从泡沫复合驱先导性矿场试验中取得的认识

通过对泡沫复合驱油试验的效果及动态反映特征的描述和分析 ,对复合体系的发泡能力、发泡效果做了初步评价 ,并探索泡沫复合驱油的注入及采出工艺 ,同时对泡沫驱油效果的影响因素做了深入的分析 。

起泡剂发泡特性及其影响因素研究

通过对泡沫复合体系发泡特性的静态实验研究,评价了泡沫复合体系发泡特性及泡沫稳定性.通过细玻璃管测定法和综合发泡能力的经验公式,讨论了表面活性剂类型和结构、聚合物分子量、碱浓度、地层水矿化度、温度及原油性质对体系发泡性能的影响.通过研究,得到了泡沫复合驱中表面活性剂、碱和聚合物都存在一个合理的浓度临界值,且随着矿化度、温度和原油轻质含量的增加,体系的综合发泡能力降低的结论.同时得到了不同表面活性剂类型中,硫酸盐型表面活性剂发泡效果最好,磺酸盐直链型次之;而同一类型表面活性剂中,随着表面活性剂碳链长度的增加,发泡效果变好,但碳链增加到一定长度后,综合发泡能力下降的认识.

防灭火高性能泡沫的试验研究

针对目前煤炭防灭火泡沫存在起泡性能低、稳泡时间短的问题,通过对现有表面活性剂进行复配,获得了泡沫性能良好的新型复合表面活性剂溶液体系。研究了复配体系的表面张力、泡沫性能,以及温度、无机盐离子对二元复配体系SDS/OP-10、SDS/OB-2、SDS/BS-12的起泡性能和稳泡性能的影响,并探讨了其性能变化的原因。结果表明:表面活性剂复配后均具有良好的协同增效作用,在其具有最低表面张力的复配比例下,起泡高度均超过100 mm,稳泡性能由高到低为阴/阳(SDS/OB-2)、阴/两性(SDS/BS-12)、阴/非(SDS/OP-10);泡沫性能最佳的复配体系为阴/阳(SDS/OB-2),在10-2mol/L NaCl存在时,起泡高度达133 mm,泡沫消失速度为0.01 mm/s。

三元复合CO_(2)强化泡沫体系的制备及性能研究

遇油消泡、高温失活等现象严重影响了泡沫流体在低渗油藏苛刻环境下的应用。采用Waring Blender法优选了性能良好的起泡剂QH-3,加入能提升泡沫稳定性的纳米SiO_(2)颗粒与聚合物PL-1,设计正交实验确定了0.5%发泡剂QH-3+0.2%聚合物稳定剂PL-1+0.3%纳米SiO2颗粒的三元复合CO2强化泡沫体系配方。对常规的QH-3泡沫体系与三元复合CO_(2)泡沫体系开展了性能测试。实验结果表明,三元复合CO2强化泡沫体系具备良好的抗油耐温性能。在85℃下,含油饱和度65.18%,渗透率42.6×10^(-3)μm^(2)的岩心中,注入0.8 PV时阻力因子可达114,显著优于常规泡沫体系,表现出较好的流量控制与封窜能力。

抗盐表面活性剂及其复配体系的泡沫性能

利用泡沫扫描仪研究了不同种类表面活性剂及其复配体系的起泡性、稳泡性和抗盐性.结果表明,在去离子水中有5种表面活性剂的起泡体积大于160 mL,泡沫半衰期超过60 min.无机盐对α-烯烃磺酸钠(AOS)、椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱(CAB)和非离子双子表面活性剂(DWS)的泡沫性能影响较小.DWS含量在80%附近,AOS/DWS和CAB/DWS的泡沫稳定性得到明显改善.

复合型塔板对易起泡物系的机械消泡研究

在 2 0 0mm× 70mm的有机玻璃塔中进行试验 ,以质量分数为 5 %为碳酸钾水溶液作为易起泡物系 ,测量了普通筛板和 4种复合型塔板的泡沫层高度 ,并用毛细管光电测量仪测量了气泡索太尔直径和气泡直径分布。试验结果表明 :复合型塔板能够机械消泡 ,其中填料放置于塔板一定高度处的复合型塔板消泡效果较好 ;并且 ,复合型塔板能够细化气泡 。

茶皂素与脂肪醇复配体系的泡沫性能研究

研究了茶皂素和脂肪醇复配体系泡沫性能的变化规律。结果表明适当比例的脂肪醇存在 ,可以大大提高茶皂素的起泡能力和泡沫稳定性 ,并应用最新的泡沫理论对这种变化规律进行了解释。

AOS与CHSB复配体系的表面扩张性质和泡沫性能

为考察α-烯烃磺酸钠(AOS)与椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱(CHSB)复配体系在大庆油田泡沫驱中应用的可行性,利用界面流变仪和泡沫扫描仪研究了AOS与CHSB复配体系的表面张力、表面扩张黏弹性及泡沫性能.实验结果表明:与单剂体系相比,AOS与CHSB复配体系的界面张力和临界胶束浓度均降低.当AOS与CHSB质量比为6∶4时,复配体系的表面张力和临界胶束浓度达到最低.AOS与CHSB复配体系的表面扩张黏弹性和相角随浓度增加先增加然后降低.复配体系的表面扩张黏弹性好于单纯AOS和CHSB体系,在AOS与CHSB质量比为6∶4时,复配体系的表面扩张黏弹性最强.AOS与CHSB复配体系的泡沫稳定性有明显提高.在AOS与CHSB质量比在4∶6～7∶3之间,复配体系的泡沫性能最佳.

用于高温地热井泡沫水泥泡沫剂性能研究

地热井钻井具有高温、地层压力低、地层破碎等特点,采用抗高温泡沫水泥进行固井,要求泡沫剂具有一定的抗高温性能。本文评价和优选了多种泡沫剂在常温和180℃高温下的起泡能力、稳定性,并且将优选出来的单种发泡剂进行复配评价,得到最佳的复配体系为SLES∶CAO∶CAB=63.3∶31.7∶5,并且与单种发泡剂进行比较,将所得最佳复配体系加入到API G级油井水泥体系中进行性能的初步评价。

柠檬酸酯类表面活性剂的性能测试

对柠檬酸单酯类表面活性剂(MAEG-EC-Na、MAEO3-EC-Na)和柠檬酸酯类表面活性剂(AEG-EC-Na、AEO3-EC-Na)的物化性能进行了测定和比较。结果表明:柠檬酸单酯二钠盐的CMC和γCMC均比柠檬酸酯钠盐的低;柠檬酸单酯类表面活性剂在硬水中的发泡能力比在蒸馏水中的好,且泡沫更稳定;复配体系的泡沫性能比较好,泡沫体积均高于565mL,泡沫稳定性均大于0.955;用NaCl对复配体系增稠,体系的粘度变化是一个突变过程,NaCl对MAEG-EC-Na复配体系粘度的影响最大。

尕斯油藏耐油耐盐洗井用固体起泡剂的室内研究

目的针对尕斯油藏地层水矿化度大,凝析油含量分布广的情况,研制一种能耐高矿化度和高凝析油的固体洗井剂,以满足尕斯油藏洗井。方法基于尕斯油田水分析结果,水中Ca^(2+)含量较大,对阴离子起泡剂的起泡能力和泡沫稳定性影响很大。非离子、阳离子、两性离子起泡剂的抗盐能力优良,使用韦伯搅拌法对这3类抗盐能力优良的起泡剂进行耐盐性筛选。结果最终选出CAO-30(两性离子氧化铵型)、CAB(两性离子甜菜碱型)、YN-1(非离子烷基糖苷型)3种耐盐能力优良的表面活性剂。并对3种表面活性剂进行复配,优选出表面张力低、泡沫体积大、泡沫稳定性强的组合,其中,两性离子甜菜碱型与非离子烷基糖苷类起泡剂复配具有协同增效作用,使用羟丙基胍胶作为稳泡剂,稳泡效果良好。起泡剂的最佳质量比为:m(CAB)∶m(YN-1)∶m(HPG)=6∶9∶5。使用尿素为固定剂制成固体起泡剂,对固体起泡剂进行性能评价。结论该起泡剂与地层水配伍性良好,最大耐凝析油质量分数为30%,最大耐温能力为80℃,洗油污能力优良。

新型短碳链氟碳表面活性剂的合成及在灭火剂中的应用

合成了一种含有酰胺基团的新型短碳链氟碳表面活性剂,利用红外光谱、核磁共振波谱表征其结构,确定产物符合预期;采用铂金板法测得其水溶液的表面张力(γ_(CMC))为20.1 mN·m^(-1)、临界胶束浓度(CMC)为43.8 mmol·L^(-1)。基于阴、阳离子表面活性剂复配原理,与多种阴离子碳氢表面活性剂进行复配,结果表明,该氟碳表面活性剂与十二烷基硫酸钠复配时效果最佳,复配体系的CMC仅为0.32 mmol·L^(-1),γ_(CMC)降至22.0 mN·m^(-1)。本研究为水成膜泡沫灭火剂提供了一种可作为核心添加剂的新型短碳链氟碳表面活性剂的合成及复配思路,在消防领域尤其是锂离子电池火灾防控方面具有很好的应用价值。

耐高温型泡沫剂的制备及应用研究

作为油藏三次开发的最有前景和最常用方法之一,泡沫调驱具有调剖和驱油的双重作用,可以实现边调剖边驱油的功能。而针对高温油藏实施泡沫驱则需要耐高温泡沫体系。因此本文从耐温性泡沫剂入手,室内对比了五种发泡剂,筛选出了三种耐高温泡沫剂,并对其中两种泡沫剂进行复配优化,根据不同配比下的复配发泡体系在高温老化前后的发泡效果筛选出了以α-烯基磺酸钠为主要成分的最佳复配体系。实验结果表明,两种发泡剂具有一定的协同作用,在120℃,48 h高温老化前后该复配泡沫体系的发泡性能无明显降低,说明该发泡体系具备用于高温油藏驱油的条件。

还原氧化石墨烯/泡沫铜电极用于微生物电合成系统中二氧化碳合成有机物

采用氧化石墨烯涂覆泡沫铜并还原改性,合成了还原氧化石墨烯/泡沫铜电极,用于微生物电合成系统(MES)中CO_(2)合成有机物,考察了其电化学性能和有机物合成性能。实验结果表明:将改性的泡沫铜阴极用于MES还原CO_(2),在施加的-0.8 V阴极电势下,产生的乙酸和丁酸的最终质量浓度分别达到265.0 mg/L和122.5 mg/L,与改性前相比分别增加了8%和35%;该系统阴极表面上的主要优势细菌属于瘤球菌科(Ruminococcaceae)和梭菌科(Clostridiaceae),丰度分别增加了0.98倍和0.31倍。

CO_2泡沫体系性能改善方法的研究进展

目前CO_2泡沫体系性能改善的方法包括:(1)表面活性剂分子结构优化,包括加强亲水基团、优化疏水基团和引入亲CO_2基团;(2)表面活性剂复配协同,包括阴/非离子表面活性剂复配、阴/两性离子表面活性剂复配和非/两性离子表面活性剂复配;(3)聚合物提高基液黏度,改善液膜黏弹性;(4)纳米颗粒改善泡沫气/液界面性质。本文就以上方面展开综述,介绍了研究进展、作用机制和存在问题,并对下一步研究进行了展望。

大庆稠油耐高温起泡复配体系室内评价研究

泡沫调剖是稠油汽窜后调堵的主要措施,但适合大庆稠油的泡沫体系鲜有研究。首次利用大庆稠油进行起泡剂单剂和复配体系的室内实验系统评价,优化得到了两种兼具起泡性能和乳化性能的耐温耐盐抗油高效起泡体系,体系配方:0.08%APG0810+0.32%AOS和0.1%APG0810+0.4%甜菜碱。体系起泡体积分别为700 mL和580 mL;可耐温度120~140℃;耐矿化度4000~20000 mg/L;含油量20%,起泡体积分别为225 mL和210 mL;界面张力可降至100和10-1数量级;质量分数高于0.2%,润湿性由油湿转变为水湿;在地层中的吸附量均低于平均的1.5 mg/g,吸附损失量低。研究结果表明,APG0810+AOS起泡性能优于APG0810+甜菜碱,APG0810+甜菜碱驱油能力优于APG0810+AOS,可以根据现场汽窜程度进行暂堵调剖体系的选择。研究结果对大庆稠油气体泡沫辅助吞吐技术具有指导意义。

面砖饰面聚氨酯复合板装配式外墙外保温体系

研制的面砖饰面聚氨酯复合板装配式外墙外保温体系,是由装饰层、硬质聚氨酯持力层、增强网格布、硬质聚氨酯保温层4个部分组成,能实现工厂化预制。与住宅外墙连接采取尼龙胀栓固定,从而实现干作业施工。经检测,面砖厚度8mm和2层硬质聚氨酯(持力层、保温层,共40mm厚)组成的保温装饰板热绝缘系数为1.63m2·K/W。经推算2种密度的硬质聚氨酯的平均导热系数为0.025W/(m·K)。使用该板作建筑外墙外保温能满足65%的节能要求,并且安全可靠。

耐温抗盐泡沫驱油体系的构建及性能研究

为了改善高温、高盐油藏泡沫驱油体系性能,揭示泡沫性能与发泡液表面性质的关系,针对现场使用的单一表面活性剂(原体系)进行复配优化,并研究泡沫性能与表面张力、表面扩张模量的关系。通过单一发泡剂性能考察、发泡剂复配以及助剂优选,确定复配体系配方为0.105%(质量分数)CHSB+0.045%(质量分数)AES+150mg/L十四醇。研究结果表明,复配体系发挥了协同增效作用,较原体系的泡沫体积、泡沫半衰期以及综合指数分别提高了27%、109%和165%。原体系的发泡性能受表面张力的控制,泡沫稳定性受表面张力和表面扩张模量两个因素的影响。复配体系的发泡性能受表面张力的控制,当发泡剂浓度较低时,泡沫稳定性与表面张力呈负相关;当发泡剂浓度较高时,泡沫稳定性与表面扩张模量呈正相关。研究结果为构建耐温抗盐泡沫驱油体系提供了依据。

OCAA两相泡沫除尘剂制备及关键性能参数研究

矿井机械化和智能化水平的提升使得矿山粉尘污染问题日益突出,泡沫降尘由于操作简单、除尘效率高被广泛应用于井下粉尘治理。起泡性能、稳定性能和湿润性能是制约泡沫除尘剂作用效果的关键参数。提出并制备了一种综合性能强的新型泡沫除尘剂OCAA,并对其性能参数和除尘机制进行了研究。首先对13种典型的表面活性剂单体及其复配体的起泡性能和稳定性能进行测试,优选性能最佳的表面活性剂单体和复配体。其次选取不同性能的稳泡剂对复配体系的稳泡性能进行改善研究,确定复配体系中稳泡性能最佳的稳泡剂,并制备得到CAA溶液。最后通过润湿剂对CAA溶液的润湿性能进行提升,通过对比不同润湿剂的作用效果,确定了湿润剂成分为璜基琥珀酸二辛酯钠盐(OT-45),并制备得到了OCAA两相除尘泡沫除尘剂。研究结果表明:当起泡剂成分脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、改性成分烷基糖苷(APG)、稳泡剂成分椰油酸甲基单乙醇酰胺(CMMEA)、湿润剂成分磺基琥珀酸二辛酯钠盐(OT-45)质量比为5∶5∶3∶1时,OCAA降尘剂具有最佳的起泡性能、稳泡性能和湿润性能。利用红外光谱表征OCAA除尘剂的微观结构,研究了降尘剂作用前后煤体表面亲水官能团和疏水官能团变化规律,并结合OCAA两相除尘泡沫除尘剂分子结构和分子之间的作用,揭示了OCAA除尘剂与粉尘颗粒相互结合机理,从而得出煤分子表面亲水性增加的原因。研究结果进一步反映出OCAA降尘剂可以改善粉尘表面官能团分布,增加表面亲水官能团数量,降低疏水官能团数量,从而提升其湿润性能。

松软煤层瓦斯抽采长钻孔泡沫钻进工艺

在松软煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔是煤矿井下钻探领域的一大难题,已尝试应用了多种钻进工艺方法,虽取得了一定成效,但在一定程度上仍存在成孔深度浅、成孔率低等问题,不能完全满足瓦斯高效抽采的需要。在中风压空气钻进技术的基础上开发了井下泡沫钻进工艺,研制了配套泡沫灌注系统,发展了中风压空气-稳定泡沫复合钻进技术。现场工业性试验取得了良好效果:成孔深度显著提高,钻进过程中泡沫介质排渣顺畅,钻具回转、起拔压力低、孔口无粉尘,由于这些明显的技术优势,井下泡沫钻进与中风压空气-稳定泡沫复合钻进工艺技术在松软煤层顺层钻孔施工中具有广阔的应用前景。