原油/表面活性剂体系界面扩张流变性影响因素研究

使用德国KR(U|¨)SS公司生产的DSA100界面扩张流变仪,采用小幅周期振荡法考察了55℃时ORS-41表面活性剂溶液与桩西原油接触界面的界面扩张流变性。通过测量界面扩张模量、弹性模量和黏性模量等参数,研究了实验条件和表面活性剂对界面性质的影响。结果表明:油滴大小和振幅对实验结果的影响较小;界面上发生的主要弛豫过程为扩散弛豫,扩张模量、弹性模量和黏性模量均随着振荡频率的增大而增大。适宜的实验条件为:ORS-41表面活性剂溶液质量分数0.01%,油滴振幅1.0μL,振荡周期10 s,表面活性剂平衡时间300 s。未加表面活性剂时,界面膜可以看作是弹性模,弹性模量和扩张模量分别为2.8409mN/m和2.8490mN/m,黏性模量近似为0。加入表面活性剂后,界面膜的弹性模量和扩张模量迅速降至0.1503 mN/m和0.1786 mN/m:而黏性模量则先增大后减小。

NaCl对支链阳离子表面活性剂表面扩张流变性能的影响

为探讨无机盐对阳离子表面活性剂表面扩张流变性质的影响,利用悬挂滴方法研究了不同浓度支链阳离子表面活性剂十六烷基羟丙基季铵盐(C_(16)GPC)的表面扩张流变性质,考察了NaCl浓度对其动态及稳态弹性和黏性模量的影响趋势。结果表明:C_(16)GPC分子中的长支链在界面上的重排慢过程决定纯水溶液表面吸附膜的特性,表面膜以弹性为主,且强度较大,可高达70 mN/m左右;NaCl通过促进扩散交换影响表面膜的性质,少量的NaCl就能明显降低表面弹性和黏性模量。在0.1 Hz条件下,表面弹性和黏性模量只有纯水溶液的1/4左右;高NaCl浓度条件下,扩散交换过程控制表面膜性质,吸附膜以黏性为主。

海上油田化学驱体系界面扩张流变性研究

油水界面扩张流变性的研究能加深化学驱提高采收率机理的认识,因为界面扩张流变性是对界面吸附膜特性的精确反映,可以获得表面活性剂分子和聚合物分子在界面上形成吸附膜结构的信息,以研究表面活性剂分子和聚合物分子在岩石孔隙中流动状态下的界面特性。本文选取海上J油田三种具有代表性的化学驱体系,利用悬挂滴法,采用正弦周期振荡的方式,研究了表面活性剂浓度和振荡频率对界面扩张流变性的研究。结果显示:随着表面活性剂浓度增加,油/水界面张力降低,界面扩张模量降低,相角增加逐渐达到平衡值。随着频率的增加,油/水界面张力几乎不变,界面扩张模量增加,相角先增加后降低。

界面扩张流变性对碱驱采收率影响的研究

利用填砂管驱替实验和微观可视化实验,考察了不同质量分数NaOH体系的驱油规律,然后使用DSA100型界面扩张流变仪分析了原油/NaOH体系的界面性质,建立了NaOH驱油体系采收率与界面性质之间的联系。研究结果表明,NaOH质量分数由0.1%增加到2.0%,油水界面张力逐渐降低,碱驱体系提高采收率幅度先增后减,NaOH最佳质量分数为1.5%。界面扩张流变性对碱驱体系采收率的影响比界面张力更为直观,即界面弹性模量越大,油水界面强度越高,其封堵高渗通道的能力越强,可显著扩大波及体积;界面黏性模量越大,弹性模量和洗油效率越低,采收率也随之下降。

Gemini表面活性剂18-3-18/trans-ACA光敏胶束紫外光照过程流变动力学及界面流变性研究

研究了由Gemini阳离子表面活性剂丙撑基双(十八烷基二甲基氯化铵)(18-3-18)和反式偶氮苯-4-苯甲酸(trans-ACA)复配形成的光敏胶束新体系紫外光照过程的流变性质和界面流变性质,分别考察了光敏胶束浓度、紫外光照时间对胶束体系紫外光照过程流变性质的影响并建立流变动力学方程。结果表明:对18-3-18/trans-ACA(8mmol·L^(-1)/10 mmol·L^(-1))体系,随365 nm的紫外(UV)光照,光敏胶束体系黏弹性明显减弱,紫外光照500 s后体系复黏度减小92%;胶束浓度越大,体系黏弹性越强,紫外光照过程中体系黏弹性下降越慢;获得了流变动力学方程可表征光敏胶束弹性模量和复黏度随紫外光照过程的变化。进一步考察了稀释20000倍的18-3-18/trans-ACA(8 mmol·L^(-1)/10mmol·L^(-1))胶束溶液在不同光照条件下的界面扩张流变性。结果表明,该溶液经1 h UV照射后表面张力增大45%,界面扩张模量减小约32%,再经可见光照8 h后溶液界面流变性质可以恢复,首次证明其为界面流变性可逆的光敏表面活性剂溶液。

甜菜碱泡沫稳定性的高盐增效机制

甜菜碱泡沫耐盐且稳定性可随盐度增加而增强,在提高高盐油藏采收率方面独居优势。以椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱和十二烷基羟丙基磺基甜菜碱为研究对象,在剖析其泡沫衰变特征对盐度变化响应的基础上,结合表面扩张流变性质与扩散吸附行为,研究高盐增效甜菜碱泡沫稳定性的作用机制。结果表明,NaCl质量分数从2.3%增至21.1%,甜菜碱泡沫初期排液速度变化不大,但泡沫半衰期最高可延长13倍。盐度增加,甜菜碱饱和吸附量增大、扩散吸附速率减小,导致扩张模量增大、液膜弹性增强,进而明显抑制粗化、聚并,令甜菜碱泡沫稳定性提高。研究成果有助于完善泡沫稳定机理,为高盐油藏泡沫驱体系优化提供技术支持。

十二烷基硫酸钠对两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐界面聚集行为的影响

利用界面扩张流变技术,研究了两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐(C12im SP)的界面聚集行为,探讨传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对C12im SP界面聚集行为的影响机制。结果表明,少量SDS的加入可以填补界面上疏松的C12im SP分子间的空位,界面上形成表面活性剂混合吸附膜,界面张力显著降低;提高SDS的浓度,其分子从体相向界面层的扩散交换占优势,界面层分子逐渐达到饱和吸附,此后体系中有混合胶束形成。体相胶束中富集的SDS分子对C12im SP分子的"收纳"作用及进一步的"挽留"作用,加之C12im SP分子本身相对较大的空间位阻效应导致界面上的C12im SP分子一旦通过扩散作用被交换至体相,其很难再回复到表面层,即界面膜以SDS分子为主。通过调节体系中SDS的含量,可以实现对混合体系SDS/C12im SP/Na Cl(0.1 mol/L)界面聚集行为的调控,进而实现对界面膜性质的调控。