双子表面活性剂对海上S油田稠油降粘性能评价

针对海上S油田地层中胶质和沥青质含量高、稠油粘度大和水驱采收率低的问题,采用双子表面活性剂RB107对S油田稠油进行降粘实验,评价其乳化浓度、聚集形态、界面活性、润湿性和稳定性等,在此基础上通过物理模拟驱油实验考察其驱油性能。结果显示:在油藏条件下,当质量分数为0.3%、油水体积比为50∶50时,可使稠油粘度降低97%,使油水界面张力降至0.165 6 m N/m,说明双子表面活性剂RB107在较低浓度下具有较强降粘性能和界面活性;乳化速度为0.24 m L/min,油水乳状液油珠分散均匀且直径小,说明RB107具有较快的乳化速度和较强的稳定性;RB107溶液与原油基底的接触角为10.8°,说明对油水界面具有较强的润湿性;其可在水驱的基础上提高采收率10.1%,说明RB107对S油田稠油具有良好的降粘效果,可作为S油田稠油的降粘剂。

含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂的油-水界面张力及其对原油的乳化能力

以壬基酚、十二醇、异构十三醇为主要原料,合成了7种含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂。测定了以含0.1%(质量分数)硫酸盐表面活性剂的模拟盐水与桩106-15-X18普通稠油配制的油-水体系的界面张力,并测定了上述表面活性剂对桩106-15-X18普通稠油的乳化速率。结果表明,虽然这些表面活性剂具有较高的耐盐能力,但随着分子中氧丙烯链节数逐渐增加,油-水界面张力值最小时对应的最佳NaCl含量呈降低趋势。在合成含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂时,可以通过控制氧丙烯链节长度,调节其在油-水体系中获得的低界面张力区的特点,使之适应不同盐含量的地层。含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂降低油-水界面张力的能力和其对稠油的乳化速率没有简单的对应关系。

稠油乳化降黏开采用表面活性剂的筛选

介绍了稠油乳化降黏及筛选适合特定油品的理想稠油乳化降黏剂 (目标活性剂 )的基本原则和方法。综述了稠油乳化降黏用表面活性剂的类型及其常用的非离子型表面活性剂的主要类型。依据目标活性剂的两大必要性能特征参数 (HLB值和PIT) ,概述了用HLB值法及PIT法筛选目标活性剂的方法。

塔河油田超稠油乳化降黏剂的研制

本文针对塔河油田地层水矿化度高、井底温度高的特点,研究了适合塔河油田超稠油的乳化降黏剂。以一定链长的混合叔胺(RN(CH3)2)和二溴乙烷(Br(CH2)2)为原料,合成了一种代号为DFA-12的双季铵盐型表面活性剂,并对其反应的影响因素进行了优化,得出最佳的反应条件如下:反应物RN(CH3)2与Br(CH2)2摩尔比为2.602∶1,反应温度为90℃,反应时间为24小时,产品纯度可达98.53%。稠油和表面活性剂溶液的混合液(油水质量比7∶3)的乳化实验表明,DFA-12较其他表面活性剂具有更强的耐盐能力,在矿化度高达214739.9mg/L下仍具有较好的乳化能力。通过DFA-12和其他的表面活性剂的复配实验,优选出适合塔河油田超稠油乳化降黏的最佳配方为:0.25%DFA-12+0.25%两性离子表面活性剂HES+0.1%聚合物DFP,该体系对塔河油田的超稠油乳化降黏指标达到最佳,在90℃下测定稠油和表面活性剂溶液的混合液(油水质量比7∶3)的黏度,以稠油黏度为基准计算降黏率,可达98%以上。

孤岛稠油乳化降粘剂FH-02应用性能研究

FH-02是加有抗钙镁离子剂的非离子、阴离子表面活性剂混合物.报道了该剂对孤岛稠油的乳化降粘性能.FH-02溶液用孤岛油田回注污水配制,实验温度50℃,根据静置时脱水率和SV值确定乳状液稳定性.孤岛稠油与0.5%FH-02溶液按体积比80/20、70/30、60/40混合时形成稳定性递减的O/W型乳状液,体积比50/50时形成很不稳定的W/O型乳状液,最佳油水体积比为70/30.在该体积比下,0.5%～1.5%的FH-02溶液与孤岛稠油形成稳定性相近的O/W乳状液,FH-02水溶液的最佳质量分数为0.54%;FH-02质量分数由0.1%增至0.5%时,与粘度21230 mPa·s的稠油形成的乳状液粘度由5485 mPa·s降至303 mPa·s,乳化降粘率由74.16%增至98.57%.0.5%的FH-02水溶液与粘度3546～21230 mPa·s的6种稠油形成的乳状液,粘度在82～303 mPa·s范围,乳化降粘率≥97.7%.对于粘度12871 mPa·s的稠油,FH-02的乳化降粘率(98.8%)高于孤岛油现用3种乳化降粘剂(95.7%～96.6%).FH-02不影响现用4种原油破乳剂的效能.表6参7.

稠油水包油型乳状液表观黏度的影响因素及预测模型

通过单因素实验,系统分析了两性/非离子复配表面活性剂含量、无机/有机复配碱含量、含油率、搅拌速率、乳化温度对稠油水包油（O/W）型乳状液表观黏度的影响。在单因素实验基础上,进行了六因素三水平的正交实验,并应用SPSS软件进行方差分析及非线性回归,进一步分析各因素对乳状液表观黏度影响的显著程度,得到稠油O/W型乳状液的表观黏度预测模型,进而从理论上分析了各因素对乳状液表观黏度的影响规律。结果表明,随着复配表面活性剂含量的增加,乳状液表观黏度增大;复配碱对乳状液表观黏度的影响具有双重性,既能促使界面上活性物质发生电离,又能压缩扩散双电层,结果取决于两者的相互竞争;随着含油率的增加,乳状液表观黏度增大;搅拌速率在500-1000r/min范围内,随着搅拌速率的增加,乳状液表观黏度增大,在1000-1500r/min范围内,表观黏度变化不大;乳化温度升高导致乳状液表观黏度降低。稠油O/W型乳状液的表观黏度预测模型预测的表观黏度与实验结果吻合。

辽河超稠油乳化降粘研究

为了实现辽河超稠油的常温输送和制备乳化燃料油,用HLB值11.5的非/阴离子表面活性剂及其他助剂,将酸值5.89mgKOH/g、含水9.0%、30℃粘度1415Pa·s的辽河混合超稠油乳化成油水体积比70∶30的水包油乳状液。通过正交设计实验,优选出乳化药剂组成(g/L,以水相计)如下:碱2.0;混合表面活性剂5.0;促进剂1.0;助剂3.0。用该组乳化药剂制备的油水体积比70∶30水包油乳状液,30℃、28.68s-1粘度为40mPa·s,另加入1.0g/L稳定剂可使乳状液粘度降至30mPa·s;如将乳化药剂中混合表面活性剂的HLB值改为11.0,则制得的乳状液粘度升至124mPa·s,其稳定性则增大。这3种水包油乳状液的流变性都比较接近牛顿流体,在20～80℃下表观粘度随剪切速率的变化较小。图4表2参5。

乳化降粘剂SB-2乳化稠油机理研究

实验研究了用表面活性剂SB 2乳化稠油降低粘度的几个机理性问题。SB 2是胜利油田开发的稠油乳化降粘剂 ,为脂肪酸改性的具有多官能团的钠盐型阴离子表面活性剂。根据用duNo櫣ｙ法测定的表面张力曲线 ,SB 2在蒸馏水中的临界胶束浓度为 0 .16 g/L ,在模拟地层水 (TSD =15 .8g/L ,含Ca2 + 0 .6 g/L ,含镁 0 .2g/L)中的为0 .0 2 4 g/L。产自胜利油田不同区块 7口井、5 0℃粘度为 3.0× 10 3 ～ 3.3× 10 5mPa·s的稠油 ,与浓度 3～ 8g/L的SB 2地层水溶液在油水体积比 7∶3及一定温度 (5 0～ 70℃ ,视井温而定 )时形成粘度 <30 0mPa·s的O/W乳状液 ,稠油粘度较高时所需的SB 2浓度较高。用ESI MS方法测定了在 5 0℃形成的O/W稠油乳状液水相和油相中SB 2浓度 ,得到下述结果 :在相同稠油和油水比条件下 ,SB 2初始浓度较高时 ,乳状液水相和油相中SB 2浓度也较高 ,粘度不同的 2种稠油与同一浓度SB 2地层水溶液形成的乳状液 ,油水比越大 ,油相中SB 2浓度越小 ,水相中SB 2浓度则相同 ,油水比也相同时SB 2在油相中的浓度也相同。用微量热法测定了一种稠油与SB 2地层水溶液乳化时的热效应 ,乳化过程为放热过程 ,乳化热随水相SB 2浓度、油水比和乳化温度增高而增大。图 6表 1参 6。

单家寺稠油降粘剂SJ及其O/W型乳状液流变性研究

报道了乳化降粘剂SJ对单家寺稠油的乳化降粘作用。SJ为含少量无机碱和盐的石油磺酸盐、非离子表面活性剂的混合物 ,在 30 0℃、3.4 5MPa下热处理 2 4h后使用。实验油样为单家寺一口井所产超稠油 ,含胶质 31.9% ,含沥青质 9.1% ,酸值 1.83mgKOH/g油 ,5 0℃、1.2s-1粘度 6 3.4Pa·s。水样为该油田采出水 ,矿化度 19.5 g/L。在大范围内变化SJ加量和油水体积比 ,求得乳化剂在水中的最佳加量为 0 .3%～ 0 .5 % ,最佳油水比为 80∶2 0～70∶30 ,所得O/W型稠油乳状液 5 0℃、1.2s-1下的粘度为 4 2 0～ 180mPa·s,在 5 0℃放置 90min后脱水率 >92 %。SJ的乳化降粘性能和形成的乳状液稳定性均符合稠油生产要求。在 6 0℃、剪切速率 5 0～ 12 0 0s-1范围考察了SJ用量 0 .3%、油水比 80∶2 0～ 2 0∶80的 5个O/W乳状液的粘度 剪切速率关系 ,发现乳状液的粘度均随剪切速率增大而减小 ,在剪切速率 >10 0 0s-1后不再变化 ,但假塑性随油水比减小而减小。在 30～ 70℃范围乳状液流变性变化规律相似。图 1表 2参

超稠油乳化降粘剂SHVR-02的研制

用荧光法测得辽河油田杜84块杜54 30井超稠油(室温粘度54.8Pa·s)乳化剂的最佳HLB值为10.8。根据这一HLB值,由主剂脂肪醇聚氧乙烯醚、一种生物表面活性剂及辅剂快速渗透剂JFC配成了超稠油乳化降粘剂SHVR 02。当油水体积比为1.0∶0.7、水相中SHVR 02浓度为1g/L时,超稠油乳状液的粘度为492mPa·s,水相浓度增大至5g/L时乳状液粘度降至268mPa·s。在油水体积比1.0∶0.7、水相SHVR 02浓度3g/L、混合温度50℃条件下,粘度在6.2～20.9Pa·s的8种辽河稠油形成的乳状液,粘度在53～148mPa·s之间。乳状液在40～80℃放置10h后,粘度随放置温度升高略有下降(378→248mPa·s),放置温度为90℃时乳状液发生反相,粘度升至26.1Pa·s。SHVR 02的乳化降粘效果优于3种对比乳化剂。SHVR 02形成的超稠油乳状液易破乳,与联合站现用破乳剂配伍。表6参14。

稠油油藏化学驱实验研究

在65℃测定0.01%RS-2(一种季铵盐表面活性剂)溶液、0.05%RS-2+0.5%Na2CO3溶液、0.05%RS-2+0.5%NaOH溶液与孤岛稠油之间的界面张力,形成的乳状液稳定性、乳化液滴直径分及3个表面活性剂体系(段塞尺寸1.0PV)填砂模型驱油效率。这3个体系的油水界面张力分别为100、10-1、10-2mN/m数量级;油水体积比1∶1的O/W稠油乳状液60min析水率分别为67%、12.5%、8%;乳化液滴平均直径分别为18、15、3μm。在均质模型中,1PV0.05%RS-2+0.5%NaOH溶液的驱油效果最好,在水驱基础上(采收率25.4%)提高采收率22.3%。在非均质模型中,0.05%RS-2+0.5%Na2CO3溶液驱油效果最好,驱替压力增幅高、持续时间长,在水驱基础上(采收率16.0%)提高采收率18.0%。认为在非均质稠油油藏中乳状液稳定、粒径稍大于高渗带孔径的化学驱油体系驱油效率更高;用非均质模型优选的稠油化学驱油体系更符合油藏实际。

稠油低温乳化降粘剂BL-1的研制及应用

乳化降粘剂BL 1的主剂是阴离子 非离子混合表面活性剂 ,在矿场应用时加入适量碱 (NaOH) ,是针对大庆黑帝庙低温 (15℃ )稠油油藏的开采而研制的。以黑帝庙稠油 (2 0℃密度 0 .918g/cm3 ,15℃粘度 2 6 80mPa·s,酸值 0 .818mgKOH/ g)为油相 ,混合表面活性剂在地层水 (矿化度 44 5 6mg/L)中的 5 g/L溶液为水相 ,油水体积比 70 / 30～ 5 0 / 5 0 ,研究了该混合表面活性剂 15℃时的乳化降粘性能。根据不同静置时间的脱水率和稳定性评分测定结果 ,油水比 70 / 30时形成相当稳定的O/W乳状液 ,其粘度比稠油粘度降低 94%。油水比 6 0 / 40和 5 0 / 5 0时粘度降低率更高 ;该混合表面活性剂不影响破乳剂 (SP 16 9和F 6 8)对稠油乳状液的破乳脱水效果。该混合表面活性剂也适用于新疆克拉玛依K1稠油 (30℃ )和胜利临盘S74 11井稠油 (6 0℃ ) ,乳化降粘率为 95 .1%～ 99.8%。在现场应用时 ,该混合表面活性剂的碱水溶液连续地通过油套环空注入油井 ,使井内表面活性剂浓度不小于5 g/L ,油水体积比不小于 70 / 30。在黑帝庙油田的一口处于注汽后采油后期的蒸汽吞吐稠油井进行了为期各 15天的两轮乳化降粘剂BL 1注入试验 ,试验期间停止掺 6 0～ 70℃的热水 ,生产正常进行 。

稠油乳化降粘剂QX的合成与特性

简要介绍了Geminis表面活性剂的特点和稠油乳化降粘剂QX的合成方法。探讨了降粘剂QX的特性,重点是QX分子结构对乳状液的影响。由于QX分子结构中具有两个疏水基,都含有富电子的苯环和双键,使其与重油之间产生较强的吸引力,有利于重油的乳化;再加上分子结构中的亲水基与水相中分子产生较强的分子缔合,有利于乳状液的稳定。QX降粘剂现场试验结果表明,系统压力由1.5 MPa降到0.4 MPa,日产油量由2.4 t增加到7.1t。

Gemini稠油乳化降黏剂GMS-1的合成及应用性能

稠油乳化降黏剂GMS-1是M=814的磺酸盐型孪二连表面活性剂，根据东辛营27馆陶组稠油（50℃黏度8769mPa·s）所含脂肪酸中C16和C18组分所占比例较大的特点，由C16、C18脂肪醇、环氧丙磺酸、乙二胺合成并用红外光谱法确认了化学结构。其表面活性远大于常用各种类型的普通表面活性剂。用矿化度30g／L的含钙镁盐水配制的0．1％～1．5％的GMS-1水溶液与该稠油在50℃、油水比≤70／30时形成低黏度O／W乳状液（附典型电镜照片），油水比85／15时仅在GMS-1质量分数较高时形成较低黏度乳状液；当油水比70／30、温度在30～60℃范围时，1．0％～2，0％GMS-1水溶液与稠油形成的乳状液的黏度低且基本上不随温度而变，而0．1％～1．0％GMS-1水溶液与稠油形成的乳状液的黏度则随GMS-1质量分数的减小和温度的降低而升高；在5.0～90g／L范围内，矿化度（NaCI质量浓度）对乳状液黏度的影响与温度相似。GMS-1耐温性好，形成的稠油乳状液稳定性好。在营27x5机抽井使用GMS-1，使产出的含水17．2％的原油井口黏度由15987mPa·S降至484.9mPa·S。图5表5参4。

嵌段高分子自乳化体系及其对超稠油的乳化性能

针对特超稠油开采难度大,乳化降黏过程困难的问题,提出了以嵌段高分子表面活性剂为核心的自乳化降黏体系。合成的高分子型非离子嵌段聚氨酯表面活性剂DBPS,其临界胶束浓度为2.71×10^(-6)mol/L。考察了引发剂(Na_2CO_3)加量,不同乳化剂与助表面活性剂对超稠油乳化效果的影响,通过正交实验优化了自乳化体系配方。结果表明,自乳化降黏体系最佳配方为:0.5%Na_2CO_3、0.5%DBPS、0.5%吐温80和0.6%聚乙二醇。自乳化体系与稠油混合后,形成较为分散的水包油型油水乳状液滴,乳化降黏率达98%以上。80℃时,乳状液沉降2.5 h后的脱水率达73%;70℃时,自乳化体系水溶液表面张力为27.02mN/m,自乳化体系水溶液与稠油的界面张力为0.0057 mN/m。

胜利油田单六块超稠油乳化降粘室内实验研究

在实验室评价了质量比7/3的阴离子/非离子混合表面活性剂降粘剂SB 3(有效物含量≥30%)对胜利滨南油田单6断块蒸汽吞吐井超稠油井筒乳化降粘的性能。所用油样为脱气脱水单6 12 X42井原油,在10s-1下50℃粘度为6.4×104mPa·s,60℃粘度为3.3×104mPa·s;水相为模拟地层水,含NaCl1.5×104mg/L,Ca2+800mg/L,Mg2+200mg/L及设定量SB 3。实验研究结果表明:体积比为90/10～50/50的原油和水在60℃时形成油包水乳状液,其粘度较原油大幅上升;在水相中加入2.0×104mg/LSB 3后,相同体积比的原油和水在60℃时形成水包油乳状液,60℃、50s-1下乳状液粘度为260mPa·s(油水体积比70/30)和～130mPa·s(60/40);温度由35℃升到80℃时,油水体积比70/30的乳状液的粘度(50s-1)由579mPa·s降至65mPa·s;SB 3加量增大时(≤5.0×104mg/L)乳状粘度还会降低;SB 3不影响稠油乳状液的化学破乳脱水。因此,SB 3可用于胜利滨南油田单6断块超稠油的井筒乳化降粘。图3表4参3。

一株稠油降解菌的筛选及其产物乳化性能研究

稠油亦称重质原油,稠油中胶质和沥青质等大分子组分含量较高。通过以稠油为唯一碳源的摇瓶发酵和稠油平板实验,从辽河油田油水样中筛选获得一株稠油降解菌AD。对菌株AD发酵所产表面活性剂的CMC值、乳化活性、稠油降黏作用等进行了测定。结果表明,菌株AD产表面活性剂对原油具有较强的乳化、降黏作用,可耐高温和高浓度盐,适用于油藏微碱性环境,稠油降黏率最高可达81.7%,与曙光油田的地层水有较好的配伍性。

特稠油SGVR-1水基降粘剂的研制

采用荧光法测定了辽河油田曙光采油厂170 2井特稠油乳化HLB值。以混合型表面活性剂、阴离子型表面活性剂及非离子型表面活性剂为主剂,快速渗透剂及碱助剂等为辅助剂,按一定比例合成了水基降粘剂SGVR - 1。室内实验结果表明,该降粘剂具有良好的乳化降粘性能(降粘率不低于99% )、自动破乳脱水性能和配伍性能(与破乳剂) 。

稠油自乳化降粘体系的研制

以N,N'-二甲基乙二胺、2-溴乙基磺酸钠及溴代十二烷为原料合成Gemini表面活性剂,再与OP-10、重烷基苯磺酸钠进行复配,并加入碱性引发剂研制自乳化降粘体系。针对恩平18-1油田,对油样进行乳化降粘实验,最终选择Na_2CO_3作为碱性引发剂,并确定其浓度为0.5%。通过正交实验,确定Gemini表面活性剂的浓度、OP-10的浓度、重烷基苯磺酸钠的浓度分别为0.6%、0.6%、0.6%时为自乳化降粘体系的最佳配比。

用均匀设计的分区间优化法研究重油乳化剂

用均匀设计与调优软件进行实验方案的设计 ,并用分区间优化方法进行实验结果的优化。考察了能在界面上形成复合物的乳化剂对乳状液的稳定化作用 ,以及非离子表面活性剂间的协同作用 ,并得到了稳定性较好的乳化剂配方。最佳乳化剂配方为 w (脂肪酸 ) =78.1 % ,w ( Tween 80 ) =1 1 .2 % ,w (三乙醇胺 ) =4 .5% ,w ( Tween 2 0 ) =3 .3 % ,w (苯酚 ) =2 .9%。加入量为乳化油总质量的 0 .0 9%时 ,可使油水质量比为70∶ 3 0的油包水型乳化重油在 85℃下稳定 5d以上 ,常温下稳定 1 a以上。研究结果表明 ,乳液稳定性与重油性质密切相关。