低渗透油藏注表面活性剂提高采收率技术研究及应用

低渗透油藏水驱开发后仍有大量原油残留在地层孔隙中,注表面活性剂能够有效提高低渗透油藏水驱开发后的采收率。以新型双子表面活性剂GSK-1为主要处理剂,并结合非离子表面活性剂AEO,研究出了一套适合低渗透油藏的表面活性剂驱油体系,室内评价了其综合性能。结果表明,该驱油体系具有良好的乳化性能,乳状液放置120min后析水率仍低于30%,稳定性较好;驱油体系还具有良好的润湿反转性能,储层岩心经过浸泡48h后,其表面接触角可以由110.3°降低至50.4°;在天然岩心水驱后继续注入0.5PV的表面活性剂驱油体系,能使采收率继续提高15%以上,驱油效果较好。现场应用结果表明,区块内5口采油井采取表面活性剂驱油措施后,日产油量显著提升,平均提升幅度均在2倍以上,达到了良好的增油效果。     

低渗透粘弹性表面活性剂的研制和评价

针对低渗透油藏注水突破快、无效水循环严重的问题,开展了粘弹性表面活性剂驱油体系的室内研究。通过界面性能和体相流变性能对粘弹性表面活性剂体系进行了评价和优化,得到了具有扩大波及体积和提高驱油效率功能,并具有良好注入性的粘弹性表面活性剂体系。该表面活性剂还具有良好的界面性能,浓度介于0.05%~0.3%时,能够将油水界面张力降低到10-2m N/m数量级,并具有迅速剥离油膜的能力。在0.15%以上,体系的粘度随着浓度的升高而迅速升高,当浓度达到0.3%时,体系的粘度达到20.1 m Pa·s(50℃)。该体系能够通过直径0.2μm的核孔膜,而聚合物则因为堵塞核孔,不能通过0.2μm核孔膜。模拟驱油实验结果表明,该体系可以在水驱基础上提高采收率8%左右。以上研究结果表明,粘弹性表面活性剂体系在低渗透油藏低储层伤害开发中具有很大的潜力。     

低渗透粘弹性表面活性剂的研制和评价

针对低渗透油藏注水突破快、无效水循环严重的问题,开展了粘弹性表面活性剂驱油体系的室内研究。通过界面性能和体相流变性能对粘弹性表面活性剂体系进行了评价和优化,得到了具有扩大波及体积和提高驱油效率功能,并具有良好注入性的粘弹性表面活性剂体系。该表面活性剂还具有良好的界面性能,浓度介于0.05%⁰.3%时,能够将油水界面张力降低到10-2m N/m数量级,并具有迅速剥离油膜的能力。在0.15%以上,体系的粘度随着浓度的升高而迅速升高,当浓度达到0.3%时,体系的粘度达到20.1 m Pa·s(50℃)。该体系能够通过直径0.2μm的核孔膜,而聚合物则因为堵塞核孔,不能通过0.2μm核孔膜。模拟驱油实验结果表明,该体系可以在水驱基础上提高采收率8%左右。以上研究结果表明,粘弹性表面活性剂体系在低渗透油藏低储层伤害开发中具有很大的潜力。     

双子表面活性剂降压增注技术研究与应用

双子表面活性剂具有临界胶束浓度低、水溶性好、胶束结构和聚集行为异常、降低油水界面张力效率高、流变性能好等特点,引起了学术界和现场专家的广泛关注.流变特性和界面张力的测定是评价和选择提高采收率(EOR)药剂的两项重要筛选技术.对双子表面活性剂的流变性、润湿性变化、吸附和界面性质做了分析,对双子表面活性剂在提高采收率中的应...     

双子Gemini表面活性剂在低渗油藏中耐温耐盐性研究进展

双子(Gemini)表面活性剂具有高表面活性、低浓度下可形成胶束,并可达到超低IFT(界面张力),并且它还具有很好的耐温性和耐盐性,将此类Gemini表面活性剂应用于油田降压增注具有重要的研究价值。将应用于低渗油藏方面的阴-非离子型、阳离子、非离子和阴离子型双子(Gemini)表面活性剂进行了综述,并对其耐温性、耐盐性、降低界面张力及降压增注能力进行了评述,以期为更多从事相关领域研究的人员提供参考。     

表面活性剂驱油提高采收率原理及影响因素分析

主要介绍了表面活性剂及油水混合物界面张力的基本概念,以及重点阐述表面活性剂驱油技术的主要原理.分析了表面活性剂由于作用在油水混合物及油藏的作用方式及结果的不同会对石油采收率产生影响的主要因素,并分析采收率影响因素在表面活性剂驱油技术中的作用,有助于帮助表面活剂生产厂家在生产过程中控制各项影响因素来提高原油采收率.     

用于降压增注的双子表面活性剂合成及性能评价研究

针对低渗油田注水井注入压力高的问题,研发出一种新型表面活性剂MT-01,并且通过室内实验考察了双子表面活性剂的性能及降压增注的效果。研究表明：当双子表面活性剂在较低质量浓度为800 mg/L时,表面张力达到最低,且能有效防止粘土膨胀,能够有效降低油水界面张力,其良好的润湿能力使储层砂岩表面从亲水性向中间润湿转变。岩心驱替实验结果表明,当其质量浓度在400~1000 mg/L浓度范围下,注入2 PV双子表面活性剂降压增注效果显著,降压幅度最高可达29％,提高水相渗透率幅度最高达40％。该新型双子表面活性剂对于提高渗透油田注水井吸水能力、降低注入压力具有较好应用潜力。     

用于降压增注的双子表面活性剂合成及性能评价研究

针对低渗油田注水井注入压力高的问题,研发出一种新型表面活性剂MT-01,并且通过室内实验考察了双子表面活性剂的性能及降压增注的效果。研究表明：当双子表面活性剂在较低质量浓度为800 mg/L时,表面张力达到最低,且能有效防止粘土膨胀,能够有效降低油水界面张力,其良好的润湿能力使储层砂岩表面从亲水性向中间润湿转变。岩心驱替实验结果表明,当其质量浓度在400~1000 mg/L浓度范围下,注入2 PV双子表面活性剂降压增注效果显著,降压幅度最高可达29％,提高水相渗透率幅度最高达40％。该新型双子表面活性剂对于提高渗透油田注水井吸水能力、降低注入压力具有较好应用潜力。     

无机盐对磺酸盐型双子表面活性剂溶液表面性能的影响

在(30±0.2)℃下,用直接观察法、表面张力法和旋转液滴法考察了不同无机盐(NaCl、CaCl2和MgCl2)对磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液溶解性、临界胶束浓度(CMC)值和界面张力的影响。结果表明,磺酸盐型双子表面活性剂DJ具有良好的抗盐性,溶解度可以达到20 000 mg/L以上;在低盐度范围时(小于500 mg/L),随着无机盐质量浓度的增加,表面活性升高,CMC降低;随着阳离子(Na+、Ca2+和Mg2+)价数的增加,CMC降幅增大,且Ca2+的影响程度大于Mg2+;在无机盐质量浓度达到10 000 mg/L时,CMC呈上升趋势;无机盐的加入使溶液界面张力先降后升,然后趋于平稳。无机盐质量浓度在100～1 000 mg/L内,磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液的界面张力可以达到最低。     

两性聚合物与阴离子表面活性剂的相互作用

制备了一种两性聚合物,利用粘度法、界面张力法研究了两性聚合物与阴离子表面活性剂在溶液中的相互作用。实验结果表明:随着表面活性剂的增加,聚合物溶液粘度先增加、再降低;同时,聚合物对阴离子表面活性剂的界面性能也有较大影响,聚合物的加入使表面活性剂降低油/水界面张力的能力增大,油/水界面张力达到平衡所需时间缩短。     

A Review of Gemini Surfactants: Potential Application in Enhanced Oil Recovery

Gemini surfactants are a group of novel surfactants with more than one hydrophilic head group and hydrophobic tail group linked by a spacer at or near the head groups. Unique properties of gemini surfactants, such as low critical micelle concentration, good water solubility, unusual micelle structures and aggregation behavior, high efficiency in reducing oil/water interfacial tension, and interesting rheological properties have attracted the attention of academic researchers and field experts. Rheological characterization and determination of the interfacial tension are two of the most important screening techniques for the evaluation and selection of chemicals for enhanced oil recovery (EOR). This review deals with rheology, wettability alteration, adsorption and interfacial properties of gemini surfactants and various factors affecting their performance. The review highlights the current research activities on the application of gemini surfactants in EOR.     

基于低渗透油藏驱油用的表面活性剂研究

针对传统低渗透油藏开采中,采用水驱采收率低和开发效果差的问题,提出一种无碱的阴离子-非离子表面活性剂体系。为验证该表面活性剂性能,对上海石油化工研究院合成的表面活性剂体系的界面张力进行实验。通过实验得到SHPC7体系性能最佳,能快速得到界面张力平衡状态。然后,配置不同浓度的SHPC7,并对其界面张力进行观察,从而得到其最佳的实验浓度。最后,通过模拟低渗透油藏环境,就SHPC7表面活性剂在乳化性能、驱油性能等进行评价,并将其与AOS表面活性剂比较。实验结果表明,在实验环境下SHPC7的乳化性能要优于AOS表面活性剂,同时随着SHPC7的加入,其采收率可提高15%。由此说明SHPC7体系在提高低渗透油藏开采方面具有很好的作用。     

Gemini表面活性剂在驱油体系中的应用进展

文章以提高原油采收率为技术目标,综述了开发Gemini表面活性剂的重要性及其在驱油体系中的应用优势,重点介绍了国内近年来Gemini用于驱油体系中的研究进展及目前取得的一些新认识。     

阳离子双子表面活性剂的应用研究进展

介绍了阳离子双子表面活性剂近年来在新材料制备、抗腐蚀、杀菌、三次采油、织物染整、生物技术及造纸工业等方面的应用。     

Synthesis,Physico-Chemical Properties and Enhanced Oil Recovery Flooding Evaluation of Novel Zwitterionic Gemini Surfactants

In this work, a novel series of zwitterionic gemini surfactants with different hydrophobic tails were synthesized and characterized. The physico‐chemical properties of these products (such as surface tension, oil/water interfacial tension, foaming ability, and the wetting ability of paraffin‐coated sandstone) were fully studied. The CMC of the synthesized surfactants ranged from 2.17 × 10^?4 mol L^?1 to 5.36 × 10^?4 mol L^?1 and corresponding surface tension (γ_CMC) ranged from 26.49 mN m^?1 to 29.06 mN m^?1, which showed excellent efficiency among the comparison surfactants. All the products can reduce the interfacial tension to a relatively low level of about 0.1–1.0 mN m^?1. Additionally, results from applying different hydrocarbons suggested that the synergy will be clearer and oil/water interfacial tension will be lower if the oil components are similar to the surfactants. Contact angle and foaming measurements indicated that the surfactants exhibited good wetting and foaming abilities. The results of oil flooding experiments using an authentic sandstone microscopic model showed that C‐12 and CA‐12 could effectively improve the displacement efficiency by 21–29 %.     

酯基型双子表面活性剂的合成及驱油性能

采用丁二酸酐、N,N-二甲基乙醇胺和溴代烷C_nH_(2n+1)Br(n=10、12、14、16、18)通过两步反应制备了含酯基的阳离子双子表面活性剂[简称为GSn-EG-n(n=10、12、14、16、18)]。利用FTIR、~1HNMR对GS14-EG-14结构进行表征,用表面张力仪、电导率仪、荧光光谱仪(FLD)、光学接触角测量仪和界面张力仪对GSn-EG-n的溶液性质进行测定。结果表明,随着碳链长度的增加,表面活性剂越易聚集缔合成胶束,GS18-EG-18临界胶束浓度(CMC)最低达到2.14×10~(-5)mol/L,GS14-EG-14溶液的表面张力最低降至33.50 m N/m。通过测定不同温度下溶液的电导率,发现其电导率随着温度的升高而增大。乳化性和润湿性测试结果表明,GS14-EG-14乳化系统中,油/水分离时间达到180 min,且在聚四氟乙烯板(简称PTFE)上的接触角为69.3°,说明GS14-EG-14具有很好的乳化性能和润湿性能。GS18-EG-18仅用28 min可以将油/水界面张力降低至8.6×10~(-3)m N/m。GSn-EG-n的最终驱油效率达54.2%。     

Gemini表面活性剂的结构特点及在采油中的应用

文章简要地介绍了Gemini表面活性剂的结构特点；从表面活性剂的作用原理出发，介绍了Gemini表面活性剂的优良性能：如表面张力、泡沫力、润湿力、优异的协同效应、耐温抗盐性等；在此基础上，阐述了该类表面活性剂在油田三次采油上的应用前景。     

哌嗪系列双子表面活性剂的合成

为了探索哌嗪类双子表面活性剂在三次采油(EOR)、新材料制备及生物技术领域中的应用,合成了两个以哌嗪为基的双子表面活性剂Ⅰ和Ⅴ,一个含有两种阴离子的Bola型表面活性剂Ⅱ和一个大环表面活性剂Ⅲ。表面张力测定结果显示,Ⅰ的临界胶束浓度(CMC)为6.47×10-4mol/L,优于传统的表面活性剂;Ⅴ的CMC为1.17×10-3mol/L,说明连接基团长度一定时,增加疏水链的数目,表面活性降低。Ⅱ和Ⅲ水溶性较好,可应用于生物技术领域或在新材料中作为模板剂。MM2能量最小法计算结果显示,在有限长连接基团中引入较多疏水链的化合物不易合成。用溶剂可接触面积说明了Ⅲ水溶性较好的原因。     

Preparation and Characterization of an Anionic Gemini Surfactant for Enhanced Oil Recovery in a Hypersaline Reservoir

A new type of anionic Gemini surfactant (AGS) was designed and prepared by a simple, low–cost, and green method, and its properties were characterized. The results showed that the values of parameters such as critical micelle concentration (CMC) value, Γmax, Amin, and pC20 of AGS were 0.10 mmol L⁻¹, 1.62 mmol m⁻², 1.02 nm², and 4.60, respectively, indicating that AGS is highly surface active. AGS has a very good synergistic effect with lauryl diethanol amide (6501), and the mixture surfactant 6501DA (composed of AGS and 6501 with a mass ratio of 1:2.5) has good wetting and emulsifying ability of the crude oil and good resistance to calcium and magnesium ions. In the temperature range from 50 to 70 °C, salinity of 20,000–50,000 mg L⁻¹ of the simulated formation water, and dosage of 6501DA from 500 to 3000 mg L⁻¹, all the interfacial tension (IFT) values between the 6501DA solution and Bamianhe crude oil were lower than 10⁻² mN m⁻¹, and all the adsorption amounts of oil sand to 6501DA in solution were less than 2 mg g⁻¹, indicating that AGS has potential for application in EOR in a hypersaline reservoir.     

The Interfacial Tension Between Cationic Gemini Surfactant Solution and Crude Oil

The effects of the hydrocarbon chains and spacer groups of gemini surfactants, salt, temperature, and polymer on the interfacial tension of crude oil–water mixtures were investigated in this paper. The length of the alkyl chain is a major factor affecting the properties of a gemini surfactant, and the spacer group is also an important factor influencing the surfactant properties. The addition of salt results in a great decrease in the CMC and favors the reduction of interfacial tension, which shows that a gemini surfactant has a good synergism with salt. Variation in temperature will affect the dynamic and equilibrium interfacial tension, and increasing the temperature can shorten the time to reach the equilibrium and decrease the equilibrium interfacial tension in the range of experimental temperatures. With the addition of polyacrylamide (PAM), it takes longer to reach equilibrium, but this has little effect on the value of equilibrium interfacial tension.