CO_2乳液的界面特性对其渗流特征的影响

CO_2乳液在驱油过程中能够有效控制CO_2流度,大幅改善CO_2驱油效果,提高采收率。选择AOT作为CO_2乳液用表面活性剂,通过TRACKER-H界面流变仪测定AOT水溶液与CO_2体系在不同温度压力条件下的界面特性,通过岩心实验测定不同温度压力条件下CO_2乳液的封堵和调剖分流效果。结果表明:随着压力的增大,CO_2乳液界面张力随之降低,界面黏弹性随之增大;随着温度的增加,CO_2乳液界面张力增加,界面黏弹性降低;温度越高越不利于乳液的封堵,压力越高越有利于乳液的封堵,这与体系界面特性研究所得的结果相对应,说明CO_2乳液的封堵效果与其界面特性有关;温度和压力通过影响CO_2乳液的界面特性从而影响其渗流特征,CO_2乳液的强度越高、体系界面张力越低、界面黏弹性越好,其分流效果也会越明显。

油藏条件下CO_2乳液稳定性实验

CO2乳液在驱油过程中能够控制CO2流度,大幅改善CO2驱油效果。实验测定了油藏条件下温度、压力、矿化度和表面活性剂类型对CO2-表面活性剂水溶液体系的界面张力、界面扩张模量及乳液稳定性的影响规律。实验结果表明,随着压力的增高,CO2-表面活性剂水溶液界面张力先迅速减小,之后逐渐稳定,扩张模量先增大,之后逐渐稳定;随着温度的增加,界面张力增加,扩张模量降低;随着矿化度的增加,界面张力先减小后增加,扩张模量先增大后减小。对于阴离子型表面活性剂AOT和OS,随着压力的升高,乳液稳定性增加,界面性能和乳液稳定性具有对应关系;对于非离子型表面活性剂C12E9P3,随着压力的升高,乳液稳定性降低,界面性能与乳液稳定性没有对应关系。通过对比AOT、OS和C12E9P3,AOT形成的CO2乳液稳定性能最佳,C12E9P3形成的CO2乳液稳定性能最差,并且对压力较为敏感。该研究结果可以为CO2乳液在油气田开发中的应用提供一定的理论指导。

CO_2/水乳液体系的黏度测定

采用超临界CO_2、H_2O和表面活性剂聚乙二醇三甲基壬基醚(TMN-6)构建了水包CO_2的乳液体系,探索了CO_2/水乳液体系的形成条件,利用高压落球黏度计测试了CO_2/水乳液体系的黏度,考察了TMN-6质量浓度、体系温度、CO_2压力及m_(H_2O)∶m_(CO_2)对乳液体系黏度的影响。实验结果表明,在25~40℃,10~25 MPa,m_(CO_2)∶m_(H_2O)=(2∶8)^(5∶5),TMN-6质量浓度在0.2%~1.5%条件下,可形成稳定的CO_2/水乳液体系;乳液体系的黏度随TMN-6质量浓度的增加、CO_2压力的升高、温度的降低及m_(H_2O)∶m_(CO_2)的增加有不同程度的增大,且随着TMN-6质量浓度的增加,CO_2/水乳液体系黏度与温度和压力的相关性也逐渐增加。

SiO2纳米颗粒与十六烷基二甲基乙基溴化铵协同构建CO2/水乳液及其表征

利用SiO2纳米颗粒与阳离子表面活性剂十六烷基二甲基乙基溴化铵(EHDAB)协同构建CO2/水乳液,通过破乳时间、Zeta电位、吸附等温线、界面张力以及表观黏度的测试,研究了EHDAB在SiO2颗粒表面的吸附情况及对所构建乳液稳定性的影响。实验结果表明,对于EHDAB/SiO2构建的乳液,随EHDAB含量的增加,乳液稳定性先增加后降低,然后趋于稳定,且热稳定性较好。EHDAB与SiO2的质量浓度比为0.1时,所构建乳液的稳定性最高。EHDAB主要用于乳液的形成,SiO2纳米颗粒则用于增强乳液的稳定性,固体颗粒稳定乳液的机理主要为机械阻隔机理。

不同性质有机分散相对CO_2吸收过程的影响

分别以环己烷、甲苯、正庚烷和正丁醇4种不同性质的有机溶剂作分散相,采用恒温槽反应器测定了CO2在水中的吸收速率.结果表明,吸收速率与界面性质有关,未加表面活性剂时,甲苯、环己烷、正庚烷乳液中的传质速率与其在气液界面上的铺展状况相对应,甲苯>正庚烷>环己烷,铺展所产生的油膜造成了附加阻力,使低体积分率时CO2吸收速率反比纯水中低,最小时甲苯、环己烷、正庚烷所对应的体积分率分别为0.02,0.08和0.04.表面活性剂的加入促使乳液更趋稳定,但由于表面活性剂在气液界面及油水界面的吸附,传质阻力显著增加,吸收速率较无表面活性剂时更低,对此现象进行了理论分析.与甲苯、环己烷等不同,正丁醇/水为部分互溶体系,在实验浓度范围内,吸收速率呈现先上升后逐渐下降的趋势,乳液与纯水中吸收速率比J/J0最高点与正丁醇在水中的溶解度相对应。

降低CO_2驱混相压力的发展现状

将CO_2注入油层,不仅封存了CO_2,还可以大幅度提高油气田采收率,达到CO_2减排和油藏高效开发的双赢目的,受到了相关研究者的广泛重视。如何有效地降低CO_2与原油之间的混相压力,是目前CO_2驱提高采收率研究的主要热点和难点之一。文中比较了降低CO_2驱混相压力的几种方法,探索新的亲CO_2表面活性剂以降低CO_2驱最小混相压力。目前,降低CO_2驱混相压力的主要方法有添加共溶剂法,但成本比较高;超临界CO_2微乳液法可以降低CO_2驱混相压力,但是目前表面活性剂的研究主要集中在降低油/水界面张力的离子型表面活性剂,关于降低油/CO_2界面张力的非离子表面活性剂还鲜有报道;亲CO_2表面活性剂是降低CO_2驱混相压力的一种新探索,但目前已用的表面活性剂与CO_2的亲和性差,使得CO_2对极性较强的大分子物质的溶解能力受到限制。因此,开发新的亲CO_2表面活性剂以达到降低CO_2驱混相压力的效果显得尤为关键。

二氧化碳乳液微观稳定性实验研究

实验优选了AOT作为CO2乳液表面活性剂,利用高温高压反应釜测定了AOT水溶液与CO2在不同温度、压力下的乳液析液半衰期,并通过微观实验测定了温度、压力对CO2乳液微观稳定性的影响。结果表明,随着压力的增大,CO2乳液稳定性随之增大;随着温度的增加,CO2乳液稳定性随之降低,低压下温度的影响不明显,随着压力的增加,温度的影响越来越明显。微观实验显示,温度越高越不利于乳液的稳定,压力越高越有利于乳液的稳定,这与高温高压反应釜所得的结果相对应,说明CO2乳液的稳定性主要取决于乳液的扩散、聚并、排液、破灭等机理。CO2乳液在驱油过程中能有效控制CO2流度,大幅改善CO2驱油效果,提高采收率。

SiO2气凝胶微球的制备及其性能研究

采用以花生油或硅油为油相形成油包SiO2溶胶或在超临界CO2中形成微乳液的乳液成球技术,结合CO2超临界干燥制备出SiO2气凝胶微球。先后用三甲基氯硅烷(TMCS)和3-氨丙基三羟基硅烷(KH-553)对微球进行内疏外亲改性,并采用吸水实验和接触角测试进行表征,最后将SiO2气凝胶微球做成涂料,研究其隔热性能。结果表明:不同工艺制备的SiO2气凝胶微球比表面积都较高,孔隙率均高达90%以上。以花生油或硅油为油相制备的SiO2气凝胶微球具有良好的介孔结构,孔径主要为5~20 nm。而在超临界CO2中形成微乳液制备的SiO2气凝胶微球具有小孔和介孔结构,孔径主要为0.02~10 nm。超临界CO2微乳液中制备的微球粒径相对分布较窄(0.02~8μm),比表面积高达1059.4 m2/g。经TMCS和KH-553先后改性的SiO2气凝胶微球具备内疏外亲的性能。将所制备的SiO2气凝胶微球做成涂料,热导率最低为0.02 W/(m·K),达到很好的隔热效果。