原油减压渣油馏分的油-水界面性质X.大庆减渣与伊朗轻质减渣馏分油-水薄液膜的性质

采用双分子类脂膜实验装置研究了大庆减压渣油与伊朗轻质减压渣油馏分的油-水薄液膜的膜电容（膜厚度）、排液-破裂方式、膜稳定时间（膜寿命）。结果表明，减渣馏分越重，分子吸附状态稳定，其油-水薄液膜越厚，膜稳定性越好。减渣馏分油-水薄液膜的排液-破裂有连续排液-破裂方式、“黑洞”排液-破裂方式和逐层破裂排液方式。当馏分越轻、馏分在油相中质量分数越低、表面活性剂加量越多时，以连续排液-破裂方式为主；而馏分越重、馏分在油相中的质量分数越高、表面活性剂加量越少时，以“黑洞”排液-破裂方式和逐层破裂排液方式为主。油相的组成，水相中的酸、碱、盐以及外加表面活性剂对减渣馏分的界面活性、吸附状态、电荷吸附量影响不同，相应的膜电容（膜厚度）和膜稳定时间也不同。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质V．表面活性剂对减渣馏分油-水界面粘度的影响

采用剪切界面粘度仪考察了表面活性剂Tween40和Span80的油-水界面粘度及其对大庆、伊朗轻质和伊朗重质减压渣油馏分的油-水界面粘度的影响。结果表明，随着油相中Tween40、Span80和油相中芳烃质量分数的增加，油-水界面粘度均增大。并且，当油相中Tween40、Span80的临界胶束(CMC)质量分数在其质量分数变化范围内时，油-水界面粘度有大幅度的增加。Tween40铺展吸附于油-水界面，其油-水界面粘度较大。Span80竖立吸附于油-水界面，其油-水界面粘度较小。Tween40取代减渣馏分铺展吸附于油-水界面，其油-水界面粘度较低，相互间的差别也较小，随着油相中Tween40质量分数的增大，油-水界面粘度降低。Span80楔人减渣馏分油-水界面吸附层，共同构成油-水界面结构。对线性结构多的减渣馏分，随着油相中Span80质量分数的增大，油-水界面粘度逐渐增大。对芳香稠环结构多的减渣馏分，随着油相中Span80质量分数的增大，油-水界面粘度逐渐减小。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质I. 伊朗重质减渣馏分的油-水界面张力

采用超临界萃取分离技术对伊朗重质减压渣油按相对分子质量进行了分割。所得伊朗重质减渣馏分按馏分的先后，其平均相对分子质量逐渐增大，H／C原子比逐渐下降，芳香共轭成分含量逐渐升高。对各减渣馏分的油-水界面张力研究表明，伊朗重质减渣馏分具有高的界面活性，随着减渣馏分在油相中质量分数的增大，油-水界面张力显著下降。通过改变减渣馏分的界面吸附状态和吸附量，油相组成、水相中盐的含量及pH值的变化会影响油-水界面张力。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅴ.表面活性剂对减渣馏分油-水界面粘度的影响

采用剪切界面粘度仪考察了表面活性剂Tween40和Span80的油 水界面粘度及其对大庆、伊朗轻质和伊朗重质减压渣油馏分的油 水界面粘度的影响。结果表明,随着油相中Tween40、Span80和油相中芳烃质量分数的增加,油 水界面粘度均增大。并且,当油相中Tween40、Span80的临界胶束(CMC)质量分数在其质量分数变化范围内时,油 水界面粘度有大幅度的增加。Tween40铺展吸附于油 水界面,其油 水界面粘度较大。Span80竖立吸附于油 水界面,其油 水界面粘度较小。Tween40取代减渣馏分铺展吸附于油 水界面,其油 水界面粘度较低,相互间的差别也较小,随着油相中Tween40质量分数的增大,油 水界面粘度降低。Span80楔入减渣馏分油 水界面吸附层,共同构成油 水界面结构。对线性结构多的减渣馏分,随着油相中Span80质量分数的增大,油 水界面粘度逐渐增大。对芳香稠环结构多的减渣馏分,随着油相中Span80质量分数的增大,油 水界面粘度逐渐减小。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅱ.大庆减渣馏分与伊朗轻质减渣馏分油-水界面张力的比较

采用超临界萃取分离方法，将大庆减压渣油及伊朗轻质减压渣油按相对分子质量分割为两个系列共33个馏分。考察了它们的化学组成和界面张力，比较了两个系列减渣馏分在不同条件下油-水界面张力的变化规律。结果表明，大庆减渣馏分较伊朗轻质减渣馏分的芳香共轭结构和极性基团含量少，界面活性低。油相芳烃含量对两个系列油-水界面张力的影响不同，对大庆中间馏分的油-水界面张力影响大，而对伊朗轻质减渣中间馏分的影响小。水相因素对两个系列油-水界面张力的影响相似。水相中可溶性盐对油-水界面张力影响小，沉淀性盐对油-水界面张力影响大，对伊朗轻质减渣馏分的影响更明显。pH值对中间馏分油-水界面张力影响大，而对轻、重馏分影响小。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅵ.伊朗轻质减渣馏分的L-B性质

采用Langmuir-Blodgett(L-B)技术考察了伊朗轻质减渣馏分的L-B性质(πA曲线，膜稳定曲线)，扩散相中减渣馏分的体相质量浓度和在扩展溶剂甲苯-庚烷中芳烃含量，以及水相的pH值和盐对减渣馏分的L-B性质的影响。结果表明，随着馏分的增重，伊朗轻质减渣馏分由竖立吸附状态逐渐倒伏直至铺展吸附于水相表面，馏分分子所占面积逐渐增大，膜性质随之发生变化。随着馏分体相质量浓度的增大，馏分分子以缔合体形式成膜，其中轻馏分分子缔合体较小，重馏分分子缔合体较大。随着扩散相中芳烃含量的增大，轻馏分分子以收缩状态成膜，重馏分分子以铺展状态成膜；而随着扩散相中芳烃含量的降低，轻馏分分子以铺展状态成膜，重馏分分子以缔合状态成膜。由于水相中Ca^2 离子可与馏分中酸性基团反应，使得馏分分子充分铺展吸附于水相表面或使馏分分子间相互联结，其所占水相表面积增大。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅲ.伊朗轻质减渣馏分油-水界面粘度

采用剪切界面粘度仪考察了伊朗轻质减压渣油超临界分离馏分的油-水界面粘度。结果表明，随着馏分的增重，油-水界面粘度增大。随着剪切速率的增大，界面膜结构被破坏，油-水界面粘度减小。油相中馏分质量分数以及水相中盐的增加，使得馏分的油-水界面吸附量增大，油-水界面粘度增大；油相中芳烃含量以及水相pH值的增大，改变了馏分在油-水界面的吸附状态，油水界面粘度减小。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅶ.大庆减渣馏分的 L-B 性质

采用Langmuir-Blodgett(L-B)技术研究了大庆减渣馏分的L-B性质(πA曲线，膜稳定曲线)，以及减渣馏分在扩散相中的体相质量浓度和芳烃含量、水相的pH值和盐对减渣馏分的L-B性质的影响。结果表明，由于大庆减渣馏分中的蜡含量高，其在水相表面成膜压缩性较好，各馏分的，πA曲线形状相似。馏分体相质量浓度增大，馏分以缔合体形式成膜，缔合体结构越大，πA曲线左移越大。扩展溶剂中芳烃含量的变化对馏分中胶质、沥青质及蜡的分散状态影响不同。随着扩展溶剂中芳烃含量的增大，轻馏分中蜡质的成分多，对应，πA曲线左移；重馏分以沥青质为主，对应，πA曲线右移。馏分可吸附水相中的同性离子而相互排斥，同时，水相中碱或Ca^2 抖离子也可与馏分中的酸性基团反应，使馏分充分铺展吸附于水相表面或馏分间相互联结，以至馏分分子所占水相表面积增大，对应的，πA曲线右移。膜稳定性曲线先下降然后趋于稳定，反映出大庆减渣馏分膜结构中存在不稳定结构。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅳ.大庆减压渣油馏分的油-水界面粘度

采用剪切界面粘度仪考察了大庆减压渣油超临界馏分(简称大庆减渣馏分)的油-水界面粘度。研究结果表明，大庆减渣馏分油-水界面粘度随馏分的增重、油相中值分质量分数的增加以及水相中盐含量的增加而增大，随剪切速率的增大而降低。大庆减渣馏分中蜡含量多。对馏分的油-水界面粘度的影响大，油-水界面粘度受馏分中界面活性物质(胶质、沥青质)和蜡的共同影响。轻馏分油-水界面粘度随油相中芳烃含量的增加而增大。当油相煤油与苯体积比为1：1时，重馏分油-水界面粘度最大。碱性条件下，馏分油-水界面粘度最低。酸性条件对轻、重馏分的油-水界面粘度的影响不同，随着酸度的升高，轻馏分的油-水界面粘度下降，重馏分的油-水界面粘度上升。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅻ.伊朗轻质减渣和大庆减渣乳状液的Zeta电位

采用电泳法研究了伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的Zeta电位。研究表明，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油乳状液的Zeta电位主要由摩擦、吸附和电离产生，并且Zeta电位值随馏分的增重而增加；当水相为纯水时，乳状液的Zeta电位为负值，其绝对值随馏分油相的质量浓度或油相中芳烃含量的增大而增加；随着水相pH的升高，模拟乳状液的Zeta电位由正电性逐渐向负电性转变；随水相中盐的加入，模拟乳状液的Zeta电位绝对值增加，电性不变。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅸ.大庆减渣馏分油-水界面膜的扩张粘弹性

采用L～B法考察了大庆减渣馏分油-水界面膜的扩张粘弹性，并和伊朗重质减渣馏分油-水界面膜的扩张粘弹性进行了比较。结果表明，由于大庆减渣馏分油-水界面膜中蜡的含量较高，并存在片状结构的相对滑移，各馏分的扩张粘弹性相差不大，且数值范围与伊朗重质减渣中轻馏分的扩张粘弹性范围一致。按片状结构在滑移过程中相互作用由强到弱，馏分扩张粘弹性可分为馏分7、馏分1和15以及馏分3和10三组，三组馏分扩张模量、扩张弹性和扩张粘度均依次减小，相角依次增加。馏分1、3、10、15的界面膜中易发生片状结构的滑移，其扩张粘度基本上不随扩张频率的变化而变化。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质ⅩⅢ.减渣馏分分子参数与其模拟乳状液的稳定性

采用相对分子质量测定、元素分析、紫外光谱和红外光谱等手段,确定了大庆减压渣油与伊朗重质减压渣油的分子参数,并考察了两个系列减压渣油馏分的模拟乳状液的稳定性。在此基础上,采用复合变量分析探讨了减压渣油馏分的各分子参数之间的关系,以及这些分子参数与模拟乳状液稳定性的关系。结果表明,减压渣油馏分不同的分子参数对其模拟乳状液稳定性的影响不同,其中馏分的相对分子质量、稠环芳香结构的含量、脂肪烃相对含量、羰基相对含量对模拟乳状液的稳定性影响最明显。一般情况下,馏分的相对分子质量越大、稠环芳香结构和羰基含量越高,则乳状液越稳定。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质：Ⅷ．减渣馏分分子参数与其模拟乳状液的稳定性

采用相对分子质量测定、元素分析、紫外光谱和红外光谱等手段，确定了大庆减压渣油与伊朗重质减压渣油的分子参数，并考察了两个系列减压渣油馏分的模拟乳状液的稳定性。在此基础上，采用复合变量分析探讨了减压渣油馏分的各分子参数之间的关系，以及这些分子参数与模拟乳状液稳定性的关系。结果表明，减压渣油馏分不同的分子参数对其模拟乳状液稳定性的影响不同，其中馏分的相对分子质量、稠环芳香结构的含量、脂肪烃相对含量、羰基相对含量对模拟乳状液的稳定性影响最明显。一般情况下，馏分的相对分子质量越大、稠环芳香结构和羰基含量越高，则乳状液越稳定。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅷ.伊朗重质减渣馏分油-水界面膜的扩张粘弹性

采用L-B法考察了伊朗重质减渣馏分油-水界面膜的扩张粘弹性。结果表明，伊朗重质油减渣馏分的扩张粘弹性随馏分的增重以及扩张频率的增大而递变。随着馏分的增重，扩张模量、扩张弹性、扩张粘度增加，相角减小。随着扩张频率的增大，扩张模量、扩张弹性增加，扩张粘度、相角减小。轻馏分界面膜可压缩性好，缓冲作用强，扩张粘弹性参数随扩张频率及馏分的递变幅度小；重馏分界面膜刚性强，扩张粘弹性参数随扩张频率及馏分的递变幅度大。     

电化学方法研究微生物表面活性剂对原油乳状破乳的作用

选用一种微生物表面活性剂分别与3种破乳剂GE-189、XE-120和XP-120 复配，对模拟原油乳状液进行破乳脱水。结果表明，微生物表面活性剂的引入能够明显地提高破乳剂的破乳速率和效率，而且当破乳的浓度较低时，微生物表面活性剂的影响更加明显。通过界面张力的测定，证实了微生物表面活性剂和破乳剂之间的协同作用，利用电化学方法测定水-油-水界面的膜电容和膜电阻，探讨了微生物表面活性剂对原油乳状液破乳效果的影响机理，结果表明，单独使用微生物表面活性剂，观察不到膜电容和膜电阻的任何变化；微生物表面活性剂与破乳剂复配，界面膜电容随时间的升高与界面膜电阻随时间的下降幅度明显大于单独使用破乳剂时的情况，也表明了微生物表面活性剂与破乳剂之间的协同效应，而且由于微生物表面活性剂的加入，引起膜电容的迅速升高和膜电阻的迅速下降与乳状液乳脱水速率的加快密切相关，说明该种电化学方法用于破乳机理的研究理可行的。     

压裂-驱油一体化工作液研究进展

随着石油工业对降低成本、绿色环保问题的日益关注,对于兼具压裂、驱油双重功效的工作液的研究越来越受到重视。为了更好地研究压裂-驱油一体化工作液体系,综述了返排液驱油体系和驱油压裂液体系的组成、驱油性能研究现状及现场应用情况,并对其发展进行展望。返排液驱油体系的构建均基于清洁压裂液尤其是以阳离子表面活性剂为主要成分的清洁压裂液;驱油压裂液体系包括清洁驱油压裂液体系、聚合物驱油压裂液体系、滑溜水驱油压裂液体系及其他类型驱油压裂液体系,其中驱油增效性清洁压裂液是最具潜力的。降低成本、增强耐高温性能、加强微观结构和静、动态流变性能机理研究是压裂-驱油一体化工作液未来研究的关键。对现场应用与室内实验研究结果进行对比,进一步完善压裂液返排液驱油体系也是未来的重要工作方向。     

MD-1膜驱剂溶液的性质

分子沉积(MD)膜驱油技术是依靠MD膜驱剂在油藏体系的各种界面上单分子层静电吸附释放热量，从而提高原油采收率的新型技术。考察了MD-1膜驱剂溶液的电导率、粘度和其在原油中的分配。结果表明，MD-1膜驱剂属表面非活性物质，其水溶液不存在“胶束”状态；MD-1膜驱剂的加入不增加驱替流体的粘度，不改变油-水流度比，膜驱油机理与聚合物驱不同。随着MD-1膜驱剂质量浓度的增加，其相应油-水分配系数明显降低，MD-1膜驱剂质量浓度小于200mg／1时．其相应油-水分配系数随着质量浓度的增加明显降低，而浓度大于200mg／1时，油-水分配系数一般小于0．1；相同条件下，原油中的胶质和沥青质含量越多，MD-1膜驱剂在油、水两相间的分配系数越高。MD-1膜驱剂的油-水分配系数远小于1，说明其在油相中的溶解量很小。     

清洁压裂返排液复配驱油体系的构建及性能评价

针对现场压裂返排液中部分单一体系再利用效果不明显的问题,通过考虑阴、阳离子表面活性剂复配具有协同效应的特点,构建了一种基于清洁压裂液返排液的表面活性剂复配驱油体系,通过分析体系降低界面张力性能、乳化性能,优选了最佳的复配体系配方0.2%RSH-2+0.012%AOS,并评价了该复配驱油体系提高采收率效果。结果表明,纯返排液体系在质量分数0.02%~0.5%范围内仅可将油水界面张力降低至10-1m N/m数量级,而0.2%RSH-2+0.012%AOS复配体系可降低油水界面张力至10-3m N/m超低数量级;同时,该复配体系乳化性能优良,油水比1∶1的乳状液在静置10 h后的析水率仅30%。该复配体系在渗透率0.0025μm~2的岩心中吸附性能优良,注入124.5 PV时吸附达到动态饱和,动态吸附量为7.52 mg/g,水驱后表面活性剂的滞留量只相当于动态饱和吸附量的1/4~1/3。该复配驱油体系具有较强的提高采收率能力,在水驱基础上可提高采收率11.8%,能满足低渗透油藏压裂后进一步提高采收率的要求。     

油基泡沫钻井流体稳定机理研究

采用表面张力、黏度、界面膜流变性能、分子模拟等方法研究了不同类型表面活性剂在空气/白油表面的吸附行为和界面层的性质,通过对泡沫表观性能、液膜流变性质、微观分子模拟等研究结果的关联分析,讨论了油基泡沫的稳定机理。研究结果表明,椰油二乙醇酰胺、司盘80、长链烷基苯磺酸(C20-24)以反胶束的形式吸附在界面下层,很难有效降低表面张力,只能在外力的作用下形成瞬态泡沫;氟表面活性剂和自制的SH-OF-1在泡沫形成时可以吸附到表面定向排列,降低表面张力,形成相对稳定的泡沫;氟表面活性剂泡沫液膜呈现出较高的弹性性质,表面黏性不够,使得其抗扰动能力稍差,而SH-OF-1由于同时具有黏弹性能,因而表现出更好的泡沫稳定性。     

胜利原油活性组分对其与烷基苯磺酸盐溶液组成的体系油-水界面张力的影响

 采用柱色谱四组分分离方法(SARA)对胜利原油进行分离,依次得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质;采用碱醇液法萃取胜利原油得到其酸性组分,测定了各原油活性组分模拟油与烷基苯磺酸盐配制的系列标准溶液组成体系的油-水界面张力。结果表明,原油的酸性组分在低质量分数时通过改变油相的等效烷烃碳数（EACN）影响体系的油-水界面张力;高质量分数时则与表面活性剂混合吸附,使得体系油-水界面张力大幅度升高。胶质对其模拟油-表面活性剂标准溶液体系的油-水界面张力的影响与酸性组分的规律一致;沥青质的界面活性弱于酸性组分,混合吸附能力较弱,高质量分数时使体系油-水界面张力小幅度升高;饱和分和芳香分只影响油相的性质。