PRODUCING ULTRALOW INTERFACIAL TENSION AT THE OIL/WATER INTERFACE

ABSTRACT

In view of the world-wide shortage of petroleum and the fact that a large amount of residual oil will remain in the reservoir after the primary recovery and water flooding stages, the use of Enhanced Oil Recovery (EOR) methods to recover as much as possible of this residual oil has become increasingly important worldwide. The predominant and most promising EOR technique is the micellar-polymer flooding process which uses a surface active agent (a surfactant) to decrease interfacial tension and hence allows oil to freely move from its original location through the porous media. The purpose of this paper is to present an experimental study of the factors affecting the equilibrium interfacial tension (IFT) at the oil/water interface. A large number of experiments was conducted to study the variations of IFT as a function of many parameters including reservoir temperature, pressure, surfactant concentration, and salinity. An Arabian heavy crude oil was used in the analysis along with three different synthetic surfactants and two formation waters. The pendent drop technique enhanced by video imaging was employed for measuring IFT. It was found that for the ranges of variables considered in this study, IFT decreases with temperature and salinity, increases with pressure, and decreases exponentially with surfactant concentration.     

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／大主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／ＨＡＢＳ／原油体系的动态界面张力呈出现明显的出象,动态界面张力最低点可达１０＾－３－１０＾－５ｍＮ／ｍ数量级,而平衡罪面张力只能达到１０＾－３ｍＮ／ｍ数量级。     

化学驱中动态界面张力行为的研究进展

汇总了近年来强化采油动态界面张力研究进展的报道,阐述了驱油过程中的动态界面张力行为,总结了碱浓度、油相粘度、驱替液粘度对原油/碱体系及原油/碱/聚合物体系动态界面张力的影响和表面活性剂、离子强度对原油/碱/表面活性剂体系及原油/碱/表面活性剂/聚合物体系动态界面张力的影响,并对上述影响因素进行了归纳。     

含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂的油-水界面张力及其对原油的乳化能力

 以壬基酚、十二醇、异构十三醇为主要原料，合成了7种含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂。测定了以含0.1%(质量分数) 硫酸盐表面活性剂的模拟盐水与桩106-15-X18普通稠油配制的油-水体系的界面张力，并测定了上述表面活性剂对桩106-15-X18普通稠油的乳化速率。结果表明，虽然这些表面活性剂具有较高的耐盐能力，但随着分子中氧丙烯链节数逐渐增加，油-水界面张力值最小时对应的最佳NaCl含量呈降低趋势。在合成含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂时，可以通过控制氧丙烯链节长度，调节其在油-水体系中获得的低界面张力区的特点，使之适应不同盐含量的地层。含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂降低油-水界面张力的能力和其对稠油的乳化速率没有简单的对应关系。     

化学驱中动态界面张力现象对驱油效率的影响

本文测定了两种原油在不同化学驱配方下的油／水动态界面张力变化。通过一系列驱油效率实验，研究了动态界面张力最低值，稳态值，油、水相粘度的变化对驱油效率的影响。实验结果表明：动态界面张力平衡值的大小控制岩心驱替过程化学驱段塞提高采收率的能力。如果仅仅动态界面张力最低值达到超低，将难以获得高的采收率。在含有聚合物的复合驱中，由于协同效应的存在，启动残余油所需的界面张力值不必要达到１０＾－３ｍＮ／ｍ。聚合     

表面活性剂水溶液与油之间的动态界面张力研究

本文研究了两种表面活性剂(TRS10-80和天津ABS)盐水溶液与煤油之间的界面张力特性,提出了表面活性剂盐水溶液/煤油体系中动态界面张力产生的机理,讨论了表面活性剂对油的增溶作用对界面张力的影响。经过长期预平衡的表面活性剂盐水溶液/煤油体系仍然存在明显的功态界面张力特性。     

辽河油田欢50块表面活性剂／碱驱油研究

辽河油田欢５０ 块为低渗透油藏,孔隙度小,岩性致密,地层温度高,原油含蜡量高,凝固点高,导致生产时产量下降快,产能低,采出程度低。针对生产中的问题,进行了碱／ 表面活性剂复合驱提高原油采收率的研究。通过研究复合体系溶液与欢５０ 块原油的界面张力、复合体系溶液的长期热稳定性,从７ 种表面活性剂中筛选出既能降低油水界面张力,又能适应该油藏９９℃高温的表面活性剂,并研究了该表面活性剂和碱形成的复合体系在欢５０ 块油砂上的吸附以及复合体系溶液驱油效率。该体系在９９ ℃时能大幅度降低欢５０块原油的油水界面张力（达０．０１ ｍＮ／ｍ 以下） , 并具有很高的驱替效率,水驱后注入复合体系段塞,平均采收率达６５．２４ ％ ,相对于水驱,提高采收率平均为１８．４％ 。并运用核磁共振成像技术研究复合体系溶液的驱油机理,复合体系注入前后核磁共振成像结果表明,复合驱能提高驱替效率,在复合体系前缘形成富集油带,对进一步采出水驱剩余油明显有效。     

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。     

船用柴油机油基础油分水性及其油水界面性质的研究

采用 SH/T 0619 中的方法对添加了同一种复合剂的不同船用柴油机油基础油的分水性能进行了测定,发现添加了同一种复合剂的不同基础油的分水结果存在较大的差异。从油水界面张力和油水界面剪切黏度两个方面考察界面性质与分水性的关系。结果表明：基础油HVIⅡ-10,HVI750,HVI150BS的分水性依次变差,界面张力依次变低,界面剪切黏度依次变高。基础油所含芳烃和胶质等极性组分越高,其分水性越差。加入复合剂后,基础油的油水界面张力降低,界面剪切黏度增加,乳状液的稳定性提高。随着剪切速率的增加,界面剪切黏度逐渐降低。界面张力越低,界面剪切黏度越高,乳状液越稳定,分水性越差。     

碱水驱油过程中界面张力变化规律

通过一系列试验，深入研究了碱驱过程中界面张力的变化规律。在碱／原油萃取实验中发现，原油被碱萃取后仍存在界面活性，萃取对界面张力最低值影响不大，使界面张力平衡值升高；低酸值原油被萃取后所受影响要大于高酸值的原油；已萃取原油后的碱液与新原油之间的界面张力将大幅度降低，可以使其最低值和平衡值都达到超低。此研究工作对碱驱的动态驱油机理有了更进一步的认识，所获得的结果对化学驱配方的筛选及机理研究具有指导意义     

用动界面张力方法研究原油／盐水界面的性质：Ⅰ.原油天然？…

测定了原油／盐水的动界面张力,比较了在无破乳剂存在时几种体系的动界面张力曲线,证明了原油天然表面活性剂分子渐渐扩散吸附到原油／盐水界面上,当体系中有破乳剂存在时,破乳剂分子以竞争的方式扩散吸附到原油／盐水界面上。用动态界面张力方法研究原油天然表面活性剂和破乳剂在原油／盐水界面的吸附速度对研究原油乳状液的破同理和优化破乳条件十分重要。     

用动界面张力方法研究原油／盐水界面的性质：Ⅱ.超始界面？…

定量地计算了原油天然表面活性剂和破乳剂在原油／盐水界面形成初始阶段时的吸附速率。结果表明,破乳剂的超始界面吸附速率远远高于原油天然表面活笥剂的相应值;水相盐度、体系温度和破乳剂的浓度对原油／盐水起始界面吸附速度有明显的影响。另外计算了破乳剂在油相中的表观扩散系数,并分析了其影响因素。     

380#燃料油的四组分分析及其油水界面张力研究

采用氧化铝吸附色谱柱将380#燃料油分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分;用元素分析、凝胶色谱、红外光谱和核磁共振等技术对四组分进行分析和结构表征;测定了燃料油及其组分模拟油的油水界面张力,考察了水相pH值、盐浓度对燃料油及其组分模拟油油水界面张力的影响。结果表明,380#燃料油中芳香分含量最多,沥青质和胶质含量约30 %。沥青质比胶质含有更多的杂原子,相对分子质量更大。沥青质氢碳原子比n(H)/n(C)最小,芳香碳率fA最大。红外谱图表明,沥青质比胶质含有更多的羟基、氨基和羧基等官能团,故分子间氢键作用强烈。四组分油水界面张力大小顺序为：饱和分>芳香分>胶质>沥青质,沥青质界面活性最大。由于380#燃料油及其组分中酸性基团占优势,在强碱性条件下它们与水的界面张力大幅下降。水相盐浓度对380#燃料油及其组分的界面活性影响不大。     

稠油驱油体系乳化能力和界面张力对驱油效果的影响

 提出了定量表示表面活性剂体系乳化稠油难易程度的参数"乳化最小转速"。在55℃下测定了7种不同驱油剂与桩106-15-X18普通稠油组成的体系的油-水动态界面张力和乳化最小转速,并对其中5种驱油剂-稠油体系进行了室内驱油实验。结果表明,驱油剂-稠油体系乳化最小转速与其油-水动态界面张力没有对应性,而且,驱油剂-稠油体系的油-水动态界面张力与其采收率也没有一定的规律性,但乳化最小转速与采收率有较好的对应关系,乳化最小转速的体系采收率高,即乳化能力高的体系驱油效果好,乳化能力低的体系驱油效果差。     

原油性质对三元复合体系形成超低界面张力的影响

着重研究了在三元复合驱过程中 ,原油性质对于三元体系形成超低界面张力的影响 ,得到了一些有意义的认识 ,为今后研究三元复合驱油机理提供了新的思路。     

石油羧酸盐及碱复合体系／大庆原油间的动态低界面张力研究

本探讨了石油羧酸盐及碱复合体系和大庆原油间的动态低界面张力形成的原因，并研究了盐含量、碱含量对其间动态低界面张力的影响。结果表明，低界面张力主要是石油羧酸盐活性剂的贡献，而动态低界面张力过程是由水相中碱与原油中的有机酸反应生成的界面活性物质引起的。在某一含量范围内，随ＮａＣｌ或ＮａＯＨ含量增加，动态低界面张力曲线移向低界面张力区。     

1-Phenylalkane Sulfonates for Studying Interfacial Tensions

A series of 1-phenylalkane sulfonates with high purity were synthesized through a simple and effective way. Interfacial tension (IFT) of 1-phenylalkane sulfonates against crude oil from Daqing oil field in China was investigated, interfacial tension minima were observed with changes of surfactant concentrations and time. Alkali concentrations where lowest interfacial tensions were achieved moved to low regions by increasing the chain length of 1-phenylalkane sulfonates, namely, 1-phenyldodecane sulfonate at about 2.2%, 1-phenyltetradecane sulfonate at about 0.6%, 1-phenylhexadecane sulfonate at about 0.3%. No minima were observed when interfacial tensions of pure 1-phenylalkane sulfonates against alkanes were measured. The phenomenon is quite distinct from that of 1-phenylalkane sulfontes against crude oil.     

1-Phenylalkane Sulfonates for Studying Interfacial Tensions

Abstract

A series of 1-phenylalkane sulfonates with high purity were synthesized through a simple and effective way. Interfacial tension (IFT) of 1-phenylalkane sulfonates against crude oil from Daqing oil field in China was investigated, interfacial tension minima were observed with changes of surfactant concentrations and time. Alkali concentrations where lowest interfacial tensions were achieved moved to low regions by increasing the chain length of 1-phenylalkane sulfonates, namely, 1-phenyldodecane sulfonate at about 2.2%, 1-phenyltetradecane sulfonate at about 0.6%, 1-phenylhexadecane sulfonate at about 0.3%. No minima were observed when interfacial tensions of pure 1-phenylalkane sulfonates against alkanes were measured. The phenomenon is quite distinct from that of 1-phenylalkane sulfontes against crude oil.     

有机添加剂对模拟油EACN值及动态界面张力的影响

本文通过改变两种石油磺酸盐的混合比例,配制出碳数最低值不同的一系列混合表面活性剂溶液作为标尺,考察了几种有机酸、十八醇、Ｓｐａｎ６０ 及两种卟啉（ ＯＥＰ和ＥＴＩＯ） 对正癸烷模拟油的ＥＡＣＮ 值及油水界面张力的影响。     

复合驱油体系与孤东油田馆5^2^＋^3层原油间的界面张力

本文报导了用于孤东油田馆5~(2+3)层复合驱油试验的ASP体系与原油间界面张力的研究结果。在ASP复合驱油体系中,碱A和表面活性剂S在降低界面张力上有协同效应,聚合物P的影响很小。在单一A和A+S体系中最佳碱浓度为0.2％和1.5％(Na_2CO_3)。1.5％Na_2CO_3+0.4％OP-10体系有最佳界面特性。