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。     

高浓度聚驱采出液乳化行为及电化学脱水方法

针对高浓度聚驱采出液油水分离效率及其给常规交-直流电场带来的冲击,开展了该类采出液的乳化行为及脱水方法研究,研究中综合了集输工况条件下的采出液转相特征、电负性、乳化油珠粒径分布、界面性质、乳化体系的微观形态及瓶试法油水分离实验,并基于所建立模拟装置评价了脉冲供电脱水对高浓度聚驱采出液破乳脱水的适应性。结果表明,高浓度聚驱采出液复杂的乳化行为与含聚浓度直接相关,含聚浓度上升使其电负性增强,转相点呈不同程度降低,且由于促进了黏弹性界面膜的形成,乳化粒子聚并和相分离的难度增大;辅以化学破乳的脉冲供电电场脱水工艺能有效改善分离效果,提高脱水操作的稳定性。     

低聚季铵盐与破乳剂复配提高聚驱采出液水质的研究

针对南阳油田聚驱采出液脱水困难、水质浑黄等问题,采用低聚季铵盐和破乳剂复配提高聚驱采出液的水质.通过对南阳油田聚驱采出液脱水率、脱出水含油量的测定,结合脱出水界面情况,采用破乳剂单剂初步筛选和两组分复配优化的方法,从18种破乳剂单剂及3种低聚季铵盐中筛选出协同破乳效果和脱出水质最佳的配方.实验结果表明:在温度55℃,破乳剂AE-932质量浓度为15 mg/L,低聚季铵盐MD-50质量浓度为25 mg/L时,60 min脱水率达98％,脱出水含油量小于50 mg/L,且脱水速度快,脱出水清,油水界面齐.表明低聚季铵盐MD-50对协同提高破乳剂的脱水效果具有显著作用.     

二元复合驱体系中钠型蒙脱土的表面电性质

利用电势分析仪分析了石油磺酸盐及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对钠型蒙脱土ζ电势的影响,采用X射线衍射(XRD)测定了钠型蒙脱土于石油磺酸盐、HPAM溶液中结构的变化。结果表明,石油磺酸盐、HPAM均能使钠型蒙脱土的ζ电势变得更负,而且使钠型蒙脱土的XRD峰发生明显的变化,说明HPAM和石油磺酸盐不仅可以吸附到蒙脱土的表面,而且可以吸附到蒙脱土的层间结构中。     

二元复合驱体系中钠型蒙脱土的表面电性质

利用电势分析仪分析了石油磺酸盐及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）对钠型蒙脱土ζ电势的影响，采用X射线衍射（XRD）测定了钠型蒙脱土于石油磺酸盐、HPAM溶液中结构的变化。结果表明，石油磺酸盐、HPAM均能使钠型蒙脱土的ζ电势变得更负，而且使钠型蒙脱土的XRD峰发生明显的变化，说明HPAM和石油磺酸盐不仅可以吸附到蒙脱土的表面，而且可以吸附到蒙脱土的层间结构中。     

部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸锆缓交联体系的研制

用柠檬酸锆交联部分水解聚丙烯酰胺配成一种缓交联体系,在交联过程中,柠檬酸锆可大大延缓部分水解聚丙烯酰胺的交联速度.试验证明,体系的粘度随时间的增加而逐渐增加,当体系的粘度升至3×10_3mPa·s时,需要174h.研究了该体系中柠檬酸铬的制备方法以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)最佳分子量、水解度及该体系中HPAM和Zr~4+的浓度及体系pH值的选择.分析了体系的pH值、Zr~(4+)与部分水解聚丙烯酰胺配比、温度及水的矿化度对交联反应速度的影响.     

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.     

黑液体系的药耗研究

黑液体系是由碱法造纸黑液（Ｂ）、石油磺酸盐（ＰＳ）和聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）组成的复合体系。黑液中的碱与地层岩石接触时发生溶蚀作用及离子交换、矿物转换等,易造成碱耗,其中的石油磺酸盐和聚丙烯酰胺则可通过吸附作用而损耗。用药耗等值图法研究了黑液体系的三种成分与岩石接触过程中损耗量的大小、产生损耗的原因及减小损耗的方法,同时对黑液体系的碱耗、石油磺酸盐损耗和粘度变化情况进行了研究。结果表明,黑液体系的碱耗主要与碱和岩石的作用、聚丙烯酰胺的水解相关;石油磺酸盐损耗主要与岩石表面的吸附相关;黑液体系粘度变化则与聚丙烯酰胺的吸附和水解相关。另外,黑液体系中优化驱油配方（２３配方）的碱耗、石油磺酸盐损耗和粘度变化率都低于文献值,说明该配方的药耗符合驱油要求     

碱和盐存在时振动影响乳状液稳定性研究

在化学驱油过程中原油的乳化有利于其被驱出。形成的乳状液的稳定性受碱、盐等多种因素的影响。使用石油磺酸盐与原油制备乳状液时,与NaOH和NaHCO3相比,Na2CO3加入后可与石油磺酸盐产生较好的协同效应。56℃下无外加振动时,浓度为0.30%的Na2CO3与0.45%的石油磺酸盐复配时和原油制备的乳状液的2 h脱水率为22.8%;加载振动时,当最优振动参数振动频率、振动加速度、振动时间分别为20 Hz、0.5 m/s2、25 min时,乳状液最稳定,脱水率降至16.4%。当乳状液中含有无机盐时,其稳定性会有所变化。无机盐引发乳状液破乳的能力依次为:AlCl3>FeCl3>CaCl2>MgCl2>NaCl。在相同盐浓度下,以最优振动参数加载振动时,会对乳状液的稳定性产生影响。与无外加振动时相比,NaCl、AlCl3和FeCl3对应的乳状液稳定性有所增强;CaCl2和MgCl2对应的乳状液稳定性减弱。     

HPAM对碳酸钙结垢的影响

目前关于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)对碳酸钙结垢影响的研究比较少。故从高、低浓度两个方面研究HPAM在不同反应条件下对碳酸钙垢形成的影响。实验结果表明,HPAM对碳酸钙的形成有一定的抑制作用,并且浓度越高,抑制作用越明显。HPAM抑制碳酸钙形成的反应时间短,温度升高会减小其抑制作用,在40℃时HPAM对碳酸钙的抑制作用最明显。低浓度HPAM在pH=9时对碳酸钙形成的抑制作用最大,但高浓度HPAM对碳酸钙的抑制作用随着pH值的增加而减小。     

两亲性嵌段聚合物稠油降粘剂的合成与性能评价

稠油降粘冷采是一种重要的稠油开采方式。本工作设计并合成了一种两亲性嵌段聚合物降粘剂HPAM/AOS。该降粘剂具有较高的表面活性,且其亲水嵌段中含有大量极性基团,使其同时具有较强的乳化能力及稠油亲和性,从而有效提高了降粘效果。利用旋滴界面张力仪、电稳定性测定仪及激光粒度分析仪等测定了降粘剂对稠油的乳化能力,通过Zeta电位仪测定降粘剂对稠油的亲和性。结果发现,与HPAM相比,HPAM/AOS油水界面张力降低了98.2%,达0.007 mN.m^-1;破乳电压提高了104.9%,达420 V。与AOS相比,HPAM/AOS稠油乳液Zeta电势绝对值降低了75.3%,为-17.8 mV,具有更强的稠油亲和性。总体上,与HPAM及AOS相比,HPAM/AOS稠油降粘率分别提升了74.2%及48.7%,降粘效果明显。     

石油磺酸盐与聚丙烯酰胺的配伍性研究

用相态实验方法研究了助剂ＮＰＣ－７、环烷基油和石蜡基油等对石油磺酸盐ＫＰＳ－ＯＪ２Ｗ与部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）配伍性的影响,并初步考察了体系与原油间界面张力的变化情况。实验结果表明,助剂ＮＰＣ－７和环烷基油可以有效地改善石油磺酸盐ＫＰＳ－ＯＪ２Ｗ和ＨＰＡＭ的配伍性,但与环烷基油的加入量有关。环烷基油对体系与原油间界面张力的影响不大,而助剂ＮＰＣ－７使体系与原油间的界面张力提高了约一个数量级     

石油磺酸盐对胜利油田原油、胶质、沥青质界面性质的影响

研究了石油磺酸盐对胜利油田孤四水驱原油及由该原油提取的胶质、沥青质油水界面性质的影响。实验结果表明,石油磺酸盐能显著降低各模拟油的油水界面张力,并可使其达到超低界面张力范围;而对各模型油油水界面剪切粘度的影响却不同。在一定浓度范围内,原油和沥青质模拟油的油水界面剪切粘度均随石油磺酸盐浓度的增加而增加,但当石油磺酸盐浓度足够高时,二者的界面剪切粘度却有所下降,只是下降的幅度不同;胶质模拟油的油水界面剪切粘度随着石油磺酸盐浓度的增加而减小。随石油磺酸盐浓度的改变各模拟油的ζ电位也发生了明显变化。     

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。     

石油磺酸盐驱油体系微乳液的形成及增溶特性研究

大庆油田北二西区块进行的三元复合驱矿场试验是我国首个使用石油磺酸盐弱碱体系为主段塞提高石油采收率的工业化大规模矿场注采试验,对该采出液进行了系统研究,发现油水分离后的所谓透明游离水具有溶油活性,进一步的实验表明是一种以低浓度石油磺酸盐表面活性剂为乳化剂的微乳液。实验揭示了这种O/W型乳状液的基本组成和微观结构,分析了微乳液的形成和稳定机理,为严重乳化的三元复合驱采出液的油水分离提出了新思路。     

乳化活性亚组分对含聚污水的稳定作用及处理对策

通过对比胜利油田孤二联和孤五联污水中部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)含量、亚组分组成及含量的差别,深入研究了不同亚组分之间及亚组分与HPAM之间相互作用对乳状液稳定性影响的规律,并通过研究乳化活性亚油分及HPAM对不同处理剂作用效果的影响,提出了含聚污水的处理对策.研究结果表明:孤二联含聚污水比孤五联含聚污水稳定性强的原因是污水中三氯甲烷萃取物含量高,而且高酸值亚组分SF31的含量高.HPAM与强极性亚组分SF31、SF42有很强的相互作用,当HPAM质量浓度大于200mg·L-1时,乳状液很稳定,污水中油含量高.HPAM的盐敏效应导致盐质量浓度超过1800mg·L-1后,乳状液的稳定性增强,盐质量浓度超过7000mg·L-1以后,Zeta电位变成正值.因此,含聚污水不易用聚铝、低相对分子质量高阳离子度有机絮凝剂处理,而应用高相对分子质量阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)进行处理.CPAM与污水中HPAM在较宽的浓度范围内都有很强的协同絮凝作用.     

三次采油用石油磺酸盐的研制

采用ＳＯ３膜式磺化技术，磺化了石油馏分油中的芳烃，磺化产物经中和、萃取和浓缩处理，以制得符合油田三次采油要求的石油磺酸盐产品。结果表明本研究制得的石油磺酸钠产品在其低浓度时，具有较低的界面张力和较好的驱油效果。     

羧甲基化的非离子型表面活性剂与石油磺酸盐的复配试验

对羧甲基化的非离子型表面活性剂进行了应用研究.考察了这种非离子- 阴离子两性活性剂的耐盐能力和界面张力,研究了其与石油磺酸盐复配的性能.试验表明,这种两性活性剂与石油磺酸盐复配,不仅能大大改善石油磺酸盐的耐盐性能,而且由于存在界面张力协同效应,不需添加低分子量的醇即能使复配体系与癸烷的界面张力达到超低,适合于高矿化度地层驱油.此外还进行了高矿化度条件下的模拟驱油试验,取得好的效果.