委内瑞拉稠油水包油乳化降黏的研究

以委内瑞拉稠油为研究对象,采用不同类型表面活性剂制备委内瑞拉稠油水包油(O/W)体系,以体系的表观黏度为主要评价手段,考察了不同类型表面活性剂形成的稠油O/W体系的初始乳化性能;考察了表面活性剂含量、体系中油与水体积比(简称油水比)及搅拌转速对体系乳化性能的影响。实验结果表明,阴离子和非离子表面活性剂对体系界面黏性及乳化性能产生较大影响;在非离子表面活性剂质量分数0.08%、油水比7:3、搅拌转速3500～5000 r/min的条件下得到的体系的初始表观黏度较低,且初始乳化性能最佳。     

非牛顿原油包水乳状液的表观黏度预测

基于有效介质理论,在Pal等学者提出的经典黏度模型基础上,对含沥青质、胶质等界面活性成分的原油包水乳状液黏度及流变特性进行预测。界面活性分子对连续相的吸附与夹带,导致有效含水率的增加,是乳状液具有非牛顿性的诱因。将促进与阻碍乳状液有效含水率增加的正反2种作用分开考虑,并用含水率因子和颗粒雷诺数因子分别表征。含水率因子考虑了含水率及微观液滴分布对促进作用的影响;颗粒雷诺数因子着重体现不同液滴微观分布时剪切的破坏作用。建立了考虑微观液滴分布、剪切速率、含水率等多因素影响的黏度预测模型,油田现场原油、矿化水乳状液数据验证表明,所建模型具有较好的预测精度,预测结果的最大相对误差为11.44%。     

不同水油黏度比下乳化对稠油复合驱的影响

化学复合驱是稠油提高采收率的关键技术之一,当前复合体系研发中越发强调乳化降黏机理,形成了高效乳化体系,但是强乳化产生的驱油增量尚不清楚,难以判断乳化对驱油的实际贡献。利用性能显著不同的1#（超低界面张力复合体系）、2#（乳化复合体系）、3#（兼顾超低界面张力和乳化的双效复合体系）体系,开展了系列的界面张力、乳化性能和不同水油黏度比下的驱油对比研究。结果表明,2#乳化复合体系和3#双效复合体系较1#超低界面张力复合体系更能稳定稠油乳状液。乳化对稠油复合驱的贡献因水油黏度比的不同而存在差异：水油黏度比小于0.200时,3#双效复合体系较1#超低界面张力复合体系采收率增幅高3.6%～6.7%,乳化能够增强体系驱油能力;当水油黏度比大于等于0.200时,3种复合体系驱油效果相近,乳化的影响显著减小,甚至可以忽略。泡沫复合驱较二 元复合驱采收率增幅显著提高,且其可将稠油驱替对复合体系乳化性能要求的水油黏度比界限从0.200减小到0.150。对于稠油复合驱,应依据水油黏度比的差异,确定对复合体系性能的要求。     

基于能量及原油物性定量分析的油-水混合液黏度预测模型

高含水油-水混合液往往不能形成稳定的乳状液,而是原油将其中一部分水乳化,形成了油包水(W/O)乳状液液滴和游离水的掺混体系.传统的乳状液黏度模型并不适用于这种非稳定乳化的油-水混合体系.采用搅拌测黏法测定并研究了搅拌转速、含水率及温度对油-水混合液表观黏度的影响.结果表明:油-水混合液的表观黏度随着搅拌速率的增大、含水...     

#br# 两性表面活性剂/聚合物对稠油水包油型乳状液分水率和降黏率的影响

为了有效地在常温条件下输送稠油,系统分析了表面活性剂和聚合物的类型及其含量对稠油水包 油（O/W）型乳状液分水率和降黏率的影响规律及作用机理。实验结果表明：由质量分数为10%的两性 表面活性剂CAB 35制备的稠油O/W型乳状液稳定性较好,3 h内的分水率为100%,降黏率超过98%;随 着CAB 35质量分数的增加,乳状液分水率先急剧降低后趋近于稳定,降黏率减小、但均在96%以上。为 了进一步提高乳状液的稳定性,分别向CAB 35溶液中加入非离子聚丙烯酰胺PAM、阴离子聚丙烯酰胺 HPAM、阳离子聚丙烯酰胺CPAM和两性离子聚丙烯酰胺ACPAM。结果显示：当两性表面活性剂的质量分数 较低时,加入聚合物后,乳状液的分水率明显降低,且4种聚合物对乳状液分水率的影响程度由高到低 依次为ACPAM、CPAM、HPAM、PAM,降黏率均超过96%;随着HPAM含量的增加,乳状液的分水率减小,降 黏率降低。     

乳化稠油中多重乳滴的形成及对乳状液性质的影响

在新滩肯东451区块产出的平均含水58%的稠油(W/O乳状油)中以0.6 mg/g油的加量加入复配乳化剂HATJ72,在50℃搅拌2分钟转相形成的O/W乳状液,含大量复杂的多重乳滴,观测到了以水为最外相的七重乳滴.多重乳滴稳定性差,讨论了影响多重乳滴稳定性的因素:乳化剂及其加量;搅拌强度;温度;Ostwald熟化作用及形成原始乳滴时的油水比.由该区块净化稠油和含水7.2%的塔河稠油加水加乳化剂配制的O/W乳状液中乳滴结构比较简单,绝大多数为W/O/W型.与由肯东稠油加水加乳化剂配制的O/W乳状液相比,肯东含水(58%)稠油加乳化剂转相形成的含水相同(35%)的O/W乳状液,表观黏度较低且黏度较不稳定.简介了获得成功的肯东451站含水稠油乳化降黏集输试验.在含水58%的稠油中按0.6 mg/g油的加量加入乳化剂HATJ72和自由水,转相形成O/W乳状液,输送温度50℃,乳化液滴结构复杂,乳状液稳定性较差,输送至下游5公里处时,管道垂直方向上含水、油、水滴数量、黏度已有很大差异.液滴结构复杂、乳状液稳定性差,是自由水引起的,因此应控制掺水量.     

Gemini稠油乳化降黏剂GMS-1的合成及应用性能

稠油乳化降黏剂GMS-1是M=814的磺酸盐型孪二连表面活性剂,根据东辛营27馆陶组稠油(50℃黏度8769 mPa·s)所含脂肪酸中C16和C18组分所占比例较大的特点,由C16、C18脂肪醇、环氧丙磺酸、乙二胺合成并用红外光谱法确认了化学结构.其表面活性远大于常用各种类型的普通表面活性剂.用矿化度30 g/L的含钙镁盐水配制的0.1%～1.5%的GMS-1水溶液与该稠油在50℃、油水比≤70/30时形成低黏度O/W乳状液(附典型电镜照片),油水比85/15时仅在GMS-1质量分数较高时形成较低黏度乳状液;当油水比70/30、温度在30～60℃范围时,1.0%～2.0%GMS-1水溶液与稠油形成的乳状液的黏度低且基本上不随温度而变,而0.1%～1.0%GMS-1水溶液与稠油形成的乳状液的黏度则随GMS-1质量分数的减小和温度的降低而升高;在5.0～90 g/L范围内,矿化度(NaCl质量浓度)对乳状液黏度的影响与温度相似.GMS-1耐温性好,形成的稠油乳状液稳定性好.在营27x5机抽井使用GMS-1,使产出的含水17.2%的原油井口黏度由15987 mPa·s降至484.9 mPa·s.图5表5参4.     

烷基酚聚氧乙烯-聚氧丙烯醇醚用于稠油乳化降粘的研究

实验原油为胜利某油田高胶质(47.99%)高沥青质(9.13%)、凝点18℃的脱水脱气特稠油,3.4s-1下30℃粘度3.6×105mPa·s,50℃粘度1.6×104mPa·s,给出了粘温曲线。稠油乳化降粘实验条件如下:油水体积比7∶3,温度50℃,水相中烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚浓度5g/L。实验结果表明:作为稠油乳化降粘剂,该嵌段聚醚在烷基链长为C8～C18时均可使用,C8～C12时效果较好,C9的效果最好,形成的稠油乳状液粘度280mPa·s,稳定时间240min;壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚(EP EO PO)中EO加成数占EO+PO加成数的50%～95%时,乳状液粘度小于400mPa·s;用Davies法计算的HLB值在13～17时,使用4g/LEP EO PO形成的乳状液粘度小于300mPa·s;在水相中有2.0×104mg/LCa2++Mg2+存在时该乳化降粘剂可耐浓度≤2.0×105mg/L的NaCl;在有8.0×104NaCl和2.0×104mg/LCa2++Mg2+存在下,温度从35℃升高到80℃时,乳状液粘度和稳定时间均下降,90℃时乳状液发生反相,EP EO PO的使用温度为35～80℃。图4表3参4。     

降粘剂BHJN-14在稠油管输中的应用

针对渤海某平台的稠油乳状液筛选出降粘效果最好的稠油降粘剂BHJN—14。它由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配而成,可以将油包水（W／O）乳状液反相成为水包油（O／w）乳状液,大大降低产液的表观粘度,药剂中BHJN-14含量为1％时降粘率达到98．4％。进一步对BHJN-14开展浓度梯度和脱水影响试验,BHJN-14含量高于500μg时降粘率达到95％。现场应用结果表明,BHJN-14含量为120-500μg时即可稳定控制海管压降,效果优于同浓度下的破乳剂,保证井口压力的稳定和生产的正常进行,使用过程中不影响现用破乳剂的脱水效能。     

降黏剂对罗家超稠油及其极性四组分模型油乳化性能的影响

实验油样为20℃密度1.0072 g/cm3、50℃黏度40.96 Pa.s、凝点26.5℃的胜利罗家超稠油,乳化降黏剂为非离子表面活性剂OP-10。含水50%的W/O型乳化稠油用600 mg/L OP-10处理后,变为O/W型乳化稠油,在40、50、60、70、80、90℃下的降黏率,以脱水稠油计为99.30%~96.24%,以W/O乳化稠油计为99.58%~96.95%。按行业标准方法将稠油分离为四组分:饱和分20.17%,芳香分39.28%,胶质20.67%,沥青质19.88%,摄取了四组分的IR谱并指认了可能的官能团。将各组分在甲苯中配成2%的模型油,将模型油分散于25倍体积的0.6%Na2CO3碱水中,由加OP-10前后透光率的变化确定各组分乳化能力大小顺序:沥青质>芳香分>饱和分≈胶质。各组分模拟油与地层水、碱水间50℃、10~40分钟动态界面张力高低顺序为:沥青质>饱和分>胶质>芳香分,加OP-10处理后界面张力的降低率,与地层水间为82%~93%,按降低率排列的顺序为:饱和分≈胶质>芳香分>沥青质,与碱水间为22%~89%,按降低率排列的顺序为:沥青质>饱和分≈胶质>芳香分,对这一结果作了分析讨论,包括OP-10引起的芳香分、胶质、沥青质甲基与芳香烃次甲基IR吸收峰面积比和反映更强氢键生成的3600~3000 cm-1土丘状IR吸收峰的变化。图8表7参7。     

乳化降粘剂SB-2乳化稠油机理研究

实验研究了用表面活性剂SB 2乳化稠油降低粘度的几个机理性问题。SB 2是胜利油田开发的稠油乳化降粘剂 ,为脂肪酸改性的具有多官能团的钠盐型阴离子表面活性剂。根据用duNo櫣ｙ法测定的表面张力曲线 ,SB 2在蒸馏水中的临界胶束浓度为 0 .16 g/L ,在模拟地层水 (TSD =15 .8g/L ,含Ca2 0 .6 g/L ,含镁 0 .2g/L)中的为0 .0 2 4 g/L。产自胜利油田不同区块 7口井、5 0℃粘度为 3.0× 10 3 ～ 3.3× 10 5mPa·s的稠油 ,与浓度 3～ 8g/L的SB 2地层水溶液在油水体积比 7∶3及一定温度 (5 0～ 70℃ ,视井温而定 )时形成粘度 <30 0mPa·s的O/W乳状液 ,稠油粘度较高时所需的SB 2浓度较高。用ESI MS方法测定了在 5 0℃形成的O/W稠油乳状液水相和油相中SB 2浓度 ,得到下述结果 :在相同稠油和油水比条件下 ,SB 2初始浓度较高时 ,乳状液水相和油相中SB 2浓度也较高 ,粘度不同的 2种稠油与同一浓度SB 2地层水溶液形成的乳状液 ,油水比越大 ,油相中SB 2浓度越小 ,水相中SB 2浓度则相同 ,油水比也相同时SB 2在油相中的浓度也相同。用微量热法测定了一种稠油与SB 2地层水溶液乳化时的热效应 ,乳化过程为放热过程 ,乳化热随水相SB 2浓度、油水比和乳化温度增高而增大。图 6表 1参 6。     

TG法测W/O乳化液中的含水量

建立了取样量小 ,操作方便 ,用热重法分析油包水型乳化液中含水量的方法。使用废润滑油乳化液样品进行试验 ,采用低升温速率 2℃ /min ,在质量变化微分曲线的最低点处读取数据 ,热重法分析结果与ASTMD12 3-92标准方法的分析结果非常吻合 ,最大相对误差小于 5 %。对比乳化液和油水简单混合物的热重法分析结果 ,还可得到乳化液类型和粒径分布等信息。     

Influence of Water Content and Temperature on Stability of W/O Crude Oil Emulsion

Water content of W/O crude oil emulsion and temperature have great influence on stability of the W/O crude oil emulsion and the subsequent demulsification process especially for oil-water treatment centers using a two-step sedimentation demulsification process in Jilin oilfield. Electrical microscope and Turbiscan stability analyzer were employed to investigate the influence of water content and temperature on stability of synthetic W/O emulsion. The results show that the average water droplets size decreases when water content decreases, the emulsion stability decreases when water content or holding temperature increases, and the emulsion stability constant and the temperature have a linear relationship.     

绥中36-1油田稠油降粘剂HOT-RE室内研究

稠油乳化剂HOT RE是一种含有耐盐基团的表面活性剂。在HOT RE室内性能评价中所用的油样为取自绥中 36 1油田的脱气脱水稠油 ,在 4 0℃下粘度为 5 6 .2Pa·s。实验研究结果如下。在含水量由 2 4 %增至 2 8%时稠油乳状液由油包水型转变为水包油型。加入 0 .0 5 %～ 0 .3%NaOH可使油水体积比 70 30的O W型稠油乳状液 4 0℃时的粘度降至数百mPa·s,但水相矿化度为 3.5× 10 4 mg L时则无降粘作用。质量比 1∶1的NaOH +HOT RE在加量为 0 .0 5 %～ 0 .5 %时乳化降粘效果更好 ,但当水相矿化度为 3.5× 10 4 mg L时其有效加量范围减至 0 .4 %～ 0 .6 %。加入 0 .2 %～ 0 .4 %HOT RE的 70 30的O W型稠油乳状液 4 0℃时的粘度为 6 0 0～ 2 70mPa·s,温度 5 0～ 70℃时粘度有所下降 ,水相矿化度≤ 7.0× 10 4 mg L时 4 0℃粘度大体不变。加入HOT RE形成的O W型稠油乳状液用选择适当的破乳剂不难破乳 ,脱水率可高达～ 90 %。在储层岩心流动实验中 ,与海水相比HOT RE水溶液的注入压力较低 ,从油饱和岩心中驱出的油量较多。图 5表 2参 8     

4种委内瑞拉稠油乳化降黏特性实验研究

研究了含水量不同的4种委内瑞拉稠油的乳化降黏特性。所用乳化剂代号WS-4,为复配以其他活性物质的双金属催化聚醚,配成设定浓度的水溶液,加量按O/W乳状液计为250 mg/L。4种O/W稠油乳状液的流变特性不同,其中稠油2393（30℃黏度10.50 Pa.s,密度0.896 g/cm^3,含胶质沥青质35.6%）的乳状液（真实油水体积比60.1∶39.9,水相中WS-4表观浓度628 mg/L）流变性能最佳,在恒定剪切速率下（3.4-34 s^-1）表观黏度随温度升高（30-70℃）先略有增大,以后大幅度下降,随剪切时间延长（0-120 min）先略有增大,以后趋于下降,在恒定温度下（30-70℃）表观黏度随剪切速率增大（3.4-34 s^-1）持续下降,测试过程中乳状液不发生反相,最高表观黏度不超过530 mPa·s。稠油J-20的乳状液有相似的流变特性。在显微镜下观察到这两种稠油乳状液中,乳化剂水溶液完全铺展在油滴表面,原油充分分散,显示近似双连续相结构。从润湿热力学角度讨论了乳化降黏机理,还讨论了液滴尺寸与液滴聚并的关系。图16表2参12。     

稠油降粘剂HP在塔河S66井的应用

报道了乳化降粘剂HP用于塔河油田S6 6井稠油开采的现场试验结果并作了分析。HP的主剂为改性酚醚表面活性剂 ,复配以表面张力改进剂和抗盐聚合物 ,在 80℃下可抗耐矿化离子的浓度高达 2 .2 6× 10 5mg/L(包括Ca2 + +Mg2 + 4 .3× 10 3 mg/L)。S6 6井原油基本不含水 ,含气一般～ 10 % ,5 0℃粘度 9.2Pa·s。该井用掺稀油工艺生产 ,产液量由泵排量决定 ,为～ 6 6m3 /d。在为时 2 2d的现场试验中 ,用矿化度 5 .6× 10 4mg/L、含Ca2 + +Mg2 +4 .3× 10 3 mg/L的井水配制的浓度 4 75 0～ 6 0 0 0m/L的HP溶液从环空连续注入井内 ,油水体积比逐渐由 6 0∶4 0变为 70∶30 ,HP加量以总液量计由 2 2 0 0mg/kg逐渐降至 14 0 0mg/kg。HP加量在 2 2 0 0～ 16 0 0mg/kg范围时 ,产出的O/W乳状液 35～ 36℃下的粘度为 17.5～ 2 0 .0mPa·s ,而掺稀油时产出原油的粘度为 30 0mPa·s。当油水比由 6 0∶4 0变为 70∶30时 ,稠油、气、水的产出量分别由 35 .6t/d ,3.96m3 /d ,2 6 .4t/d变至 4 1.6t/d ,4 .6 2m3 /d ,19.8t/d。在采用掺稀油工艺时 ,稠油和气产出量分别为 2 9.7t/d和 3.30m3 /d ,回采稀油量为 33.0t/d。在现场试验中井口油压略升并大体维持稳定 ,对产生这一现象的原因作了分析。图 1表 3参 1。     

SH降黏剂对郑王稠油油水界面性质及乳状液稳定性的影响规律研究

以郑王稠油采出液为研究对象,配制航空煤油模拟油-水乳状液,研究了滨南利津联合站所用的SH降黏剂（非离子和阴离子表面活性剂复配而成）对油水界面张力、zeta电位、界面扩张流变性和乳状液稳定性的影响,分析了油水界面性质与模拟油-水乳状液稳定性的关系。结果表明,SH降黏剂质量分数由0增至0.05%时,油水界面张力、油滴的zeta电位变化较小,而扩张模量由16.18 mN/m迅速降至4.60 mN/m,弹性模量由13.76 mN/m降至3.54 mN/m,黏性模量由85.12 mN/m迅速降至29.46 mN/m,脱水率由4.4%迅速增至83.1%,此时界面膜强度的减小是影响乳状液稳定性的主要因素,扩张模量越小则乳状液稳定性越差;当SH降黏剂加量由0.05%增至0.3%时,界面张力由48.93 mN/m降至35.50 mN/m,zeta电位绝对值由7.83 mV逐渐降至3.95 mV,扩张模量、弹性模量、黏性模量逐渐增至7.38、6.42、36.52 mN/m,脱水率降至60.0%。SH降黏剂加量在低于0.3%的范围内,扩张模量与模拟乳状液的脱水率有很好的关联,可以用扩张模量表征模拟油-水乳状液的稳定性。