聚合物-表面活性剂二元抗盐体系注入性能评价

针对M油田目的层油藏物性差、非均质强、矿化度高等问题,研究了新型双烷基甘油醚衍生表面活性剂(diGE-EO)的耐温抗盐性能,并利用霍尔曲线对比研究了聚合物和聚合物-表面活性剂二元抗盐体系的注入性能,分析了聚合物-表面活性剂二元抗盐体系提高M油田目的层原油采收率的可行性。研究结果表明:双烷基甘油醚衍生表面活性剂(diGE-EO)在质量浓度高于3500 mg/L时依然保持较好的抗盐性能,在85℃条件下放置超过45 d,仍能使油水界面张力降至5.73×10^(-3)mN/m,处于超低界面张力范围,可满足高矿化度油藏开发的要求。同时分析了聚合物-表面活性剂二元抗盐体系的注入性能。结果表明,当聚合物溶液质量浓度达到1500 mg/L、岩心渗透率低于200 mD时,单独注入聚合物难度增大;存在表面活性剂情况下,注入性能得到明显改善。该结果为M油田二元复合驱项目方案设计及现场实施提供了室内实验基础。

新型短碳链氟碳表面活性剂发泡性能研究

水成膜泡沫灭火剂是扑灭燃油火灾的重要灭火剂,在发泡过程能够迅速膨胀是控制火灾的必要条件,其核心组分氟碳表面活性剂的发泡性能是扑灭燃油火的关键因素。由于长碳链氟碳表面活性剂具有毒性和生物富集性,而短碳链化可大大减少这些影响且能够保持很好的表面活性,故短碳链氟碳表面活性剂有很大的应用前景。目前尚未对短碳链氟碳表面活性剂的发泡性能进行过系统性研究。本文基于短碳链氟碳表面活性剂发泡过程中所涉及的主要因素,针对溶液浓度、气体流量和筛网孔径三个因素研究了各因素对发泡性能的影响。结果表明,在25℃环境温度下各影响因素与发泡性能存在正相关的规律,但影响程度有所不同。建立了短碳链氟碳表面活性剂的发泡速率模型,该发泡速率模型在一定范围内能够较好地预测氟碳表面活性剂的发泡速率和发泡倍数,为泡沫灭火剂的发泡性能研究提供了理论基础,对设置发泡设备参数及操作条件有一定的指导作用。

表面活性泡沫沥青发泡工艺及流变特性研究

温拌沥青技术可降低沥青混合料生产和施工温度,在节能减碳方面极具应用潜力。泡沫温拌沥青技术成本较低,虽存在改性沥青发泡效果不理想、温拌效果不显著等问题,但具有潜在的推广应用前景。表面活性剂兼具“沥青润滑剂”和“泡沫稳定剂”的作用效能,为改善泡沫温拌沥青发泡特性和温拌效果提供了可能。基于此,本研究采用不同质量分数的表面活性剂水溶液,在不同发泡温度下制备了表面活性泡沫沥青(SAFB6,SAFB8,SAFB10),利用发泡试验、动态剪切流变试验以及弯曲梁流变试验测试了沥青的发泡特性、高温性能、抗疲劳性能和低温性能,并借助傅里叶红外光谱试验分析了作用机理,揭示了表面活性剂与发泡过程对泡沫温拌沥青性能的协同提升作用。试验结果表明:表面活性剂对SBS改性沥青的发泡特性有明显的协同作用,特别是半衰期,最大可达69 s;SAFB沥青最佳发泡条件为发泡温度170℃,表面活性剂含量8%;SAFB沥青制备过程中没有发生复杂的化学反应,但是发泡过程导致SBS改性沥青发生了一定程度的氧化作用;表面活性剂和发泡工艺的协同效应提高了SBS改性沥青的高温性能和抗疲劳性能,而低温抗裂性能与SBS改性沥青相当。总体而言,表面活性剂与发泡技术相结合是可行的,提高了SBS改性沥青的发泡效果和路用性能。

利用磷硅酸盐-表面活性剂-聚合物复合体系提高原油采收率

"表面活性剂-碱-聚合物"三元复合体系是提高采收率的实用技术之一,但其中强碱NaOH会引起采油设备腐蚀和地层结垢问题,这影响了该技术的大规模推广应用。SJT-B助剂是一种磷硅酸盐化学助剂,用助剂代替碱进行了三元复合体系驱油实验。对表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系的缓蚀防垢作用、界面张力、吸附、色谱分离、流动特性和驱油效果进行的研究结果表明,表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系具有缓蚀防垢、降低界面张力的效果,且其动静吸附量低。以大庆杏树岗油田的地质特征为基础建立的物理模型上进行了驱油实验,结果证实,表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系的调驱效果好于现有表面活性剂-碱-聚合物三元复合体系。

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,降低波及效率和驱油效率,含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题,利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺/两性表面活性剂二元复合体系,通过人造岩心驱油实验,研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明,聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中,可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性,使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且二元体系的聚合物浓度越高,采收率越高。

聚合物与表面活性剂二元驱油体系界面性质研究

将沟槽式界面粘度计及其改进测定方法用于聚合物与表面活性剂二元驱油体系的界面性质研究 ,应用均匀设计方法安排实验方案 ,得到了不同条件下的表面粘度和与模拟油之间的界面粘度 ,用逐步回归分析方法对所测得的界面参数进行回归分析 ,得出了聚合物浓度。

阴/阳离子二元表面活性剂复配体系的发泡性能研究

研究了4种不同结构的阴离子表面活性剂(SDS、AES、AESS3、AESS7)与阳离子表面活性剂1227的复配相容性,并用Ross-M ile泡沫仪和搅拌法测试了它们及其复配液起泡性能与泡沫稳定性。研究结果表明分子中引入聚氧乙烯链可以提高阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂1227复配相容性,聚氧乙烯链越长,复配相容性越好;分子中引入较大空间体积位阻亲水基(琥珀磺酸酯)有利于阴、阳离子表面活性剂复配相容性;分子中既含聚氧乙烯链,又具有较大空间位阻亲水基(琥珀磺酸酯)的阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂1227具有较好的复配相容性。所选的阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂1227复配会降低其起泡能力,但与少量1227复配可以提高其泡沫稳定性。

Cr^(3+)对碱/表面活性剂/聚合物复合体系性质影响

在由1.4 g/L HPAM、2.5 g/L石油磺酸盐、12 g/L Na2CO3组成的ASP污水溶液中分别加入0、17.5、35、70、140 mg/L(以Cr3+计)醋酸铬,在45℃下考察铬加量对驱油液多项性能的影响。加入铬交联剂使ASP驱油液的表观黏度~放置时间(0~20 h)曲线、界面张力~放置时间曲线、黏度~剪切速率曲线、储能模量~角频率曲线、损耗模量~角频率曲线均整体上移,铬加量越大则上移幅度越大。其中油水界面张力在放置时间≤5天时均在超低值范围(10-3mN/m),5天后加Cr3+17.5 mg/L的ASP的界面张力低于不加铬的体系。通过~1.27μm2的均质人造岩心的阻力系数特别是残余阻力系数,随加铬量的增加而大幅度增大。VK=0.89、K≈1.0μm2的层内非均质人造岩心在水驱后注入ASP时压力升高幅度随加铬量的增大而大幅增大,转水驱后注入压力的下降幅度则相差不多;水驱后注入0.38 PV不加铬和加Cr3+140 mg/L的ASP液,采收率增值分别为29.8%和34.1%,注入0.1 PV无铬ASP+0.18 PV加铬(140 mg/L)ASP+0.1 PV无铬ASP使采收率增值达到39.4%。图5表4参11。

低浓度表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系的分子模拟与配方设计

采用耗散颗粒动力学(DPD)方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油-水界面的排布行为,考察了分子结构、油相等因素对界面密度和界面效率的影响,探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的机理。实验研究了表面活性剂类型、油相、表面活性剂复配等对油-水界面张力的影响。结果表明,"阴+非"表面活性剂复配可使油-水界面张力降低1个数最级。根据分子模拟和实验研究结果,结合孤东七区试验区原油特点,提出了"0.3%石油磺酸盐+0.1%表面活性剂1~#+0.15%聚合物"的二元复合驱配方,可使油-水界面张力降低至2.95×10^(-3)mN/m,物理模拟实验提高采收率高达18.1%。

双子表面活性剂囊泡与疏水缔合聚合物溶液间协同效应实验研究

用阳离子双子表面活性剂GS16-3-16与十二烷基硫酸钠SDS制备了带负电荷的囊泡,将其与疏水缔合聚合物AP-P4复配,通过实验研究了囊泡与聚合物溶液间的协同效应。结果表明,复配体系的界面张力、表面张力随囊泡浓度的增加呈先降后升再趋于稳定的趋势,体系的粘度则呈先升后降再趋于稳定的趋势;上述性质的变化与囊泡浓度密切相关:当浓度在6mmol/L左右时,体系的界面张力最低;当浓度为0.8mmol/L时,体系的粘度最高。研究结果对改善疏水缔合聚合物在三次采油中的驱油效果有一定的意义。

碱-助表面活性剂-聚合物体系相性质的研究

本文综述了采用乳化筛选试验法制作活性图,对碱-助表面活性剂-聚合物(APS)驱油体系相性质所作的研究。讨论了活性剂、碱对体系相性质的影响及相性质与界面张力、驱油效率之间的关系。在碱-原油体系中加入低浓度表面活性剂可使活性区加宽,体系最佳含盐量提高。过量碱在体系中起电解质作用。一价阳离子对相性质的影响次序为 K^+>Na^+>NH_4^+。最佳体系的界面张力可达到很低值。

复配型表面活性剂与碱/聚合物三元驱油体系的筛选实验研究

针对辽河油田某特定区块油藏特征和油品性质,对阴离子型表面活性剂重烷基苯磺酸盐、非离子型表面活性剂聚氧乙烯壬基醚、碱Na2CO3及疏水型聚合物进行复配,对复配体系与原油间界面活性和溶液增粘能力进行实验研究,应用正交实验法进行实验方案设计,通过直接比较和计算分析等方法得出最佳配方:阴离子表面活性剂质量分数0.1%～0.125%,非离子表面活性剂0.15%,Na2CO31.6%～1.8%,疏水型聚合物0.12%。该驱油体系具有较高的界面活性,长期热稳定性较好,而且解决了阴离子表面活性剂的盐析现象和非离子表面活性剂吸附损失大、需要的碱含量高、溶解性能差等问题,同时拓宽了表面活性剂、碱剂在复合驱油体系中的使用含量范围,筛选出的复配型驱油体系适应性更好。

不同温度下氟碳链长度对表面活性剂理化性能的影响

基于3种不同氟碳链长度的表面活性剂,研究温度(0~40℃)对氟碳表面活性剂理化性能(表面活性、发泡性能和铺展性能)的影响。结果表明,随着温度的升高,氟碳表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)增大,表面张力(γ_(CMC))降低,且表面活性剂的氟碳链越长,其形成胶束的能力越强,其中FC8表面活性剂溶液的CMC最小(0.23 mmol/L),γ_(CMC)值最低(15.07mN/m);低温下氟碳表面活性剂发泡倍数最低(特别是FC4在0℃时仅为3.70倍),升温到20℃时发泡倍数达到最佳(6.00~8.73倍),继续升温对发泡倍数影响不大,且相同温度下氟碳链越长发泡倍数越大,FC8的发泡倍数在20℃时达到8.73倍;表面活性剂铺展系数(S)随温度的升高而增大,当温度达到20℃时S的变化趋于平缓,且氟碳链越长越有利于降低单位面积表面活性剂的消耗量,节约成本。由此可见,低温对短氟碳链表面活性剂性能影响较大,特别是发泡倍数低达不到使用要求,若应用在水成膜泡沫灭火剂中还需进行复配提高其使用性能。

助表面活性剂对洁面膏性能的影响

制备了含约3 wt%不同助表面活性剂的洁面膏,包括阴离子、两性基和非离子表面活性剂。测试结果表明,椰油酰两性基乙酸钠降低体系的结膏点和储能模量,月桂基羟基磺基甜菜碱和PEG-12甲基葡糖二油酸酯提升体系的结膏点和储能模量;除了椰油酰两性基乙酸钠和PEG-120甲基葡糖二油酸酯降低体系的发泡力,其余助表面活性剂均在不同程度上提升发泡力;PEG-120甲基葡糖二油酸酯会增加体系的硬度、粘性和粘力,并且月桂醇聚醚-4也会提升样品的粘性和粘力;PEG-120甲基葡糖二油酸酯会提升对皮脂的清洁力。

聚合物—表面活性剂二元复合体系微观及宏观驱油特征——以河南双河油田某区块为例

采用微观驱油实验和油藏数值模拟,研究了聚合物—表面活性剂二元复合体系微观及宏观驱油特征。以河南双河油田S块H层系为例的研究结果表明,二元复合体系既能启动柱状、簇状残余油,又可减少孔隙和喉道处的膜状残余油,相比单一表面活性剂驱和单一聚合物驱,二元复合驱具有显著扩大波及体积和提高驱油效率的双重效果,比单一聚合物驱提高采收率3.03%～5.45%。对于层内非均质储层,二元复合驱可较大幅度地提高低渗透带的采收率,其次是中渗透带;而对于层间非均质储层,进一步改善低渗透层开发效果的能力有限,二元复合驱提高采收率由高到低的排序为中、高、低渗透层。

聚合物-表面活性剂复合体系的核磁共振研究

用核磁共振 (NMR)研究聚合物 -表面活性剂复合体系的具体实例 ,分别对用于聚合物与表面活性剂相互作用及聚合物 -表面活性剂团簇结构剖析等领域的13C -NMR、13C -及反离子2 3Na+ -弛豫、顺磁共振驰豫 (PR -NMR)、二维核子Overhauser增强核磁共振 (2D -NOESY -NMR)等手段作了详尽的概述。在13C -NMR研究中发现PVP-C12 BE体系中PVP骨架上α -CH、β -CH2 和吡咯环上与N相连的亚甲基吸附在C12 BE胶束表面的碳氢链部位 ,其相互作用驱动力为疏水力。13CNMR、2 3Na+ NMR研究表明在PEG -SDS团簇结构中大部分PEG链节环绕在SDS胶束周围 ,少部分PEG链节吸附在烃 /水界面上 ;2D -NOESY -NMR研究结果表明 ,有少部分PEG链节渗入到SDS胶束内部 ;PR-NMR结果显示少部分PEG链节存在于SDS胶束双电层内 ,PEG -SDS团簇的化学计量组成为PEG/SDS =1 9。13C -NMR研究表明PVP -AS团簇为项链状结构 ,PVP -AS团簇为项链状结构 ,PVP -SDS团簇为膨胀笼状结构。

碱、表面活性剂和聚合物为主的三元复合驱油体系相行为研究

通过研究不同浓度Na2 CO3、KPS存在的条件下复合驱油体系的相行为变化 ,找到了形成中相最佳区的条件 ,揭示了相行为与油水界面张力及表面活性剂在不同相间分配量大小的相关性 ,从临界胶束浓度变化对相态转变机理给予合理解释。

宽分子量聚合物/表面活性剂复合驱油体系性能评价

为解决注水开发油藏在高含水、高采出程度开发阶段,非均质性较强、层间及层内矛盾突出而又无法实现分注的问题,提出了宽分子量聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系。采用理论计算及室内实验的方法,评价了复合体系的性能,结果表明:宽分子量聚合物具有较好的增黏效果,与表面活性剂配伍性较好;并且同时发挥了宽分子量聚合物扩大波及的作用以及表面活性剂提高洗油效率的作用,与储层的适应性更好,可以在水驱基础上提高采收率15%以上;宽分子量聚合物中分子量配比应根据储层的渗透率划分确定,只有宽分子量聚合物体系与储层非均质情况匹配性最好时,才能取得最好的驱油效果。宽分子量聚合物复合驱油体系是一种有效的驱替体系,研究结果可以为处于双高开发期的非均质油藏提高采收率提供借鉴。

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高。界面张力由10-2mN/m降至10-3mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。

泡沫液膜中聚合物与表面活性剂相互作用的研究进展

加入聚合物对泡沫液膜的作用是涉及众多工业应用的重要问题。讨论了聚合物-表面活性剂复合泡沫体系中影响液膜厚度和稳定性的因素。聚合物的加入对泡沫液膜稳定性的影响取决于所形成的液膜种类(普通黑膜或牛顿黑膜)。聚合物的加入在液膜中形成构造应力。加入的聚合物与表面活性剂作用形成具有表面活性的复合物,或富集于液膜界面处,使液膜稳定性大大增强。