羟基磺基甜菜碱表面活性剂及复配体系界面特性研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
我国的复合驱技术已走在世界前列,目前,三元复合驱虽已进入工业化应用阶段。室内和矿场研究表明:三元复合体系采收率可以在水驱基础上提高20%以上。特别是“十一五”期间,三元复合驱将成为确保大庆油田高产,稳产的重要措施之一。但三元复合驱所带来的采出液处理困难以及对地层造成损害等问题很大程度上限制了三元复合驱推广。表面活性剂—聚合物二元复合驱(SP复合驱)由于能够发挥表面活性剂和聚合物各自的最大优点,成为复合驱的发展方向之一。在SP复合驱中,获得无碱条件下仍能与大庆原油形成10~(-3)mN/m超低界面张力的稳定的表面活性剂是关键。
     针对此问题本文主要对无碱驱油体系用表面活性剂羟基磺基甜菜碱及其复配体系界面特性进行了系统评价,并对优选出的表面活性剂进行了吸附实验、稳定性实验及驱油物理模拟实验研究。同时探讨了表面活性剂浓度、聚合物浓度、聚合物分子量、矿化度等对羟基磺基甜菜碱表面活性剂体系界面特性的影响;考察了以B及B与SB8复配体系为表面活性剂的SP二元和ASP三元复合体系在大庆油田条件下的岩心驱油效果。
     这一研究为大庆油田进行表面活性剂/聚合物二元体系驱油工业化推广提供试验及应用依据。
     研究结果表明:单一B表面活性剂能有效降低大庆一厂油水界面张力,使0.3%、0.1%、0.02%、0.05%四点的界面张力都达到了超低10~(-3)mN/m;B样品在加入大庆炼化生产的1900万分子量聚合物,浓度为1500PPM时,在较宽的活性剂浓度范围内均可使大庆油田采油一厂油水界面张力达到超低(<10~(-3)数量级);聚合物的分子量,浓度都对界面张力影响很大;0.2%浓度的B样品稳定性很好,测试180天中的界面张力数据几乎在(5.0~6.0)×10~(-3)mN/m之间;聚合物对重烷基苯石油磺酸盐的吸附影响较小,而甜菜碱和聚合物复配时,对吸附量有一定的影响;摸索出两种甜菜碱样品B与SB8复配适合大庆采油一厂的复配比例,同时在B与SB8复配下,加入聚合物,使界面张力达到了10~(-3)mN/m超低界面张力;综合所有均质和非均质岩心的实验结果并通过分析,我们推荐,在渗透率为300×10~(-3)μm~2和150×10~(-3)μm~2岩心上采用BS无碱二元体系和氢氧化钠强碱三元体系,在渗透率为50×10~(-3)μm~2的岩心上采用BS无碱二元体系。
The technology of combination flooding has advanced in the world in our country. At present, ASP flooding has entered into the stage of industrial application. The results of laboratory and fields tests show that the recovery of ASP system can be increased by more than 20% on the basis of water flooding. Especially during the period of the“Eleventh Five-Year”, ASP flooding will become one of the important measures that ensure a high and stable yield in Daqing oil field. However, the problems brought by itself limited the promotion of ASP flooding, that the difficulties to deal with produced fluid and the damage to the formation. Surfactant-polymer binary flooding (SP flooding) becomes one of the aims in combination flooding because the surfactant and the polymer can develop their biggest advantages. In the SP flooding,the key is find a steady surfactant that can reach a ultra-low-tension of 10~(-3)mN/m with Daqing crude in alkali-free condition.
     In this paper, it mainly evaluates the interfacial characteristics of the hydroxy sulfosalicylic betaine surfactant and its compound systems to apply in alkali-free displacement, we found the optimum surfactant to do the experiment of adsorption, stability and the research on physical simulation experiment of oil displacement. Moreover, the text investigate the influence of surfactant concentration、polymer concentration、polymer molecular weight and salinity on the hydroxy sulfosalicylic betaine surfactant; inspect the rock core displacement characteristics of SP binary system and ASP ternary system which use B,B&SB8 binary system under the condition of DaQing oil field.
     The results show that: the single B surfactant can effectively reduce the oil-water of one plants in Daqing, when the concentrations are 0.3%,0.1%,0.02% and 0.05%, the interfacial tension reached a ultra-low-tension of 10~(-3)mN/m; Sample B could make the oil-water interfacial tension of one plants in Daqing reach a ultra-low-tension (<10~(-3)mN/m,orders of magnitude) in a wide range surfactant concentration by adding in 19 million molecular weight polymer produced by Daqing Oil Refining and Chemical Company when the concentration of polymer is 1500PPM; the molecular weight and concentration of polymer have a great influence on the interfacial tension; Sample B in 0.2% concentration is steady, the interfacial tension was almost between (5.0~6.0)×10~(-3)mN/m; the polymer had a little influence on the adsorption of SY, and had some influence when betaine and polymer compound; we explored two kinds of proportion in Sample B and SB8 which can make the oil-water interfacial tension of one plants in Daqing reach a ultra-low-tension of 10~(-3)mN/m adding in the polymer; analyzed the experimental results, we recommend to use BS alkali-free binary system and NaOH ternary system on rock core which percolation rate is 300×10~(-3)μm~2and 150×10~(-3)μm~2, and use BS alkali-free binary system on rock core which percolation rate is50×10~(-3)μm~2.
引文
[1]范洪富,曹晓春等.油田应用化学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003.7.
    [2]王德民.2003年度油田开发技术座谈会材料[J].大庆:大庆油田有限责任公司, 2003.
    [3]侯吉瑞.化学驱原理与应用[M].石油工业出版社,2002年第二版,PP,168-182.
    [4]康万利.大庆油田三元复合驱化学剂作用机理研究[M].石油工业出版社,2001年第一版,PP,58-59.
    [5]刘永建.化学驱油剂理论及应用[M].哈尔滨工程大学出版社,1996年第一版,PP,149-151.
    [6]康万利,董喜贵.三次采油化学原理[M].化学工业出版社,1997年第一版,PP,2-11.
    [7]马宝岐,吴安明.油田化学原理与技术[M].石油工业出版社,1995年4月第一版,PP,225-227.
    [8]夏惠芬.粘弹性聚合物溶液的渗流理论及其应用[M].北京:石油工业出版社,2002.7.
    [9]廖广志,王德民.化学复合驱原理及应用[M].石油工业出版社,1999年9月第一版.
    [10]韩冬,沈平平.表面活性剂驱油原理及应用[M].石油工业出版社,2001年6月第一版,P193.
    [11]夏惠芬,王德民,刘中春,杨清彦.粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的机理研究[J].石油学报,2001, 22 (4) :60-65.
    [12]崔正刚,张天林,邹庆华.重烷基苯磺酸盐的合成及其在提高石油采收率中的应用研究[M].太原:山西经济出版社,95.
    [13]乔卫红,张树彪等.三次采油用表面活性剂的研究[J].精细化工,1999,16(增刊) :71.
    [14]顾惕人等.表面化学[M].北京:科学出版社,1999, 345-354.
    [15]李干佐,牟建海,随华.表面活性剂溶液的动态表面张力与吸附动力学研究[J].日用化学工业,1999.4:22-23.
    [16] Huibers P D T.Langumir,1999,15:7546.
    [17] Mohammand R.et al,Quantification and optimization of Viscoelastic of polymer solutions for EOR,SPE/DOE 24254 ,SPE/DOE 8th symposium on EOR ,Tula ,April 1992.
    [18] Chiwet.C,etal,Enhanced oil recovery using lignosulphonate/petroleum sulphonate mixtures.Trans I Chem,1982,60:101-110.
    [19] Cheng,K.H,Chemical Consumption During Alkaline Flooding:A comparative,PaperSPE14644 presented at the 2006 SPE/DOE,Tulsa.April 20-23.
    [20] Bunge.A.L.and Radke,C.J,Divalent Ion Exchange with Alkali,Soc Pet.Eng.J. (Aug.2003)637-68.
    [21] Kazuomi Nagashima, Frank.D.Blum. Adsorption ofsodiumn-decylbenzenesulfonate on to alumina:relationships between Macro-and microscopic behaviour.J colloid interface sci,2003, 214:8-15.
    [22]岳晓云,楼诸红,韩冬等.石油磺酸盐表面活性剂在三次采油中的应用.精细石油化工进展, 2000, 6 (2) : 48~50.
    [23]朱友益,沈平平.三次采油复合驱用表面活性剂合成、性能及应用[M].北京:石油工业出版社,2002.
    [24]王德民.发展三次采油新理论新技术,确保大庆油田持续稳定发展(下)[J].大庆石油地质与开发,2001,(8):1.
    [25]刘方等.石油开采中表面活性剂驱的应用与展望.精细与专用化学品, 2000 (22) : 9- 11.
    [26]崔正刚,张天林,邹文华.重烷基苯磺酸盐的合成及其在提高石油采收率中的应用研究[J].表面活性剂/洗涤剂技术与经济进展,2002,25(2):95.
    [27]吴文祥,张洪强.复合驱油体系与大庆原油间的界面张力的研究[J].油气采收率技术,2005,2(1):l~7.
    [28] Clark S R,Pitts M J.Design and application of an alkaline-surfac-rant-polymer recovery system to the west Kiehl Field[Z].SPE17538,2001.
    [29] Taylor K C, Hawkins B F, Islam M R. Dynamic interfacial tension in surfactant enhanced alkaline flooding[J]. The Journal of Canadian Petroleum Technology, 2000, 29(1):50-55.
    [30] Chiwetelu C I, Hornof V, Neale G H. A dynamic model for the interaction of caustic reagents with acidic oils[J]. AIChE Journal, 1990, 36(2): 233-241.
    [31] Foster W R.ALow-Tension Water Flooding Process[R].JPT,2003,205~210.
    [32]王凤兰,杨凤华.三元复合体系的界面张力及其影响因素[J].大庆石油学院学报,2001,25(2):25~28.
    [33]吴文祥.A-S-P三元复合体系与大庆原油间界面张力等值图[J].大庆石油学院学报,2005,19(1):115~118.
    [34]杨林,李茜秋.原油性质对三元复合体系形成超低界面张力的影响[J].大庆石油地质与开发,2000,19(2):37~40.
    [35]廖广志,杨振宇.三元复合驱中超低界面张力影响因素研究[J].大庆石油地质与开发,2001,20(l):40~43.
    [36]杨迎花.三元复合驱体系/大庆原油间界面张力研究[J].天津科技大学学报,2004,19(4):31~33.
    [37]杨会丽,王业飞,任嫡.原油/水界面张力的影响因素[J].承德石油高等专科学校学报,2006,8(1):1~3.
    [38]李孟涛,刘先贵,杨孝君.无碱二元复合体系驱油试验研究[J].石油钻采工艺,2004,26(5):73~76.
    [39]刘莉平,杨建军.聚/表二元复合驱油体系性能研究[J].断块油气田,2004,11(4):60~64.
    [40]吴文祥,张玉丰,胡锦强.聚合物及表面活性剂二元复合体系驱油物理模拟实验[J].大庆石油学院学报,2005,29(6):98~100.
    [41]闫伟.驱油体系对采收率和残余油饱和度的影响(D).《大庆石油学院硕士论文》2007.
    [42]吴文祥,闫伟,刘春德.磺基甜菜碱BS11界面特性研究[J].油田化学,2007,2(6):1~10.
    [43]田仲强,隋春艳,王国壮.阴离子表面活性剂在含油和去油地层砂表面吸附的差异[J].油田化学.2002,19(2):169~172.
    [44]宋文玲,方琪,伊庆庵,刘峰等.甜菜碱活性剂驱油体系对油水界面张力的影响[J].大庆石油地质与开发,2008,27(5):105~107.
    [45]汤小燕,蒲万芬,杨燕.阳离子双子表面活性剂的静态吸附行为研究[J].精细石油化工进展,2005,6(8):12-15.
    [46]赵春红等.三次采油用表面活性剂的研究现状与趋势[J].化学工程师.2005,11(122):33.
    [47]表面活性剂[J].研究与开发.第六期:417.
    [48]含表活剂驱油体系的界面特性及其在化学驱中的作用(D).李翠平.《大庆石油学院硕士论文》2009.
    [49]刘春凤.新型无碱表面活性剂体系界面特性研究(D).《大庆石油学院硕士论文》2008.
    [50]张祝新.无碱表面活性剂体系特性研究(D).《大庆石油学院硕士论文》2009.
    [51]陈中华.高温高盐油藏表面活性剂/聚合物二元复合驱驱油技术研究(D).《西南石油学院硕士论文》2005.
    [52]方云.两性表面活性剂—两性表面活性剂概述(一)[J].日用化学工业.2000,6(3):53~55.
    [53]任春华.两性表面活性剂—甜菜碱[J].
    [54]王刚.粘弹性无碱二元驱油体系提高采收率机理研究(D).《大庆石油学院博士论文》2009.
    [55]陈咏梅等.化学驱中动态界面张力行为的研究进展[J].石油学报,2001,22 (4 ) :97-103.
    [56]李志刚.三次采油用表面活性剂的合成及其界面性能的研究(D).《大连理工大学硕士论文》2002.
    [57]章建民.某些两性表面活性剂结构与性能研究[J].上海大学学报.1998,4(6):703.
    [58]郑自刚等.化学复合驱用甜菜碱型表面活性剂的研究进展[J].2011,23(1):31~33.
    [59]赵宇.系列烷基苯磺酸盐纯化合物的合成及界面性能的研究(D).大连:大连理工大学,2006.
    [60]李丹.一元/二元/三元驱油体系的界面特性研究(D).《大庆石油学院硕士论文》2007.
    [61]林士英.烷基羟基磺基甜菜碱黏弹性表面活性剂的合成与性能研究(D).《大庆石油学院硕士论文》2007.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700