三元复合驱体系/大庆原油间界面张力研究

研究了彬表面活性剂／聚合物三元复合驱体系与大庆原油间形成低界面张力的特性。结果表明：在降低界面张力方面，碱与表面活性剂之间存在显著的协同效应。而聚合物与碱、聚合物与表面活性剂之间不存在明显的协同效应。本文还初步探讨了超低界面张力的形成机理，并研究了碱浓度、表面活性剂浓度对复合体系／大庆原油间界面张力的影响。     

水成膜泡沫灭火剂性能的影响因素分析

根据水成膜泡沫灭火剂的灭火原理,从氟碳表面活性剂的碳链长度以及试验温度等角度,分析了氟碳表面活性剂表面张力以及铺展系数的变化;其次采用主动供气泡沫枪,研究了气液混合比对发泡倍数的影响;最后利用传统自吸式泡沫枪,从接收距离和喷嘴直径大小等维度分析发泡倍数的变化。试验结果表明,发现其碳链长度越长,表面张力越低,铺展系数随温度的升高先增加后趋于稳定;发泡倍数随气液混合比的增加先增大后趋于稳定;增大泡沫枪喷嘴直径和延长泡沫接收距离,发泡倍数均呈现先增大后趋于稳定;但增加的幅度并不是太明显。     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

弱碱三元复合体系的乳化作用及其对驱油效果的影响

通过岩心驱油实验研究了弱碱三元复合体系的乳化作用及其对驱油效果的影响。结果表明:与原油接触后,三元复合体系中部分表面活性剂和碱会转移进入到油相中去,但聚合物却难以进入;随油水体积比和接触时间的增加,表面活性剂和碱在油相中分配系数增大,但二者作用机理不同;原油组分、乳化、碱和聚合物对表面活性剂在油水相中的分配均有影响;与聚驱相比,弱碱三元复合驱的注入压力较高,含水率较低,采出程度的增幅较大。     

三元复合驱组分协同作用规律研究

三元复合驱中聚合物、碱以及表面活性剂的协同作用能够大幅提高原油采收率,各组分存在的色谱分离会使协同作用大为减弱。通过一维长岩心研究二元/三元体系各组分在线性流过程中吸附规律差异,然后制作二维平面物理模型研究三元复合驱径向流过程中各组分运移规律,判断出三者的协同作用距离,通过数值模拟以及矿场试验结果论证用变浓度多段塞代替单一段塞的可行性。研究表明:三元体系中由于碱的存在可以使超低界面张力保持距离和乳化能力强于二元体系,三元体系一维长岩心的采出程度比二元体系增加了6.32%;三元体系各组分协同作用距离集中在主流线1/2处,各组分运移距离为:聚合物碱表面活性剂,在后续水驱的过程中表面活性剂存在解吸附现象;使用变浓度多段塞组合注入,可以在保持相近采收率情况下减少15%的表面活性剂和4.5%的聚合物用量。     

NNMB/NAPS二元体系与原油界面张力研究

室内在模拟中原油田油藏温度条件下研究了双子表面活性剂NNMB与疏水缔合聚合物NAPS二元复合体系与原油的界面张力。考察了NNMB、NAPS、NaCI对二元体系/原油界面张力的影响。结采表明:NAPS对NNMB溶液界面张力值没有明显的影响;NNMB/NAPS二元体系中加入一定量的氛化钠,可以增加表面活性剂降低界面张力的效率;该体系与原油间的最低瞬态界面张力均低至 10^-3mN/m。这种新型二元体系对于高矿化度油藏提高原油采收率具有很大的应用前景。.     

碱与表面活性剂在油水界面上的协同作用

通过对比油/碱(O/A)、油/碱-表面活性剂(O/AS)体系的动态界面张力,发现加入碱降低油水界面张力(DIFT_(min)),而高碱浓度下,界面张力反而升高;加入表面活性剂后,低碱浓度时界面张力升高,而高碱浓度下体系的界面张力显著降低.通过对比相同离子浓度下NaOH与NaOH-NaCl溶液与重油的界面张力发现,OH-也对高碱浓度下界面张力的升高具有重要的影响;通过测定油碱作用后从油相扩散至水相的总碳含量(TOC)的变化,发现油相扩散至水相的组分的量增加.综合考虑上述实验结果,认为NaOH和外加表面活性剂在油水界面上的协同作用为:NaOH与重油潜在的界面活性物质作用生成原位表面活性剂,外加表面活性剂取代原位表面活性剂在油水界面上发生吸附,促进原位界面活性物质离开油水界面,从而使得原油中潜在的界面活性物质得以与原油反应,进而生成更多的原位界面活性物质从而降低油水界面张力.     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小.在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高.界面张力由10-2 mN/m降至10-3 mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2 mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率.     

新型阴离子-非离子表面活性剂界面张力的研究

实验考察了5种自制的阴离子-非离子表面活性剂与桩西106-15-X18脱水原油在55℃下的动态界面张力与水相矿化度之间的关系.阴离子-非离子表面活性剂在水相中的质量浓度为1g.L-1.实验发现:所研究的表面活性剂与原油之间的动态界面张力受矿化度的影响明显,一定范围内,矿化度的增加有利于界面张力的降低,当矿化度增加到一定程度时界面张力又呈现增大的趋势.对于9AS-0-4、12AS-0-4、13AS-0-4三种表面活性剂,在相同的矿化度条件下,9AS-0-4的界面活性最好,12AS-0-4则略差;表面活性剂亲油基相同的情况下,随分子中氧丙烯链节长度的增加,表面活性剂的最佳盐含量依次降低,可以通过在表面活性剂中引入氧丙烯链节的方式来达到调节表面活性剂亲水亲油平衡之目的.     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系，通过流变性实验，分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物／表面活性剂二元复合体系流变性的影响；通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验，分析了聚合物／表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响，研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明，实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力，表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中，形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用，使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且该二元体系的粘弹性越大，采收率越高。界面张力由10^-2mN／m降至10^-3mN／m时的最终采收率均高于界面张力为10^-2mN／m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。     

CO2水基泡沫的稳定机理研究

考察了多种表面活性剂溶液生成的二氧化碳水基泡沫的稳定性,发现十二烷基硫酸钠(SDS)稳定二氧化碳泡沫的效果比较突出。以SDS与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)体系对比,采用分子动力学模拟方法研究泡沫体系中二氧化碳分子的增溶、扩散等行为以及泡沫液膜中表面活性剂的界面排布规律,并采用FT-IR探测二氧化碳透过泡沫液膜的透过性。实验结果与模拟结果吻合,表明二氧化碳气体分子可增溶在泡沫液膜上表面活性剂疏水链间,并与水分子有相互作用,可渗透进入泡沫液膜,在泡沫液膜内增溶,因此二氧化碳分子透过液膜的扩散能力强,泡沫聚并破灭速度加快。SDS分子疏水链在泡沫液膜界面层内排列致密,液膜内二氧化碳增溶量小,二氧化碳分子透过SDS泡沫液膜的扩散速度较慢,因此泡沫稳定性好。     

低张力泡沫驱油体系提高采收率研究

低张力泡沫驱油体系具有调剖封堵、乳化及提高洗油能力等多重作用,在三次采油领域具有巨大潜力。对甜菜碱类表面活性剂及烯烃磺酸盐(AOS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯十二醇醚硫酸酯盐(AES)等三种常用阴离子起泡剂的泡沫性能和界面性能进行研究,优选得到兼具有稳定泡沫性能和低界面张力性能的泡沫驱油体系。结果表明有效含量0.1%的十二烷基羟丙基磺基甜菜碱(DSB)具有优异的发泡能力和稳泡性能,其在一定含油饱和度下具有更好的泡沫性能,遇油稳定性也明显增强;并且在250×10-6(ppm)下仍能与桩西原油达到低界面张力,即10-2m N/m;单管岩心驱油实验结果表明,0.3PV的泡沫段塞提高采收率最高可达29.7%,含水率由95%降低至55%。     

复配发泡剂泡沫循环利用研究

针对泡沫钻井中一次性泡沫使用量大,耗材多,返出泡沫储存空间大,导致钻井成本升高的问题,开展了循环泡沫技术研究.对室内研制出的酸碱敏感性复配发泡剂进行了泡沫性能评价以及不稳定泡沫、稳定泡沫和硬胶泡沫循环实验.结果表明:当pH值＞7时,该复配体系具有良好的发泡性能和较强的抗NaCl能力;当pH值＜5时,发泡能力较弱;实验证...     

塔河油田高温高盐苛刻油藏高效起泡剂优选与性能评价

 为进一步提高塔河油田高温高盐油藏的采收率,探索高温高盐油藏泡沫驱油的可行性,通过Ross-Miles 法,以泡沫综合值为评价指标优选了耐高温耐高盐起泡剂体系,评价其稳定性、表/界面张力和高温高压下泡沫起泡性能,并通过物理模拟实验研究了泡沫对地层的适应性和驱油效果。实验结果表明:优选的起泡剂为HTS-1 两性表面活性剂,高温高盐稳定性好,且能使油水界面张力降低到10^-1 mN/m 数量级;在高压高温下起泡剂的起泡和稳泡性能大幅度提高,且随着压力的增加,起泡性能有进一步增加的趋势;单管岩心物理实验证明泡沫对地层有较广的适应性,在一定地层渗透率范围下,泡沫的封堵性能随渗透率的增大而增强,超过一定渗透率后泡沫的封堵性能下降;驱油实验显示出泡沫能有效封堵高渗层,实现液流转向,并能提高洗油效率,采收率增值达到17%左右。     

两元表面活性剂发泡性能协合作用的实验研究

本文对以非离子型表面活性剂(SX-1)与其它表面活性剂所形成的两元混合体系在发泡性能上的协合作用作了试验研究．从十二种不同类型的表面活性剂中筛选出了在发泡能力和泡沫稳定性上具有协合作用的四种表面活性剂。同时,考察了它们在无机盐存在时的发泡性能、综合发泡能力和泡沫稳定性,得出了最佳的SX-1与SAS构成的二元混合体系,并对该体系的协合作用作了一定的理论解释．本研究对于表面活性剂在油气田开发和日用化工中的应用具有一定的参考价值。     

强化泡沫驱油体系性能研究

利用Waring搅拌器测定了不同泡沫体系的泡沫性能 ,利用岩心驱替试验测定了泡沫在岩心中的阻力压差及驱油效果 ,研究了不同浓度的聚合物对泡沫体系起泡性能和稳定性的影响 ,确定了聚合物在强化泡沫驱油体系中的最佳使用量。对单一聚合物体系、单一泡沫体系与强化泡沫体系在水驱后的稳定性及驱油效果进行了对比分析 ,结果表明 ,强化泡沫体系比单一泡沫体系具有更强的稳定性 ;比聚合物及单一泡沫体系的驱油效果更好 ,是一种较为实用的驱油体系。室内试验表明 ,该体系能够较大幅度地提高采收率。     

基于非离子表面活性剂的高压CO2泡沫稳定性试验

针对壬基酚聚氧乙烯醚系列非离子表面活性剂,利用高温高压可视化泡沫仪,在不同温度、压力和矿化度条件下对CO2泡沫性能进行测试,分析(聚氧乙烯基)EO聚合度、矿化度、压力和温度对CO2泡沫性能的影响。同时通过驱替试验对CO2泡沫作为驱油剂的封堵和流度控制能力进行测试,并与高温高压泡沫仪的试验结果进行对比,分析泡沫仪测试的泡沫综合性能指数与泡沫在驱替试验中的阻力系数的相关性。结果表明:随着EO聚合度的增大,表面活性剂的亲水性增加,所产生CO2泡沫的性能及稳定性提高;泡沫液矿化度增大、压力增大和温度升高都会导致CO2泡沫性能下降。驱替试验结果揭示了表面活性剂分子结构对CO2泡沫的影响,对CO2泡沫用非离子表面活性剂的设计和性能提高具有指导意义。     

聚氧丙烯壬基酚醚硫酸酯盐/碱体系与原油动态界面张力研究

合成了聚氧丙烯壬基苯酚醚硫酸钠,研究了有机碱、无机碱以及所合成表面活性剂和有机碱、无机碱复配体系与桩西普通稠油的动态界面张力行为.结果表明:使用碳酸钠、三甲胺、三乙胺都可改变油水界面张力.碳酸钠/原油界面张力曲线呈"S"型变化,可分为缓慢上升、迅速上升和相对平衡3个阶段,而有机胺/原油界面张力曲线呈"U"型变化,出现动态界面张力最小值.碳酸钠加量不同时,其动态界面张力曲线变化不大;胺的质量分数升高时,动态界面张力则表现出先降低、后升高的趋势,存在最佳的胺加量.对于表面活性剂与Na2CO3复配体系,当Na2CO3加量高于一定临界值时,复配体系才有明显协同效应,此时仅需添加质量分数为0.0025%表面活性剂就可以将油水界面张力降低到10-5mN/m数量级.对于表面活性剂与有机胺的复配体系,降低油水界面张力的能力取决于体系中有机胺和表面活性剂的含量.只有当复配体系中有机胺的质量分数高于0.05%、9AS-3-0的质量分数低于0.01%时,复配体系才具有协同效应.上述研究说明:由有机碱和原油组分在油水界面反应生成的表面活性物质,其界面活性以及和聚氧丙烯壬基苯酚醚硫酸钠复配体系的界面张力行为与加无机碱的情况是不同的.另外,通过驱油试验证明,具有较低动态界面张力的9AS-3-0/Na2CO3复配体系有高的提高采收率的能力.     

煤层低伤害氮气泡沫压裂液研究

随着煤层气开发规模不断扩大,在煤层压裂增产过程中压裂液滤失量高、地层伤害严重、返排困难且压裂效果差等问题不断凸显。结合煤层气储层物性,研制低伤害氮气泡沫压裂液体系,即0.5%YSJ杀菌剂+1%FP-1复合起泡剂+2%KCl防膨剂+N2。对该氮气泡沫压裂液体系进行滤失试验和分散试验研究。结果表明:该泡沫压裂液体系起泡及稳泡性能良好,耐剪切能力强,携砂能力强;泡沫和气液两相滤饼的封堵作用可以明显降低压裂液的滤失量,并且氮气可以增强压裂液的返排能力;压裂液体系中的表面活性剂可以降低煤粉与水相的界面张力,提高压裂液对煤粉的分散能力;相对于常规压裂液体系,氮气泡沫压裂液体系对煤层气岩心的伤害较小。