与动态界面张力有很大关系.在某一时间油水吸附层吸附的活性剂分子个数最多,对应的界面张力达到最低值.通过研究原油与二元体系预接触时间对动态界面张力的影响程度,得到了酸性物质在油水界面上的扩散规律,并利用线性拟合证明σ(界面张力)与t-1/2 (时间)成直线关系,得到相应的预测模型,证明该过程实际是一个动态的扩散过程,而生成的石油酸皂有助于HABS在界面上的吸附排列;另外,探讨了加入碱前后的油水界面扩张黏弹模量的变化实验,实验发现,加入碱之后界面膜扩张模量升高3~4倍,可以推测碱的加入使更多的活性剂离子聚集在界面上使界面膜强度增大,而且该界面膜界面扩张黏性和弹性也与界面附近及界面上各种微观弛豫过程的特征时间密切相关.实验结果对于明确碱在超低界面张力形成中的作用机理具有一定意义.     

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     

胜利原油组分界面膜扩张流变特性研究

采取经典的四组分分离方法(SARS)得到饱和分、芳香分、胶质和沥青质, 利用醇碱萃取法得到酸性组分,通过悬挂滴方法系统研究了上述五类原油组分及稀释原油的界面扩张流变性质,考察了扩张频率和浓度的影响.实验结果表明: 各类活性组分及稀释原油表现出与表面活性剂类似的界面扩张行为. 模量均随频率增大而增大, 随浓度变化通过最大值; 相角随频率增大而降低, 随浓度变化而增加. 各组分模拟油及稀释原油形成的界面膜均表现出较强的弹性行为, 且按其界面行为可以分为三组: 稀释原油与饱和分、酸性组分与胶质、芳香分与沥青质. 模量最大值对应的浓度高低顺序为: 稀释原油≈饱和分>酸性组分≈胶质>芳香分≈沥青质. 沥青质扩张模量的最大值在 25 mN/m 左右, 略高于稀释原油和其它活性组分.     

油酸钠和失水山梨醇油酸酯的油-水界面扩张粘弹性比较

研究了油溶性乳化剂失水山梨醇油酸酯和水溶性乳化剂油酸钠在煤油 水界面上的扩张粘弹性质,阐述了两种乳化剂的扩张模量、扩张弹性、扩张模量的相角以及扩张模量的粘性部分随频率和乳化剂质量分数的变化规律,探讨了发生在界面上和界面附近的微观弛豫过程。结果表明,在频率为0.0033～0.1Hz的范围内,失水山梨醇油酸酯的扩张模量、扩张弹性、扩张模量的相角以及粘性部分均随其质量分数的增大而明显减小。油酸钠在高频(>0.033Hz)条件下的界面扩张模量和扩张弹性几乎不随其质量分数的增大而变化;在低频(<0.033Hz)条件下,油酸钠的扩张模量和扩张弹性随其质量分数增大的变化趋势较为复杂。失水山梨醇油酸酯和油酸钠在界面上截然不同的扩张行为可能与发生在界面上和界面附近的弛豫过程特征不同有关。     

原油乳状液稳定性研究：Ⅶ.蜡晶对油水界面膜性质的影响

对分别含有大庆,吉原油界面活性组分的航空煤油与蒸馏水及模拟地层水在不同温度下的界面粘度,界面膜屈服值进行了测定。结果发现,由于吉林原油界面活性组分含有较多的蜡晶,当温度较低时,随温度升高,吉林模型油界面粘度逐渐升高,界膜表现为负触变性;     

大庆原油中酸性及含氮组分对界面张力的影响

从低酸值大庆原油分离得到酸性组分（Acids）和含氮杂环组分（NCHC）2种活性组分,系统考察了所分离活性组分的界面活性及其与重烷基苯磺酸盐(HABS)在降低油-水界面张力方面的协同效应。结果表明,NCHC组分尽管在碱性条件下自身的界面活性不如酸性组分,但是其与HABS具有显著的协同效应,使降低体系油-水界面张力的作用与酸性组分相当;二者与HABS的协同作用机理不同,酸性组分和碱反应的产物与HABS在降低油-水界面张力方面存在明显的协同作用,在强碱条件下易于使体系油-水界面张力达到超低值;而含氮杂环组分自身与HABS间在降低油-水界面张力方面存在明显的协同效应,在含盐条件下就易于使体系油-水界面张力达到超低值。     

原油乳状液油-水界面上活性物的结构和活性

通过综合的方法分离出大庆原油和胜利原油乳状液油-水界面上的活性物，用元素分析、红外、核磁、色质联用等方法分析其化学结构，并在油饿水模型体系中测定了它们的动态界面张力，考察其化学结构与界面活性之间的关系。结果表明，水相的pH值影响原油中的含氧化合物在油．水界面膜上的吸附；沥青、胶质和蜡是界面活性物的主要成分，对油-水界面膜的形成和稳定起着重要的作用；原油的酸性组分对油-水界面膜的动态界面张力有着决定性的影响。     

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。     

OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力研究

测定了OCS表面活性剂驱油体系与大庆原油间的动态界面张力.在大庆油田评价浓度范围内,考察了碱的类型与浓度、OCS浓度以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对动态界面张力的影响.结果表明,强碱(NaOH)体系比弱碱(Na2CO3)体系更容易形成超低界面张力(10-3mN/m),即体系达到超低界面张力的时问较短;高浓度碱体系比低浓度碱体系更容易形成超低界面张力;弱碱条件下,OCS表面活性剂浓度变化对动态界面张力有一定的影响;而强碱条件下则没有明显的影响;聚合物HPAM的引入使得不同体系达到超低界面张力的时间延长.     

Effect of Alkali on Daqing Crude Oil/Water Interfacial Properties

Alkaline-surfactant-polymer(ASP)flooding using sodium hydroxide as the alkali component to enhance oil recovery in Daqing Oilfield,northeast China has been successful,but there are new problems in the treatment of produced crude.The alkali added forms stable water-in-crude oil emulsion,hence de-emulsification process is necessary to separate oil and water.The problems in enhanced oil recovery with ASP flooding were investigated in laboratory by using fractions of Daqing crude oil.The oil was separated into aliphatics,aromatics,resin and asphaltene fractions.These fractions were then mixed with an additive-free jet fuel to form model oils.The interfacial properties,such as interfacial tension and interfacial pressure of the systems were also measured,which together with the molecular parameters of the fractions were all used to investigate the problems in the enhanced oil recovery. In our work,it was found that sodium hydroxide solution reacts with the acidic hydrogen in the fractions of crude oil and forms soap-like interfacially active components,which accumulate at the crude oil-water interface.     

以大庆减压渣油为原料的高效、廉价驱油表面活性剂OCS的制备与性能研究

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大，经济效益差的缺点，以廉价的大庆减压渣油为原料在实验室内合成出廉价的驱油用表面活性剂OCS，并初步评价了所得OCS样品的性能。结果表明，OCS表面活性剂制备重复性好，性能稳定。OCS表面活性剂具有优异的降低原油一地层水界面张力的能力，在NaOH存在条件下，能在较宽的碱浓度范围内使大庆四厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN／m。在Na2CO3存在条件下，能在较宽的碱浓度范围内使大庆四厂原油、华北油田古一联原油及胜利孤东采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN／m。在无碱条件下，对于大港油田枣园1256断块原油，当OCS表面活性剂含量达到0．1％时，油-水界面张力即可降至10-3^mN／m。对大庆四厂原油的驱油试验结果表明，OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系(ASP)的驱油效率比水驱提高20％以上。     

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力影响

 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-水动态界面张力最小值(DIFTmin)和动态界面张力平衡值(DIFTequ)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 (10-3mN/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DIFTmin、DIFTequ所需的强碱或弱碱的浓度降低,时间缩短。     

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。