孪联型表面活性剂在稠油油藏的试验研究

孪联型表面活性剂是一种新型的表面活性剂,在高温、高矿化度、较宽的pH值范围内均能保持良好的发泡性、泡沫稳定性和超低的界面张力,具有优良的乳化降粘和洗油性能。针对稠油油藏原油粘度高,吞吐开采采收率低,现场试验应用,取得较好的增油效果,为稠油油藏提高采收率提供了有效途径。     

孪连型表面活性剂SL–1提高采收率研究与应用

孪连型表面活性剂具有表面活性高、临界胶束浓度低、泡沫稳定性好等特点,国外学者对其结构、性质等方面进行了研究,而国内研究起步较晚.介绍了季铵盐型表面活性剂的化学结构和合成方法,详细介绍了此种表面活性剂的驱油机理.表面张力法测得各种阳离子孪连表面活性剂的临界胶束浓度在0.08%～0.12%范围.孪连活性水在0.1%浓度下与大庆原油之间的瞬时最低界面张力达到10-2mN/m.聚合物的存在会增加油水界面张力达到平衡值的时间,但不会影响值的大小.水驱之后注入0.15 PV表面活性剂溶液,提高采收率10%左右.现场试验表明,该表面活性剂能起到很好的降压增注、提高油井产量的效果.     

磺酸盐系列孪连表面活性剂的合成与驱油性能

由二元胺、2-溴乙基磺酸钠、月桂酰氯等合成了N，N’-烷撑双[N-乙磺酸-十二酰胺]钠盐，[简记为DTM（12-s-12）]或12-s-12，s=2，4，6。介绍了实验室合成程序。以12-4-12为例，指认了合成产物的红外特征吸收。12—2—12、12—4—12、12—6—12 25℃时的临界胶束浓度Cm,cr从表面张力曲线求得的值分别为4．81×10^-4、5．67×10^-4、6．75X10^-4 mol／L。12-s-12可使亲水玻璃表面接触角（41°）变小，表面更亲水，使亲油玻璃表面接触角（120°）变小，变亲水，改变表面润湿性的能力强于普通表面活性剂TLS和DTAB，且以12—2—12为最强。在60℃测定了12-s-12／疏水缔合聚合物AP-P4（2g／L）SP体系、Na2CO3（10g／L）／12-s-12／AP-P4（2g／L）ASP体系与黏度12．89mPa·s的模拟油之间的界面张力，SP体系在12一s-12浓度高于C。。以后界面张力趋于稳定，维持10^-2mN／m，ASP体系有较宽的超低界面张力区，最低值在Cm．cr附近，按界面活性排列顺序为：12—2—12〉12-4-12〉12—6—12。配制P体系（2g／L）及12-2-12浓度为0．35g／L的SP和ASP体系，在60℃以0．3PV的段塞注入水驱后的填砂管（长34cm，水测渗透率1．3～1．4时），采收率分别提高19．75％，31．64％，37．21％。图4表3参6。     

系列磺酸盐型孪连表面活性剂的性能

由1，2-环氧烷烃、二醇合成双烷基二羟基化合物，再与1，3-丙烷磺酸内酯反应，制得烷基碳数不同（C10、C12、C14、c16）而联接基相同（C2）和烷基碳数相同（C14）而联接基不同（c2、巳、c4、c20Q）的2组共7种磺酸盐型孪连表面活性剂。由30℃时表面张力～浓度曲线求得临界胶束浓度Cm,cr前一组4种双磺酸盐分别为0．01、0．005、0．003、0．002mmol／L，Cm,cr对数和表面张力与浓度之间有线性关系；后一组4种双磺酸盐分别为0．003、0．0024、0．001、0．0027mmol／L，表面张力与浓度之间有线性关系（联接基为C20C2的除外）。根据部分样品的测试结果，其耐温性可达280℃。各种双磺酸盐在不同质量浓度NaCl盐水中的Cm,cr浓度的溶液与正十二烷之间45℃动态界面张力平衡值，随盐浓度增大而减小，一般在10_～10-2mN／m范围，其中C14-C4-C14在盐浓度为200和220g／L时可达10^-3mN／m。根据双磺酸盐盐水溶液的外观变化判断，耐盐性，前一组随烷基碳数增大而显著降低，后一组随联接基碳数增大变化较小，联接基含氧时（C2OC2）耐盐性明显增强。随CaCl2加量增大，C14-C4-C14在150g／L盐水中的Cm,cr溶液的界面张力不断降低，由不合Ca^2＋时的0．074mN／m降至0．0363mol／LCa^2＋时的0．004mN／m。图6表5参6。     

碱／表面活性剂二元复合驱提高普通稠油采收率室内实验研究

针对辽河油区普通稠油锦45块于Ⅱ油层油藏条件,在室内进行了碱／表面活性剂二元复合驱提高原油采收率实验研究。实验筛选出2种碱剂Na2CO3和NaOH,从6种表面活性剂中优选出分别适合于强碱NaOH和弱碱Na2CO3的2种表面活性剂为QYJ-7和J90;考察了碱与表面活性剂之间的最佳协同效应用量范围,碱／表面活性剂组成的最佳复合驱油体系分别为0．2％J90＋1．1％Na2CO3和0．3％QYJ-7＋0．5％NaOH;筛选出的复合体系使水与原油间的界面张力都达到10^-3mN／m数量级以下,室内驱油试验表明,注入段塞体积0．3PV时,驱油效率皆提高20％以上,地层温度下放置30d,体系与原油间的界面张力在10^-2-10^-3mN／m范围,变化不大,表现出较好的长期热稳定性。     

非离子表面活性剂对阴/阳离子复配表面活性剂性能的影响

以十六烷基三甲基氯化铵、烷基磺酸钠、非离子表面活性剂等为原料,制备了阴/阳离子复配表面活性剂(记为CAN),以TX-10和MOA-15为非离子表面活性剂时分别记为TCAN和MCAN。采用界面张力测试、乳化性能测试和室内岩心驱替等方法,研究了非离子表面活性剂对CAN性能的影响。实验结果表明,TX-10和MOA-15均可提高CAN的溶解性。MCAN在地层水中的溶解性更佳,浊度较低。随非离子表面活性剂含量的增大,CAN的油水界面张力呈先减小后增大的趋势。随CAN含量的增大,油水界面张力呈急剧减小后趋于平缓的趋势。TCAN降低油水界面张力的性能较MCAN好。CAN的耐盐性为70 g/L,耐Ca2+达5 g/L,抗油砂吸附性能基本满足要求。TCAN的乳化性能和驱油效率均好于MCAN,且随岩心渗透率的增大,TCAN驱油效率的增幅比MCAN大。     

表面活性剂驱油技术提高采收率机理及影响因素分析

本文引入表面活性剂和油水混合物界面张力的概念。阐述表面活性剂驱油技术的原理,根据表面活性剂对油水混合物或油藏性质不同的作用方式和作用结果对表面活性剂驱油技术提高采收率的机理进行分析,有助于理解表面活性剂如何作用于原油降低油水混合物界面张力并提高最终采收率。总结表面活性剂与油水混合物相互作用过程中的主要影响因素。分析各项影响因素在表面活性剂驱油技术中的作用,有助于控制各项影响因素从而提高表面活性剂的驱油效率。     

碱/表面活性剂复合驱提高锦90块稠油采收率研究

针对辽河油田稠油主力区块进入蒸汽吞吐中后期,吞吐效果明显变差,急待转换开发方式的现状,分析了普通稠油区块锦90断块具备实施碱/表面活性剂复合驱的有利条件.通过实验筛选出最佳碱剂为Na2CO3,从6种表面活性剂中选出最佳表面活性剂为ISY;考察了碱剂与表面活性剂之间的最佳协同效应用量范围,结果表明,碱剂Na2CO3用量0.2%～1.2%,表面活性剂ISY用量0. 025%～0.2%,能使油水界面张力达超低,考察到各单剂的吸附损失,碱剂与表面活性剂最佳配方为1.0% Na2CO3 0.2% ISY.实验室评价了碱/表面活性剂驱油体系的驱油效率,分别考察了注入段塞体积和不同驱油体系对驱油率的影响,结果表明,在注入段塞体积0.3 PV,驱油体系为1.0% Na2CO3 0.2% ISY条件下,驱油效率提高了16.44%,并且具有较好的配伍性和抗盐性.     

OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块表面活性剂驱的室内研究

通过界面张力、增溶率、吸附量以及驱油效率的测定,研究了OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块油藏表面活性剂驱的性能。结果表明,OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块油藏原油时,油水界面张力均可以达到1×10-2mN/m的数量级,最低可以达到1×10-3mN/m。在注入浓度0.5%时,OCS表面活性剂在大港油田枣1219断块岩心上的吸附量小于2mg/g油砂。室内岩心驱油试验结果表明,当OCS表面活性剂的浓度为0.5%时,OCS表面活性剂驱可比水驱提高采收率12.2%。可以满足大港油田枣1219断块油藏进行表面活性剂驱的要求。     

聚合物驱后用甜菜碱型表面活性剂提高驱油效率机理研究

利用新研制的甜菜碱两性表面活性剂及微观模型驱油实验,研究了两性表面活性剂驱油体系对水驱后盲端类残余油、柱状类残余油和油膜类残余油的作用机理,分析了这类残余油被驱替和运移过程及启动和运移机理,论述了该驱油体系对聚合物驱后残余油的作用和提高驱油效率的可能性,进一步完善了表面活性剂体系的微观驱油机理。研究结果表明,用表面活性剂提高采收率主要是通过超低界面张力作用和润湿反转作用。     

OCS驱油剂用作不同断块油田表面活性剂驱的可行性研究

通过研究OCS驱油体系的油水界面张力和乳化性能及驱油效果,考察其在不同断块油田表面活性剂驱的可行性。结果表明,当OCS表面活性剂含量为0.05%-0.4%时,驱油体系与不同断块油田原油间的界面张力可降到10-2-10-3mN/m数量级,说明OCS驱油体系具有较好的界面活性和适中的乳化性能。物理模型驱油试验结果表明,在水驱基础上,注入0.3PV的OCS表面活性剂水溶液,原油采收率可提高18.08%。     

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。     

阴离子双子表面活性剂驱油性能研究

对比了硫酸酯双子表面活性剂GA12-4-12与十二烷基硫酸钠的油水动态界面张力及驱油效果,研究了GA12-4-12与非离子表面活性剂ANT1、ANT2复配体系在不同渗透率和不同矿化度条件下的驱油性能。结果表明,GA12-4-12具有优于单链表面活性剂的界面活性和提高采收率能力,使用浓度仅为800 mg/L时,在水驱(65.38%)基础上提高采收率11.67%。GA12-4-12能适用于中、低渗油藏,其提高采收率的能力随着矿化度的增加而逐渐下降。复合驱替实验表明,在2.5×105mg/L矿化度条件下,在水驱(60%)基础上,SP体系(400 mg/LGA12-4-12+100 mg/L ANT1)使渗透率为48.3×10-3μm2的低渗透率岩心提高采收率10.67%;在5×104mg/L矿化度条件下,在水驱(57.89%)基础上SP体系(400 mg/L GA12-4-12+100 mg/L ANT2)使渗透率为417×10-3μm2的中低渗透率岩心能提高采收率8.42%。     

以糠醛抽出油为原料制备三次采油用表面活性剂

以糠醛抽出油为原料,通过磺化制备了一种表面活性剂KOCS。界面张力测试结果表明,在强碱NaOH存在的条件下,当KOVS含量为0．2％,碱含量在0．6％～1．4％范围时,KOCS体系与大庆四厂原油可形成超低界面张力(-10^-3mN／m)。在无碱条件下,KOCS表面活性剂单独用于大港油田枣园1256断块原油时,油-水界面张力可达到10^-2mN／m。KOCS能够满足不同油田化学驱对表面活性剂的要求。     

低渗透油藏表面活性剂驱油体系的室内研究

通过对降低界面张力能力、乳化能力、改变岩石润湿性能力、吸附量以及驱油效率的评价,研究了SHSA-03-JS表面活性剂用于江苏油田沙七断块油藏表面活性剂驱的性能,并对低渗透油藏表面活性剂驱油机理进行了探究。结果表明,SHSA-03-JS表面活性剂溶液用于江苏油田沙七断块油藏原油时,在0.05%～0.6%浓度范围内油水界面张力均可达到10-2 mN/m的数量级,在0.1%～0.3%浓度范围内可达到10-3 mN/m的超低数量级;同时,该表面活性剂能使油湿石英片向水湿方向转变;在初始浓度0.3%时,表面活性剂在油砂的吸附量为4.78mg/g,能够满足江苏油田沙七断块表面活性剂驱的要求。室内岩心模拟驱油实验结果表明,当SHSA-03-JS表面活性剂浓度为0.3%时,表面活性剂驱可比水驱提高采收率11.47%。SHSA-03-JS表面活性剂能够满足江苏油田沙七断块进行表面活性剂驱的要求。     

一种高效廉价驱油体系的室内研究

为研究胜利油田三次采油后期(包括注聚、注胶)提高采收率的接替技术,拓宽三次采油研究领域,开展了高效驱油体系的研制工作。针对胜利油田的油水特点,筛选出多种表面活性剂试样及其复配体系进行油水界面张力测定,成功研制出具有良好驱油性能的复合驱配方。室内物理模拟试验结果显示,这种驱油体系可在水驱基础上提高采收率19％。     

A New Type of Surfactant for Enhanced Oil Recovery

abstract

Most naturally fractured reservoir rocks are mixed to oil wet and do not imbibe the injected water, which translates into low-efficiency waterflood recovery. To enhance the spontaneous imbibition process, a low concentration of surfactants is dissolved into the injected water to induce wettability alteration of the reservoir rock by changing the wettability of the rock toward a more water-wet state. Zizyphus spina-christi leaves, which are grown in the Middle East, produce a special surfactant called saponin. This surfactant can be used for chemical flooding in Iranian oil fields due to its low cost and availability. Saponin was extracted from leaves using a spray-drying method and the interfacial tension (IFT) between saponin–water–oil was determined. For interfacial tension measurements the pendant drop method was used. A typical pendant drop apparatus is presented in this article. The algorithms used to infer interfacial tension from the geometrical profile of the pendant drop are described in detail; in particular, a new method for evaluation of the value of the radius at the apex of the drop, necessary for calculation of interfacial tension, is presented. Saponin caused a reduction in interfacial tension from 48 to 9 dyn/cm, which can be decreased to ultralow IFT by the addition of salt and alcohol. According to the results, saponin can be used as a surface-active agent for enhanced oil recovery.     

糠醛抽出油制取驱油用表面活性剂的研究

以大庆炼油厂减二线糠醛抽出油为原料,发烟硫酸为磺化剂,在釜式磺化反应器中制备了一种石油磺酸盐表面活性剂,考察了合成条件对产品收率及表面活性的影响。结果表明,在酸油质量比为0．4：1,反应温度60℃,磺化时间45min的最佳合成工艺条件下,石油磺酸盐表面活性剂的收率为46．2％,产品活性物含量48．2％;石油磺酸盐溶液浓度在1mmol／L时油水界面张力31．5mN／m,临界胶束浓度1．7×10^-3mmol／L;与碳酸钠复配后,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。