疏水改性聚丙烯酰胺对原油组分界面扩张流变性质的影响

利用悬挂滴方法研究了疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)对胜利采油厂高温高盐油藏采出原油中酸性活性组分和沥青质界面膜扩张流变性质的影响,考察了不同活性组分浓度条件下的界面扩张流变行为.实验结果表明:1750mg·L-1HMPAM能够在界面上形成网络结构,界面扩张模量数值高达100mN·m-1左右;油相中的酸性组分随着老化时间增加吸附到界面上,与HMPAM分子的疏水改性部分形成聚集结构,一方面通过快速的扩散交换过程大大降低扩张模量,另一方面通过与疏水改性部分的相互作用加强HMPAM分子间的缔合强度,增强网络结构的弹性.沥青质分子尺寸相对较大,分子间存在氢键等较强的相互作用,造成沥青质界面聚集体和HMPAM形成的网络结构共同决定界面膜性质,混合膜的扩张模量较单独HMPAM体系仅略有降低.

界面扩张流变方法研究大分子与表面活性剂的相互作用

结合本课题组的工作,较系统地总结了近年来有关界面扩张流变技术在大分子/表面活性剂混合体系研究中的应用.大量研究表明,通过分析界面扩张粘弹性数据和界面弛豫过程的特征参数可以研究界面层微观性质,从而阐明大分子/表面活性剂的相互作用机理,这对实际生产和应用具有重要的指导意义.

界面扩张流变技术在化学驱体系中的研究进展

界面扩张流变技术可以考察驱油剂在油/水界面上的动态作用过程,对于研究化学驱提高采收率机理具有重要意义。概述了界面扩张流变性的理论基础和常用测量方法,总结了界面扩张流变技术在化学驱提高采收率领域的应用,重点介绍了化学驱油体系表面、化学驱油体系油/水界面和化学驱油体系油/驱油剂界面三类体系的界面扩张流变性研究现状。最后,指出了界面扩张流变技术存在的主要问题及未来的发展方向,以期为该技术的推广应用提供指导。

原油活性组分对界面扩张流变性质的影响——以胜利油区纯梁油田样品为例

利用四组分分离方法获得胜利油田纯梁原油中的饱和分、芳香分、胶质和沥青质,采用悬挂滴技术研究了不同原油组分模拟油与纯梁地层水间的界面扩张流变性质,考察了浓度和扩张频率的影响。结果表明,原油活性组分中含有界面活性物质,其界面扩张参数随浓度及扩张频率的变化规律与表面活性剂类似。与以往研究不同,四种活性组分模拟油与纯梁地层水的扩张模量和相角的变化趋势极为类似,其中沥青质模拟油的模量整体上略低于其他三种活性组分模拟油。这是因为纯梁地层水中HCO3-含量较高,溶液呈弱碱性,促进各原油组分中界面活性物质的吸附,在较低浓度模量可达约30mN/m,界面膜强度较大。随组分浓度增大,生成的离子型活性物质增多,模量降低,相角增大,界面膜黏性增强。四种原油组分中都存在与碱反应的成膜物质,对形成牢固的油水界面膜均有一定贡献。

胜利二元复合驱体系界面扩张流变研究

利用Langmuir槽法,采用正弦周期振荡和界面张力弛豫两种方式,研究了胜利稀释原油的界面扩张流变性质,考察了现场表面活性剂及聚合物对其界面吸附膜特性的影响.研究结果表明,胜利石油磺酸盐在较低浓度时可增加原油界面膜强度,非离子表面活性剂由于空间效应无法增大膜强度;而聚合物分子链段插入界面上的活性组分分子间,对界面膜强度有较明显的削弱作用.

大庆原油组分在界面膜的扩张流变性质

利用悬挂滴的方法系统研究了大庆原油中四种活性组分在煤油-水间界面扩张流变性质,并深入探讨了振荡频率和质量分数的影响。结果表明,实验所用的大庆原油中的四种活性组分表现出较强的界面活性,其降低界面张力能力的顺序为:胶质>沥青质>芳香分>饱和分。随着振荡频率增大,这四种活性组分的扩张模量均增大,而相角均降低。此外,随质量分数增大,实验所用大庆原油中的沥青质的扩张模量线性增加,最大值高达50mN/m,明显高于其它三种活性组分,也比一般原油中组分的扩张模量高。与此同时,这四种大庆原油活性组分的相角随质量分数增加虽然略有加大,但数值仍然较低,其界面吸附膜表现出较强的弹性行为。

结合吸附模型预测油水液滴的界面流变性质

界面活性分子在油水界面的吸附将改变其界面性质,如界面张力、界面流变性质,从而影响乳状液体系的稳定。通过吸附模型较为准确地描述活性分子在界面上的吸附行为,是定量描述油水界面性质的有效方法之一。以Span80为界面活性物质,模拟油、去离子水为实验介质,研究了低于及超过临界胶束浓度(实验中确定为0.45mmol.L-1)下界面张力及界面扩张模量的影响特性,表现为界面扩张模量随Span浓度的增加而先增大后减小的趋势。将描述纯扩散弛豫的Lucassen-van den Tempel模型,同Langmuir、Frumkin、reorientation和rigorous reorientation(严格重排)吸附模型相结合,用于预测含活性分子油水界面张力及扩张流变的性质;结果表明,结合严格重排吸附模型能够准确地预测油水界面张力,界面扩张模量、相角、弹性和黏性模量随浓度、频率的变化趋势。

强化泡沫体系气液界面流变性对驱油效果的影响

以α烯烃磺酸钠和商品稳泡剂作为发泡表面活性剂,添加不同类型聚合物,通过气泡悬滴驰豫震荡法,测定不同强化泡沫体系的气液界面扩张流变参数,并测定其半衰期,得出不同扩张流变性能对泡沫稳定性和驱油效果的影响。实验表明,聚合物溶液浓度增加时,界面黏弹模量也增加,大幅增加气液界面黏性模量能够达到稳泡效果,驱油效果得到大幅改善。生物聚合物有很高的界面黏弹模量,界面黏性模量是影响泡沫半衰期的主要因素,增加气液界面黏性模量是提高泡沫半衰期的有效方法。界面弹性模量对泡沫驱油效果和注入能力影响很大,过高的弹性模量会导致泡沫变形阻力增大,造成地层堵塞注入困难,选择适当气液界面黏弹模量的泡沫体系,能达到较好的泡沫驱油效果。

甜菜碱溶液的界面性能及其在稠油降黏中的应用

为探索稠油乳化降黏过程中乳化剂的构效关系,考察了直链烷基甜菜碱(ASB)、二甲苯基取代甜菜碱(BSB)与稠油的油/水动态界面张力和界面扩张流变参数,测定了甜菜碱溶液与稠油形成的乳状液的稳定性、粒径和黏度。结果表明:甜菜碱分子的亲水基团平铺在界面上,形成具有一定弹性和强度的油/水界面膜,易与稠油形成稳定的O/W乳状液,显著降低了油相黏度。当油/水体积比为1∶1时,2种甜菜碱在质量分数为0.1%~1.0%的范围内,降黏率大于98%。ASB分子与稠油中活性物质混合吸附、协同作用,具有比BSB更高的界面活性和更强的稳定稠油乳状液能力,能在更宽的油/水体积比范围内有效降黏。

乳化沥青的界面黏弹性及Zeta电位研究

通过对两种自制乳化剂A,B界面扩张模量及所制备乳化沥青Zeta电位的测定,考察了界面扩张模量和Zeta电位与乳化沥青稳定性之间的关系。当自制乳化剂A,B浓度分别为100 mg/L,50 mg/L时,界面膜弹性最大。当乳化剂A,B掺量分别为2.8%、1.2%时,所制备乳化沥青Zeta电位绝对值最大,储存稳定性最佳。因此,界面扩张模量、Zeta电位与乳化沥青储存稳定性有着良好的对应关系,故二者可作为评价乳化剂优劣及确定乳化剂最佳用量的指标。

表面活性剂复配体系表面扩张流变性质研究

利用Langmuir槽法研究了阴离子型表面活性剂和非离子表面活性剂复配体系的扩张流变性质.实验发现:低分子量的阴离子型表面活性剂和非离子表面活性剂的表面扩张模量均随频率增大而升高,相角则随频率增大而降低,扩散交换过程起决定作用.结构不匹配的阴离子-非离子复配体系不存在协同效应,表面膜的强度没有得到显著提高,模量介于两种纯组分之间.

哑铃状含氟聚合物在柴油乳液中破乳及机理

评价了3种具有不同聚乙二醇(PEG)亲水链段长度的哑铃状含氟多嵌段聚合物(FMCDSs)在0~#柴油/水乳液中的破乳性能,并对比了聚醚类破乳剂、哑铃状的聚缩水甘油醚-PEG(PBG)聚合物的破乳性能。结果显示:FMCDSs比碳氢类聚合物有更佳的破乳性能;FMCDSs的PEG链段长度对破乳性能有显着影响,以PEG-4000为亲水链段的破乳剂在质量浓度300 mg/L下,30℃静置30 min后,分油率可以达到95%。此外,通过界面张力、界面扩张流变性质表征发现:FMCDSs可以有效吸附到柴油/水界面,而含氟部分是产生良好破乳性能的主要因素。