改性丙烯酸系破乳剂的合成及其性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成稠油破乳剂。利用FTIR、1HNMR、激光粒度仪对破乳剂进行了表征,同时采用界面张力测试等方法考察了破乳剂脱水性能的影响因素。实验结果表明,合成破乳剂适宜的条件为:乳化剂掺量为6.00%(w)、引发剂用量为1.20%(w)(基于反应体系质量)、单体配比为m(St)∶m(BA)∶m(AA)∶m(AMPS)=8∶14∶3∶1.5。破乳剂在对辽河稠油进行破乳时,最佳破乳温度为80℃、破乳剂用量为200 mg/L,在该条件下原油与水的界面张力从23.89 mN/m降至10.02 mN/m,测试水中的油浓度仅为47.50 mg/L,油水界面较齐,无挂壁现象,破乳剂对辽河稠油具有良好破乳效果。     

含固体颗粒二元复合驱原油乳状液破乳研究

为了有效处理含固体颗粒的聚合物/表面活性剂二元复合驱原油乳状液油水分离困难的问题,采用界面张力仪和全功能稳定性分析仪考察了硅藻土、破乳剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和石油磺酸盐表面活性剂对胜利海上原油二元复合驱采出液稳定性和油水界面性质的影响。结果表明,非离子破乳剂ECY-05和有机硅破乳剂589按质量比4∶1组成的复配破乳剂FP的破乳效果良好,随着FP加量增大,乳状液稳定性降低,油水界面张力减小,脱水率增加,FP加量为200 mg/L时,含固原油乳状液60 min脱水率为88%;随着HPAM、表面活性剂和硅藻土含量的增加,乳状液稳定性增加,脱水率降低;油水界面张力随着硅藻土加量的增大而增大,随表面活性剂浓度的增大而减小,HPAM对油水界面张力影响较小,三者的协同作用使得脱水率降低。     

丙烯酰胺与2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在柠檬酸钾溶液中的沉淀聚合

以(NH4)2S2O8-Na2SO3为氧化还原引发剂,通过非离子单体丙烯酰胺(AM)与阳离子单体2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)在柠檬酸钾溶液中的沉淀聚合,制备了阳离子聚电解质聚(2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酰胺)[P(DMC-AM)]。利用溶解度参数原理,得知聚合物[P(DMC-AM)]在柠檬酸钾溶液中的溶解量远小于单体的溶解量,同时探讨了聚合物[P(DMC-AM)]在柠檬酸钾溶液中沉淀分离的机理。通过考察单体总转化率的影响因素,得到最佳的反应条件:柠檬酸钾质量分数57%,m((NH4)2S2O8)∶m(Na2SO3)=1∶1,引发剂总质量分数0.10%,单体总质量分数3%,单体配比m(DMC)∶m(AM)=3∶1,反应温度50℃,反应时间2h。在此条件下,DMC和AM的总转化率为86.4%。通过红外光谱分析验证,所得聚合物为[P(DMC-AM)]。     

用分散聚合法制备水溶性两性离子共聚物

为了扩大分散聚合所合成聚合物的应用领域,在硫酸铵水溶液中以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVPK12)为分散剂,2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(V-50)为引发剂,合成了可作为降滤失剂的两性离子共聚物。研究了硫酸铵浓度、AMPS浓度和单体总浓度对分散液表观黏度、颗粒粒径大小和聚合物特性黏数的影响,用红外光谱仪和核磁共振仪对共聚物的结构进行了表征,评价了聚合物的降滤失性能。结果表明,在单体加量为15%、单体摩尔比n(AM)∶n(AA)∶n(DMC)∶n(AMPS)=2∶5∶1∶2、V-50加量为0.0426%(以单体质量计)、PVPK12加量为1.4%(以水质量计)、温度55℃、p H=5的条件下制备的聚合物分子结构与设计相符,分散液中的聚合物颗粒为球形,分布均匀,粒径分布窄,在室温下存储稳定时长超过一年。硫酸铵和AMPS加量对分散液表观黏度和粒径的影响相同,均为随着加量的增大先降低后增加;随着硫酸铵浓度增大,聚合物的特性黏数先增加后降低,AMPS则相反。随着单体浓度增大,分散液表观黏度和颗粒粒径均增大。聚合物的降滤失性能较好。随着聚合物加量的增加,膨润土浆的中压滤失量、高温高压滤失量均逐渐减小并趋于稳定。采用分散聚合法制备的两性离子聚合物可作为降滤失剂用于钻井施工。     

新疆油田三元复合驱采出液乳化及破乳影响因素

为了明确新疆油田三元复合驱采出液的乳化和破乳机理,研究了采用驱油剂(弱碱Na_2CO_3、表面活性剂KPS和聚合物HPAM)和破乳剂室内配制的三元复合驱模拟乳液的乳化和破乳情况。结果表明,弱碱Na_2CO_3浓度对模拟乳液与原油间的界面张力影响最为明显,当Na_2CO_3、KPS和HPAM浓度均为400 mg/L时,油水界面张力从13.957 mN/m降至0.018 mN/m。表面活性剂KPS对模拟乳液的Zeta电位降低作用明显,当表面活性剂加量为600 mg/L时,乳液的Zeta电位从-31.5 mV降至-53.6 mV;聚合物HPAM对模拟乳液的黏度影响显著,而碱和表面活性剂对模拟乳液的黏度影响不明显。低的界面张力、强的负电性、高的乳化程度和大的水相黏度共同导致三元复合驱乳液稳定性增强。在三元复合驱乳液的破乳过程中,油水界面张力和Zeta电位均显著升高,且升高程度与破乳效果的好坏呈现正相关性。AR型破乳剂对新疆油田三元复合驱采出液的破乳效果最佳。     

胜利油田无碱复合二元驱油体系的研制与性能评价

为降低无碱二元复合驱的油水界面张力,同时保持聚合物溶液的黏度,针对胜利ST油田的地层条件,研究了表面活性剂油酸酰胺羧基甜菜碱(OAB)、烷醇酰胺(WCXA)对疏水缔合聚合物(AP)溶液的黏度及其与胜利油田原油界面张力的影响,评价了复合表面活性剂与AP组成的二元驱油体系的驱油性能。结果表明,单一的WCXA或OAB与AP组成的二元体系与原油间的界面张力达不到超低值。WCXA与OAB复配可产生协同效应,增加WCXA的比例可以提高体系的黏度保留率,而增加OAB的比例有利于油水界面张力的降低。当WCXA与OAB复配质量比为3∶1、复合表面活性剂加量为0.1%～0.4%、AP加量为0.15%～0.25%时,油水界面张力值可在2 h内降至10~(-3)m N/m数量级,且体系黏度保留率为102%～111%。配方为0.25%AP、0.4%复合表面活性剂的复合体系可在水驱基础上提高采收率36%,驱油效果良好。图11表3参29     

聚乙二醇-聚丙烯酸丁酯共聚物的破乳作用

合成了新型油溶性破乳剂(SD-1)并对其进行了破乳实验,考察了实验温度、破乳剂加量、乳化原油的油水比等因素对破乳效果的影响,并通过破乳效果和界面张力测定与常见聚醚型破乳剂进行比较。结果表明,在50℃,油水体积比7∶3的体系,破乳剂用量小于70mg/L时,合成的破乳剂脱水效果明显好于现有的油溶性破乳剂。     

辽河稠油破乳剂的合成

以丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)为亲水单体,丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为亲油单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,80℃下乳液聚合法合成了丙烯酸类非聚醚型共聚破乳剂。考察了不同乳化剂对合成产物稳定性的影响,对引发剂用量、水用量以及单体配比对产物Mn和破乳效果的影响进行了研究,并对产物进行了红外检测分析。结果表明:采用十二烷基硫酸钠(SDS)与OP-10复合乳化剂得到的乳液稳定性好,最佳用量为1.2g,引发剂用量为0.25g、水用量为50g、单体总量为20g、单体配比m(BA)∶m(MMA)∶m(MAA)∶m(AA)=12∶4∶0.5∶1.25,所得固体产物Mn大,分布指数小,破乳脱水效果最佳。在破乳温度为75℃、加药量为300mg/L的条件下,脱水率可达93.50%。     

稠油聚合物驱原油破乳作用机理研究

通过测定聚合物与破乳剂的分配系数、脱水率、油水界面剪切粘度、界面膜强度和界面张力等参数，研究了稠油聚合物驱原油破乳作用机理，并对各种影响因素进行了分析。疏水缔合型聚合物在油相中的分配系数大于超高分子量部分的水解聚丙烯酰胺，破乳剂在油相中的分配系数大于水相，辅助剂使破乳剂在油、水相中的分配趋于均匀化；油水界面剪切粘度随原油浓度增大而提高，聚合物使界面剪切粘度上升，破乳剂和辅助剂使界面剪切粘度降低；聚合物提高界面膜强度，破乳剂削弱界面膜强度，辅助剂与破乳剂的复合体系可进一步削弱界面膜强度；疏水缔合型聚合物使原油的界面张力降低，破乳剂、辅助剂与破乳剂的复合体系显著降低界面张力。     

共聚物钻井液降滤失剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,采用氧化还原引发体系合成了一种四元共聚物水基钻井液降滤失剂。确定了最佳合成条件:单体配比为AM/AMPS/AA/DMC=55∶30∶10∶5(质量比),引发剂加量各为0.3%(单体浓度为1),单体总浓度为20%(质量分数),反应温度为50℃,溶液p H值为7,反应时间为4 h。对聚合物进行了红外表征,合成产品与设计结构一致。钻井液性能评价结果显示:淡水基浆中聚合物加量为0.7%时,常温中压滤失量为6.0 m L,经过180℃老化后,API滤失量为8.2 m L,高温高压滤失量为11.6 m L;聚合物加量为1.0%时的页岩相对回收率达到99.4%。说明AM/AMPS/AA/DMC聚合物降滤失能力强,且热稳定性和抑制性能好。     

华北油田别古庄采油作业区采出液破乳剂筛选与评价

为解决华北油田第四采油厂别古庄采油作业区采出液油水分离难的问题,开展了油田采出液破乳剂室内筛选评价研究。将原油跟破乳剂按照一定比例混合,分别在不同温度条件下测定不同时间的脱水量、油水界面张力,进行破乳剂筛选。研究结果表明:非离子型破乳剂PRF-2在油藏温度条件下具有较高的脱水速度和破乳速度,其最佳使用浓度为10 mg/L;破乳剂PRF-1和PRF-2均具有降低油水乳状液界面张力的性能,并且随着破乳剂浓度的增加,油水乳状液的界面张力都有所降低。     

不同洗油体系及界面张力对油砂洗油效率的影响

通过界面张力实验,筛选了能把油水界面张力降到10-1～10-4 mN/m数量级的单一碱、油砂清洗剂RS1、RS2及复配洗油体系,测定了洗油体系在不同界面张力条件下的洗油效率。结果表明,在10-1～10-2 mN/m界面张力范围内,各种洗油体系洗油效率均小于90%。当界面张力达到10-3 mN/m的超低值时,油砂清洗剂RS1(质量分数1.2%)的最高洗油效率为95.5%。界面张力进一步降低至10-4 mN/m数量级时,碱(质量分数2.0%,m(NaOH)∶m(Na2CO3)=1∶1)/RS1(质量分数0.6%)复合洗油体系最高洗油效率为96.8%,略低于油砂清洗剂RS1(质量分数1.8%)的洗油效率,但复合洗油体系成本更低,具有更好的应用前景。     

稠油聚合物驱原油破乳作用机理研究

通过测定聚合物与破乳剂的分配系数、脱水率、油水界面剪切粘度、界面膜强度和界面张力等参数 ,研究了稠油聚合物驱原油破乳作用机理 ,并对各种影响因素进行了分析。疏水缔合型聚合物在油相中的分配系数大于超高分子量部分的水解聚丙烯酰胺 ,破乳剂在油相中的分配系数大于水相 ,辅助剂使破乳剂在油、水相中的分配趋于均匀化 ;油水界面剪切粘度随原油浓度增大而提高 ,聚合物使界面剪切粘度上升 ,破乳剂和辅助剂使界面剪切粘度降低 ;聚合物提高界面膜强度 ,破乳剂削弱界面膜强度 ,辅助剂与破乳剂的复合体系可进一步削弱界面膜强度 ;疏水缔合型聚合物使原油的界面张力降低 ,破乳剂、辅助剂与破乳剂的复合体系显著降低界面张力     

高性能耐温耐盐阳/阴离子表面活性剂复合型驱油体系性能的研究

采用十六烷基三甲基氯化铵(1631)、仲烷基磺酸钠(SAS60)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、乙醇和碱剂等制备阳/阴离子表面活性剂复合型驱油体系(CA),考察了阳/阴离子表面活性剂配比、用量、温度、矿化度等因素对CA性能的影响。实验结果表明,表面活性剂的最佳配比为m(1631)∶m(SAS60)∶m(AEO-9)=1.5∶32∶8;45℃时,CA耐Na Cl达到110 g/L,耐Ca2+达到5 g/L;对CA含量为0.3%(w)的模拟地层水,在20~80℃下模拟地层水与模拟油的界面张力达到低界面张力范围(0.01~0.001m N/m),油砂吸附5 d后油水界面张力达0.002 8 m N/m,乳状液静置12 h后析水率仅为25%,在水驱基础上提高采收率11%以上。     

脂肪醇醚硫酸钠/烷基苯磺酸盐复配体系在高盐油藏中的室内实验研究

研究了脂肪醇醚硫酸钠AES/烷基苯磺酸盐SAS复配体系在高矿化度条件下与原油间的界面张力。结果表明:复配体系在高矿化度地层水中具有良好的溶解性,能在较宽的加量范围内(0.05%~0.70%)与原油形成超低界面张力;在优选的复配体系(总加量0.3%,m(AES)∶m(SAS)=1∶1.2)溶液中加入单一无机盐NaCl,界面张力先下降后升高,在60 000 mg/L NaCl溶液中界面张力可降低至10~(-4)mN/m;复配体系在Ca~(2+)浓度为200~800 mg/L时,界面张力可维持10~(-3)mN/m,适量增加AES比例能进一步改善复配体系抗盐能力;复配体系与石英砂混合吸附72 h后仍保持超低界面张力。表明该复配体系性能优良,满足高盐油藏开发需求。     

新型耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、两性甜菜碱单体(MADPS)和油溶性双尾疏水单体(DiC_(12)AM)为原料通过自由基聚合制备了一种疏水缔合聚合物HASPAM,通过单因素方法优化了制备条件,采用1H NMR和黏弹性测试等方法考察了HASPAM的性能。实验结果表明,HASPAM的最佳制备条件为:n(AM)∶n(AA)=4∶1,MADPS用量0.6%(x),DiC_(12)AM用量0.2%(x),单体总用量30%(w),引发剂加量为单体总质量的0.15%,pH=7,25℃,4.0 h。在该条件下制备的0.4%(w)HASPAM溶液黏度为148.5 mPa·s,临界缔合浓度约为400 mg/L,在140℃、170 s~(-1)下剪切120 min后黏度保持在63 mPa·s。HASPAM的抗盐性能较好,当过硫酸铵加量为0.08%(w)时HASPAM溶液可完全破胶,且对岩心伤害最低为14.56%,可作为压裂液对储层进行压裂改造。     

一种阳离子聚合物黏土稳定剂的合成及性能

以丙烯酰胺(AM),氯化1-甲基-1-烯丙基咪唑(MAC)和烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)制备了AM/APEG/MAC三元聚合物,最佳反应条件:m(AM)∶m(APEG)∶m(MAC)=2∶2∶96,引发剂用量0.6%,pH=1,45℃,单体总质量分数20%。考察了不同条件下聚合物溶液的防膨能力以及对钠蒙脱土(NaMMT)和泥页岩水化膨胀的影响,结果表明:该聚合物在质量分数为1.5%时的防膨率为72%;同时,该聚合物与0.2mol/L的KCl或NaCl复配能够显著抑制NaMMT晶层间距的膨胀,提高泥页岩在水中浸泡后的压入硬度。     

稠油输送抗乳化减阻剂的优化

采用宏/微观测试手段分析了旅大油田稠油采出液乳化致稠的主要影响因素,比选评价可有效抑制油水乳化的抗乳化减阻剂复配体系;依据稠油现场集输设计方案,采用动态流变学测试方法,模拟稠油-水乳状液加剂前后表观黏度的变化规律,并利用OLGA软件计算油水液加剂前后管输流动摩阻,评价复配体系的抗乳化效率及减阻效果。结果表明：温度和含水率是影响稠油乳化的主要因素;在稠油采出液中加入200 mg/L的复配抗乳化体系(m(AP9901)∶m(TA1031)=2∶1),可有效抑制油水乳化,降低油水界面张力,还可促进W/O型乳状液破乳析水,显著降低油水混输流动摩阻,减阻率可达66.87%。     

聚合物颗粒调剖剂的室内合成及性能评价

针对目前油田普遍存在调剖剂用量大、不经济等缺点,以丙烯酸和丙烯酰胺为原料,通过加入发泡剂A和抗高温单体B,制备了聚合物颗粒调剖剂。确定了调剖剂最佳配方：过硫酸铵加量0.1%,m(亚硫酸钠)：m(过硫酸铵)=1：2,单体总加量40%,m(AA)：m(AM)=2：1,NaOH加量85%,交联剂N,N-甲叉基双丙烯酰胺加量0.0056%、乙二醇加量0.25%。试验结果表明,矿化度为10×10~4 mg/L时,聚合物调剖剂吸水膨胀倍数仍达100以上,可应用于高矿化度和高硬度油田。     

低渗透储层水锁伤害解除技术室内研究

针对低渗透储层因水锁引起的地层伤害问题,开展了解除水锁伤害的研究。分析了产生油井水锁伤害的机理,同时考虑界面活性和破乳性能研制出一种高效水锁解堵剂,对其制备方法、性能评价以及解除水锁伤害实验进行了研究。评价结果表明,该产品能够有效降低油水间界面张力,使油水界面张力达到6.089×10-3 mN/m,同时具有良好的破乳性能,3 h内对模拟原油乳状液的破乳率达90%以上;岩心物模实验证明,水锁解堵剂对水锁伤害后岩心的渗透率恢复率达85%以上,能够有效地解除乳化堵塞和水锁效应对地层渗透率的伤害。