重烷基苯磺酸盐/ 碱/ 原油体系的界面张力

研究了碱／ 重烷基苯磺酸盐（ Ｈ Ａ Ｂ Ｓ）／ 大庆原油及苏北原油体系的动态和平衡界面张力特性。结果表明，在一定的碱浓度范围内，碱／ Ｈ Ａ Ｂ Ｓ／ 原油体系的动态界面张力呈现出明显的最低现象，动态界面张力最低点可达１０ － ３ —１０ － ５ ｍ Ｎ／ ｍ 数量级，而平衡界面张力只能达到１０ － ３ ｍ Ｎ／ ｍ 数量级。过低或过高的碱浓度将导致高平衡界面张力。采用 Ｎａ Ｏ Ｈ Ｎａ４ Ｐ Ｏ４ 复合碱优于使用单一 Ｎａ Ｏ Ｈ。通过调整 Ｈ Ａ Ｂ Ｓ 配方和采用复合碱，对大庆一厂原油和苏北原油，分别可在０ ．３ ％ —１ ．０ ％ 和０ ．４ ％ —１ ．２ ％ 总碱浓度范围内获得１０ － ３ ｍ Ｎ／ ｍ 数量级的超低平衡界面张力。碱／ Ｈ Ａ Ｂ Ｓ／ 原油体系的平衡界面张力还与 Ｈ Ａ Ｂ Ｓ 浓度有关，对大庆油田不同区域原油和苏北原油，获得超低平衡界面张力的浓度范围大约为０ ．１ ％ —０ ．４ ％ Ｈ Ａ Ｂ Ｓ。 Ｈ Ａ Ｂ Ｓ 具有优良的表面活性和低廉的价格，可望成为较理想的复合驱用表面活性剂。

壬基酚醚磺酸钠及其与重烷基苯磺酸钠复配物的耐盐性

以正癸烷为油相,考察了EO加合数n=4,6,8的3种壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠NPSO-n及其与重烷基苯磺酸钠HABS复配物的微乳相图,测定了各体系的最佳盐含量、最佳中相微乳体积及乳化度。3种NPSO-n耐一价和二价无机盐性能优异,对于NaCl,最佳盐含量分别为65.49、101.18、108.84g/L,对于CaCl2,最佳盐含量均≥126.04 g/L。HABS的耐盐(NaCl)性差,加入NPSO-n可改善HABS的耐盐性。用模拟油田采出水配制、含(NPSO-n+HABS)1.0 g/L、加有6.0 g/L Na2CO3的水溶液,与大庆原油间45℃时的界面张力,在NPSO-n与HABS质量比为3∶7时有最低值,在n=6时达10-3mN/m数量级,n=4或8时仅达10-2mN/m。

重烷基苯磺酸盐在三次采油中的应用

研究了重烷基苯磺酸盐(HABS)在不同碱含量(质量分数)下对大庆四厂原油/水界面张力的影响。考察了HABS与烷醇酰胺复配后的抗Ca^(2+)、Mg^(2+)能力、与石油羧酸盐的协同效应以及HABS作为主剂的ASP(碱、表面活性剂和聚合物)体系的稳定性和驱油效率。结果表明,在一定碱含量下,HABS可使大庆四厂原油/水界面张力降至10^(-3) mN/m数量级;与烷醇酰胺复配后,Ca^(2+)、Mg^(2+)的加入量小于140×10^(-6)时,界面张力仍能保持超低;与石油羧酸盐复配,协同效应显著,界面张力最低可达10^(-4)～10^(-5)mN/m数量级;以HABS为主剂的ASP体系稳定性好,驱油效率比水驱提高25.67％。HABS是一种较理想的三次采油用表面活性剂。

复合驱用重烷基苯磺酸钠的鉴定及高分辨质谱分析

采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析和高效液相色谱（HPLC）分析相互佐证的方法快速准确地鉴定常用表面活性剂的类型。采用负离子电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振高分辨质谱（ESI-FTMS）及傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）分析了驱油用重烷基苯磺酸钠（HABS）的相对分子质量分布及分子结构。结果表明,高分辨质谱分析得到HABS的相对分子质量分布为320-500;其分子通式为CnH2n-7SO3Na,碳数分布主要为C18-C24,其中C1 9含量最高,其次为C23、C18和C22。HABS红外光谱图在1 183.54、1 039.34 cm^-1处有典型特征吸收峰,并且在1 183.54 cm^-1和831.69 cm^-1有较强的吸收,可知HABS主要为1,4-二取代苯环结构。

重烷基苯磺酸盐组分分析

用电喷雾电离质谱(ESI/MS)法,分别在正、负离子模式下测定了几种重烷基苯磺酸盐(HABS)的组成。在负离子模式下,各组分主要以[M-Na]-的形式被检测到,在正离子模式下,各组分主要以[M+Na]+的形式被检测到。结果表明,两种模式分析结果基本相同,但正离子的响应灵敏度小于负离子的。谱图分析结果表明,HABS主要成分是一系列不同碳链长度的单烷基苯磺酸盐。金桐2#、金桐1#、南京1#重烷基苯磺酸盐以及ABS的最大组分是碳链长度分别为C17、C13、C13、C12的单烷基苯磺酸盐。根据谱图还可求出各组分的相对含量和摩尔质量,并据此计算出HABS的平均摩尔质量,其值小于由两相滴定法测定的结果。

大庆原油O/W型乳状液合成球霞石碳酸钙垢及其结垢机理研究

大庆油田三元复合驱油技术的应用导致油田开采和集输过程中碳酸钙结垢严重,原油采收率受到严重影响。通过研究大庆脱水脱盐原油O/W型乳状液条件,以Na_2CO_3和CaCl_2为原料,采用三元复合驱组分重烷基苯磺酸盐(HABS)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为有机添加剂合成了粒径均一的球霞石碳酸钙垢。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分析仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对该体系下形成的碳酸钙进行表征。实验结果表明,当c(Na_2CO_3)和c(CaCl_2)均为0.1mol/L,V(油)∶V(水)=1∶3,ρ(HABS)=600mg/L,ρ(HPAM)=200mg/L时,形成O/W型乳状液,在45℃条件下,反应1h,原油体积的空间位阻作用导致奥斯瓦尔德熟化过程中的可溶性碳酸钙在c轴方向重结晶,进而稳定控制合成粒径为1~2μm的球霞石碳酸钙。研究为延缓或减少稳定的结晶相碳酸钙形成,有效抑制结垢等问题提供技术支持。

复合体系长距离运移过程中碱对组分损失的影响

为揭示化学复合驱体系在地下长距离运移过程中组分浓度及吸附滞留量的变化规律,确定碱对组分损失的影响,用自行研制的30 m长填砂物理模型模拟表面活性剂/聚合物(二元)、碱/表面活性剂/聚合物(三元)复合体系的驱油过程,通过测量模型沿程不同位置处样品组分的浓度,研究了复合体系各组分的损失、滞留规律以及碱对降低表面活性剂和聚合物损失的作用。结果表明,复合体系长距离运移过程中,NaOH、表面活性剂重烷基苯磺酸盐(HABS)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)大量吸附滞留于近井地带(占模型总长0~23.3%),其浓度随运移距离的增加而降低,随注入体积的增加降幅变缓。NaOH可在占模型总长23.3%的距离内分别降低HPAM和HABS滞留量9.69%和9.32%,使这一部分组分进入深部地带。长距离运移条件下碱对降低聚合物和表面活性剂组分损失的作用有限。