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。     

胜利原油活性组分对原油-甜菜碱溶液体系油-水界面张力的影响

采用传统的柱色谱四组分分离方法（SARA）将胜利孤岛原油分离得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质,采用碱醇液法萃取原油得到酸性组分。测定了正构烷烃、煤油以及原油活性组分模拟油与2种不同疏水结构的甜菜碱溶液组成的体系的油 水界面张力。结果表明,在原油活性组分模拟油 甜菜碱溶液体系中,直链甜菜碱由于疏水基团较小,与原油活性组分尤其是酸性组分和胶质发生正协同效应的混合吸附,使油 水界面上表面活性剂分子的含量增加,界面膜的排布更紧密,导致油 水界面张力降低;支链甜菜碱由于具有较大尺寸的疏水基团,煤油中少量的活性物质即可将油 水界面张力降至超低(<10-3 mN/m),而原油活性组分的加入,则使界面上表面活性剂分子的排布被破坏,削弱了界面膜原有的紧密性,导致油 水界面张力大幅度升高。     

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。     

表面活性剂/盐/油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发,研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应.油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度,从而影响界面张力,随着油相中油酸甲酯浓度的增加,油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负,协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关.提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法,用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致.图6参7     

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.     

表面活性剂/盐/油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发,研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应。油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度,从而影响界面张力,随着油相中油酸甲酯浓度的增加,油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负,协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关。提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法,用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致。图6参7     

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.     

表面活性剂／盐／油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发，研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应。油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度，从而影响界面张力，随着油相中油酸甲酯浓度的增加，油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负，协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关。提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法，用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致。图6参7     

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。     

重烷基苯磺酸盐在三次采油中的应用

研究了重烷基苯磺酸盐(HABS)在不同碱含量(质量分数)下对大庆四厂原油/水界面张力的影响。考察了HABS与烷醇酰胺复配后的抗Ca~(2 )、Mg~(2 )能力、与石油羧酸盐的协同效应以及HABS作为主剂的ASP(碱、表面活性剂和聚合物)体系的稳定性和驱油效率。结果表明,在一定碱含量下,HABS可使大庆四厂原油/水界面张力降至10~(-3) mN/m数量级;与烷醇酰胺复配后,Ca~(2 )、Mg~(2 )的加入量小于140×10~(-6)时,界面张力仍能保持超低;与石油羧酸盐复配,协同效应显著,界面张力最低可达10~(-4)～10~(-5)mN/m数量级;以HABS为主剂的ASP体系稳定性好,驱油效率比水驱提高25.67％。HABS是一种较理想的三次采油用表面活性剂。     

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。     

重烷基苯磺酸盐复配体系界面张力和乳化性能的评价

将全馏分重烷基苯切割成一系列窄馏分,磺化后的重烷基苯磺酸盐（HABS）按相对分子质量由小到大编号为HABS-1,3,5,7,9。以新疆八区530原油为油相,地层模拟水为水相,分别测试全馏分和窄馏分重烷基苯磺酸盐对体系界面张力和乳化性能的影响。结果表明：随着窄馏分HABS平均相对分子质量的增大,油水界面张力先减小后增大,当窄馏分HABS的相对分子质量为398（烷基碳链平均碳数为15）时,油水界面张力最低,为0.002 3 mN/m;使用HABS-3与15%的HABS-1、AEO-9复配剂,体系的乳化综合指数达到89.51%、88.70%,油水界面张力分别为0.009 8 mN/m和0.005 9 mN/m,均处于10-3 mN/m的超低水平。     

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐系列表面活性剂的协同效应

为满足高温、高盐油藏三次采油的需求,采用自制的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(NNA)系列作为抗温、耐盐驱油表面活性剂,考察了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐系列表面活性剂复配前后原油 矿化水体系界面张力的变化,并讨论了其协同效应,并采用静态吸附实验考察了该系列表面活性剂的吸附性能。结果表明,随着NNA表面活性剂分子中氧乙烯链节数的增加,原油 矿化水体系的油 水界面张力最低值对应的矿化度向着高矿化度方向移动,当氧乙烯链节数适中时,可以获得超低油 水界面张力。同系列表面活性剂复配可以显著改善表面活性剂体系的界面活性,具有明显的协同作用。复配表面活性剂使油 水界面张力达到平衡值的时间大大缩短,拓宽了达到超低界面张力的表面活性剂质量分数范围（003%～015%）,耐盐性能也得到提高,使用单剂时耐盐能力在100 g/L以下,复配后耐盐能力达到100 g/L以上。同系列表面活性剂在油砂上的吸附规律相同,从而降低了表面活性剂被地层色谱分离的可能。     

绿色表面活性剂烷基糖苷高温高盐驱油性能研究

考察了温度、矿化度对烷基糖苷（APG）油水界面张力与乳化性能的影响,以及高温高盐条件下烷基糖苷提高采收率的能力。结果表明,升高温度及增大矿化度在一定程度上能增强APG的油水界面活性和乳化性能。90℃时,APGl214的油水界面张力可降至4,46×10^-2mN／m,远低于ABS,HABS的油水界面张力;矿化度为100g／L条件下,APGl214的油水界面张力为8．97×10^-2mN／m,耐盐能力明显高于A／3S,HABS;高温条件下,APG可自乳化产生微乳液;APG乳液的稳定性随着矿化度的增大先增强后减弱;在矿化度为100g／L、温度为80℃的条件下,APGl214提高采收率的幅度可达8．03％,约为ABS,HABS的2倍。     

Synthesis and Interfacial Tension Behavior of Heavy Alkyl Benzene Sulfonates

Heavy alkyl benzene sulfonates (HABS) were synthesized, and their interfacial tensions were measured and compared with those of petroleum sulfonates ORS-41. Effects of their coupling with lignosulfonate were also studied. The results showed that HABS exhibited good interfacial activities and the system of HABS blending with LS displayed better interfacial activities than ORS-41 and therefore reduced the prime cost. Their best proportions of synergism were from 3:1 to 4:1. HABS might be a more promising alkali-surfactant-polymer (ASP) flooding agent.     

重烷基苯磺酸盐溶液中混合无机碱对大庆原油界面流变性质的影响

为阐明碱对化学驱体系界面性质的影响规律,利用振荡滴方法系统研究了重烷基苯磺酸盐与大庆原油间的界面扩张流变性质,考察了无机碱对重烷基苯磺酸盐 大庆原油界面性质的影响。研究发现,重烷基苯磺酸盐分子与大庆原油中活性组分混合吸附,形成具有一定强度的界面膜,界面扩张模量和相角随重烷基苯磺酸盐质量分数的增加变化较小。无机碱与大庆原油中的石油酸作用,随碱质量分数增大和碱性增强,界面膜强度不断增大。NaOH与重烷基苯磺酸盐之间存在协同效应,明显增大界面扩张模量,有利于原油乳化;而Na2CO3和NaHCO3破坏重烷基苯磺酸盐界面膜的结构,造成界面扩张模量降低。     

无碱与含碱化学体系驱替稠油特征比较

稠油含碱体系化学驱能够显著提高采收率,但是碱的加入会带来结垢、采出液破乳难等问题,因此,人们逐渐考虑用无碱体系驱替稠油。当前关于2类体系驱替稠油特征和机理差异的研究较少,为了明确无碱和含碱化学体系驱替稠油差异,文中主要针对表面活性剂-聚合物(SP)和碱-聚合物(AP)体系开展了界面张力(IFT)、乳化性能和驱油特征研究。结果表明,SP和AP驱替稠油机理存在显著不同,即前者通过超低IFT形成油在水中乳化型(O/W)乳状液驱油,而后者与稠油没有达到超低IFT,形成水在油中乳化型(W/O)的乳状液。驱油结果表明,化学体系驱替稠油能力由强到弱依次为:AP、泡沫、SP、聚合物(P)、碱(A)、表面活性剂(S)。这说明:P的加入(扩大波及体积)是提高稠油采收率的前提,然后S和A才能充分发挥其超低IFT和乳化作用;气泡辅助的SP驱-泡沫驱是当前无碱复合体系驱替稠油的较好的注入方式,是接替AP驱的重要技术;与泡沫驱相比,单一SP驱存在对化学药剂的潜在浪费。     

复合体系超低界面张力和碱在驱油过程中的实际作用

以物理模拟实验结果为依据并结合理论分析发现,在实际油藏的驱油过程中,础活性剂／聚合物（ASP）复合体系与原油的超低界面张力对于启动残余油滴和降低毛管阻力的作用均比以往所推断的要小;为使油／水界面张力达到超低而加入的大量强碱,将导致储层矿物的溶蚀、地层和井筒的严重结垢以及产出液的深度乳化,这对于复合驱的总体效果和效益都是不利的。因此,对于复合体系超低界面张力和碱在驱油过程中的实际作用研究应予以客观的评价,对于非超低界面张力体系驱油实际效果的研究应引起足够的重视.     

庚烷与油酸钠—TritonX—100复配体系间界面张力的动态特征

通过油酸钠－ＴｒｉｔｏｎＸ－１００复配体系与庚烷间动态界面张力的研究发现,不同表面活性剂组分体系的动态界面张力曲线的时间效应不同,且达到的平衡界面张力值也不同。较高油酸钠含量的复配体系容易产生低界面张力,油相含有机酸对降低界面张力较为有利。从实验结果还得出,界面相中各种活性物质合理分布对界面张力的降低起重要作用,活性物质在界面的反应及放在界面上的吸附／脱附速率控制动态界面张力行为。     

旋转填充床反应器合成超低界面张力石油磺酸盐表面活性剂研究

石油磺酸盐是用于强化采油的表面活性剂,主要在搅拌釜反应器(STR)通过磺化石油馏分制备而来。本文以高粘度的石油馏分为原料,采用液相三氧化硫磺化法,以旋转填充床(RPB)为磺化反应器强化制备驱油用超低界面张力的石油磺酸盐表面活性剂。以活性物含量和油水界面张力值(IFT)为考察目标,研究了不同的实验操作条件对其的影响。在优化的条件下,活性物含量可以达到50.3%,IFT降低至4.5×10?3 mN?m-1。和传统STR相比,活性物含量可提高13.82%。同时,文章中还讨论了IFT测量过程中的油滴不均匀变化现象。结果发现,该现象与表面活性剂的结构以及表面活性剂的扩散速率有关。增加表面活性剂的扩散阻力,可以消除不均匀变化;但是增加表面活性剂中重组分的含量,不但可以消除回缩现象,同时还可以降低IFT的最低值。这现象对于解释IFT的降低和生产超低IFT的表面活性剂的配方具有指导意义。