聚合物对W/O乳状液稳定性的影响规律研究

根据孤岛聚合物驱现场采出液特征,室内模拟配制了W/O乳状液,研究了聚合物对乳状液表观黏度、液滴直径及油水界面黏弹性质的影响规律。结果表明,采出液中的残留聚合物可显著提高乳状液的表观黏度,当聚合物浓度为400 mg/L时,乳状液黏度达到极大值;大于400 mg/L时,乳状液的黏度不再增大。聚合物浓度增大使W/O乳状液的水珠粒径减小、分布集中;聚合物浓度大于300 mg/L时,水珠粒径基本不变。聚合物可改变油水界面膜的流变性,增强油/水界面的黏弹性模量和复数黏度,增大界面膜的强度,增加乳状液的稳定性。以上效应导致含聚合物的采出液乳化更加稳定,破乳更加困难。

各相体积比对W/O/W复合乳状液性质的影响

目的:研究用两步乳化法制备W/O/W型复合乳状液时,第一相体积比(内水相与油相的体积比)、第二相体积比(初乳与外水相的体积比)对W/O/W型复合乳状液性质的影响;方法:采用两步乳化法制备W/O/W型复合乳状液,固定制备工艺条件,改变第一相体积比和第二相体积比的数值制备初乳和复乳,用离心分层稳定性评价复乳的稳定性,初乳的离心稳定性、黏度和复乳的粒度分布被测定;结果:随着第一相体积分数增大,初乳黏度增大,初乳和复乳的离心稳定性都提高,但是内水相的体积分数达到65%时,初乳表现出凝胶的外观,所制备的复乳的稳定性反而降低,当内水相的体积分数增加到70%的时候,初乳转相形成O/W型乳状液,不能进一步制备复乳;随着第二相体积分数的增大,复乳黏度线性增大,复乳滴的体积平均粒径减小,复乳的离心稳定性提高。初乳中内水相与油相的适宜的体积比及复乳中初乳和外水相的适宜体积比皆为1∶1左右。

用UE10／PVA混合体系制备的O／W型生漆乳液的流变性

以漆酚基乳化剂(UE10)和聚乙烯醇(PVA)为混合乳化剂制备了水包油(O/W)型生漆乳液(RLE).研究了UE10与PVA的质量比、混合乳化剂浓度(cME)、水与生漆(RL)的质量比、温度和贮存时间对RLE流变性的影响.结果表明,RLE的黏度随着PVA用量的增加而增大;在cME较低时,RLE都有剪切变稀的特性,表现出假塑性流体的行为,其流变曲线能与Casson和Herschel-Bulkley模型良好拟合;当cME≥10.0%,RLE则表现出膨胀型流体的特征,其流变曲线能与Herschel-Bulkley模型良好拟合,不能与Casson模型较好地拟合.RLE的黏度随着贮存时间的增长而增大,但假塑性流体特征未变;RLE的黏度随着温度的升高而降低.

乳化剂及油脂结构对O/W/O多重乳液形成及稳定的影响

利用两步法制备O/W/O多重结构乳状液,通过选择3种亲油性乳化剂、3种亲水性乳化剂和直链烷烃、支链烷烃、酯类3种不同类别的6种油脂,系统分析乳化剂及油脂结构对W/O界面和O/W界面的影响,进而分析其对O/W/O多重乳液形成及稳定的影响。研究结果表明:对于W/O界面而言,W/O乳化剂结构对O/W/O多重结构的形成起着至关重要的作用,非极性的直链或支链油脂制备得到的多重结构稳定性更佳,且油脂极性越低体系的稳定性越好。与W/O乳化剂不同,O/W乳化剂在各类油脂中均可以形成O/W/O多重结构,但体系的稳定性受到了油脂黏度、极性以及与乳化剂相溶性等多方面因素影响,油脂黏度越高、极性越小,越有利于体系的长久稳定。

固体颗粒对O/W乳状液稳定性的影响

采用表面张力仪、界面黏弹性仪和Zeta电位仪,研究了大庆油田三元复合驱采出水中的固体颗粒(纳米SiO2、钠基蒙脱土)与驱油剂(碱、表面活性剂、聚合物)作用对油水界面性质及乳状液稳定性的影响。结果表明,固体颗粒与NaOH作用使得油滴表面Zeta电位绝对值增大;固体颗粒与烷基苯磺酸盐作用,油水界面张力增大,水相固体颗粒使得油水界面剪切黏度减小;固体颗粒与HPAM作用使得油滴表面Zeta电位绝对值明显增大。固体颗粒与碱作用时,其低质量浓度不利于O/W乳状液的稳定,而高质量浓度(800mg/L)则有利于O/W乳状液的稳定;固体颗粒与烷基苯磺酸盐作用使得O/W乳状液稳定性增加,而与HPAM作用则减小O/W乳状液的稳定性。

OPS和OPC系列稠油乳化降黏剂的研制

以工业品烷基酚聚氧乙烯醚OP-n(n=4,6,8,10,15)为起始原料,合成了烷基酚聚氧乙烯醚乙酸盐OPC-n和磺酸盐OPS-n两个系列的阴-非离子表面活性剂。以酸值和黏度不同的胜利单家寺和陈庄稠油为实验油样。将OPC-n和OPS-n溶于矿化度5811 mg/kg的胜利标准盐水和NaCl、CaCl2盐水中作为水相,按油、水质量比7∶3在50℃用玻棒搅拌混合,观察是否形成水包油乳状液并测黏度进行确认。在胜利标准盐水溶液中,OPC-n和OPS-n乳化稠油所需的最低质量分数,随稠油、表面活性剂类型及氧乙烯链节数n而变,一般而言,OPC-n系列中的OPC-8和OPS-n系列中的OPS-4乳化稠油的性能最好,该最低质量分数值分别为0.05%或0.025%和0.025%。在NaCl盐水溶液中,OPC-n的该最低质量分数值与稠油和n有关,均随盐含量增加而增大,在盐含量≤15%时,抗盐性最好的OPC-8和OPC-10的该值≤0.05%;OPS-n的抗盐性好于OPC-n。OPC-n的抗钙性良好,钙盐含量为2%时该最低质量分数≤0.1%;OPS-n的抗钙性更好,钙盐含量为2%和3%时该最低质量分数仅为0.025%或0.05%。表6参5。

绥中36-1油田稠油降粘剂HOT-RE室内研究

稠油乳化剂HOT RE是一种含有耐盐基团的表面活性剂。在HOT RE室内性能评价中所用的油样为取自绥中 36 1油田的脱气脱水稠油 ,在 4 0℃下粘度为 5 6 .2Pa·s。实验研究结果如下。在含水量由 2 4 %增至 2 8%时稠油乳状液由油包水型转变为水包油型。加入 0 .0 5 %～ 0 .3%NaOH可使油水体积比 70 30的O W型稠油乳状液 4 0℃时的粘度降至数百mPa·s,但水相矿化度为 3.5× 10 4 mg L时则无降粘作用。质量比 1∶1的NaOH +HOT RE在加量为 0 .0 5 %～ 0 .5 %时乳化降粘效果更好 ,但当水相矿化度为 3.5× 10 4 mg L时其有效加量范围减至 0 .4 %～ 0 .6 %。加入 0 .2 %～ 0 .4 %HOT RE的 70 30的O W型稠油乳状液 4 0℃时的粘度为 6 0 0～ 2 70mPa·s,温度 5 0～ 70℃时粘度有所下降 ,水相矿化度≤ 7.0× 10 4 mg L时 4 0℃粘度大体不变。加入HOT RE形成的O W型稠油乳状液用选择适当的破乳剂不难破乳 ,脱水率可高达～ 90 %。在储层岩心流动实验中 ,与海水相比HOT RE水溶液的注入压力较低 ,从油饱和岩心中驱出的油量较多。图 5表 2参

稠油降黏开采技术研究进展

综述了稠油降黏开采技术的近期进展,重点是乳化降黏法和微生物法中生物表面活性剂的作用,论题如下。前言:国外、国内稠油油藏及其开采。①稠油组成及其高黏实质。②物理法降黏,包括掺稀油法和蒸汽、电加热法,新疆塔河油田一口井用掺稀油法试油开采。③化学法降黏,包括催化水热裂解、乳化、破乳及油溶性降黏剂,简述了降黏机理,介绍了国内乳化降黏剂研制和应用方面的成果。④微生物法降黏:包括微生物采油机理、生物表面活性剂性质、生物表面活性剂用于EOR、国内产表面活性剂菌种筛选。参44。

乳化降粘剂SB-2乳化稠油机理研究

实验研究了用表面活性剂SB 2乳化稠油降低粘度的几个机理性问题。SB 2是胜利油田开发的稠油乳化降粘剂 ,为脂肪酸改性的具有多官能团的钠盐型阴离子表面活性剂。根据用duNo櫣ｙ法测定的表面张力曲线 ,SB 2在蒸馏水中的临界胶束浓度为 0 .16 g/L ,在模拟地层水 (TSD =15 .8g/L ,含Ca2 + 0 .6 g/L ,含镁 0 .2g/L)中的为0 .0 2 4 g/L。产自胜利油田不同区块 7口井、5 0℃粘度为 3.0× 10 3 ～ 3.3× 10 5mPa·s的稠油 ,与浓度 3～ 8g/L的SB 2地层水溶液在油水体积比 7∶3及一定温度 (5 0～ 70℃ ,视井温而定 )时形成粘度 <30 0mPa·s的O/W乳状液 ,稠油粘度较高时所需的SB 2浓度较高。用ESI MS方法测定了在 5 0℃形成的O/W稠油乳状液水相和油相中SB 2浓度 ,得到下述结果 :在相同稠油和油水比条件下 ,SB 2初始浓度较高时 ,乳状液水相和油相中SB 2浓度也较高 ,粘度不同的 2种稠油与同一浓度SB 2地层水溶液形成的乳状液 ,油水比越大 ,油相中SB 2浓度越小 ,水相中SB 2浓度则相同 ,油水比也相同时SB 2在油相中的浓度也相同。用微量热法测定了一种稠油与SB 2地层水溶液乳化时的热效应 ,乳化过程为放热过程 ,乳化热随水相SB 2浓度、油水比和乳化温度增高而增大。图 6表 1参 6。

烷基酚聚氧乙烯-聚氧丙烯醇醚用于稠油乳化降粘的研究

实验原油为胜利某油田高胶质(47.99%)高沥青质(9.13%)、凝点18℃的脱水脱气特稠油,3.4s-1下30℃粘度3.6×105mPa·s,50℃粘度1.6×104mPa·s,给出了粘温曲线。稠油乳化降粘实验条件如下:油水体积比7∶3,温度50℃,水相中烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚浓度5g/L。实验结果表明:作为稠油乳化降粘剂,该嵌段聚醚在烷基链长为C8～C18时均可使用,C8～C12时效果较好,C9的效果最好,形成的稠油乳状液粘度280mPa·s,稳定时间240min;壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚(EP EO PO)中EO加成数占EO+PO加成数的50%～95%时,乳状液粘度小于400mPa·s;用Davies法计算的HLB值在13～17时,使用4g/LEP EO PO形成的乳状液粘度小于300mPa·s;在水相中有2.0×104mg/LCa2++Mg2+存在时该乳化降粘剂可耐浓度≤2.0×105mg/L的NaCl;在有8.0×104NaCl和2.0×104mg/LCa2++Mg2+存在下,温度从35℃升高到80℃时,乳状液粘度和稳定时间均下降,90℃时乳状液发生反相,EP EO PO的使用温度为35～80℃。图4表3参4。

辽河超稠油乳化降粘研究

为了实现辽河超稠油的常温输送和制备乳化燃料油,用HLB值11.5的非/阴离子表面活性剂及其他助剂,将酸值5.89mgKOH/g、含水9.0%、30℃粘度1415Pa·s的辽河混合超稠油乳化成油水体积比70∶30的水包油乳状液。通过正交设计实验,优选出乳化药剂组成(g/L,以水相计)如下:碱2.0;混合表面活性剂5.0;促进剂1.0;助剂3.0。用该组乳化药剂制备的油水体积比70∶30水包油乳状液,30℃、28.68s-1粘度为40mPa·s,另加入1.0g/L稳定剂可使乳状液粘度降至30mPa·s;如将乳化药剂中混合表面活性剂的HLB值改为11.0,则制得的乳状液粘度升至124mPa·s,其稳定性则增大。这3种水包油乳状液的流变性都比较接近牛顿流体,在20～80℃下表观粘度随剪切速率的变化较小。图4表2参5。

乳化稠油中多重乳滴的形成及对乳状液性质的影响

在新滩肯东451区块产出的平均含水58%的稠油(W/O乳状油)中以0.6mg/g油的加量加入复配乳化剂HATJ72,在50℃搅拌2分钟转相形成的O/W乳状液,含大量复杂的多重乳滴,观测到了以水为最外相的七重乳滴。多重乳滴稳定性差,讨论了影响多重乳滴稳定性的因素:乳化剂及其加量;搅拌强度;温度;Ostwald熟化作用及形成原始乳滴时的油水比。由该区块净化稠油和含水7.2%的塔河稠油加水加乳化剂配制的O/W乳状液中乳滴结构比较简单,绝大多数为W/O/W型。与由肯东稠油加水加乳化剂配制的O/W乳状液相比,肯东含水(58%)稠油加乳化剂转相形成的含水相同(35%)的O/W乳状液,表观黏度较低且黏度较不稳定。简介了获得成功的肯东451站含水稠油乳化降黏集输试验。在含水58%的稠油中按0.6mg/g油的加量加入乳化剂HATJ72和自由水,转相形成O/W乳状液,输送温度50℃,乳化液滴结构复杂,乳状液稳定性较差,输送至下游5公里处时,管道垂直方向上含水、油、水滴数量、黏度已有很大差异。液滴结构复杂、乳状液稳定性差,是自由水引起的,因此应控制掺水量。

稠油水包油型乳状液表观黏度的影响因素及预测模型

通过单因素实验,系统分析了两性/非离子复配表面活性剂含量、无机/有机复配碱含量、含油率、搅拌速率、乳化温度对稠油水包油（O/W）型乳状液表观黏度的影响。在单因素实验基础上,进行了六因素三水平的正交实验,并应用SPSS软件进行方差分析及非线性回归,进一步分析各因素对乳状液表观黏度影响的显著程度,得到稠油O/W型乳状液的表观黏度预测模型,进而从理论上分析了各因素对乳状液表观黏度的影响规律。结果表明,随着复配表面活性剂含量的增加,乳状液表观黏度增大;复配碱对乳状液表观黏度的影响具有双重性,既能促使界面上活性物质发生电离,又能压缩扩散双电层,结果取决于两者的相互竞争;随着含油率的增加,乳状液表观黏度增大;搅拌速率在500-1000r/min范围内,随着搅拌速率的增加,乳状液表观黏度增大,在1000-1500r/min范围内,表观黏度变化不大;乳化温度升高导致乳状液表观黏度降低。稠油O/W型乳状液的表观黏度预测模型预测的表观黏度与实验结果吻合。

超稠油乳化降粘剂SHVR-02的研制

用荧光法测得辽河油田杜84块杜54 30井超稠油(室温粘度54.8Pa·s)乳化剂的最佳HLB值为10.8。根据这一HLB值,由主剂脂肪醇聚氧乙烯醚、一种生物表面活性剂及辅剂快速渗透剂JFC配成了超稠油乳化降粘剂SHVR 02。当油水体积比为1.0∶0.7、水相中SHVR 02浓度为1g/L时,超稠油乳状液的粘度为492mPa·s,水相浓度增大至5g/L时乳状液粘度降至268mPa·s。在油水体积比1.0∶0.7、水相SHVR 02浓度3g/L、混合温度50℃条件下,粘度在6.2～20.9Pa·s的8种辽河稠油形成的乳状液,粘度在53～148mPa·s之间。乳状液在40～80℃放置10h后,粘度随放置温度升高略有下降(378→248mPa·s),放置温度为90℃时乳状液发生反相,粘度升至26.1Pa·s。SHVR 02的乳化降粘效果优于3种对比乳化剂。SHVR 02形成的超稠油乳状液易破乳,与联合站现用破乳剂配伍。表6参14。

胜利油田陈南稠油的乳化降黏研究

为实现胜利油田陈南联合站稠油的乳化降黏,选取了7种亲水亲油平衡值在8数18的表面活性剂,通过测量单一和复配乳化剂对乳状液的脱水率和降黏率,筛选出降黏效果和静态稳定性良好的乳化剂,考察了油水质量比、乳化剂浓度、乳化温度、乳化强度对乳化降黏效果的影响。结果表明,在乳化温度50℃、乳化强度2000 r/min×10 min的条件下,筛选出的25.8%Span80+74.2%十二烷基苯磺酸钠和10.1%Span80+89.9%十二烷基苯磺酸钠两种复配乳化剂与稠油形成的乳状液静置5 h后的脱水率分别为21.8%和23.0%,剪切速率为100 s-1时的降黏率分别为99.92%和99.89%;随油水质量比降低,乳状液脱水率增加、黏度降低、稳定性变差;随乳化剂浓度增加,乳状液黏度先降低后增加;随乳化温度降低和乳化强度的增大,乳状液黏度增加;在油水质量比5∶5、乳化剂质量分数1%、乳化温度50℃、乳化强度1000 r/min×5 min的乳化条件下,可使陈南稠油黏度(50℃)由1964m Pa·s降至35 m Pa·s。

孤岛稠油乳化降粘剂FH-02应用性能研究

FH-02是加有抗钙镁离子剂的非离子、阴离子表面活性剂混合物.报道了该剂对孤岛稠油的乳化降粘性能.FH-02溶液用孤岛油田回注污水配制,实验温度50℃,根据静置时脱水率和SV值确定乳状液稳定性.孤岛稠油与0.5%FH-02溶液按体积比80/20、70/30、60/40混合时形成稳定性递减的O/W型乳状液,体积比50/50时形成很不稳定的W/O型乳状液,最佳油水体积比为70/30.在该体积比下,0.5%～1.5%的FH-02溶液与孤岛稠油形成稳定性相近的O/W乳状液,FH-02水溶液的最佳质量分数为0.54%;FH-02质量分数由0.1%增至0.5%时,与粘度21230 mPa·s的稠油形成的乳状液粘度由5485 mPa·s降至303 mPa·s,乳化降粘率由74.16%增至98.57%.0.5%的FH-02水溶液与粘度3546～21230 mPa·s的6种稠油形成的乳状液,粘度在82～303 mPa·s范围,乳化降粘率≥97.7%.对于粘度12871 mPa·s的稠油,FH-02的乳化降粘率(98.8%)高于孤岛油现用3种乳化降粘剂(95.7%～96.6%).FH-02不影响现用4种原油破乳剂的效能.表6参7.

4种委内瑞拉稠油乳化降黏特性实验研究

研究了含水量不同的4种委内瑞拉稠油的乳化降黏特性。所用乳化剂代号WS-4,为复配以其他活性物质的双金属催化聚醚,配成设定浓度的水溶液,加量按O/W乳状液计为250 mg/L。4种O/W稠油乳状液的流变特性不同,其中稠油2393（30℃黏度10.50 Pa.s,密度0.896 g/cm^3,含胶质沥青质35.6%）的乳状液（真实油水体积比60.1∶39.9,水相中WS-4表观浓度628 mg/L）流变性能最佳,在恒定剪切速率下（3.4-34 s^-1）表观黏度随温度升高（30-70℃）先略有增大,以后大幅度下降,随剪切时间延长（0-120 min）先略有增大,以后趋于下降,在恒定温度下（30-70℃）表观黏度随剪切速率增大（3.4-34 s^-1）持续下降,测试过程中乳状液不发生反相,最高表观黏度不超过530 mPa·s。稠油J-20的乳状液有相似的流变特性。在显微镜下观察到这两种稠油乳状液中,乳化剂水溶液完全铺展在油滴表面,原油充分分散,显示近似双连续相结构。从润湿热力学角度讨论了乳化降黏机理,还讨论了液滴尺寸与液滴聚并的关系。图16表2参12。

稠油降粘剂HP在塔河S66井的应用

报道了乳化降粘剂HP用于塔河油田S6 6井稠油开采的现场试验结果并作了分析。HP的主剂为改性酚醚表面活性剂 ,复配以表面张力改进剂和抗盐聚合物 ,在 80℃下可抗耐矿化离子的浓度高达 2 .2 6× 10 5mg/L(包括Ca2 + +Mg2 + 4 .3× 10 3 mg/L)。S6 6井原油基本不含水 ,含气一般～ 10 % ,5 0℃粘度 9.2Pa·s。该井用掺稀油工艺生产 ,产液量由泵排量决定 ,为～ 6 6m3 /d。在为时 2 2d的现场试验中 ,用矿化度 5 .6× 10 4mg/L、含Ca2 + +Mg2 +4 .3× 10 3 mg/L的井水配制的浓度 4 75 0～ 6 0 0 0m/L的HP溶液从环空连续注入井内 ,油水体积比逐渐由 6 0∶4 0变为 70∶30 ,HP加量以总液量计由 2 2 0 0mg/kg逐渐降至 14 0 0mg/kg。HP加量在 2 2 0 0～ 16 0 0mg/kg范围时 ,产出的O/W乳状液 35～ 36℃下的粘度为 17.5～ 2 0 .0mPa·s ,而掺稀油时产出原油的粘度为 30 0mPa·s。当油水比由 6 0∶4 0变为 70∶30时 ,稠油、气、水的产出量分别由 35 .6t/d ,3.96m3 /d ,2 6 .4t/d变至 4 1.6t/d ,4 .6 2m3 /d ,19.8t/d。在采用掺稀油工艺时 ,稠油和气产出量分别为 2 9.7t/d和 3.30m3 /d ,回采稀油量为 33.0t/d。在现场试验中井口油压略升并大体维持稳定 ,对产生这一现象的原因作了分析。图 1表 3参 1。

掺稀质量对油井产出液降粘效果的影响

利用搅拌实验装置建立了油水混合液粘度测量计算式,初步解决了含水稠油井开采中普通同轴旋转粘度计无法准确测得油水两相混合液粘度的问题。通过室内井筒温度场模拟实验,研究了不同掺稀质量下油井产出液的流变性。结果表明,大量增加含水井的稀油注入质量,产出液将呈现形成W/O乳状液的趋势,其粘度变化存在峰值;不含水稠油井的降粘率随掺稀质量的提高而增大,其值可达99%以上,温度越低降粘效果越好。

漆酚基乳化剂对水包油型生漆乳液流变行为的影响

以漆酚基乳化剂(UE)和聚乙烯醇(PVA)为混合乳化剂制备了水包油(O/W)型生漆乳液(RLE),用RHEOMETER(R/S)对RLE的流变性进行了研究.讨论了UE10浓度(cUE10)、混合乳化剂浓度(cME)、UE的结构对RLE流变性的影响.结果表明,RLE的黏度随着cUE10的增加而增大,用不同cUE10制备的RLE都有剪切变稀的特性,表现出假塑性流体的行为;当cME≤6.7%,RLE表现出假塑性流体的行为,而当cME≥10.0%,RLE则表现出膨胀型流体的特征;用不同UE制备的RLE均表现出假塑性流体的特征,其流变行为符合Herschel-Bulkley模型,随着UE分子中聚氧乙烯链的增长,RLE的黏度增大,RLE粒子间所形成的某种静态空间网状结构强度增强.