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。.     

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。     

注CO2油气藏流体体系油/水和油/气界面张力实验研究

采用高压界面张力装置测定了某油田在油藏温度下,原油中不同CO2注入量时油藏流体/地层水的界面张力,并考察了压力的影响.实验发现,随着原油中CO2注入量的增加,油藏流体/地层水界面张力不断减小.相同CO2注入量时,随着压力升高,油藏流体/地层水界面张力增大;当CO2摩尔分数达到0.650时,测得的油藏流体/地层水界面张力随压力的升高已变化很小,同时,从测得的PVT关系中也已很难分辨出泡点压力,体系接近一次接触混相的状态.当CO2摩尔分数为0.578时,油藏流体/CO2界面张力随着压力的升高而降低.研究表明,对某油井采用注CO2降低油藏流体/地层水、油藏流体/CO2间的界面张力的方法是可行的,注CO2方法在降低界面张力的同时,还增加了地层压力,对提高油井的采收率有利.     

污水配制活性碱/聚二元复合驱体系实验研究

在碱/聚合物二元复合驱现场试验过程中,碱与配制用污水或地层水出现不匹配的问题,造成地面管线大量结垢及驱油体系性能大幅度下降。为解决这一问题,以大港羊三木油田三断块馆Ⅱ上油组油藏为依托,开展了污水配制碱/聚二元复合驱体系评价实验研究。选用污水匹配的活性碱（多元复合碱）及碳酸钠进行对比试验,在羊三木油田污水条件下,活性碱与污水的匹配性较好,比碳酸钠溶液的油水界面张力低2个数量级,达到10^-3mN/m,抗钙镁能力达到500mg/L,并且与原油的乳化性强;二元复合驱体系对五种聚合物与碱进行了配伍性实验,其中污水聚合物HTPW-111与碱的匹配性好。研究表明,污水配制的活性碱/聚二元复合驱体系保持了聚合物驱的增黏性和降低油水界面张力的特性。     

微生物与化学剂体系结合提高驱油效率的实验研究

利用芽孢杆菌DY-5的培养液对原油进行处理,处理后的原油样品酸值由0.009 5 m g KOH/g增加至0.082 m g KOH/g,上升了7.6倍.菌液与原油接触72 h后,大庆脱水、脱气原油与碱/化学表面活性剂体系间的界面张力值由3.95×1-0 3mN/m降至1.5×1-0 4mN/m,达到超低界面张力.同时,微生物菌液与碱/化学表面活性体系结合,对其中的化学表面活性剂在油砂上的吸附量降低38%左右.岩心模拟实验表明,采用微生物与碱/表面活性体系驱油,比单独用碱/化学表面活性剂体系驱油提高采收率3.35%,这为三次采油技术提供了一种新的高效驱油方法.     

重烷基苯磺酸盐溶液与原油间动态界面张力的实验研究

测定了重烷基苯磺酸盐溶液与大庆原油间的动态界面张力 ,考察了NaOH、Na2 CO3 、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM )和重烷基苯磺酸盐对动态界面张力的影响。结果表明 ,在大庆采油四厂原油ASP驱中 ,选用NaOH作碱剂容易产生低界面张力 ;当NaOH的浓度在一定范围内时 ,大庆采油四厂原油与重烷基苯磺酸盐体系间的界面张力能够达到超低值 ((10 -2 mN/m) ;NaOH对产生低界面张力的作用比HPAM和重烷基苯磺酸盐更显著。重烷基苯磺酸盐具有优良的表面活性 ,有望成为较理想的复合驱用表面活性剂。     

物化条件对短碳链萘磺酸盐与活性组分协同效应的影响

系统地考察了离子强度和碱浓度对萘磺酸盐与原油中活性组分间协同效应的影响.研究表明,最佳协同效应需要最佳物化条件(碳酸钠浓度为0.005%,氢氧化钠浓度为2.5×10-3 mol/L,离子强度为0.3 mol/kg);另外,还考察了钙镁离子对原油、萘磺酸盐及碱水体系界面张力的影响,实验结果表明,钙镁离子对石油萘磺酸盐与胜利原油活性组分协同效应影响与碱型、碱浓度和离子强度有关.     

表面活性剂在大庆油田复合驱中的应用研究

研究了石油磺酸盐与烷基苯磺酸盐的最佳配比。考察了表面活性剂、碱、聚合物对油/水界面张力的影响。筛选出一种适合大庆油田的三元复合驱体系。该体系组成为0.3％的表面活性剂+1.2％的Na_2CO_3+1.0‰聚合物,在油层温度下(45℃)与原油界面张力可达1.8x10~(-3)mN/m。     

驱油体系和油层的相互作用浅析

三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系,既有较高的粘度,又能与原油形成超低界面张力,从而提高原油采收率。     

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。     

离子种类和质量浓度对不同温度稠油油水界面张力影响的实验研究

为了研究在不同温度下离子种类和质量浓度对稠油油水界面张力的影响,分别配制了含不同质量浓度Na+、Ca2+、Mg2+的盐水溶液,应用旋转油滴法测量了不同温度时稠油与盐水的界面张力,分析了温度、离子种类与质量浓度对界面张力的影响规律.实验结果表明:①盐水成分为Na+和Mg2+时,随离子质量浓度的增大,界面张力先减小后增大,存在极小值;成分为Ca2+时,界面张力先增大后稳定再增大.②随温度升高,在Na+和Ca2+作用下界面张力明显减小,在Mg2+作用下先减小后稳定.③温度和离子质量浓度均影响界面张力;离子质量浓度低时界面张力主要受温度影响;离子质量浓度高时在Na+作用下界面张力受温度影响较大,在Ca2+作用下界面张力受温度的影响减弱;在Mg2+作用下界面张力受离子质量浓度的影响较大.     

二壬基酚聚氧丙烯醚磺酸盐-碱-桩西原油的动态界面张力研究

以壬基酚生产过程中的副产物二壬基酚为原料,合成了氧丙烯平均链节数为5.01的二壬基酚聚氧丙烯醚磺酸盐(DNPPS).界面张力测定表明:DNPPS/桩西稠油的动态界面张力平衡值为0.13mN/m,比以壬基酚为原料合成的具有相似氧乙烯链节的其他非离子-阴离子表面活性剂动态平衡界面张力都低.为进一步降低DNPPS/桩西稠油的界面张力,将DNPPS与碳酸钠进行了复配.发现当体系中Na2CO3与DNPPS质量比为10∶1左右时,二者之间有明显的协同效应;在Na2CO3质量分数为0.1%的复配体系中添加质量分数为0.005%～0.010%的DNPPS,可使界面张力降低到10-4mN/m以下.研究对稠油化学驱有指导意义,也为二壬基酚的应用提供了新途径.     

复合体系中预接触时间对界面张力的影响

研究了预接触时间对NaCl/碱/重烷基苯磺酸盐/大庆原油体系界面张力的影响。结果表明,随着预接触时间的延长,体系界面张力最低值上升,当预接触时间由20min延长到1440min时,界面张力最低值由1.3×10^-3mN/m上升为4.8×10^-2mN/m,并且曲线具有一定规律性;界面张力平衡值随着预接触时间的延长缓慢上升,在120min前基本保持不变,在120min后上升为0.01mN/m以上,并平稳上升。同时,验证了原油中的活性物质对降低界面张力起到重要作用。     

稠油油藏化学驱采收率的影响因素

采用烷基聚氧丙烯醚硫酸盐和羧基甜菜碱两类两性表面活性剂与碱复配构建具有不同界面张力特点的驱油体系,通过驱油试验评价不同体系对桩西稠油采收率的影响,采用微观驱替试验研究不同体系提高采收率的机制。结果表明:界面张力与采收率没有明显的对应关系;碱通过维持油、水、固三相接触点亲油性和降低油水界面张力,减弱驱替介质沿油与岩石之间的渗入,增强驱替介质从原油中心的突进和分散,提高驱替压力和波及体积;相比于碱和原油反应产生的表面活性剂,外加的表面活性剂亲水性较强,会增强固体表面的亲水性,导致驱油剂沿孔隙壁面突进;表面活性剂-碱体系与原油形成的细分散水包油型乳状液加剧了驱油剂的窜进,不利于提高波及系数;对于稠油油藏,化学驱体系的波及系数是提高采收率的关键因素。     

波及系数对稠油化学驱采收率的影响

为了研究稠油化学驱的影响因素,通过测定碱和表面活性剂复合体系与原油的界面张力、乳化能力和油膜收缩速率,得到了具有不同性能的配方,采用岩心驱替试验评价不同体系的驱油效率.结果表明,表面活性剂与稠油虽然可以达到超低界面张力,但是采收率不高,碳酸钠体系界面张力较高,但是采收率最高.分析表明:低界面张力体系虽然可以增大毛管数,提高洗油效率,但是在驱替过程中导致水驱通道内含油饱和度低,驱油剂窜进严重,波及系数较低;碳酸钠体系虽然没有达到超低界面张力,但是其乳化能力强,油膜收缩速率低,因而具有较大的波及系数,获得了较高的最终采收率.因此对于稠油油藏,提高驱油剂的波及系数对获得较高的采收率更为重要.     

有机硅-无机硅纳米复合物的制备及结构表征

利用溶胶-凝胶法原位制备有机硅-无机硅纳米复合物,采用XRD和傅立叶变换红外光谱仪对其进行结构分析,利用透射电子显微镜表征了有机硅-无机硅纳米复合物的形貌,全量程界面张力测量仪测定了α-烯烃烷基磺酸盐与有机硅-无机硅纳米复合物的复配体系与大庆油水体系的油水动态界面张力.结果表明:该方法制备的有机硅-无机硅纳米复合物颗粒大小在40nm以下;有机硅-无机硅纳米复合物与α-烯烃烷基磺酸盐复配体系,能使大庆油田油水体系的油水界面张力降低至10-4mN/m数量级.     

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.