烷基苯磺酸钠长链烷基中二甲基苯取代位置与起泡性的关系

摘要： 采用改进的Ross-Miles法研究了3种十七烷基芳基磺酸盐表面活性剂（C17-2S、C17-6S、C17-8S）的泡沫性能,重点考察了表面活性剂分子结构、质量浓度、温度、氯化钠对它们的泡沫性能的影响。结果表明,随表面活性剂分子结构中苯环向烷基链中心移动,表面活性剂的泡沫性能变好。随表面活性剂质量浓度的增大,起泡能力增强,当浓度达到1g/L时,发泡高度不再随浓度增大而改变,而是趋于一个稳定值。半衰期也随浓度增大而先下降,达到最低点后又回升到某一稳定值。温度升高,表面活性剂的起泡性能增强;稳泡性能减弱。有盐存时表面活性剂的起泡性能变差,随氯化钠浓度的升高泡沫高度一直下降。     

温度对泡沫稳定性的影响

论述了温度对泡沫衰变过程,对泡沫表面膜性质(包括表面吸附、Marangoni效应、表面弹性和表面粘度)和对表面活性剂溶液的影响。结论是:(1)低温时,主要是气体扩散;高温时,泡沫破灭由顶端开始,泡沫体积随时间延长而有规律地减小;(2)随温度升高,吸附量减少,分子独占面积增大,表面粘度降低,Marangoni效应作用减弱,表面弹性降低,导致泡沫稳定性降低;(3)随温度升高,泡沫体系的表面张力减小,有利于泡沫的稳定性提高,但此时表面张力不是影响泡沫稳定性的主导因素。另外,温度升高,溶液粘度降低,排液速率加快,泡沫稳定性下降。     

用泡沫扫描分析仪考察泡沫剂的性能

采用泡沫扫描分析仪评价了4种泡沫剂的起泡能力和泡沫稳定性,并以优选出的泡沫剂为例,考察了温度、凝析油、金属离子的价态和地层水对泡沫剂起泡能力和泡沫稳定性的影响,同时利用泡沫扫描分析仪携带的软件对实验数据进行分析对比。分析结果表明,温度升高,泡沫稳定性变差;高价态的金属离子对泡沫剂的起泡能力和泡沫稳定件影响较大;油田的不同区块适用的泡沫剂不同,适用于某一区块的泡沫剂不一定适用于其他区块。用泡沫扫描分析仪评价泡沫剂性能的方法具有测试原理简单易懂、耗时短、相关参数对比清晰明了的优点,是一种研究泡沫剂性质及影响因素的新方法,具有推广价值。     

肉豆蔻酸单乙醇酰胺硫酸酯盐的合成及泡沫性能研究

介绍了肉豆蔻酸单乙醇胺硫酸酯盐（MMS）的合成方法,考察了MMS含量、溶液温度及硬水度对MMS泡沫性能的影响。结果表明,当MMS含量大于0．15％时,MMS显示出较强的起泡性与稳泡性;溶液温度升高,有助于提高MMS起泡性能,但稳泡性略有降低;MMS在较强的硬水介质中仍能保持较高的起泡性和稳泡性。并与其他表面活性剂FAS（十二烷基硫酸酯盐）、AES（月桂醇醚硫酸酯盐）进行了比较,结果表明,MMS起泡性与稳泡性皆优于其他表面活性剂。     

抗高温发泡体系的研制及性能评价

目前随着油气钻探井深的增加,泡沫钻井液的抗温性成为泡沫钻井的限制条件之一。不同类型表面活性剂之间存在协同增效作用,因此可通过表面活性剂之间的复配实现泡沫性能的稳定提升。笔者选用了6种表面活性剂,确定最佳发泡浓度是0.6%,以泡沫综合值为泡沫性能指标,对泡沫性能较好的4种表面活性剂进行了耐盐性能、抗温性能评价。实验表明,十二烷基二甲基氧化铵（OA）随盐度的增加,泡沫综合值曲线变化平稳,耐盐性较好;α-烯烃磺酸钠（AOS）在100℃以上时泡沫综合值较高,耐温能力较好。再对AOS和OA以不同浓度比例复配,得到2者最佳配比是4：1,复配体系最佳发泡浓度为0.4%。通过BZY-1表面张力仪对复配体系评价,表明复配发泡剂表面张力值随温度升高而降低,复配发泡剂体系更加稳定;抗温性评价表明复配体系在150℃以下时协同作用明显,耐温性效果较好,在100℃时泡沫综合值可以达到21.96×104 mL ·s。     

抗高温发泡体系的研制及性能评价

目前随着油气钻探井深的增加,泡沫钻井液的抗温性成为泡沫钻井的限制条件之一。不同类型表面活性剂之间存在协同增效作用,因此可通过表面活性剂之间的复配实现泡沫性能的稳定提升。笔者选用了6种表面活性剂,确定最佳发泡浓度是0.6%,以泡沫综合值为泡沫性能指标,对泡沫性能较好的4种表面活性剂进行了耐盐性能、抗温性能评价。实验表明,十二烷基二甲基氧化铵（OA）随盐度的增加,泡沫综合值曲线变化平稳,耐盐性较好;α-烯烃磺酸钠（AOS）在100℃以上时泡沫综合值较高,耐温能力较好。再对AOS和OA以不同浓度比例复配,得到2者最佳配比是4:1,复配体系最佳发泡浓度为0.4%。通过BZY-1表面张力仪对复配体系评价,表明复配发泡剂表面张力值随温度升高而降低,复配发泡剂体系更加稳定;抗温性评价表明复配体系在150℃以下时协同作用明显,耐温性效果较好,在100℃时泡沫综合值可以达到21.96×104 mL ·s。      

DS-627耐高温酸液起泡剂的研制与性能评价

中外油田常用泡沫酸对油水井进行分流酸化,起泡剂的性能是影响泡沫酸酸化效果的关键因素.以泡沫体积和泡沫半衰期为指标,对不同类型起泡剂进行了优选.结果表明,聚氧乙烯辛基苯酚醚磺酸-8和十四烷基氧化胺在质量分数为20%的盐酸中有较好的起泡能力和耐高温性能,杂醇油B具有好的高温泡沫稳定能力.用正交试验法对优选出的3种起泡剂进行复配得到DS-627耐高温酸液起泡剂.性能评价结果表明,DS-627起泡剂可用于盐酸或土酸酸液的起泡,耐温达180℃.     

稠油采出水制备纳米颗粒及其泡沫驱油研究

针对油田采出液难处理、纳米颗粒制备成本高的问题,采用鲁克沁稠油采出液合成菱-球混合形纳米碳酸钙颗粒,通过泡沫稳定性实验及岩心驱替实验,研究纳米碳酸钙颗粒的稳泡性能及该泡沫体系的驱油效果。结果表明:合成的纳米碳酸钙颗粒可有效增强泡沫稳定性;当纳米颗粒质量分数为0.2%、体系矿化度为5 000 mg/L、温度为80 ℃时,纳米颗粒发泡体积为530 mL,析液半衰期达528 s;泡沫体系具有良好的耐盐、耐温及抗吸附性能;水驱油藏(含水率为达80%)转泡沫驱,纳米颗粒泡沫可形成3 MPa左右的稳定驱替压差,采出率由39.84%增至80.16%。利用油田采出液稳定合成出纳米碳酸钙颗粒,可作为泡沫稳定剂提高泡沫稳定性,并用于矿场驱替试验改善泡沫驱油效果。     

JP系列高温泡沫剂的合成及性能评价

高温下泡沫剂起泡、稳泡性能不稳定阻碍了蒸汽泡沫驱技术的推广。针对此问题,室内利用烯烃磺化、烷基化、中和反应步骤合成了一系列磺酸盐型阴离子泡沫剂,并对其性能进行了评价。评价结果表明,增加磺酸根的数量有利于提高泡沫剂的耐温性,说明随着亲油基的增长,泡沫剂发泡性能降低,稳泡性能增强,温度适用范围增大。     

氮气泡沫压裂液流变特性试验

利用高参数泡沫压裂液试验回路详细研究了模拟实际压裂条件下N2硼交联泡沫压裂液的流变特性,得到了模拟实际压裂条件下N2泡沫压裂液流变参数的计算关联式,从而为低渗、低压油气藏N2泡沫压裂技术的有效实施提供了试验依据。研究表明,在实际施工条件下,N2泡沫压裂液具有剪切稀化性质,可用幂律模型来描述;其有效黏度随温度的增高而减小,随压力、泡沫质量的增大而增大;相对而言,温度和泡沫质量对流变参数的影响比压力的影响要明显,在该试验范围内,温度和泡沫质量对流变参数的影响均呈指数规律变化。