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烷基芳基磺酸盐与其他表面活性剂的配伍性研究

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 376 2021-03-30
【摘要】采用烷基芳基磺酸盐(XWY)、脂肽类生物表面活性剂(HLZT)和腰果酚磺丙基甜菜碱(XCBS)三种表面活性剂复配制备了一系列表面活性剂体系,考察了表面活性剂与聚合物二元复合驱油体系的性能,利用含量为0.30%(w)的表面活性剂溶液与聚合物组成的二元驱油体系在贝雷岩心上进行驱油实验。实验结果表明,XWY表面活性剂、HLZT表面活性剂与XCBS之间具有很好的配伍性和协同效应,在三次采油中将化学驱和生物表面活性剂驱结合,能显著降低二元体系的界面张力,合成的表面活性剂稳定性好,抗吸附性能符合二元驱表面活性剂的要求,注0.3PV含量为0.30%(w)的复配表面活性剂与聚合物组成的二元驱油体系段塞,总采收率可达到63.9%,具有较好的驱油效果。
  • 三元复合驱技术是一种在注入水中加入碱、表面活性剂和聚合物形成三元复合体系,从而提高原油采收率的方法。三元复合驱油体系可提高原油采收率15%~28%。我国各油田开展了多个三元复合驱先导实验和矿场应用试验,2014年大庆油田实现了大规模矿场应用,但三元复合驱也暴露出许多问题。三元复合驱产出液严重乳化,给后续破乳和脱水工艺带来很大负担,这些主要是碱的存在造成的。因此,发展无碱二元复合驱技术势在必行。

    烷基芳基磺酸盐(XWY)是应用较广泛的驱油用表面活性剂,多用于强碱、弱碱三元复合驱体系。脂肽类生物表面活性剂(HLZT)价格低廉、配伍性好、乳化性能较强,但单独用于复合驱效果并不理想。腰果酚磺丙基甜菜碱两性表面活性剂(XCBS)具有耐温抗盐等特点。为降低复合驱成本,提升生物表面活性剂的性能,需研发二元复合驱采油复配体系。本工作采用XWY,HLZT,XCBS三种表面活性剂复配制备了一系列表面活性剂体系,考察了表面活性剂与聚合物二元复合驱油体系的性能。

    1实验部分

    1.1试剂和仪器

    XWY:工业品,有效物含量50%±2%(w),黑龙江信维源化工有限公司;XCBS:工业品,有效物含量40%±2%(w),黑龙江信维源化工有限公司;HLZT:工业品,有效物含量50%(w),大庆华理生物技术有限公司;聚丙烯酰胺:工业品,相对分子质量2.5×107,固含量90%(w),中国石油大庆炼化公司;原油:中国石油大庆油田采油四厂脱水脱气原油;实验用水:大庆油田采油四厂回注污水,使用前经0.2μm微孔过滤。HT-Ⅱ型自动混调器:海安县石油科研仪器有限公司;TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪:北京盛维基业科技有限公司;ty-2c型岩心夹持器:海安县石油科研仪器有限公司;岩心:气测渗透率约为300×10-3μm2,规格为4.5cm×4.5cm×30cm贝雷岩心。

    1.2表面活性剂复配体系的制备

    前期对XCBS研究发现,XCBS在高温、高矿化度等苛刻油藏条件下具有很好的界面张力,但对大庆油田的地质条件效果却不理想。基于前期的研究,将XCBS与XWY和HLZT组成复配体系,研究XCBS用于无碱二元复合驱油体系的性能。以m(XWY)∶m(HLZT)=1∶1复配体系E为基础,将复配体系E与XCBS进行了复配。将复配体系E与XCBS按照质量比9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5进行复配(复配体系分别记作F,G,H,M,N),然后在恒温45℃下,测定原油和不同表面活性剂体系之间的界面张力,筛选出界面张力合格的配方。确定4个标准检测点,其中,表面活性剂和聚合物的质量含量分别为:1)0.30%的表面活性剂有效浓度,0.12%聚合物;2)0.20%表面活性剂有效浓度,0.08%聚合物;3)0.10%表面活性剂有效浓度,0.04%聚合物;4)0.05%表面活性剂有效浓度,0.04%聚合物。

    1.3界面张力测定

    按照中国石油天然气行业标准SY/T5370—1999《表面及界面张力测定方法》测试原油与表面活性剂溶液间的界面张力随时间的变化及平衡界面张力。

    1.4乳化性能评价

    乳化性能评价步骤为:1)按体积比为6∶4,向100mL比色管中加入3g/L的表面活性剂水溶液和原油,密封放置在45℃恒温烘箱中恒温20min;2)将装有上述溶液的比色管上下振荡200次,至两相混合均匀,形成乳化液;3)将比色管放置在45℃恒温烘箱中恒温12h,测量油水分离后两相的体积,以分离后的油水体积比表征表面活性剂体系对原油的乳化能力。

    1.5驱油效果评价

    驱油效果评价方法为:1)将岩心注入岩心夹持器,检测不漏气后抽真空4h,饱和现场回注污水,测孔隙体积;2)将岩心置于45℃恒温箱中加热15h;3)将岩心饱和原油,置于45℃恒温箱中加热20h;4)以0.3mL/min的驱替速度水驱油至模型出口含水98%(w),计算水驱采收率;5)注入化学剂段塞,继续水驱至出口含水率达98%(w)时结束,计算化学驱采收率。2结果与讨论2.1界面张力测定结果表1为三种表面活性剂复配体系2h的平衡界面张力。由表1可知,三种表面活性剂复配的F,G,H,M,N体系2h的平衡界面张力均达到了10-3数量级,但三种表面活性剂复配H体系的界面性能最好,最低点达到0.92×10-3mN/m,而F和N体系的界面张力较差,这可能是由于XCBS的亲油性较大,低比例的F体系和高比例的N体系中,三种表面活性剂的配伍性欠佳,所以造成了界面张力性能变差。因此,选择三种表面活性剂复配的H体系作为后续研究使用的表面活性剂。

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