阳离子/非离子复合表面活性剂改变油湿性砂岩表面润湿性机制

通过表面张力、接触角及Zeta电位测量首次研究并提出阳离子/非离子复合表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/辛基苯聚氧乙烯醚(TX-100)改变油湿性砂岩表面润湿性的吸附模型及机制。结果表明:阳离子/非离子复合表面活性剂CTAB/TX-100改变油湿性砂岩表面润湿性的效果比单一阳离子表面活性剂CTAB及非离子表面活性剂TX-100的效果更显著;CTAB与TX-100间存在良好的协同效应,CTAB分子预先吸附在油湿性砂岩表面充当锚粒子,TX-100分子通过疏水作用与其形成聚集体,从而提高了TX-100及CTAB在油湿性砂岩表面的吸附量;TX-100的存在也提高了CTAB与油湿性砂岩表面羧酸类物质形成离子对的能力,并使离子对的解吸附能力增强,因此改变油湿性砂岩表面润湿性的效果更显著。     

三元复合驱中碱提高采收率作用机理

研究三元复合驱中碱提高采收率作用机理,对更好地应用其具有重要技术指导作用。设计了界面张力、吸附、乳化、润湿性等多组单一变量对比实验及微观模型、天然岩心驱油实验,研究了碱提高采收率作用机理。结果表明:碱与原油反应生成的表面活性剂。快速地吸附在油水界面上;碱迫使更多的外加表面活性剂进入油水界面,从而增加了界面层中表面活性剂浓度,达到了协同降低油水界面张力作用。碱电离的阴离子与外加表面活性剂在储层基质表面竞争吸附,增加了基质表面负电荷,使其对外加表面活性剂静电斥力加大,降低了外加表面活性剂吸附量。生成的表面活性剂乳化油相,使碱具备了乳化作用。在流动剪切作用下,生成的表面活性剂不断渗入膜状残余油与基质之间,改变了油/基质间、水/基质间界面张力,破坏了油-水-基质之间的原平衡体系,使润湿性由憎水亲油变成亲水憎油。碱提高采收率幅度可达近5%,具备显著提高采收率效应。     

低渗油田表面活性剂驱油机制

以降低启动压力理论为依据,结合表面活性剂溶液对相对渗透率影响等实验,研究表面活性剂降低油层注入压力的机制。结果表明,表面活性剂可降低油水界面张力,增加原油流动能力;表面活性剂能改变岩石表面润湿性,使岩石润湿性向亲水方向转变,减小水驱毛管阻力;表面活性剂能增加水相渗透率,降低注入压力;当表面活性剂质量分数为0.2%、注入量为0.5 VP(VP为孔隙体积)时,选择含水率低于70%注入活性剂驱油效果较好。     

表面活性剂作用后的固体润湿性

通过考察经石油磺酸盐(PS)浸泡后的载玻片与油、水的接触角以及经石油磺酸盐浸泡后的云母片的表面形貌,研究表面活性剂作用后的固体润湿性。结果表明:对于亲水固体,经低质量浓度的石油磺酸盐作用后,其上因石油磺酸盐单分子层吸附而发生润湿性反转,而经高质量浓度的石油磺酸盐作用后,其上因石油磺酸盐双分子层吸附而保持水湿性,同时其润湿性达到稳定的时间随石油磺酸盐温度的升高而缩短;对于亲油固体,经低温高质量浓度的石油磺酸盐作用后,其润湿性难以改善,而经高温低质量浓度的石油磺酸盐作用后,其润湿性易因油湿性物质脱附而反转,但若此后该溶液继续作用,石油磺酸盐则会在新固体表面发生单层吸附,令其再次亲油;要高效利用表面活性剂改善润湿性,需要综合考虑表面活性剂浓度、温度以及作用时间的影响。     

季铵盐型表面活性剂的驱油机理研究

研究了季铵盐型表面活性剂的驱油机理:表面张力和界面张力、表面润湿性、表面电性。认为在用季铵盐型表面活性剂驱油时,存在低界面张力机理,润湿反转机理和表面电性反转机理。在驱油剂浓度达到600 mg•L-1时,采收率可提高5%~6%。可以推测,具有吸附性的阳离子表面活性剂都可有这几种驱油机理,并具有一定的驱油潜力。     

裂缝性致密砂岩油藏渗吸驱油效果影响因素

裂缝性致密砂岩储层物性较差,非均质性强,且发育微裂缝,注水开发效果较差,渗吸驱油作为致密油储层水驱采油的一种主要机理受到越来越多的关注。室内以鄂尔多斯盆地某油田裂缝性致密砂岩储层天然岩心为研究对象,通过自发渗吸实验,评价了原油黏度、注入水矿化度、温度、渗透率、润湿性以及表面活性剂对渗吸驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越低,注入水矿化度越低,温度越高,渗透率越大时,渗吸驱油采收率越高;其中润湿性对渗吸采收率的影响最为显著,岩石越亲水,渗吸驱油效果越好;阴离子型表面活性剂ZYL-1能够通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力来提高渗吸驱油采收率;加入0. 3%ZYL-1后的周期注水最终采收率可以达到45. 6%,远远高于单独水驱时的28. 9%。矿场试验结果表明,注入表面活性剂ZYL-1关井渗吸驱油后,取得了显著的增产效果,说明间歇式周期注水和表面活性剂渗吸驱油相结合的方式能够提高裂缝性致密砂岩油藏的采收率。     

表面活性剂对铝热轧用润滑剂性能的影响

通过对乳化液稳定性、粒径及其分布和表面张力的分析，研究了T702，SPAN80，油酸三乙醇胺皂，Tween80和NP-10这5种表面活性剂及其复配对铝热轧润滑剂性能的影响。研究结果表明：不同的表面活性剂对乳化液的稳定性有较大的影响，在基础油中添加油性剂，可与表面活性剂发挥协同效应，增加其乳化性能，降低乳液的表面张力，提高乳液的润湿性和稳定性。油酸三乙醇胺皂与Tween80或NP-10复配能使乳化液分散更细、更均匀，进一步降低其表面张力，提高乳化液的润湿性和稳定性；乳化剂的类型、亲水亲油平衡值及其用量和复配技术对乳化液的粒径有较大影响。     

港西三区聚表二元驱中表面活性剂优化筛选

聚表二元驱是最具有发展潜力的三次采油技术,对其表面活性剂的优化筛选的研究有利于提高其驱油效果。针对大港油田港西三区,研究了4种不同类型的表面活性剂的二元体系对原油的界面张力性能、润湿性能、乳化性能、洗油性能,为现场优化筛选表面活性剂提供了依据。结果表明:KPS界面张力较小,但改变润湿性能力、乳化能力、洗油能力最强;DWS-3界面张力最低,改变润湿性能力、乳化能力、洗油能力较强;甜菜碱界面张力较小,改变润湿性的能力、乳化能、洗油能力较弱;十二烷基磺酸钠界面张力最大,且改变润湿性能力、乳化能力、洗油能力最弱;考虑到采出液破乳问题及经济效应,建议港西三区聚表二元驱采用表面活性剂DWS-3。     

致密油储层注水吞吐动态渗吸特征及影响因素

为明确致密油藏注水吞吐渗吸驱油机理,评价各因素对渗吸驱油效果的影响,以鄂尔多斯盆地西北部地区长7储层天然岩心为研究对象,开展了岩心注水吞吐渗吸驱油实验,评价了表面活性剂类型、原油黏度、渗透率、润湿性、裂缝发育程度、体面比和生产压差对吞吐渗吸开发的影响.结果表明:HYS-3非离子表面活性剂提高渗吸效果最为明显,而DTAB...     

油、水、活性剂混合体系在方解石表面吸附的微观机理

构建了石油(辛烷)-水-活性剂混合体系与岩石(方解石(110)晶面)构成的界面超分子结构模型,采用分子动力学方法研究了鼠李糖脂、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠活性剂对石油分子界面吸附行为的影响.结果表明:3种活性剂分子均可降低石油分子在岩石表面的结合能而起到驱油作用;鼠李糖脂可使岩石表面由亲油向亲水转变,具有润湿性反转作用.     

以表面活性剂改善水对鳞片石墨的润湿性研究

研究了表面活性剂KS1055改善水对石墨的润湿性作用。结果表明,这种表面活性剂能明显改善水对鳞片石墨的润湿性,表面活性剂浓度以0．4％（重量比）为宜。     

表面活性剂对CO2中表面润湿的分子动力学模拟

通过分子模拟方法,研究稠密CO2溶剂中,全氟聚醚表面活性剂对水在3种不同亲水表面的润湿性的影响。结果表明:对于疏水性表面,表面活性剂部分取代存在于水滴和表面之间的CO2分子;对于弱亲水性表面,表面活性剂的加入使得水滴基本脱离表面;而在强亲水表面上,表面活性剂的加入增大水滴的接触角,减弱表面润湿性。同时进一步分析表面活性剂在水/CO2界面处的密度分布。总之,在稠密CO2溶剂中,表面活性剂能够改善表面的润湿性,这将有利于表面上亲水物质的脱除。     

铜酞菁表面处理（I）——对分散稳定性，润湿性的影响

以阴离子，非离子表面活性剂ASAA，NSAA对铜钛菁实施表面处理，观察了了表面活性剂类型，添加方式（处理方法）对铜酞菁颜料分散，润湿性能的影响，研究了阴离子型及不同HLB值的非离子表面活性剂对α-CuPC改进分散，润湿性的作用，比较了CuPC颜料分散性能与表面活性剂HLB(hydrophile-lypophile balance) 值之间的关系。     

致密油岩心渗吸机理及表面活性剂提高采收率实验

目前随着三塘湖油田致密油注水吞吐轮次的增加,油水置换效率急剧降低。为研究合适的表面活性剂,提高致密油渗吸采收率,通过采用核磁共振技术,并发明定量测量黏附油的渗吸实验装置,研究致密油岩心渗吸机理及表面活性剂吐温20、吐温80和仲烷基磺酸钠+椰子油二乙醇酰胺(WLW)溶液对致密油渗吸采收率的影响。结果表明:过渡孔喉中的渗吸滞留和岩石表面黏附油产生的原因是随着渗吸的进行毛管动力减弱,无法克服流动阻力;分散乳化油滴、降低界面张力、改善润湿性、降低黏附功降低因子,可以降低流动阻力、提高渗吸动力或者提高渗吸的毛细管动力与阻力差值,提高油水置换效率,实现表面活性剂提高渗吸采收率的目的。研究结果为采用表面活性剂提高渗吸采收率的深入研究及致密油藏的高效开发提供了理论参考。     

烷基多苷复配体系的润湿性能研究

润湿性是表面活性剂的一个重要特性。采用帆布沉降法测定了烷基多苷(APG)与目前常用的润湿渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)的润湿力，找出二元复配体系在各个浓度下的最佳复配比，并将该配比下的润湿性与常用的阴离子渗透剂十二烷基硫酸钠(SDS)进行比较。实验表明：复配后的二元体系表面活性剂具有比一元体系更好的润湿力，该复配体系润湿性较优，说明APG与JFC在润湿性方面具有协同效应。     

CTAB改变油湿性砂岩表面润湿性机理的研究

利用红外、原子力显微镜(AFM)、Zeta电位测定、接触角测定及岩心自发渗吸实验等手段研究了阳离子型表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)改变油湿性砂岩表面润湿性的机理。结果表明:CTAB改变油湿性砂岩表面润湿性的性能优异。由于静电引力作用,CTAB正电性离子头基与吸附在砂岩表面的原油当中的羧酸基团形成离子对,当CTAB的浓度超过临界胶束浓度(CMC)时,形成的离子对就会从砂岩表面解吸附并增溶于CTAB形成的胶束当中,从而露出干净的水湿表面,砂岩表面因此实现润湿反转。     

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。     

铜酞菁表面处理(Ⅰ)——对分散稳定性、润湿性的影响

以阴离子、非离子表面活性剂ASAA、NSAA对铜酞菁实施表面处理,观察了表面活性剂类型、添加方式(处理方法)对铜酞菁颜料分散、润湿性能的影响。研究了阴离子型及不同HLB值的非离子表面活性剂对α-CuPC改进分散、润湿性的作用,比较了CuPC颜料分散性能与表面活性剂HLB(hydrophile-lypophile balance)值之间的关系。     

表面活性剂对长庆超低渗砂岩油藏化学渗吸的影响

以长庆油田超低渗储层Y284区块为研究对象,通过静态渗吸、油水界面张力、润湿性以及油水黏度比测量等实验,研究了表面活性剂性能对化学渗吸采收率的影响。结果表明:在超低渗Y284砂岩储层中,阴离子型表面活性剂的渗吸效果最好,并且阴离子亲油基碳链长度的增加可以增强渗吸作用;溶液p H大于两性离子等电点时,甜菜碱型表面活性剂可促进渗吸作用;阳离子表面活性剂不适用于砂岩油藏的化学渗吸采油中;当界面张力处于10-1m N/m数量级时,界面张力下降,渗吸采收率升高,当界面张力处于10-2m N/m数量级时,界面张力上升,渗吸采收率升高;表面活性剂可以改善岩石表面润湿性,增强渗吸作用;给出了油砂静态渗吸的毛管数表达式,润湿相黏度的适当增加或非湿相黏度的降低有利于毛管数的增加,可以增大渗吸采收率。     

油藏开发阶段岩石表面润湿性控制方法研究

油藏中润湿性的变化往往是由于沥青质等组分在岩石表面的沉淀聚集引起的。本文通过对润湿性的认识研究了化学剂及表面活性剂处理岩心后岩心润湿指数的改变情况,确定通过加入化学剂等途径来控制原油/岩石表面反应的进行,进而可以控制岩石表面的润湿性。