稠油氧化自生表面活性剂乳化降黏实验研究*

以渤海稠油为原料,研究了空气低温催化氧化对稠油组成和性质的影响;并抽提分离出氧化稠油中石油羧酸,制成石油羧酸盐,评价其乳化性能;最后以稠油氧化程度、乳化助剂加量、含水率和乳化温度考察了助剂作用下氧化稠油的乳化性能。实验结果表明：稠油经空气低温催化氧化72 h后,沥青质+胶质下降了4.4%,相对平均分子质量减小5.18%,氧化对稠油起到了一定的改质作用;同时稠油酸值由氧化前的2.78 mgKOH/g增长到5.05 mgKOH/g;石油羧酸盐能形成较低的油/水界面张力,具有良好的乳化效果,稠油经空气低温催化氧化后,在复合乳化助剂作用下产生自生表面活性剂,形成水包油型乳液体系达到乳化降黏,降黏率达92%以上。     

一种新型蒸汽驱封窜剂-乳化树脂

蒸汽窜是制约热采提高稠油采收率的关键问题。研制了一种新型蒸汽驱封窜剂——乳化树脂;该乳化树脂是利用复配表面活性剂溶液和沥青树脂(软化点48℃),通过胶体磨配制而成的。室内实验结果表明,乳化树脂稳定性与乳化剂的界面活性具有较强的对应关系;乳化剂油水界面张力越低,乳化液滴粒径越小,油水界面越清晰,乳液越稳定。纳米SiO_2粒子对表面活性剂的乳化树脂能力具有显著的增效作用;无机盐对乳化树脂的稳定性具有不利的影响。乳化树脂液滴在无机盐溶液中的Zeta电位绝对值越小,乳化树脂稳定性越差。乳化树脂具有良好的剪切变稀性能,有利于乳化树脂注入地层;同时,乳化树脂能够明显改善不同渗透率地层的蒸汽分流率,对高渗通道具有显著的封堵作用;且对蒸汽的耐冲刷能力优异。由此可见,乳化树脂是一种值得推广使用的稠油热采封窜剂。明确了乳化树脂的稳定性、注入性、封堵性等基本性能,可为今后的现场应用提供理论参考和支持。     

稠油蒸汽吞吐开采中表面活性剂的筛选和性能评价

在稠油开采中,表面活性剂一般作为蒸汽吞吐的一种辅助注入剂,其表面张力、发泡率及配伍性等性能指标对稠油开采起到一定的影响作用。室内对四种表面活性剂1#、2#3、#、4#的表面张力、发泡能力、泡沫质量及配伍性等性能进行了性能评价。综合对比四种表面活性剂的性能评价结果,最终选择2#表面活性剂作为辅助添加剂。     

新型耐温稠油降黏剂的制备与评价

为研制耐温稠油降粘剂,以丙酮作溶剂,采用氯乙酸法合成了氧乙烯链节数分别为4、6、8、10、15的5种壬基酚聚氧乙烯醚乙酸盐（以OPC-n表示,其中n表示氧乙烯链节数）,评价了这些表面活性剂对取自胜利油田、辽河油田的7种稠油的乳化降粘性能。结果表明,OPC-8的降粘能力最好,当质量分数为0.03%~0.1%时, 7种稠油的降粘率均高于90%。该降粘剂具有较高的耐温能力,在300℃下加热3h,其浓度没有发生明显变化。对特稠油和超稠油的开采具有指导意义。     

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。     

固体微粒与表面活性剂的协同乳化作用

通过室内实验研究了钻井液、完井液中常见的固体微粒和某些表面活性剂之间的协同乳化作用。结果表明，在一般情况下，亲油的固体微粒（如有机土）与油溶性表面活性剂相配伍，接近于中性润湿的固体微粒（如ＳＮ－１）与水溶性和油溶性两类表面活性剂均具有一定的协同乳化作用．亲水的固体微粒与表面活性剂复配使用时情况比较复杂，在Ｗ／Ｏ或Ｏ／Ｗ型乳化钻井液中，某些固体微粒能够代替或部分代替表面活性剂而起到乳化稳定作用．     

流动注射法测定水中阴离子表面活性剂的探讨

阴离子的表面活性剂主要是由磷酸酯盐、脂肪酸盐、硫酸酯盐以及磺酸盐组成,在润湿、分散以及去污方面具有较好的效果。在日常生活以及工业生产当中表面活性剂的应用非常广泛,其在水体中的排放使得水质污染问题越来越严重。其进入水体以后,会在其他微粒及水体表面聚集形成乳化或泡沫现象,导致水中的氧气交换被阻断,造成水质的恶化,而这也是水质监测项目中的一种。因此,对其测定方法进行深入的研究是非常有必要的。本文结合国家环境保护标准《水质阴离子表面活性剂的测定流动注射-亚甲基蓝分光光度法》(HJ 826-2017)对流动注射法测定水中阴离子表面活性剂进行讨论,并与传统的亚甲蓝分光光度法进行对比,体现其优越性,希望能够对该方面的工作起到借鉴作用。     

温度与表面活性剂协同作用下的特超稠油油水固界面行为分析

温度与表面活性剂都是影响稠油油水固流变性的重要因素;但目前针对稠油的流动性改善研究一直停留在以采收率增加量衡量流变效果的层面,忽略了从界面行为变化的角度上分析增强流动性的机理。针对以上问题设计了一系列测量不同因素对流变性、界面张力及接触角的影响试验,探究了温度与表面活性剂协同作用下是否会对改质降黏过程产生增效影响。结果表明稠油对温度敏感性较高,且升高温度与加入表面活性剂都可降低界面张力、改变润湿性、提高流动性。研究还发现,当二者协同作用时会比单一因素影响获得更好的降黏效果。     

生物表面活性剂产生菌的发酵条件优化及其产物性能研究

对筛选出的一株能产生表面活性剂的芽胞杆菌DF-10的发酵液进行薄板层析,表明所产表面活性剂的主要成分为糖脂.确定了菌株产生表面活性剂的最适发酵培养基组成和发酵条件,并对DF-10所产表面活性剂的表面活性、乳化性能、起泡性能及其抗硬水性进行了研究.结果表明,DF-10所产表面活性剂表面活性和起泡性好,并有较强的乳化能力和抗硬水能力.     

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.     

多功能乳化蜡的制备

介绍了乳化蜡的形成原理以及市场应用前景,并研究了乳化蜡的制备工艺条件,其中乳化剂的种类及其用量、乳化温度、搅拌速度、乳化时间等是影响乳化蜡稳定性的主要因素。得出在选用复合乳化剂用量为7%,乳化温度为85℃,在1000r/min的搅拌速度下,乳化30min,可以制备出稳定性以及分散性好的乳化蜡。     

扩链剂对水性聚氨酯乳液的影响

通过自乳化聚合引入低分子扩链剂制得具有嵌段结构的阴离子型水性聚氨酯乳液。研究了不同扩链剂及其用量对聚醚型和聚酯型聚氨酯乳液的影响。结果表明,以乙二醇为扩链剂制得的聚氨酯乳液稳定性较好,且所得的聚酯型聚氨酯涂膜的力学性能也较好,但耐水性较差。扩链剂的最佳用量为2.05%(质量分数)左右。     

煤焦油乳化机理的研究

为了消除炼焦生产中煤焦油乳化的现象，在实验室条件下对煤焦油的乳化机理及各种对焦油乳状液稳定性的影响因素进行研究，结果表明，煤焦油和氨水形成了以碳质粉末（煤粉＋焦粉）为乳化剂的、稳定的、油包水（W／O）型乳状液；其稳定性会受到乳化剂的粒度、组成、剂量以及分散相组成等因素的影响：乳化剂越细、乳化剂中煤粉的比例越大、乳化剂的剂量越大，煤焦油乳状液就越稳定；乳化剂的剂量越大，煤焦油乳状液的粘度就越大。在此基础上建立了煤焦油乳状液模型。     

丙烯酰胺—丙烯酸反相乳状液稳定性研究

详细讨论了复合乳化剂体系、亲水亲油平衡值(HLB值)、油水相比例、乳化温度和乳化速度等对丙烯酰胺—丙烯酸反相乳状液稳定性的影响,得到了能使乳状液稳定的条件,为进一步探讨乳状液的稳定机理提供了参考。     

改性石蜡的乳化研究

以58# 全精炼石蜡为原料,采用无催化技术进行氧化,氧化温度130 ℃,氧化时间2 h,氧化后的石蜡物性与天然蜂蜡相近。将氧化后的石蜡进行乳化,研究了乳化剂用量、乳化温度、乳化时间、搅拌速度等参数对乳液粒径的影响。结果表明：在乳化温度为90 ℃,乳化时间为40 min,搅拌速度为1 000 r/min,使用硬脂酸与三乙醇胺复配的乳化剂时,获得了乳化效果最佳的乳化蜡。     

腐殖酸钛盐对铀(VI)的吸附动力学与热力学研究

为了了解腐殖酸钛盐对铀在土壤中迁移的影响,本研究通过一系列静态吸附实验,开展了在不同pH、接触时间、温度和初始铀质量浓度等条件下,腐殖酸钛盐对铀(VI)的吸附研究,并进行了动力学和热力学分析。实验结果表明溶液pH值和初始铀质量浓度是影响腐殖酸钛盐吸附铀(VI)的重要因素,吸附量随着初始铀质量浓度的增加而增大,且在pH=6时吸附效果最佳,吸附量为34.75 mg/g,吸附平衡时间约为90 min。腐殖酸钛盐对铀的吸附动力学符合准二级动力学模型,即吸附主要是化学吸附。吸附热力学研究发现腐殖酸钛盐对铀的吸附符合Freundlich模型,表明吸附是多层吸附;腐殖酸钛盐对铀的吸附是一个自发的吸热过程,即温度升高有利于吸附作用。     

柴油、甲醇和水三组元乳化液流变特性的研究

对柴油，甲醇和水三组元乳化液的流变特性进行了研究，实验发现，乳化液在本实验的组分配比下近似为牛顿流体，而且乳化剂的种类，含量以及乳化液的组分均对乳化液的流变特性具有显著的影响，对于组分相同的乳化液，乳化液的粘度随着乳化剂含量和粘度的增加而增加；当乳化剂的含量和粘度相同时，若甲醇和水之间的相对质量分数保持不变，减少乳化液中柴油的质量分数（不少于50%），乳化液的粘度随之增加，水和甲醇的含量对乳化液粘度的影响比较复杂，还需要做深入细致的机理研究。     

改性钛溶胶/羟基丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的钛溶胶,通过单体预乳化方法结合半连续种子乳液聚合工艺合成了甲基丙烯酸甲酯（MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸（AA)、苯乙烯（St)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等聚合物乳液,将改性钛溶胶加入到聚合物乳液中,制得具有核壳结构的改性钛溶胶/羟基丙烯酸酯复合乳液. 考察了乳化体系、改性二氧化钛溶胶添加量、羟基单体用量对聚合反应稳定性以及乳液性能的影响,用红外光谱、DSC、GPC以及SEM对乳胶粒进行表征. 结果表明:乳胶粒具有规整的球形结构,平均粒径为200 nm左右;当选用SR-10反应性乳化剂,改性二氧化钛溶胶的添加量（质量分数）为5%,羟基单体质量分数为20%,制得的乳液具有较好的稳定性且乳胶膜的耐水性能较好.     

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。