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.

壬基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚磺酸盐的应用性能

合成了壬基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚磺酸盐(NPESO-3-4),采用高效液相色谱法检测了目标产物中原料的含量,同时测定了其表面张力、乳化能力、润湿性及模拟驱油率并与壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐的性能(NPESO-0-4)进行了比较。结果表明,与NPESO-0-4相比,NPESO-3-4降低表面张力的效率提高了;二者与胜利孤东原油之间的界面张力均在10-1mN/m数量级,但NPESO-3-4的乳化指数为1.23,而NPESO-0-4的乳化指数仅为0.51,而且NPESO-3-4能将油性表面润湿反转为中间润湿(84°～97°),模拟驱油率在NPESO-0-4的基础上提高了约7%。说明含氧丙烯链节的阴-非离子表面活性剂在三次采油中有很好的应用价值。

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.

壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐-Na2CO3-桩西原油体系的油-水动态界面张力

合成了壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐(NPPS)表面活性剂。以NaCl质量分数0.5%的盐水为模拟地层水,分别配制了NPPS、Na_2CO_3及Na_2CO_3-NPPS复配物与桩西原油的混合体系,测定了体系的油-水动态界面张力。结果表明,单独使用Na_2CO_3或NPPS都无法使盐水-桩西原油体系的油-水界面张力降到0.01 mN/m以下。采用NPPS与Na_2CO_3复配,协同效应明显,当体系中Na_2CO_3质量分数大于0.35%时,仅需质量分数0.0025%的NPPS,体系中油-水界面张力即可以降至10^(-4)mN/m以下。

脂肪醇醚磺酸盐和壬基酚醚表面活性剂的吸附性能研究

为研究驱油体系中阴离子-非离子表面活性剂在砂岩表面的吸附滞留问题,分别利用两相滴定法和硫氰酸钴盐比色法研究了非离子表面活性剂TX-10和非离子改性的阴非离子磺酸盐表面活性剂C16EOS在砂岩上的静态吸附性能,并讨论了温度、盐对吸附性能的影响。结果表明同样温度下C16EOS的吸附量高于TX-10,温度上升,吸附量下降;1% CaCl2电解质的加入,使C16EOS和TX-10的吸附量分别增加1.20mg/g和1.06mg/g;等质量浓度混合的表面活性剂体系中C16EOS和TX-10的吸附量均比单一表面活性剂低,65℃时,单一表面活性剂C16EOS和TX-10的吸附量分别为7.87mg/g和7.59mg/g,而混合体系中吸附量则为6.76mg/g和6.48mg/g,说明加入非离子表面活性剂会大幅降低醇醚磺酸盐在砂岩表面的吸附。

燃油清净分散剂壬基酚聚氧丙烯醚胺的合成

在间歇釜式反应器中,以壬基酚聚氧丙烯醚(NPP)为原料、Raney Ni为催化剂,采用脱氢-胺化加氢两步法合成了壬基酚聚氧丙烯醚胺(NPPA),考察了脱氢-胺化加氢两步反应的影响因素。实验结果表明,在脱氢反应中,NPP的端羟基脱氢转化为含有羰基的聚醚(简称脱氢产物),生成的氢与正十四烯发生加成反应,提高脱氢转化率;在NPP0.32 mol、240℃、Raney Ni催化剂质量分数5%(基于反应物)、反应时间25 h的条件下,NPP的转化率为61%。在脱氢产物胺化加氢反应中,用氧化钙除去反应中生成的水,提高脱氢产物的转化率;在220～230℃、14～20 MPa、Raney Ni催化剂质量分数(基于脱氢产物)3%、脱氢产物0.32 mol、氢气0.3 mol、氨4.7 mol、搅拌转速500 r/min、氧化钙0.3 mol、反应时间8 h的条件下,NPPA的收率达到80%以上。

壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚合成研究

介绍了NC-2催化剂,在130C、0.3MPa条件下合成出壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚。此法操作方便、工艺简单、易于工业化。

稠油破乳剂丙烯酸酯大单体的合成

以丙烯酸(AA)、壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚(NPE-108)为原料,在对甲苯磺酸的催化下,通过直接酯化反应合成了新型稠油破乳剂活性大单体丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯(NPEAA)。通过单因素实验考察了各因素对酯化率的影响。合成NPEAA的最佳工艺条件为:反应时间6h,反应温度130℃,酸聚醚摩尔比4.5∶1.0,催化剂用量为酸和聚醚总质量的4%,阻聚剂用量为酸和聚醚总质量0.6%。此条件下,酯化率达到95.31%。产物结构经过红外光谱进行了确证。

DNPPS-胺复配体系界面张力研究

化学驱中加入碱会导致地层结垢等问题。为了既能发挥碱高效的协同作用,又减轻含碱复合驱油体系对地层的伤害,同时考虑到小分子有机胺碱性较强、成本较低等因素,本文报道了二壬基酚聚氧丙烯醚磺酸盐(DNPPS)分别与甲基胺、三甲胺和三乙胺有机碱复配形成的表面活性剂/碱复合驱油体系。研究了各DNPPS/有机碱体系与桩西原油的动态界面张力。结果表明,单一的有机胺或DNPPS与桩西原油间的界面张力均较高;而在DNPPS/有机胺复配体系中,甲基胺与低浓度DNPPS复配即有明显的协同效应,且随甲基胺质量分数增加,有机胺复配达到超低界面张力的DNPPS浓度范围也逐渐增大。三甲胺体系与三乙胺体系相似,当有机胺的质量分数大于某一数值后,动态界面张力明显下降后再上升,最终趋于平衡。

稠油驱油体系界面张力与驱油效率之间的关系研究

在55℃下研究了阴非离子表面活性剂9AS-5-0（壬基酚聚氧丙烯醚（5）硫酸钠盐）与胜利桩西脱水稠油之间的界面张力和驱油特性。稠油样取自桩106-15-X18井,含胶质沥青质20.54%,55℃密度0.9302 g/cm3,黏度238 mPa.s。不同盐（NaC l）浓度的2 g/L 9AS-5-0水溶液与稠油之间的动态界面张力,盐浓度0-80 g/L时随盐浓度的增大而降低,盐浓度80-120 g/L时随盐浓度增大而增大,随时间的变化幅度小均达不到超低值,盐浓度80 g/L时迅速达到超低值;60 m in时的平衡界面张力值,在盐浓度为1、60、80 g/L时分别为0.3050、0.0262、0.0014 mN/m。用这三个9AS-5-0溶液驱替渗透率3.0-4.0μm2、饱和原油的环氧树脂胶结岩心,段塞体积0.5 PV,最终采收率分别为38.99%、38.30%、36.81%,低界面张力体系的驱油效率反而较低。根据采收率、驱替压力与注入体积关系曲线,认为该表面活性剂体系是通过扩大波及体积提高稠油采收率的。

中相微乳液脱除含油污泥中原油的研究

应用自制的ω,ω′-二氯代二甘醇醚,与壬基酚反应,生成二甘醇-4,4′-二壬基酚醚,然后将其磺化、中和,生成了最终目标产物二甘醇-4,4′-二壬基酚醚二磺酸钠.用红外谱图对其结构进行了表征;用两相滴定法测定了其有效质量分数为82.66%,用电导法测定了其CMC为0.316mmol/L.基于正交试验设计,确定了中相微乳液的最佳组成:m(表面活性剂)为0.31g,V(正已醇)为0.06mL,m(NaCl)为0.10g,蒸馏水(水相)5mL,正庚烷(油相)5mL.应用最佳配比的中相微乳液进行了含油污泥中原油脱除实验,探讨了脱油温度、脱油时间以及含油污泥处理量对含油污泥中原油脱除率的影响.结果表明:用上述最佳组成的中相微乳液10mL,含油污泥处理量3.5g,处理时间30min,处理温度27℃(即室温),脱油率大于94%.且随温度的升高,时间的加长,处理油泥质量的减小,脱油率都有一定的增加,最佳条件下含油污泥中原油脱除率可达99.30%.

沥青质沉积抑制剂和清除剂研究

根据溶液对350nm紫外光的相对吸收率测定加入抑制剂引起的渤海SZ36 1油田稠油沥青质甲苯/正庚烷溶液中沥青质的浓度变化,评价抑制剂对沥青质沉积的抑制率。加量为8mg/L时的室温抑制率,YZ 06高达52%,油酸正丁酯为18%,其余(十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸盐、丙三醇、DA 80)在30%左右;抑制率随加量增大而增大,DA 80在加量24mg/L时达80%,YZ 06在加量32mg/L时达100%。YZ 06和DA 80为工业品抑制剂,分别含有正电性聚醚多元醇和烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚。在60℃用正庚烷沉淀出含胶质的沥青质,与去油油砂粉混合,模拟井下沥青质沉积物。在室温下,甲苯和二甲苯在2h内可将其中的沥青质完全溶解;L 01的室温溶解率随用量增大而增大,用量为200mL/g(含胶质沥青质)时达83 8%,用量75mL/g时溶解率随温度升高(20～80℃)而增大。在室温下甲苯和二甲苯的溶解率最高(78 1%和74 7%),L 01和L 02分别为53 5%和40 4%。L 01和L 02为工业品有机垢清除剂,除甲苯二甲苯混合物和分散剂外,还含有降粘剂、石油磺酸盐(L 01)或盐酸、乳化剂(L 02)等,综合性能良好。图2表5参7。