β-环糊精对疏水缔合聚合物原油乳化的调控作用

为了在原油乳化环境中利用环糊精的包合作用对疏水缔合聚合物体系性能进行调控,需要探究环糊精对疏水缔合聚合物原油乳化的调控作用。利用稳定性分析仪、光学显微镜、界面张力仪及流变仪对不同β-环糊精质量浓度条件下的疏水缔合聚合物原油乳状液的稳定性、迁移速率、微观形貌和外相体系的油/水界面张力及流变特性进行研究。结果表明:当β-环糊精质量浓度≤1.2 g/L时,随着β-环糊精质量浓度的增大,疏水缔合聚合物乳状液液滴界面膜强度逐渐增大,粒径逐渐减小,分布宽度变窄,其外相体系的油/水界面活性和黏度逐渐下降。在综合作用下,乳状液稳定性逐渐增强。当β-环糊精质量浓度1.2 g/L时,随着β-环糊精质量浓度的增大,疏水缔合聚合物乳状液液滴界面膜强度逐渐下降,粒径逐渐增大,其外相体系的油/水界面活性和黏度进一步下降,致使乳状液稳定性显著降低。     

三元体系的界面特性对驱油效率的影响机制

大量实验表明,不同碱浓度、相同界面张力的三元驱油体系的驱油效果不同。除了体系黏弹性差异之外,影响驱油效果的因素还可能与界面黏弹性有关。针对这一现象,分别使用相同界面张力、不同界面黏弹性的三元复合体系和相同界面黏弹性、不同界面张力的三元复合体系进行微观驱油实验,通过实验分析油水界面黏弹性、界面张力对驱油效率的影响机制。结果表明:三元体系的界面张力、界面黏弹性均对驱油效率有影响,降低界面张力和界面黏弹性均有利于残余油乳化及驱油效率的提高;三元体系的界面张力低、界面黏弹性低,驱油效率高;随着界面张力和界面黏弹性的降低,三元复合体系对残余油的乳化作用由乳化油滴向乳化油丝转变。上述规律与贝雷岩心实验结果一致。     

聚驱后聚表二元复合体系提高残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺/甜菜碱表面活性剂二元复合体系,通过流变性实验,分析了活性剂质量浓度对聚表二元复合体系黏弹性的影响;通过在仿真岩心模型上的驱油实验,分析了不同黏弹性的聚表二元复合体系对聚驱后采收率的影响.研究表明:实验用的两性表面活性剂体系对无碱二元体系的黏弹性影响很小,二元驱油体系的黏弹性越大,聚驱后二元驱的采收率增加幅度也越大.在注入压力允许的条件下,界面张力不一定要达到超低,适当增加聚合物溶液的黏弹性,也可以达到超低界面张力时的驱油效果.     

三元组分对弱碱三元复合驱模拟乳状液乳化稳定性的影响

考察弱碱三元组分对大庆油田石油磺酸盐三元复合驱模拟乳状液的乳化稳定动力学参数、界面黏弹性、扩散双电层Zeta电位等稳定参数的影响,研究三元组分对弱碱石油磺酸盐三元复合驱模拟乳状液乳化稳定性的影响规律。结果表明:表面活性剂的两亲性使其吸附于油水界面,质量分数的增加使其形成的油水界面膜稳定性增强,当表面活性剂质量分数高于0.1%时,形成的模拟原油采出液稳定较高,破乳较难;弱碱碳酸钠在三元复合体系起着双重作用,当碳酸钠质量分数小于0.8%时,碳酸钠主要与原油中的酸性物质生成表面活性物质,增加油水界面膜的强度,提高模拟乳状液乳化的稳定性,当碳酸钠质量分数大于0.8%时,碳酸钠的主要作用是中和表面活性剂分子在油水界面膜上的表面电荷,压缩油水界面扩散双电层,降低模拟乳状液的稳定性;聚合物主要是改善油水界面膜的黏弹性,其质量浓度的增加可使吸附在油水界面的有效分子数增多,油水界面的黏弹性增大,从而增强模拟乳状液的稳定性。     

超低界面张力的二元驱油体系对水驱残余油启动和运移机理

针对三元复合驱含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降,碱还会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,从而降低波及效率等问题,利用新研制的不加碱可形成超低界面张力两性表面活性剂,通过微观模型驱油实验,分析了聚丙烯酰胺/两性表面活性剂二元复合体系对残余油启动、运移的过程,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.研究表明:具有超低界面张力的聚表二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂体系的超低界面张力特性,使采收率大幅度提高.残余油的启动主要以拉成油滴和油丝两种形式,在运移过程中,较大的油滴又形成更容易被驱替液携带的小油滴,从而使驱油效率提高.     

普通聚驱后应用活性聚合物提高采收率研究

测量了一种新型活性聚合物的黏弹性和与原油间的界面张力,测量结果显示该活性聚合物的黏弹性高于大庆聚合物驱油用1900万分子量聚丙烯酰胺,相对于1 900万分子量聚丙烯酰胺具有一定的降低油水界面张力的能力.又在二维纵向均质大岩心(4.5 cm×4.5 cm×30 cm)上以三管并联(渗透率分别为0.5 μm2、1 μm2、2 μm2)的方式进行了普通聚驱后活性聚合物驱油效果研究.结果表明:活性聚合物在普通聚驱后能够大幅度提高驱油效率和扩大波及体积,使原油采收率在聚驱后可以提高10%以上.     

聚合物驱后应用活性聚合物提高采收率技术研究

测量了一种新型活性聚合物的黏弹性和与原油间的界面张力,测量结果显示该活性聚合物的黏弹性高于大庆聚合物驱油用1900万分子量聚丙烯酰胺,相对于1900万分子量聚丙烯酰胺具有一定的降低油水界面张力的能力。又在二维纵向均质大岩心(4.5cm×4.5cm×30cm)上以三管并联(渗透率分别为0.5μm2、1μm2、2μm2)的方式进行了普通聚驱后活性聚合物驱油效果研究。结果表明:活性聚合物在普通聚驱后能够大幅度提高驱油效率和扩大波及体积,使原油采收率在聚驱后可以提高10%以上。     

超低界面张力强化泡沫体系稠油驱研究

针对孤东六区稠油油藏条件,研究得到既能在不含碱的条件下与原油形成超低界面张力,又能形成稳定泡沫的超低界面张力强化泡沫体系。其配方为:3.0 g/L石油磺酸盐+5.0 g/L HEDP-Na4+0.6 g/LⅠ型两亲聚合物,气体为氮气。该体系具有较好的泡沫性能和乳化降黏性能,并且两亲聚合物能够改善泡沫的稳定性和体系对原油的乳化效果。超低界面张力强化泡沫体系对孤东六区稠油具有较好的驱替性能,原油采收率能够在水驱的基础上提高37.9%,总采收率达到65.7%,所注入体系能在较长时间里发挥调剖和驱油效果。     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

无碱二元复合体系驱油机理研究

依据毛管数理论,传统观点认为界面张力越低,采收率越高,因此超低界面张力一直是评价表面活性剂界面活性的重要指标。基于并联岩心物理模拟试验研究了界面张力与提高采收率的关系,发现非均质油藏条件下低界面张力体系采收率高于超低界面张力体系。通过室内试验研究驱油体系形成乳液状态及粒径分布规律,揭示采收率与乳液粒径之间的关系。研究认为,低界面张力体系形成的乳液液滴粒径与高渗透层喉道尺寸匹配,能够有效封堵高渗透层,迫使更多注入液转向进入低渗透层,在扩大波及体积的基础上提高洗油效率,因此低界面张力体系比超低界面张力体系具有更好驱油效果。     

Cr~(3+)聚合物凝胶成胶效果及其影响因素

高质量浓度聚合物具有较强的黏弹性,但应用中有时会出现聚合物分子聚集体尺寸与油藏岩石孔隙配伍性较差的问题。针对大庆油田储层地质特征和流体性质,通过岩心流动性实验和驱油实验,以渗流特性为评价指标,利用正交试验优选出分子内交联聚合物凝胶体系后,研究凝胶体系黏弹性和驱油效率。结果表明:调节聚合物质量浓度、配制水矿化度、w(聚/Cr3+)可获得分子聚集体尺寸较小且阻力系数和残余阻力系数较高的分子内交联聚合物凝胶体系。聚合物溶液发生分子内交联后,一方面聚合物分子线团传输运移能力增强,且刚性增强,通过岩心孔隙时形变能力减弱,滞留能力增强,可有效提升注入压力,扩大波及体积;另一方面体系黏弹性和第一法向应力差均增大,洗油效率提高,二者综合作用表现出较高的驱油效率。     

乳状液在岩心中运移的影响因素研究

为了研究乳状液在多孔介质中运移的影响因素及运移规律,了解乳状液对提高采收率的作用,利用长岩心作为模型进行驱替实验,研究了乳状液液滴粒径、液滴密度及运移速度对其运移规律的影响.结果表明,乳状液在孔喉中的宏观运移阻力是乳状液液滴对孔喉堵塞的累积结果.大液滴的乳状液在孔隙介质中运移阻力明显大于小液滴的乳状液.注入速度对乳状液在岩心中运移阻力影响较大,在粒径孔径匹配的条件下,存在一个临界注入速度,在临界速度下乳液在岩心中才能形成明显的封堵.速度太低,乳状液破乳严重,乳状液变形通过孔喉的能力强不容易封堵孔喉;速度太高,乳状液液滴被分散破碎、粒径变小不容易封堵孔喉.     

莪术挥发油亚微乳剂的制备与物理稳定性的研究

目的:研究莪术挥发油亚微乳剂的处方和制备工艺,并对其物理稳定性进行考察.方法:以平均粒径、粒度分布、ζ-电位等参数为指标,采用不同的蒸汽灭菌参数研究确定乳剂的分散相、稳定剂、复合乳化剂等处方组成.结果:所研制的莪术挥发油亚微乳剂载药量高,可耐受热压灭菌,室温下放置6个月基本稳定.其处方为:莪术油2.0%、大豆油2.0%、精制蛋黄磷脂1.2%、油酸0.04%、泊洛沙姆188 0.8%、注射用水加至100 mL.结论:莪术油含有挥发性活性成分,应根据挥发油的挥发特性,设计并制备稳定的可静脉注射的亚微乳剂.     

直流电场下O/W体系中油滴的迁移行为及油水分离效果研究

首先利用电化学工作站和生物显微镜研究了直流电场下水包油（O/W）乳化体系中油滴的迁移行为,然后分析了电场强度、油滴粒径等因素对油滴迁移行为的影响规律,结果表明：直流电场下,油滴会发生定向迁移,但迁移过程中不会发生聚并;油滴迁移速率随着电场强度的增大而增大,随着平均粒径的减小而变小。直流电场可破坏油滴表面稳定的电荷结构,导致油滴表面电荷分布不均,从而促使油滴在电场中发生定向迁移,并在阳极表面发生破乳、聚并,实现与水相的分离。最后,对直流电场作用下乳化含油体系的油水分离效果进行了实验验证,结果表明,对初始含油量为89.2 mg/L的模拟乳化废水而言,在一定条件下进行处理后,其出水含油量低于5 mg/L,除油率高达95.3%。     

球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉对Pickering乳液形成的影响

为了提高淀粉颗粒的乳化能力,以球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉为颗粒乳化剂,大豆油为油相,制备水包油型Pickering乳液。采用激光粒度仪、研究级正置显微镜、流变仪等对Pickering乳液外观、液滴粒径、显微形态及动态流变特性进行表征,考察淀粉颗粒质量浓度(1、5、10、20、30mg/mL)和油相体积分数(10%、20%、30%、40%、50%)对乳液稳定性和流变特性的影响。研究发现:增加颗粒质量浓度导致乳化相体积增加,液滴粒径减小;随着油相体积分数的增加,乳化相体积增加,液滴粒径增大。当颗粒质量浓度为20mg/mL,油相体积分数为40%时,乳液的乳析现象明显改善。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒吸附在油/水界面,有效抵抗了液滴聚结,使乳液在储存30d后仍表现出良好的稳定性。流变特性表明:乳液内部存在弹性凝胶网络结构,随着颗粒质量浓度和油相体积分数的增加,液滴间堆积变得更紧密,从而增加了乳液黏度和凝胶强度,使其抵抗形变能力增强。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒具有良好的作为Pickering乳液稳定剂的潜力。     

煤油/水体系乳状液的制备及其稳定性研究

以Span80(山梨糖醇酐油酸酯)和Tween80(聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)作为复配乳化剂,利用高速剪切法制备了含油率(v/v)为5%~50%的煤油/水乳状液.以油水分层效率和乳状液液滴的粒度分布及其平均粒径(D4,3)作为乳状液的稳定性评价指标,考察了HLB值、沉降时间、含油率、乳化剂含量、搅拌时间、搅拌转速对乳状液稳定性的影响.结果表明:在Span80-Tween80-煤油-水体系中,制备水包煤油乳状液的最佳复配HLB值为12.0:提高乳化剂的含量和油水比、延长搅拌时间、提高搅拌转速均可以降低乳状液的平均粒径(D4,3),减少油水分层效率,从而提高乳状液的稳定性,其中乳化剂含量对乳状液的稳定性影响最大.     

破乳剂对含聚乳状液破乳及油水界面膜作用研究

采用界面张力仪、界面流变仪和微弱电特性分析仪研究了两种破乳剂对含聚乳状液油水界面张力、界面黏弹性和油膜破裂过程以及对乳状液破乳脱水效果的影响.结果表明:破乳剂顶替油水界面上的聚合物和天然活性物质吸附到界面,使界面黏弹性降低,界面膜变薄,最终导致膜破裂,乳状液破乳;破乳剂对油水界面黏弹性的影响表现出以弹性为主的特征,对含聚的水包油型乳状液的破乳,水溶性破乳剂更适合.     

两亲聚合物功能单体对聚集及界面行为影响

以环氧乙烷与环氧丙烷共聚物（m=环氧乙烷数,n=环氧丙烷数,其中：m和n值分别对应m=16和n=18,m=16和n=6,m=16和n=2）,苯基-4-戊烯（1-苯基,1,1-二苯基和1,1,1-三苯基）和1,3-双（二甲基丁基溴化铵）-2-丙烯酰氧基丙烷（碳链个数分别为8,12和16）作为功能单体,室内合成了系列两亲聚合物样品。通过稳态荧光实验、动态光散射、扫描电镜、透射电子显微镜等仪器系统考察m/n值,苯基和碳链个数对两亲聚合物聚集行为和聚集体形貌的调控作用及其对油水界面性质影响。研究发现,两亲聚合物溶液在固体表面吸附后形成空间网络状结构;在溶液体相中,随着m/n值,苯基和碳数增加,聚集体尺寸增加,聚集体形貌更密集;对于油水界面性质和乳化原油能力,随着m/n值,苯基和碳数增加,油水界面张力和接触角变小,乳化油滴尺寸越小。