含聚稠油高效破乳剂研究与应用

2014年以来渤海某注聚稠油油田产出液聚合物浓度高、原油黏度大导致原油脱水困难,原破乳剂脱水效果无法满足要求。通过苯酚、多乙烯多胺与甲醛合成酚胺树脂起始剂,然后与环氧乙烷、环氧丙烷聚合得到多支化嵌段聚醚破乳剂108#。破乳剂108#具有使用浓度低、脱水速度快的特点,且最终脱水率接近90%。矿场试验结果表明,108#破乳剂加注量比原破乳剂减少48%,外输原油含水从15%-16%降低至9%,原油脱水效果明显改善。     

TA4812和AP442原油破乳剂的复配研究

为了解决陕北油田现用原油破乳剂脱水率低、污水含油和悬浮物多等问题,合成TA4812和AP442两种新破乳剂单剂,并与助剂ECH用不同比例复配,用陕北油田有代表性的河庄坪和子长原油进行脱水实验。结果表明,对河庄坪原油,在55℃,破乳剂总用量100 mg.L-1,脱水时间6 h,TA4812、AP442与ECH复配比例为4:1时,脱水率最高,分别达到96.7%和97.7%;对子长原油,在65℃,破乳剂总用量200 mg.L-1,脱水时间6 h,TA4812与ECH复配比例为4:1、AP442与ECH复配比例为2:3时,脱水率最高,达到98.3%。     

十八烷基超支化分子的结构表征与破乳性能

以甲醇为溶剂,用十八胺、丙烯酸甲酯和乙二胺为原料,通过迈克尔加成反应和酰胺化缩合反应,制备了1.0 G超支化分子;通过红外光谱、核磁共振手段对合成产品的结构进行了表征,且考察了十八烷基超支化分子对O/W型原油模拟乳液的破乳性能,并与传统的线性破乳剂SP-169进行了对比.结果表明:在温度为50℃、添加量为20 mg/L、破乳时间为120 min的条件下,其脱水率达到了76.2%,脱出水中的含油量为41.9 mg/L;而破乳剂SP-169在相同的条件下的脱水率为61.5%,脱出水中的含油量为52.4 mg/L.     

不同结构破乳剂油水界面扩张粘弹性研究

研究了支链破乳剂AE121和直链破乳剂SP169在正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质,阐述了两种破乳剂扩张模量随扩张频率和破乳剂浓度的变化规律,考察了两种破乳剂对原油活性组分界面扩张性质的影响,测定了两种破乳剂的水溶液与正癸烷的动态界面张力,并与界面扩张流变性质进行了关联.研究结果表明,两种破乳剂的加入均会大大降低原油活性组分界面膜的扩张模量.较低浓度下直链破乳剂SP169由于吸附能力稍强,降低扩张模量效果较好；而一定浓度以上支链破乳剂AE121由于顶替能力较强,具有一定优势.由于破乳剂本身具有一定的扩张模量,在降低界面扩张模量的效果上,破乳剂的用量并非越大越好.     

高效原油破乳剂GE-189的制备与应用研究

以分子量大、活泼氢多、具有分支结构的瓜胶作起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷加成，首次合成出具有分支结构的瓜胶类原油破乳剂GE－189，并把这种破乳剂及其与常规破乳剂F3111的复配体系应用于不同油田原油乳状液的室内破乳脱水试验。结果表明，破乳剂复配体系在脱水速率、脱水效果等方面均优于各现场剂，把这种破乳剂与生物表面活性剂复配，于巴西海上油田原油乳状液的破乳脱水，能够显著提高原油乳状液的破乳脱水速率和脱水体积，两者之间表现出明显的协同作用。     

新型高效原油破乳剂PNT-05的研制与应用

针对中原油田采油六厂二区原油破乳脱水过程中存在的脱水速度慢,乳化中间层厚等问题,通过分子结构设计手段,在非离子型破乳剂基础上,经酯化,在破乳剂分子中引入阳离子基团,合成出季胺盐阳离子型破乳剂PNT－05,利用季胺盐阳离子型破乳剂与助剂复配的方法室内解决了中原油田二区原油破乳脱水过程中顾在的问题,与油田现场用破乳剂相比,新的破乳剂体系脱水速度快,脱水效率高,使乳化中间层变薄或消失,同时探讨了季胺盐阳离子型破乳剂PNT－05的作用机制。     

多元复合原油破乳剂的研究和应用

本文评价了几种破乳剂对克拉玛依原油的破乳效果。进行了单剂和复配剂的化学破乳及除油率的筛选。结果表明复配破乳剂在加药浓度、净化油含水和净化水含油、脱水速度等方面均优于单剂。表明复配破乳剂是高效原油破乳剂的研究方向之一。     

优秀原油破乳剂所具备的性能初探

原油破乳剂是国内外油田矿场所必需的化学药剂,可在针对性的破乳剂性能选择上一直缺乏系统的理论支持。由于原油组成的复杂性,加上影响形成乳化原油的因素众多,给原油破乳剂的研究工作带来许多困难。本文从原油乳状液的形成机理入手,分析了乳状液的稳定性原因、破乳机理、破乳剂分子结构性能、物化性能与破乳效果,提出了优秀的原油破乳剂所应具备的性能。     

破乳剂对油水界面膜作用机理研究

研究了破乳剂存在下油膜寿命、油膜薄化速率以及油水界面性质与破乳效果的关系.结果表明,破乳剂使油水界面弹性降低,导致油水界面强度减弱,界面膜寿命变短,界面膜厚度变薄.当膜厚度变薄到一临界值时,膜破裂,导致破乳脱水.同种破乳剂,随着其浓度的增加,界面弹性降低.当浓度超过某一值时,界面弹性值基本不变.不同种破乳剂,界面弹性降低幅度越大,其破乳效果越好.界面弹性值可以很好解释破乳剂的脱水率变化规律.     

破乳剂对复合驱乳状液的破乳机理研究

针对模拟采出液和三元复合驱矿场采出液,研究了破乳剂对复合体系界面张力和膜强度的影响.破乳剂浓度增加,二元复合体系界面张力降低,而三元复合体系界面张力升高.破乳剂分子部分顶替乳化剂分子并显著降低了界面膜强度.     

Fe3O4-PEI磁化破乳剂的制备及性能研究

针对乳化原油破乳难度较大的问题,提出了在磁化破乳剂上枝接聚乙烯亚胺（PEI）,增加磁性粒子表面官能团的解决方案,并对其结构进行了表征。研究了破乳剂加量、沉降时间和pH对其破乳效果的影响,磁性粒子的循环利用率,并对其破乳机理进行了探讨。结果表明：磁化破乳剂最优加量为600 mg/L;沉降2 h后,乳化原油透光率仍可达到98.3%;磁化破乳剂Fe₃O₄-PEI在酸性环境中的破乳效果优于碱性环境;磁性粒子重复利用10次后,透光率仍超过90%。      

抽提-离子色谱法测定原油中无机阴离子含量

陕北油田子长区块原油乳状液破乳剂脱水难度较其他区块大得多。为了分析陕北原油中无机盐对破乳剂脱水过程等的影响,找到能同时测定原油中多个可溶性无机盐阴离子含量的有效方法,取该油田崔圪崂12井、碾庄107井、碾庄206井、子长2井、子长1006井原油做样品,将其溶于二甲苯,再用乙醇、丙酮和水在指定的抽提器中对所含无机盐进行抽提。抽提液用ICS-900离子色谱仪测定其氟离子、氯离子、溴离子、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根的含量,用AS9-HC型阴离子分析柱作交换柱,4.5×10~(-3)mol·L~(-1)碳酸钠-8.0×10~(-4)mol·L~(-1)碳酸氢钠溶液作淋洗液。实验表明,陕北原油中无机盐主要是氯化物,崔圪崂12、碾庄107、碾庄206、子长2、子长1006井原油中氯离子含量依次为324.3μg·g~(-1)、21.83μg·g~(-1)、19.45μg·g~(-1)、2.210×10~4μg·g~(-1)、1.673×10~4μg·g~(-1)。子长原油乳状液脱水困难的原因之一可能是其中的氯化物和溴化物含量高。6次进样,保留时间的相对标准偏差RSD在0.18%-0.52%之间,无机阴离子含量加标回收率在95.60%~103.0%之间。     

聚醚聚季铵盐反相破乳剂的合成与破乳性能评价

通过将环氧醚和甲基醚分别加到含氢硅油的基本骨架上,合成环氧醚甲基醚共改性硅油中间体。通过环氧氯丙烷和正二丁胺亲核加成反应得到聚-2-羟基丙基二丁基氯化铵,与有机交联剂多乙烯多胺交联得到聚季铵盐。再将共改性硅油与聚季铵盐进行环氧开环反应,得到聚醚聚季铵盐水包油型反相破乳剂。利用FTIR和1H NMR分析了聚醚季铵盐型水包油型反相破乳剂的结构,考察了破乳条件对破乳性能的影响。实验结果表明,在适宜的破乳条件(破乳剂用量100 mg/L、破乳时间4 h、破乳温度为65℃)下,使用聚醚季铵盐型水包油型反相破乳剂的除油率94.9%,破乳后污水含油量为25.8 mg/L,破乳性能优于聚醚季铵盐破乳剂。     

微波用于破乳的研究

原油自井下开采出来要穿过窄隙,与水和气混在一起。油中含有沥青质、石油环烷酸;水中含有各种矿物质,都是天然的乳化剂。因此,大量原油将以乳状液的形式被开采出来,大多数为油包水型(W/O),开发到中后期还会出现油包水、水又包油(O/W/O)型。这种原油无法进一步加工,于是,原油脱水成为采油和集输中一个普遍关注的问题。原油脱水国外较多使用化学破乳法,我国各油田多使用电—化学破乳。电—化学脱水法对高含水原油的适应性差,还需增设预脱水工序。而纯化学脱水,试剂昂贵,生产费用较高。因而,近年来人们开始探索将超声技术、微波技术用于破乳。本文考察了微波破乳效果及其机制,并与常规法进行比较。     

脂肪醇对环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物破乳效果的影响—Ⅰ.W/O型乳状液的破坏

现时国内外的原油破乳剂品种繁多,但就其组成而言,主体都是环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的嵌段共聚物。我们曾对这类破乳剂的破乳规律进行过较系统的研究。为了进一步寻找提高破乳效果的途径,本文研究了正构脂肪醇对EO-PO共聚物破乳效果的影响。结果表明,加入适量的脂肪醇能大幅度提高破乳效率,效果最好的是正戊醇。     

AP型破乳剂界面张力的研究

本文研究了煤油-水的界面张力随聚醚型非离子表面活性剂—AP型高效破乳剂浓度、分子中EO含量、PO链段在分子中的首尾分布和温度的变化, 并以多种原油的破乳实验为例, 讨论了它们与破乳作用的关系。     

聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸钠聚合物接枝纳米SiO_2驱油剂的合成及其性能

我国油田以砂岩油藏为主,平均采收率仅28.9%,多数油藏接近水驱废弃期,近废弃油藏中仍有大量残余原油不能采出.在表面含有巯基的纳米SiO_2表面嫁接聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸钠大分子链,合成表面接枝有大量聚合物链的纳米SiO_2,并通过TEM、IR、TG、模拟岩心驱替试验装置表征测试其结构、形貌和驱油性能.结果表明:接枝后的纳米SiO_2在15 nm左右,表面有聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸钠大分子链存在,浓度1.0 g/L时,表现出明显的驱油性能.     

支状嵌段聚醚的界面聚集行为及对原油乳状液的破乳作用

合成了三种不同聚氧丙烯/聚氧乙烯(PPO/PEO)比例的含苯环支状嵌段聚醚, 通过界面张力、界面流变、表面压以及对原油乳状液的破乳脱水效果的测定, 考察了其界面聚集行为和破乳作用对PEO含量和分子量的依赖性, 并且对比研究了三种支状聚醚分子交联前后的破乳性能. 结果表明, PEO含量高且分子量大者,其单分子界面占据面积大, 在油/水界面达到吸附平衡的时间短, 其油/水界面扩张模量及扩张弹性均高于PEO含量较少者. 但是对原油乳状液的破乳脱水效果则是PEO含量居中的聚醚最好. 温度影响和交联与否的研究表明, 交联并不能提高分子量较大的聚醚对原油乳状液的破乳效果, 温度对聚醚分子交联前后的破乳效果有不同的影响规律. 本研究可为原油集输过程中化学品的选择与应用提供一定的依据.     

表面活性剂复合体系提高原油采收率研究

为了提高中后期油田原油的采收率,采用聚丙烯酰胺和非离子-阴离子型表面活性剂NPAC构建了一种二元复合驱油体系。以油水界面张力性能、黏度、老化稳定性、乳化能力、洗油率等作为评价指标,研究并优化NPAC活性剂复合体系对提高原油采收率的试验条件,为油田回注提供理论与实践参考。研究表明:聚丙烯酰胺和NPAC二元复合体系综合性能优异,原油洗油率达到32. 4%,乳化指数为2. 1。该研究对指导表面活性剂/聚合物二元复合体系对提高油田原油采收率具有重要意义。     

聚醚类破乳剂的界面扩张流变性质

采用悬挂滴方法研究了不同结构聚醚类破乳剂与煤油间的界面张力及界面扩张流变性质. 结果表明, 4种聚醚类破乳剂均具有较强的降低界面张力能力, 且支链化程度越低分子在界面上排列越紧密, 直线型破乳剂在低浓度条件下界面张力最低. 破乳剂的分子尺寸较大, 慢弛豫过程控制界面膜性质, 吸附膜以弹性为主. 同时, 柔性聚氧乙烯链和聚氧丙烯链对界面膜性质的影响较大, 随着支链化程度增大, 界面分子间相互作用增强, 界面膜弹性增强, 黏性降低.