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。     

海上高含水油田蠕虫状胶束驱油技术研究与应用

目的 针对常规化学驱体系,聚合物耐剪切性能不佳,地层深部黏度保留率受影响的问题,进行蠕虫状胶束驱油技术研究。方法 利用甜菜碱表面活性剂单体(PSM)、N,N-二甲基丙二胺等原料,采用酰胺化和季铵化两步反应的合成方式,减压条件下少量多次旋干,合成了具有黏弹性和界面活性的驱油用蠕虫状胶束表面活性剂,考查了蠕虫状胶束的分子结构、流变特性、微观结构、抗剪切性能、耐盐性能、界面张力和驱油特性。结果 通过核磁谱获得的结构与目标产物一致。蠕虫状胶束在渤海模拟盐水中具有较好的增黏性(质量分数为0.30%～0.50%时,表观黏度10～50 mPa·s, 7.34 s^-1)、耐盐性(<100 000 mg/L)及降低油水界面张力的能力(10^-2 mN/m)。岩心驱替实验结果表明,蠕虫状胶束比常规聚合物具有更强的驱油能力,采收率增加11.7%。现场单井组试验增油2 700 m³。结论 蠕虫状胶束驱油技术在海上高含水油藏中,可作为一种高效驱油剂有效发挥增油降水作用。     

阴离子蠕虫状胶束的研究进展及油田应用

目前构建蠕虫状胶束主要是使用黏弹性阳离子表面活性剂,而对阴离子蠕虫状胶束的研究和利用还较少。针对这一问题,本文首先介绍了表面活性剂构建蠕虫状胶束的分子几何学特征参数理论;以此为基础,详细阐述了使用无机类反离子和有机类反离子诱导阴离子表面活性剂形成蠕虫状胶束的机理和方法;介绍了黏弹性阴离子蠕虫状胶束溶液在油田开发中的应用;最后指出阴离子表面活性剂构建蠕虫状胶束的发展方向。     

一种新型超分子复合压裂液的性能研究

开发出一种新型蠕虫状胶束与缔合聚丙烯酰胺共聚物的超分子结构压裂液体系,研究了耐温耐剪切性、剪切回复性、黏弹性、破胶性、悬砂性以及对支撑剂的导流性能。该复合压裂液(1%黏弹性表面活性剂VES-M+0.15%共聚物VES-G)在100 s-1、90℃下剪切120 min后的黏度为60 m Pa·s,流变性较好。剪切速率从40 s-1增至1000 s-1再恢复到40 s-1,压裂液黏度迅速降低并快速恢复,抗剪切性较好。60℃下的频率扫描结果表明,从0.1rad/s的低频到100 rad/s的高频,压裂液储能模量均大于损耗模量,黏弹性较好。80℃时单颗粒陶粒在不同水配制的压裂液中的沉降速率为0.038数0.054 mm/s,悬砂性较好。加入0.3%氧化类破胶剂30 min后的破胶液黏度为4m Pa·s,表面张力为27.6 m N/m,破胶后残渣为10 mg/L。其导流能力保持率为90%,导流性较好。     

阴阳离子双子表面活性剂在清洁压裂液中的应用

采用阳离子双子表面活性剂GC-18与阴离子双子表面活性剂GA-12复配,并引入有机阴离子,得到新型清洁压裂液VES-GCA.通过测定不同质量浓度的GA-12与有机阴离子添加剂X对压裂液体系黏度的影响,得到压裂液最优配方为0.10 g/L GC-18+ 0.10 g/L GA-12+ 0.03 g/L X.研究表明,该压裂液体系在70℃,170 s-1条件下,表观黏度在30 mPa·s以上,能够满足清洁压裂液的携砂要求;抗剪切能力良好,破胶能力强,破胶后无残渣,对地层伤害小,且具有添加量低的优点,在中低温、低渗储层的压裂改造中具有良好的应用前景.     

阴阳离子表面活性剂复配体系泡沫性能研究

提出一种新的泡沫稳定性评价方法,利用Waring Blender泡沫搅拌器所产生泡沫的析液量与时间的关系求出泡沫的不稳定系数,提出通过不稳定系数的比较来综合评价泡沫稳定性能。同时,评价了阴离子表面活性剂(α-烯烃磺酸钠)和阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵)复配体系泡沫性能,对体系泡沫量、稳定性及流变性能进行分析表明,DTAB对体系泡沫性能的影响主要体现在AOS低含量,随着AOS含量的增加DTAB对体系泡沫的影响减小。     

芥酸型两性表面活性剂与聚合物复配构筑高效黏弹性驱油体系

为了深入研究高温高盐油藏提高采收率的有效方法,探索高效黏弹性体系应用于该类油藏的可行性,在模拟的高温高盐油藏(矿化度20 000 mg/L,钙镁离子总浓度500 mg/L,油藏温度80 ℃)条件下,通过向羧酸型芥酸酰胺基丙基甜菜碱(LJS)溶液中加入低浓度的聚合物HPAM,制得了黏弹性蠕虫状胶束体系,并进一步研究了盐度、温度、老化时间等影响因素。结果表明,在模拟高温高盐油藏的苛刻条件下,黏弹性LJS/HPAM复合体系黏度达到37.22 mPa · s,油水界面张力降低到10?2 mN/m;在温度不变、提高盐度的条件下,LJS/HPAM复合体系的黏度和界面活性基本不变,即使老化90 d后,体系仍然表现出良好的稳定性。室内模拟驱油实验结果表明,该体系可以大幅度提高原油采收率,增幅达16.22%。研究结果为表面活性剂和聚合物复合体系在高温高盐油藏中的实际应用提供了指导和参考经验。     

粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性

综述了粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性，论题如下。①组成与微观结构，包括粘弹性表面活性剂压裂液简介。②流变学特性：胶束链长及其影响因素；胶束粘弹性动态特征；粘弹性胶束的松弛时间；粘弹性胶束的零剪切粘度；胶束压裂液的剪切流变行为。③微观结构和物化性能研究方法。图2表1参13。     

纳米碳管对蠕虫状胶束流体流变特性的影响

采用流变学方法考察了纳米碳管种类、加量、矿化度及温度对CTAC NaSal蠕虫状胶束溶液流变性能的影响,并结合冷冻蚀刻电镜方法探讨了纳米碳管对黏弹性流体的改性机理。结果表明,纳米碳管与黏弹性胶束之间形成的复杂网络结构改善了体系的黏弹性。其中羟基含量高、长/径比大的多壁纳米碳管的增黏效果最好,纳米碳管的最优加量为04%,此时可使改性体系的零剪切黏度提高22倍。在低振荡频率下,纳米碳管对CTAC NaSal黏弹性胶束的增稠作用更明显,不仅松弛时间明显延长,体系的黏性和弹性也得到改善。纳米碳管还能提高CTAC NaSal黏弹性胶束的高温热稳定性,80℃下、剪切速率170 s-1时,纳米碳管改性CTAC NaSal黏弹性胶束溶液的黏度仍能保持在50 mPa·s以上。随着温度的升高,该体系的黏弹性逐渐降低,60℃以上呈黏性流体。     

低张力黏弹性表面活性剂体系性能研究

将酰胺甜菜碱(BE)与芥酸钠以3∶7的比例复配,得到具有增黏及降低界面张力能力的黏弹性体系(VES J)。基于Rubingh规则溶液理论计算其相互作用参数βm,并结合ESEM微观形貌表征,考察了黏度与降低界(表)面张力的室内性能。结果表明,该复配体系的βm=-8.6,存在一定的协同效应;且VES J能在很低的质量分数时体现出黏性特征与降低界面张力能力(10-2 mN/m);一定的矿化度对表观黏度与界面张力产生积极影响;90℃较25℃的黏度保留率达到74.6%,W断块地层温度(65℃)有利于发挥体系降低油水界面张力能力;65℃下老化90d后界面张力能在10-1 mN/m稳定60min以上,120d后黏度保留率高于70%。体现了体系良好的室内性能,对三次采油具有很强的实际意义。     

阴/两性离子表面活性剂复配体系界面性能探究

采用阴离子表面活性剂石油磺酸盐(PS-30)与两性离子表面活性剂月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱(LHSB)复配得到复配表面活性剂L/P,利用界面张力仪和驱油装置对表面活性剂的性能进行了评价.同时通过分子动力学模拟,分析了L/P在油水界面聚集作用的微观机理.实验结果表明,L/P的界面性能、驱油效果优于PS-30和LHSB,LH...     

阴离子双子表面活性剂性能研究

分子结构是双子表面活性剂的合成设计的根本,若结构与性能之间存在一定规律,即可选择最佳合成方案优化产物的性能.该文参照了国家标准测试方法,系统研究了阴离子双子表面活性剂GS10-2-10、GS10-4-10、GS12-2-12、GS12-4-12的表面活性、起泡性、乳化性、增溶性、润湿性、杭硬水能力等变化规律,与传统单链...     

阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105 mg/L、CaCl2为1.5×104 mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定,当NaCl含量为250g/L,能使界面张力降至2.2×10-3 mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10-3 mN/m)。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。     

碱对表面活性剂胶束的影响

为了验证碱对表面活性剂胶束形成的影响,采用紫外探针法测试不同碱浓度下“薁“的吸光值,并利用原子力显微镜分析不同碱浓度下胶束的几何尺寸,发现“薁“的吸光值随着溶液中碱浓度的增加而增加;在没加入碱时,表面活性剂胶束颗粒高度较大,约为300～400nm;在加入少量质量分数为0.05%的碱时胶束颗粒高度减小为30～70nm;当碱的质量分数增加至0.2%时,胶束颗粒高度又增大至约160nm。实验结果表明表面活性剂(HABS)在水相的存在形式与传统的认识可能有很大的不同,其胶束可能含有重烷基苯磺酸分子(RArSO3H);加入少量的碱可以破坏此种胶束而增强活性剂单体的“活度“,有利于油水界面张力的降低。     

阴离子双子表面活性剂的油水界面张力研究

为探究GA系列新型阴离子双子表面活性剂的油水界面活性及提高油层原油采收率的可行性,以模拟地层水和东河塘稀油,在45℃条件下,利用旋转液滴法测试了不同分子结构阴离子双子表面活性剂与稀油间的界面张力,并以GA12-4-12为对象,测试了其在不同浓度时的动态界面张力,考察了其与非离子表面活性剂ANT的复配性能。结果表明:连接基长度及碳链长度越长,油水界面张力越低;随GA12-4-12浓度增加,界面张力先降后升,0.3%时油水界面张力仅0.00885mN/m,但时间稳定性变差;GA12-4-12与ANT复配协同效果明显,复配比为4∶1时0.1%(GA12-4-12+ANT)加量可使油水界面张力达超低(0.00884mN/m),明显降低了GA12-4-12用量。可见GA12-4-12与ANT复配体系具有低剂量下提高原油采收率的性能,建议用该配方进行提高原油水驱采收率试验研究工作。     

复配表面活性剂体系构筑三元复合驱体系性能评价

碱(A)/表面活性剂(S)/聚合物(P)三元复合驱(ASP)技术是油田开发中后期的有效手段之一,而随着三次采油技术的发展,对复合驱体系环保的需求也越来越高,除技术指标外,还需要药剂对环境污染小或者无污染.针对D油田原油、注入水的性质以及油藏温度复配绿色表面活性剂体系,再与聚合物、碱复配构筑三元复合驱体系,考察该复合体系的相关性能.结果表明,多种复配比例均可使三元体系界面张力达到10-3 mN/m级别,而碱的加入能够提升界面活性,使界面张力达到10-4 mN/m级别.该三元体系经过5次吸附后,界面张力仍可达到10-3 mN/m级别,说明该体系抗吸附性能较好.另外,通过实验也认定该三元体系的乳化能力和热稳定性能较好.驱油实验结果表明,3种不同配比的三元复合驱体系采收率提高幅度分别为16.64％、18.11％和19.27％,提高采收率效果较好.     

异辛基阴离子型Extended表面活性剂的合成及性能

以异辛醇为起始剂,经过烷氧基化、气体SO_3硫酸化和氢氧化钠中和等步骤,得到表面活性剂异辛基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚硫酸钠(i-OEPS)和异辛基聚氧丙烯醚聚氧乙烯醚硫酸钠(i-OPES),并研究了表明活性剂水溶液的静态表面张力、接触角和耐盐性等物化性能。采用FTIR和1H NMR对产物结构进行了表征。表征结果显示,羟基已基本被硫酸酯基所取代,成功得到了目标产物。实验结果表明,以异辛基为疏水链时,嵌入氧丙烯基可显著降低表面活性剂的临界胶束浓度;i-OEPS比i-OPES容易扩散至气液和气固界面,进而快速降低表面张力;25℃时,150 mmol/L的i-OEPS和i-OPES液滴在石蜡膜上可快速铺展,平衡接触角在5 s内分别降低至58°和62°;1.0%(w)的i-OEPS和i-OPES水溶液对NaCl,CaCl_2,MgCl_2的耐受性分别可达157.2,213.9,275.0 g/L和168.3,226.8,205.6 g/L。