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.     

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。     

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     

郑王稠油四组分组成和油-水界面膜黏弹性的关系

采用化学分离和元素分析方法分析了郑王稠油的饱和分、芳香分、胶质、沥青质（SARS）的组成,测定了含有分离的四组分的油 水体系的界面扩张黏弹性,考察了振荡频率及组分浓度对油 水体系界面扩张黏弹性的影响。结果表明,含郑王稠油四组分的油 水体系的界面扩张模量均随振荡频率增大而增大,随组分质量分数的增大先增加后减小。含胶质、沥青质组分的油 水体系所形成的界面膜以弹性膜为主,抵抗形变能力更强;油 水体系中饱和分浓度增大,主要体现在其体相浓度增加,弹性模量变化不大,而黏性模量逐渐增大。含郑王稠油四组分的油 水体系的扩张相角均随振荡频率的增加逐渐减小,扩张相角由小到大的油 水体系为含沥青质的、含芳香分的、含胶质的、含饱和分的油 水体系。沥青质是四组分中对油 水体系界面膜黏弹性影响最大的组分。       

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。     

大庆原油含氮组分的界面扩张黏弹性质

 采用络合法和吸附色层法对大庆原油含氮组分进行了分离和富集,得到氮含量不同的2种含氮组分（以下简称 N1、N2）。采用悬挂滴方法,研究了 N1、N2在煤油-水界面上的扩张流变性质,考察了扩张频率和组分浓度对扩张模量和相角的影响。结果表明,N1、N2具有相近的相对分子质量,表现出大体类似的界面扩张变化规律;但由于氮含量不同,所以具有不同的界面扩张行为。组分浓度较低时,由于 N1的氮含量较高,其分子结构中含有更多的氮杂环,活性较强,体积较大,表现为油-水界面张力较低,扩张模量较大;组分浓度较高时,由于 N2分子体积较小,在油-水界面上排列更为紧密,易于在界面与体相间发生扩散交换,表现为油-水界面张力较低,扩张模量较小。2种含氮活性组分不同的界面扩张黏弹性质可从其不同特征的微观弛豫过程得到解释。     

水包稠油乳状液稳定性研究Ⅲ.稠油官能团组分与极性组分的油-水界面张力考察

从稠油官能团组分与极性组分油…水界面张力的角度,研究了稠油各组分的界面活性及其在水包油型乳状液中的作用机理和影响因素.测定了官能团四组分以及极性四组分的油-水界面张力,考察了组分浓度、水相pH值、温度、盐度等因素对油-水界面张力的影响.结果表明,稠油极性四组分的甲苯溶液-水的界面张力大小顺序为饱和分>芳香分>胶质>沥青质;官能团四组分的顺序为中性分>碱性分>酸性分和两性分.酸性分、两性分及沥青质均具有低界面张力的特性,尤其在碱性(pH=11～12)条件下,界面张力很低,是稠油中主要的界面活性组分.碱性条件下更有利于O/W型超稠油乳状液的稳定.官能团组分更能揭示稠油中活性组分的内在本质.     

渤海典型稠油活性组分对油水界面性质及乳状液稳定性的影响

为了揭示原油组分分子组成与各组分界面性质、乳化性能间的关系,阐明油水界面性质变化和原油乳化机理,用极性分离法将渤海某油田稠油分离为沥青质、胶质、剩余分三个组分,含量分别为5.45%、26.5%、57.13%。通过红外光谱、元素分析和高分辨质谱分析了三组分的分子组成,采用界面张力仪、界面黏弹性仪测定了各组分与模拟水间的界面特性。研究结果表明,沥青质、胶质中含有大量酸性化合物,其中沥青质中酸性化合物的相对分子量高、缩合度高且富集多杂原子化合物。0.55%沥青质、5%胶质、5%剩余分模拟油与模拟水间界面张力分别为11.5、20、28 mN/m,说明酸性化合物是原油中主要活性物质,且多杂原子酸性化合物的界面活性更强。原油三组分模拟油的剪切黏度随剪切速率增加而下降,在剪切速率为0.02~0.4 rad/s时,原油三组分/模拟水界面剪切黏度排序为沥青质胶质剩余分,说明各组分形成的界面膜具有明显的结构特性,沥青质尤为明显。原油与乙醇胺溶液能形成稳定的W/O型乳状液,一周后仍无水相析出;除去原油中沥青质后,乳状液稳定性明显变差,11 h后油水完全分层;除去沥青质、胶质后,不能产生乳化现象,说明沥青质、胶质是渤海某油田稠油乳化的活性组分。     

水包稠油乳状液稳定性研究Ⅰ.稠油官能团组分分离及其油水界面粘度考察

采用离子交换色谱分离技术将辽河油田杜 -84稠油按化学官能团分为酸性分、碱性分、两性分和中性分 ,同时按极性分离得到胶质和沥青质组分。用元素分析、红外光谱、相对分子质量及酸碱值测定等手段对各组分进行了分析鉴定。又测定了各组分模拟油溶液的油水界面粘度 (IFV) ,考察了油相芳香度、水相 p H值等因素对油水界面粘度的影响。结果表明 ,酸性分和碱性分具有较高的油水界面粘度 ,尤其在水相碱性条件下 ,酸性分的油水界面粘度最高 (p H=1 2时达 0 .1 2 m N· s/m) ,两性分和中性分的油水界面粘度较低 ;沥青质的油水界面粘度明显高于胶质。酸性分的油水界面粘度一般随油相芳香度增大而增大 ,而碱性分油水界面粘度随油相芳香度增大而明显减小 ,两性分和中性分的油水界面粘度随油相芳香度的变化不大。酸性条件下 ,碱性分具有较高的油水界面粘度 ;碱性条件 (p H=1 1以上 )下 ,酸性分具有很高的油水界面粘度。水相碱性条件下稠油中的活性组分主要是官能团组分的酸性分或极性组分的沥青质。油相高芳香度和水相碱性条件有利于 O/W型超稠油乳状液的稳定。官能团组分更能揭示稠油中界面活性组分的内在本质     

水包稠油乳状液稳定性研究：Ⅲ．稠油官能团组全与极性组分的油—水界面张力考察

从稠油官能团组分与极性组分油－水界面张力的角度,研究了稠油各组分的界面活性及其在水包油型乳状液中的作用机理和影响因素。测定了官能团四组分以及极性四组分的油－水界面张力,考察了组分浓度,水相pH值,温度,盐度等因素对油－水界面张力的影响。结果表明,稠油极性四组分的甲苯溶液－水的界面张力大小顺序为：饱和分＞芳香分＞胶质＞沥青质;官能团四组分的顺序为：中性分＞碱性分＞酸性分和两性分。酸性分,两性分及沥青质均具有低界面张力的特性,尤其在碱性（qH=11-12)条件下,界面张力很低,是稠油中主要的界面活性组分。碱性条件下更有利于O／W型超稠油乳状液的稳定。官能团组分更能揭示稠油中活性组分的内在本质。     

高盐诱导蠕虫状胶束的泡沫稳定机制

泡沫在常规与非常规油气开发、CO₂埋存上的应用效果与其稳定性密切相关。以挖掘高盐储层自身潜力为目标,利用盐诱导油酸酰胺丙基甜菜碱(ODAB)构建高稳泡沫,并结合ODAB的表面性质、体相性质以及液膜薄化行为探究主导其稳定性的关键机制。研究结果表明,在低ODAB浓度下(质量分数为0.02%~0.05%),泡沫稳定性由表面扩张黏弹性控制,高盐可降低体相与表面间的分子扩散交换速度,令表面扩张黏弹性增强,泡沫稳定性提高。随着ODAB浓度增加,虽表面扩张黏弹性降低,但高盐可诱导蠕虫状胶束形成、生长并逐渐紧密纠缠,从而促使体相黏弹性增强,液膜薄化特征转变、速度下降。在高ODAB浓度下(质量分数为0.05%~1.00%),体相黏弹性对盐度、ODAB浓度变化的响应与泡沫稳定性完全一致,是ODAB泡沫稳定性改善的决定性因素。     

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。     

典型聚合物溶液油水界面扩展黏弹性研究

使用Trackr全自动液滴界面张力仪,研究了聚合物种类和水质对聚合物溶液与十二烷的界面扩展黏弹模量的影响。结果表明,目前广泛使用的聚合物与正十二烷动态界面张力为32~34 mN/m,聚合物溶液与正十二烷形成的界面黏弹膜以弹性为主,相应的弹性模量比黏性模量高3倍以上,配制聚合物溶液水中活性组分和含盐量使聚合物的界面扩展弹性模量降低,对聚合物的界面黏性模量影响更复杂。     

疏水缔合聚合物在油水界面上的吸附行为

分别了研究了疏水缔合聚合物AP-P4不同相对分子质量时的油水界面张力、界面膜扩张模量、油水分配系数等界面性质,并利用双偏振光干涉技术研究了低相对分子质量AP-P4在不同原油组分油水界面的吸附行为,同时与HPAM进行了对比。实验发现:和HPAM不同,AP-P4能够降低油水界面张力,具有较强的乳化能力,同时能吸附在油水界面活性物质(沥青质和胶质)的表面,增强油水界面的扩张模量,从而增强聚驱采出液的稳定性。     

超低界面张力泡沫体系界面性能

利用悬挂滴法和鼓气法,研究了发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,考察了发泡剂体系中发泡剂(DWS)和聚合物(HPAM)浓度对界面张力、表面扩张模量及泡沫性能的影响。实验结果表明：发泡剂体系中DWS质量分数为0.1%～0.4%,HPAM浓度低于1500 mg/kg 时,与大庆原油可以形成超低界面张力。当发泡剂体系中HPAM浓度较大时,界面张力呈现增大趋势。DWS表面扩张模量随浓度增加而增加,在较低浓度出现极大值,且极大值处表面扩张模量值较大。发泡剂体系中加入HPAM有利于提高DWS的表面扩张模量。发泡剂体系的起泡性和稳泡性随DWS浓度增加而增强。发泡剂体系中HPAM浓度增加,泡沫稳定性增强,但其起泡性降低。     

油藏中分散非连续残余油膜的驱替机理分析

水驱后的残余油膜将贴于孔隙壁面，为壁面边界层流体，处于三相界面的包围和共同作用下。目前的调研结果显示，油膜的组成及力学特性沿孔壁方向上是变化的。在化学驱过程中油膜不仅受到驱油剂的驱替作用。还受驱油剂／油界面张力、油／固体界面张力及驱油剂／固体界面张力的阻碍作用。由于油膜组成、力学特性及相间作用的复杂性．以往对油膜驱替机理的研究都是从微观实验的角度对现象作观察和定性解释。本文根据水驱后残余油膜在油藏孔隙中存在的特点，提出了油膜驱替的简化模型。基于油膜驱替的微观实验，采用数值方法从定量的角度分别计算了不同黏弹性驱油剂在不同的驱油剂／原油界面张力作用下对残余油膜的驱替效率。考察了驱油剂的流变性、驱油剂／油界面张力、驱替速度等因素对驱替不同厚度油膜的影响规律。进一步探讨了驱油剂／原油界面特性和流变性在驱替残余油中的综合作用。研究结果表明，驱油剂对油膜的驱替始于驱油剂／油界面，要同时克服驱油剂／油界面约束力和油膜的屈服应力。降低界面张力、增强驱油剂的黏弹性、增加驱替速度，有利于提高驱替残余油膜的驱替效率。适当增加驱油刑的黏弹性可以放宽驱替薄油膜时对超低界面张力的要求。图13参9。     

星型疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的研究

采用光引发自由基聚合法,用丙烯酰胺和疏水单体十八烷基二甲基烯丙基氯化铵合成了星型疏水缔合聚丙烯酰胺(SHMPAM),研究了SHMPAM的溶液性质。流变性实验结果表明,SHMPAM溶液的临界缔合浓度为1000～1250mg/L;SHMPAM溶液的抗温、抗盐和抗剪切性能与疏水缔合聚合物(AP-P4)溶液的性能相似,且性能优于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液;SHMPAM具有的支臂结构一方面增强了分子链间的缠结,导致聚合物溶液的黏度增加,另一方面SHMPAM的支臂在模拟地层水溶液中易发生分子内缔合,一定程度上降低了聚合物溶液的表观黏度。黏弹性实验结果表明,SHMPAM溶液的黏弹转变频率为0.17Hz,AP-P4溶液的黏弹转变频率为0.56Hz,而HPAM溶液只表现出黏性。     

耐温抗盐聚合物溶液的黏弹性试验研究

通过动态剪切试验,研究了聚合物相对分子质量、矿化度、温度对耐温抗盐聚合物溶液黏弹性的影响。试验结果表明,相同浓度时,相对分子质量越大,动态曲线中相应的储存模量G＇与损耗模量G″也越大;对同一种聚合物,浓度越大,聚合物分子缠结越严重,在一定的频率范围表现出较强的弹性效应;温度升高对黏弹性影响较小;矿化度越高,黏弹性越小;表面活性剂的加入对聚合物溶液黏弹性影响较小。室内驱油试验结果表明,聚合物的高黏弹性对采收率的提高有较大贡献,浓度为1 500 mg/L的PAM2溶液提高采收率为15.4%。     

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。     

黏弹性介质地震波吸收衰减研究进展

实际地下介质的复杂多样对地震探测技术提出严峻的挑战.黏弹性介质理论的发展及其应用,使得波场衰减信息的利用成为地下油气储层预测的重要技术之一.在概要回顾介质非弹性吸收衰减的一些经典黏弹性模型、黏弹孔隙介质理论和黏弹各向异性理论的基础上,重点介绍了介质中地震波衰减机理的研究进展、衰减各向异性以及强衰减介质理论的提出和发展现...