煤层气井用高效双子型起泡剂ULT-1的研制

分析起泡剂的分子结构与起泡量、泡沫稳定性的关系,设计新型起泡剂ULT-1的分子结构,室内合成该起泡剂。红外光谱和质谱对起泡剂的结构表征与分子结构设计一致。对起泡剂ULT-1进行性能评价。研究结果表明:质量分数为0.2%的起泡剂ULT-1水溶液的表面张力达到20.40mN/m,较蒸馏水降低了71.82%,发泡体积达501 mL,半衰期长达1 440 s,与质量分数0.5%的常规起泡剂相比,泡沫半衰期提高3倍以上。起泡剂ULT-1的抗盐及抗温性能较好,煤样润湿性恢复值高达93.70%,起泡剂ULT-1容易在煤岩表面脱附,有利于储层保护。     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）,通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法（¹H NMR）定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

高压下泡沫性能参数的研究

针对华北油田河间东营油藏温度,开展了SD起泡剂高温高压空气泡沫性能评价实验。研究结果表明,在10 MPa压力下,有效物浓度为0.08%时,起泡剂性能最佳,起泡体积达1 972 mL,泡沫半衰期为2 422 s。不同压力下对有效物浓度为0.08%的SD起泡剂进行评价。结果表明高压下泡沫性能有所提高,空气泡沫起泡体积和泡沫半衰期的增长幅度分别为8.45%和55.56%。通过对SD、OP起泡剂在可视化条件下实验,测得SD、OP泡径约为4.714×10-4m,这与经验公式计算得到的数值相近。     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理，分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h，研究了灭火剂在老化前后的性能变化；采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS），通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况；采用核磁共振氢谱法（¹H NMR）定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后，泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降，pH值显著升高，表面张力未发生明显变化；在90℃下热老化192 h后，烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解，烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定；在90℃下热老化192 h后，糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境，甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境，因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

煤层气井除垢泡沫酸的配方研制及性能评价

针对研究区煤层气井井下设备严重的结垢问题,室内优选出了2种用于除垢的泡沫酸体系((1)12%HC1+A14(0.6%十二-十四酰胺羟基磺丙基甜菜碱)+0.1%稳泡剂(黄原胶B3)+0.5%缓蚀剂A;(2)12%HC1+A14+A12(0.3%十二-十四酰胺羟基磺丙基甜菜碱+0.5%十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱)+0.1%稳泡剂(黄原胶B3)+0.5%缓蚀剂A),对25℃和45℃下的2种泡沫酸体系稳定性进行了评价。结果表明,泡沫酸垢溶蚀率高达95%,稳定性好(体系(1)动力学指数为87左右,体系(2)为94.9),温度对2种泡沫酸稳定性影响极小,最终选用更为经济的泡沫酸体系(1),且有较好的现场应用效果。     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料 ,在室内对泡沫剂进行了评价 ,对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究 ,分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理 ,并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明 ,在一定起泡剂质量分数范围内 ,随着气泡质量分数的增加 ,起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为 1∶2 ,最佳气泡剂质量分数为 0 .3%。在非均质油层(模型 )中泡沫的驱油效果比在均质油层 (模型 )中的更好 ,残余油饱和度降低了 2 1.1% ,采收率提高了 31.2 %。     

十二烷基苯磺酸钠泡沫循环利用室内研究

利用十二烷基苯磺酸钠(ABS)对钙盐的敏感性,根据十二烷基苯磺酸钙与碳酸钙的溶解度不同,利用沉淀转化原理,实现十二烷基苯磺酸钠泡沫的循环利用.由ABS-CaCl2-Na2CO3组成循环泡沫基液,在室内研究了不稳定泡沫(质量分数为0.6%的ABS,以下配方物理量皆为质量分数)、稳定泡沫(0.6%ABS+0.2%XC+0.2%HV-CMC)和硬胶泡沫(0.6%ABS+0.2%XC+0.2%HV-CMC+5.0%膨润土)的循环特点.结果表明:不稳定泡沫在室内循环6次以后,发泡体积由700mL降为510mL,半衰期由4.7min降为3.6min;稳定泡沫循环6次以后,发泡体积由510mL降为460mL,半衰期由22.5min降为18.2min;硬胶泡沫循环4次以后,发泡体积由480mL降为420mL,半衰期由34.7min降为26.4min.可通过补充少量的十二烷基苯磺酸钠,或是通过添加稳泡剂来提高泡沫质量,增强泡沫的稳定性,实现十二烷基苯磺酸钠泡沫的循环利用.     

去乙酰真菌环氧乙酯发酵液预处理工艺

为了降低去乙酰真菌环氧乙酯发酵液粘度,改进过滤效果,考察了β -葡聚糖酶对去乙酰真菌环氧乙酯发酵液粘度的影响,并进一步研究了不同类型的絮凝剂对发酵液过滤速度、沉降率、有效过滤体积和去乙酰真菌环氧乙酯含量的影响.通过正交试验,确定了非离子型聚丙烯酰胺的最佳絮凝工艺条件,应用统计学手段获得了最佳酶促反应时间和酶用量. 结果表明,β -葡聚糖酶和非离子型聚丙烯酰胺的联合使用,可使滤速提高80%,有效过滤体积增加50%,保证了去乙酰真菌环氧乙酯的发酵量.     

抗盐表面活性剂及其复配体系的泡沫性能

利用泡沫扫描仪研究了不同种类表面活性剂及其复配体系的起泡性、稳泡性和抗盐性．结果表明,在去离子水中有5种表面活性剂的起泡体积大于160mL,泡沫半衰期超过60min．无机盐对仅一烯烃磺酸钠（AOS）、椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱（CAB）和非离子双子表面活性剂（DWS）的泡沫性能影响较小．DWS含量在80％附近,AOS／DWS和CAB／DWS的泡沫稳定性得到明显改善．     

环氧树脂乳液泡沫制备及固砂性能研究

为了克服化学防砂中存在的缺陷,改善其应用效果,开展了环氧树脂乳液泡沫固砂性能的研究.以环氧树脂、自制乳化剂为原料,采用相反转法,合成了具有较低黏度的环氧树脂水乳液.将合成的乳液稀释与起泡剂、稳泡剂混合搅拌可得到稳定性良好的泡沫.实验表明,在室温下质量分数50%乳液中,当起泡剂与稳定剂用量分别为乳液质量的0.4%、3.0%时,起泡体积倍数大于4,半衰期可达到29 h以上.通过室内模拟固砂实验发现,采用环氧树脂乳化泡沫固砂,所固结岩心强度高,渗透性好,抗压强度可达5 MPa,可以为非均质油藏或水平井的防砂提供一种有效的手段.     

氮气泡沫驱用起泡剂优选及起泡性能评价

以综合起泡能力作为评价指标,利用Waring Blender评价方法,在对常用起泡剂进行初选的基础上,对起泡剂的起泡性能及起泡剂加入浓度、稳泡剂加入浓度进行了评价和优选.结果表明:HY-2型起泡剂在模拟油田地层水下具有较好的综合起泡能力,起泡剂加入浓度为0.5%,液相黏度对起泡剂的稳定性影响较大,存在一个最优的液相黏度值,稳泡剂加入浓度不应小于700 mg/L.原油的存在使泡沫的起泡体积和稳定性均呈现下降的趋势.泡沫的这种特性,有利于调整高低渗透层中的流度差异.     

淀粉基烷基糖苷制备环保型洗涤剂

以凹凸棒土为无机助剂,用正交实验优化了以淀粉基烷基糖苷(APG)为主表面活性剂的复配液体洗涤剂的工艺.结果表明,最佳工艺条件为:主要原料配比mAPG∶mALS∶mAES∶m6501=12∶9∶3∶1,在55℃下,混合1.5~1.8 h,凹凸棒土用量1.5%.产品起泡性能好,去污力强,对皮肤刺激性低,稳定性好.     

烷基糖苷表面活性剂及其复配体系流变行为研究

以实验室自制的烷基糖苷(APG)为主要研究对象,考察溶液浓度、盐度以及复配体系中聚乙二醇(PEG)浓度对烷基糖苷溶液和复配体系溶液粘度以及流变性能的影响.实验结果表明,不同浓度烷基糖苷溶液呈现出不同的流变学特征,溶液浓度≥9%时,溶液由牛顿流体向非牛顿流体转变;盐浓度对烷基糖苷溶液影响显著,Na Cl浓度≥1%时,APG溶液由非牛顿性流体向牛顿流体转变;聚乙二醇与烷基糖苷复配后体系溶液的流变性能发生改变,聚乙二醇浓度较低时,复配体系为牛顿流体;聚乙二醇浓度较高时,复配体系呈现非牛顿流体特征.     

聚丙烯酰胺反相乳液聚合工艺的探讨

采用反相乳液聚合技术制备高分子量的非离子型聚丙烯酰胺（PAM ）乳液。单因素实验结果表明,最佳的工艺条件为：单体浓度4.92 mol/L ,引发剂浓度0.30%,乳化剂浓度6.94%,油水体积比1.2：1.0（环己烷做分散相）,搅拌速率300 r/min,反应温度45℃。采用过硫酸钾-脲作为氧化还原引发体系可以获得较理想的PA M乳液,Span60和Tween80混合物是聚丙烯酰胺乳液制备的最佳乳化剂。     

泡沫体系注入方式优化及可视化研究

针对一些油田地层矿化度高的特点,使用抗盐起泡剂HY-6,通过非均质填砂管实验,研究4种注入方式对泡沫调剖增油效果的影响,并研究泡沫在非均质可视化填砂模型中提高采收率的机理.结果表明:注入一定量的聚合物前缘段塞有利于增大波及系数,4种注入段塞组合方式中较好的组合方式"为质量分数为0.1%聚合物YG100前缘段塞(0.1 PV)+质量分数为0.3%起泡剂HY-6段塞(0.3 PV)+泡沫主段塞(0.5 PV)";泡沫驱主要利用贾敏效应封堵高渗区,增大低渗区的波及系数,从而提高采收率.此外,泡沫前缘因遇油消泡,产生气驱和稀表面活性剂驱,可以明显改善高渗区的洗油效率.     

耐盐稳定泡沫选择性堵水剂

耐盐稳定泡沫具有抗高温、堵水不堵油等优良特性,是很有发展前途的一种选择性堵剂．笔者研究了泡沫稳定的机理,优选了泡沫堵水的配方,选用具有支型结构的发泡剂和具有耐温耐盐结构的稳定剂．由耐盐活性剂（DM5512）、甜菜碱、烷基糖苷（APG）、十六烷基三甲基氯化铵（1631）？昆合制备成了离子型复合起泡剂（QP-1）,由羟丙基甲基纤维素（HPMC）、SMP—III、高分子聚合物（SP-8）混合制备成了稳定剂（WD-1）,使用时把QP-1和WD-1混合均匀,配成一定水溶液,然后发泡制备耐盐稳定泡沫．实验证明以上配方具有良好的泡沫稳定性和耐温耐盐性,并利用GE-5显微镜观察了泡沫的结构,讨论了可用作选择性堵7k剂的原因．     

马铃薯淀粉转糖苷化合成十二烷基糖苷

以马铃薯淀粉、乙二醇、十二醇为原料,在酸性催化剂的催化作用下通过转糖苷化法合成十二烷基糖苷,探讨了醇(十二醇)糖比对反应的影响,确定了反应的最佳醇糖比为1∶1(摩尔比),产品粗产率为156%,残醇量为3.9%.通过测试,所得产品的最大表面张力为25.8N/m、HLB值为13.2,并且产品的起泡性、泡沫稳定性及乳化稳定性均较佳.     

SiO_2/SDS复合体系CO_2泡沫驱油性能实验研究

以无机SiO_2纳米颗粒与SDS协同稳定的CO_2泡沫为研究对象,研究了该复合体系泡沫的耐温、耐油性能,并通过物理模拟实验研究了其驱油机理及性能。结果表明:复合体系中SDS质量分数为0.25%、SiO_2纳米颗粒质量分数为1.5%时,CO_2泡沫在80℃条件下半衰期可达25.3 min,相比较单一SDS体系CO_2泡沫半衰期延长23.8 min;原油体积分数10%时,复合体系CO_2泡沫半衰期相较于单一SDS体系CO_2泡沫延长18 min;复合体系CO_2泡沫对于附着在岩石壁面上的原油具有更为明显的"擦除"作用,这种作用与泡沫在多孔介质中的快速反复运动相结合能够进一步提高洗油效率;随着复合体系质量分数的增加,采收率增幅逐渐增加,当SiO_2纳米颗粒质量分数达到1.5%时,可提高采收率30.3%;22~80℃实验温度范围内,复合体系CO_2泡沫提高采收率均达到20%以上。     

氟碳表面活性剂复配体系的起泡性能研究

探讨了磺基甜菜碱氟碳表面活性剂(FS)与阴离子碳氢表面活性剂(AOS)复配体系组成、浓度、无机盐、有机溶剂等因素对复配体系泡沫性能的影响,结果表明:FS与AOS协同效应好,起泡和稳泡能力强.与AOS最佳复配比为FS:AOS=1:5,质量分数为0.2%.当NaCl、CaCl2、MgCl2浓度分别为8×104、2×103、4×104 mg·L-1时,起泡性能和泡沫稳定性仍较好,在煤油含量30%时起泡性能和泡沫稳定性仍较好,还研究了无机盐对复配体系泡沫耐油性能的影响.     

基于气流法筛选复合泡沫驱用起泡剂体系

针对某油田复合泡沫驱用起泡剂的性能评价,采用气流法对复合泡沫体系驱油用起泡剂的起泡性、稳泡性及其影响因素进行研究。静态试验结果表明:起泡剂浓度、地层水矿化度、气液比等因素对体系性能具有重要影响。通过对比试验发现,阴离子型起泡剂的起泡性能和稳泡性能最优,其中QP-2在不同的气液比和地层水矿化度条件下都具有较好的起泡性能和稳泡性能,并且其最佳使用浓度为0.5%,在不同气液比情况下随矿化度的增加,起泡剂的综合性能逐渐降低,但影响不大,随气液比的增大,起泡剂的起泡性和稳泡性也随之增加。