低pH值钻井液用除钙剂

CaCO3和CaSiO3的溶解度受pH值影响较大,在钻井液pH值较低时,传统的除钙剂Na2CO3和Na2SiO3的除钙效果较差.针对pH值较低的钻井液体系,优选了新型除钙剂.实验发现,CaC2O4的溶解度受pH值影响较小,且溶解度较低;Na2C2O4在低pH值淡水钻井液中表现出良好的除钙效果,而K2C2O4在低pH值淡水钻井液和盐水钻井液中均表现出良好的除钙效果.因此,在低pH值淡水体系中可选用Na2C2O4作除钙剂,在低pH值盐水体系中可选用K2C2O4作除钙剂.     

高含CO2天然气藏储集层结垢及欠平衡钻井液技术

通过研究温度、压力、pH值等因素对CO2、CaCO3垢溶解度的影响,分析高含CO2天然气藏储集层的结垢机理。CO2的溶解度随温度升高而降低,随压力升高而升高,随地层水矿化度的升高而降低;CaCO3在水中的溶解度随温度升高而降低,随压力的升高而升高,溶液pH值升高会促进CaCO3的生成。结合吉林油田典型含CO2天然气藏储集层特征进行了结垢预测,认为钻井液滤液侵入储集层后,储集层近井地带存在结CaCO3垢的可能。针对气藏储集层埋藏深、井底温度高、地层压力系数低、裂缝发育等特点,优选了水包油及甲酸盐无固相两种欠平衡钻井液体系,CO2侵入、动态污染实验评价表明,两种钻井液均具有很好的抗CO2污染能力,储集层保护效果显著。两种欠平衡钻井液体系已分别在龙深2井和龙深3井进行了现场应用,效果良好,现场钻井液的岩心渗透率恢复值均在85%以上,满足欠平衡钻井的要求。图3表4参21     

膜驱剂MD-1在大庆原油界面的吸附特性

为了考察MD膜驱油过程中MD 1膜驱剂(一种单分子双季铵盐)与原油之间的相互作用,研究了MD 1水溶液与大庆原油之间界面上MD 1的静态平衡吸附及吸附动力学和热力学。实验结果表明,MD 1在大庆原油界面的平衡吸附量很小,45℃时小于15μg/g原油,水溶液pH值较高时吸附量较大;吸附动力学遵循一级吸附动力学方程,pH=5.84时的吸附速率常数和吸附活化能均高于pH=10.07时的相应值,即低pH值时吸附速率较高,达到平衡所需时间较短,要克服的势能垒较低;吸附量随MD 1溶液浓度增大而增大,在浓度约75mg/L时达到平衡;在45～56℃温度范围平衡吸附量和覆盖度均随温度升高而减小;吸附过程的ΔG和ΔH均<0,是自发放热过程,吸附热达-50kJ/mol。提出了MD膜驱油的"能量场"机理。图3表2参18。     

柴油烃类组成对氢气在柴油中平衡溶解度的关联计算

在323.15~573.15 K、1~8 MPa范围内,采用饱和法测定氢气在柴油(包括直馏柴油、催化柴油、焦化柴油)中的平衡溶解度。通过对柴油烃类组成以及氢气在柴油中溶解规律的分析,建立柴油烃类组成与氢气平衡溶解度的关联式,并运用平衡溶解度的实验数据,求得关联式参数。经对不同柴油和不同温度条件下氢气在柴油中平衡溶解度的验证计算结果表明,氢气在柴油中平衡溶解度的计算值与实验值的相对偏差均在5.0%以内,所建立的关联式可靠,可在较宽的温度和压力范围内对氢气在不同种类柴油中的平衡溶解度进行计算。     

TEEMD分子膜驱油剂的合成及性能

首先采用乙醇胺与环氧氯丙烷在无水乙醇溶剂中反应合成双氯中间体,再加入三乙胺进行季铵化反应合成了双季铵盐膜驱剂(TEEMD);分别测定了TEEMD的阳离子度、TEEME溶液的黏度和电导率、TEEMD的油水分配比、以及TEEMD溶液在不同润湿性介质表面的接触角。研究结果表明,分子膜驱剂TEEMD的阳离子度为82.1%;不同浓度TEEMD溶液的相对黏度均为0.98;TEEMD在水溶液中完全离解成离子,电导率随浓度的增加而增大;但随着TEEMD浓度的增大,它在水溶液中没有形成"胶束"态;TEEMD在原油和水两相间的油-水分配比随着时间延长和浓度增大而逐渐增大,最后达到分配平衡,当TEEMD浓度分别为0.335、0.446、0.558和0.669mmol/L时,油-水分配比系数依次为0.050、0.099、0.552、0.698;接触角测定结果表明,随着浓度的增加,TEEMD在不同固体表面的润湿性均有所增强;该膜驱剂TEEMD能够使不同载玻片的表面向亲水性转变。     

pH值对羟丙基胍胶压裂液性能的影响

为了弄清压裂液的 pH值在水力压裂施工不同阶段所起的作用, 开展了 pH值对羟丙基胍胶溶胀、 交联、 携砂、 破胶性能的影响研究。结果表明, pH=7～ 10时, 羟丙基胍胶在 20 min内完全溶胀; pH=11～14时, 羟丙基胍胶至少需要 50 min才能完成溶胀。Ostwald-Dewaele方程 能描述冻胶黏度随剪切速率变化关系, pH=7～12时的稠度系数较大, 大于16744 mPa· sn; pH=13～14时的稠度系数明显减小, 小于3130 mPa· sn。静态沉降实验表明, pH=9～12时的静态沉降速度较小, 为 1.31～5.94 mm/h; pH=7、 8、 13时的静态沉降速度较大, 大于 10.64 mm/h; pH=14时, 支撑剂 20 s内完成沉降。破胶实验研究发现, 冻胶在 pH=7～10时的破胶速度大于 pH=1～14时的破胶速度; pH=7～12时, 残渣含量较小, 为 400 mg/L左右。满足各施工阶段的 pH值范围为9～10。图5表2参12     

滨海环境颗粒物对分散溢油表面性质的影响

用室内实验模拟海洋环境的方法,研究了在不同颗粒物浓度和粒径、海水盐度以及pH值条件下,加入不同种类的颗粒物对胜利原油表面性质的影响;同时制备石油 悬浮颗粒物凝聚体(OSAs),并测定凝聚体中油滴平均粒径的大小。结果表明:随着悬浮颗粒物浓度的增加和颗粒物粒径的减小,油 水界面张力和Zeta电位逐渐减小;在加入不同颗粒物条件下油 水界面张力、Zeta电位和油滴粒径均随着海水盐度的增加而减小,加入高岭土时达到最小,分别为02 mN/m、-347 mV和86 μm;油 水界面张力随pH值的增加先减小后增大,Zeta电位随pH值的增加先增大后减小,油 水界面张力最低值和Zeta电位最高值均在pH值为7~8时达到;消油剂和颗粒物共同作用条件下,油 水界面张力、Zeta电位和油滴粒径可分别降低至01 mN/m、-191 mV和19 μm。     

酸液对HP13Cr钢材防腐研究进展

针对HP13Cr不锈钢油套管材料在酸化条件下的腐蚀问题,对其化学成分及腐蚀性能进行了研究,分析了在不同温度、pH值、酸液体系、浓度等条件下的腐蚀行为,说明了缓蚀剂类型对HP13Cr不锈钢材料的影响机理.当pH值达到3.5时,腐蚀速率达到平衡值17.5 mg/(dm2.d)左右;相对于其它材料,HP13Cr受温度的影响非常小——在150℃条件下,其腐蚀速率为0.05 mm/a,而1Cr13和2Cr13分别高达0.19 mm/a和0.27 mm/a;在10％ CH3COOH +5％ HCl体系条件下,加入缓蚀剂后无点蚀和局部腐蚀,腐蚀速率也较小;在10％ HCl+ 2％ HF+ 3％ TG201体系条件下,钢材腐蚀速率最小,为3.18 g/(m2.h).     

二氧化碳在原油中的分子扩散系数和溶解度研究

为了满足CO2驱油施工设计和油藏模拟的需要,建立了一套完整的测量气体溶解度和扩散系数的实验装置.导出了包含这两个参数的气体压力～时间线性关系式.采用压力降落法在50℃、70℃、105℃温度和静态条件下,测定CO2-吉林红岗原油体系的压力随时间的变化,对所得曲线进行线性拟合,求得了实验条件下CO2在吉林红岗原油中的溶解度和扩散系数.讨论了平衡压力,压力、温度对溶解度和扩散系数的影响,得到了每一实验温度下溶解度～平衡压力、扩散系数～平衡压力线性拟合关系式.在105℃温度下,静态条件下的扩散系数值在10-7m2/s数量级,而动态条件下(转速600r/min)则增至10-6m2/s.     

表面张力估算低芳浅色矿物油的溶解度参数

通过表面张力估算法测定低芳浅色矿物油的溶解度参数。以溶解度参数定义为基础,结合溶解度参数实验经验公式和表面张力与液滴大小的关系,推导出表面张力与溶解度参数的拟合关系式。通过与11种含弱极性键的有机溶剂溶解度参数的文献值进行对比计算,得到溶解度参数的表面张力表达式的各个系数。利用溶解度参数表面张力表达式,计算29种常见的低芳浅色矿物油的溶解度参数。计算结果表明,29种低芳浅色矿物油的溶解度参数计算值为14.40~16.07(J/cm~3)~(1/2),经与文献值对比证明了拟合公式的准确性。     

An Environment-Friendly Alkaline Solution for Enhanced Oil Recovery

Abstract

The injection of alkali and alkali/polymer solutions is a well-known enhanced oil recovery technique. This article demonstrates how wood ash can be used as a source of low cost alkali instead of synthetic alkali that is also environmentally friendly. From the experimental studies, it is found that the pH value of 6% wood ash extracted solution is very close to the pH value of 0.5% synthetic NaOH or of 0.75% Na₂SiO₃ solution. A preliminary microscopic study of oil/oil droplets interaction in natural alkaline solution was carried out in order to understand the oil/water interface changes with time and its effect on oil/oil droplet coalescence. Also, interfacial tension (IFT) was measured for both synthetic and natural alkaline solutions. The IFT values in the presence of acidic crude oil show comparable results.     

聚苯乙烯功能微球的制备及其对牛血清蛋白的吸附

在乙醇-水混合介质中,以聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,采用分散聚合法制备了表面具有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸链的聚苯乙烯(PSt)功能微球。用核磁共振、激光光散射和扫描电子显微镜技术对PSt功能微球进行了表征。研究了PSt功能微球对牛血清蛋白(BSA)的吸附量与吸附时间和缓冲溶液pH的关系。实验结果表明,PSt功能微球对BSA的吸附量先随吸附时间的延长而增大,120min后达到吸附平衡;当缓冲溶液pH接近BSA等电点(PI=4.7)时,BSA的吸附量达到最大值。     

MD-1膜驱剂溶液的性质

分子沉积(MD)膜驱油技术是依靠MD膜驱剂在油藏体系的各种界面上单分子层静电吸附释放热量，从而提高原油采收率的新型技术。考察了MD-1膜驱剂溶液的电导率、粘度和其在原油中的分配。结果表明，MD-1膜驱剂属表面非活性物质，其水溶液不存在“胶束”状态；MD-1膜驱剂的加入不增加驱替流体的粘度，不改变油-水流度比，膜驱油机理与聚合物驱不同。随着MD-1膜驱剂质量浓度的增加，其相应油-水分配系数明显降低，MD-1膜驱剂质量浓度小于200mg／1时．其相应油-水分配系数随着质量浓度的增加明显降低，而浓度大于200mg／1时，油-水分配系数一般小于0．1；相同条件下，原油中的胶质和沥青质含量越多，MD-1膜驱剂在油、水两相间的分配系数越高。MD-1膜驱剂的油-水分配系数远小于1，说明其在油相中的溶解量很小。     

环烷酸在油品与萃取剂两相间表观分配比的研究

通过对乙醇溶液与直馏柴油体系、复合溶剂与直馏柴油体系、复合溶剂与减一线油体系的研究表明 ,尽管油品中的环烷酸为复杂混合物 ,但仍可以近似将其按单一溶质处理 ,用油品酸值代替环烷酸摩尔含量来计算环烷酸在油品与萃取剂间的表观分配比。实验结果表明 ,不同剂油比时的表观分配比为一稳定数值 ,可用于指导生产实践。环烷酸在 95 %乙醇与直馏柴油间、复合溶剂与直馏柴油间、复合溶剂与减一线油间的表观分配比分别为 :2 .0± 0 .2 ,39± 3,15± 1.5。     

荧光猝灭法测定水溶性羧甲基壳聚糖的含量

以壳聚糖和氯乙酸为原料,自制水溶性的羧甲基壳聚糖(CMCTS)。采用纸色谱和红外光谱对其进行表征并测定其水溶性和取代度。在pH=11.0的NaHCO_3-NaOH缓冲溶液中,羧甲基壳聚糖对荧光素的荧光强度具有明显的猝灭作用,且在一定浓度范围内,其猝灭程度与加入的壳聚糖浓度成线性关系,据此建立了一种新的测定壳聚糖含量的荧光猝灭法。考察了pH值、缓冲溶液类型及其用量和反应时间对荧光强度的影响。结果表明:该法的回归方程为△F=-0.097 04+0.714 68 p,r=0.999 12。检出限为2.49 mg/L。     

微波-磁性纳米Ni粉对稠油破乳效果的pH值响应性

通过瓶试法研究了不同pH值下有/无微波辐射时磁性纳米Ni粉对稠油水包油(O/W)型乳状液破乳效果的影响规律,在此基础上,结合油滴形貌和分布以及乳状液表观黏度揭示了微波-磁性纳米Ni粉破乳效果的pH值响应行为机理。结果表明：当pH值相同时,单纯磁性纳米Ni粉和微波-磁性纳米Ni粉作用下的乳状液的分水率都随着磁性纳米粒子浓度的增加先上升后下降;与此同时,磁性纳米Ni粉与微波具有协同破乳的作用,且随着pH值增大,微波与磁性纳米Ni粉的耦合作用先减弱后增强,在pH值为3时两者的耦合作用最强,该条件下乳状液的分水率在30 min时达到102.63%。     

利用聚合物溶液提高驱油效率的实验研究

实验测定了水解聚丙烯酰铵(HPAM)溶液和黄原胶溶液的流变特性及其在多孔介质中的流变特性,建立了衰竭层效应和粘弹性效应共同存在条件下聚合物溶液在多孔介质中的表观粘度计算模型.用这两种聚合物溶液在不同的浓度和注入速度条件下进行了驱油实验.结果表明,聚合物分子缠结作用的增强可引起表观粘度增加或衰竭层厚度降低,从而使平行于油水界面的拉动残余油的力增加,残余油饱和度降低,驱油效率提高.随浓度或注入速度的增加,HPAM溶液的驱油效率升高.在浓度低于缠结浓度时,黄原胶溶液的驱油效率很低.但其浓度只要高于缠结浓度一定程度后,驱油效率就会保持一个较高的值.增加注入速度时,黄原胶溶液的驱油效率提高值不变.     

Effect of salinity on the IFT between aqueous surfactant solution and crude oil

The effect of salts and different surfactants on the equilibrium as well as dynamic interfacial tension (DIFT) between crude oil and water was investigated. Three different types of surfactants with identical hydrophobic chain length C₁₂: Sodium Lauryl Ether Sulphate (SLES), Dodecyl Trimethyl Ammonium Bromide (DTAB), Polyoxyethylene (23) lauryl ether (C₁₂E₂₃) were used in this study. SLES shows better synergism of salt and surfactant mixture amongst the surfactants studied. The order of synergism of salts with the surfactant observed was MgCl₂>CaCl₂> NaCl. The results obtained from partition coefficient study show that the addition of salts favours the partition of surfactants into the oil phase hence reduce IFT more effectively. DIFT results reveal that, salt accelerates the surfactant migration towards the interface, hence, reducing the t^* value.     

Analytical Modeling of Gas Diffusivity Into Oil Through a Film of Water

Abstract

The authors aimed to determine diffusion coefficient of gas in oil when there is a water-blocking film between them. Dealing with this purpose, a new technique based on analytical modeling was developed to measure the diffusivity and solubility of gas into oil and water. The system that was described is solved analytically and numerically. The result of analytical solution is presented as different type curves, which are very simple to use. To generate data, a numerical scheme was employed. The determination of gas diffusivity and solubility emerged from matching concentration data with the type curves.