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不同含水率的三元体系与原油乳化过程中界面张力变化规律

招财猫开奖网站 www.betterbodygear.com 来源:应用化工 浏览 314 次 发布时间:2023-12-26

在三元复合驱中,油/水间的界面张力是一项非常重要的参数,它决定着复合驱的驱油效率,是复合驱配方筛选的一个重要评价指标,对于三元复合体系机理研究也起着至关重要的作用[1-8]。复合体系注入地层后,在地层剪切力作用下原油会与注入体系不断发生乳化、携带、再次乳化,在提高洗油效率的同时抑制驱油剂沿原水流通道突进[9-14]。对复合体系乳化作用的报道多为相同含水率一次均化后的研究,为了模拟不断驱替多次乳化的过程,设计开展了多次乳化实验。由于水相和上相油经多次乳化后组成和性质会发生很大变化,必然影响界面张力大小,本文首次测定了不同含水率的三元体系与原油多次乳化过程中水相与上相油和原油间界面张力,据此研究了界面张力变化规律。相关成果对更进一步了解化学驱的机理,优化现场配方设计具有重要的指导意义。


1实验部分


1.1材料与仪器


烷基苯磺酸盐;NaOH,分析纯;聚丙烯酰胺(2 500万HPAM);原油,大庆油田六厂联合站;污水,大庆油田六厂深度处理污水。


POLYTON均质器;Model TX500C招财猫开奖网站。


1.2实验方法


配制活性剂浓度为0.3%,NaOH浓度为1.2%,聚丙烯酰胺浓度为2 000 mg/L的三元复合体系,及活性剂浓度为0.3%,NaOH浓度为1.2%的二元复合体系,取不同体积的原油和复合体系,放入25 mL比色管中,在温度为45℃的情况下,用均质器11 000 r/min搅拌1 min后,放置在恒温箱中;24 h后,待油水分相后,取出下相水,重新与新原油用均质器11 000 r/min搅拌1 min进行乳化;每次乳化后,测定水相与原油及与上相油间的界面张力。


2结果与讨论


2.1乳化次数对三元复合体系与原油界面张力的影响


界面张力的高低反应体系启动剩余油的能力,分析含水不同的三元体系多次乳化后与原油间的界面张力见图1。

图1水相与原油间界面张力随乳化次数变化


由图1可知,含水为50%的三元体系与原油间的界面张力乳化第5次后界面张力仍能达到超低,出现比最初界面张力值还低的现象,为多次乳化后界面张力数值中的最低点,因为体系与原油多次乳化后形成新的石油酸皂等活性物质,不断累积溶于水相中,有增溶的原油存在,该复合体系界面张力也有超低的可能[15]。乳化第6次以后水相与原油的界面张力开始不能达到超低。而含水为80%和90%的三元体系乳化第8次后水相与原油的界面张力仍能达到超低。说明,三元体系多次乳化后水相与原油具有较强的保持超低界面张力的能力。目前,大庆油田三元复合驱现场试验含水达到80%甚至90%以上,因此,在不考虑其它因素影响的条件下,地下原油与三元体系应该能保持良好超低界面张力,且在一定范围内,超低界面张力低于初始界面张力。另外,从图中还可看出随着乳化次数增加,三元体系与原油间最低界面张力值有先下降后升高趋势,有利于启动剩余油。


2.2乳化次数对三元复合体系与上相油间界面张力的影响


含水不同的三元体系与乳化后上相油间的界面张力变化关系,见图2。

图2水相与上相油间界面张力随乳化次数变化关系


由图2可知,随着含水增加,水相与上相油间的界面张力达到超低的次数增加,含水50%的三元体系与上相油,第3次以后界面张力不能达到超低,而含水80%和90%的三元体系分别在第7次和第8次乳化后仍能与上相油间达到超低。因为随着含水率的增加三元体系表面活性剂和碱的含量更多,表面活性剂、碱与原油之间的比例也更大,因而降低界面张力效果越好[16-18]。


2.3水相与原油间和与上相油间的界面张力比较


对含水为50%,80%和90%三元体系的水相与原油间和与上相油间的界面张力变化趋势进行比较,见图3~图5。

图3含水50%体系水相与原油间和与上相油间的界面张力比较

图4含水80%体系水相与原油间和与上相油间的界面张力比较

图5含水90%体系水相与原油间和与上相油间的界面张力比较


从总体上看,水相与原油间的界面张力低于其与上相油间的界面张力,在乳化第6次以后两者开始趋同。说明乳化会导致油相中的组成发生变化,进而导致油相性质发生变化。因此在复合驱驱替的适当时机应对驱油体系的配方进行相应调整。


2.4体系配方对界面张力的影响


分别考察了二元体系和三元体系与原油间和与上相油间的界面张力,见图6和图7。

图6二元体系和三元体系与原油间界面张力


由图可知,无论是与原油间的界面张力还是与上相油间的界面张力达到超低时的乳化次数二元体系都多于三元体系。三元体系中由于聚合物的存在致使表面活性剂在界面排列没有二元体系中表面活性剂排列的更紧密,因而二元体系乳化性能总体上略高于三元体系。因此在复合驱注入段塞优化时可适当考虑二元体系。

图7二元体系和三元体系与上相油间界面张力


3结论


(1)三元体系与大庆六厂原油多次乳化后,具有较强的保持超低界面张力的能力,在不考虑其它因素影响的条件下,地下原油与三元体系应该能保持良好超低界面张力,且在一定范围内,超低界面张力比初始界面张力还低。


(2)水相与上相油间界面张力达到超低的乳化次数随含水增加而增加。乳化次数相同时,水相与原油间界面张力低于其与上相油间界面张力。随着乳化次数增加,三元体系与原油间界面张力值有先下降后升高的趋势,这种变化趋势有利于启动剩余油。多次乳化导致油相性质发生变化,因此在复合驱驱替的适当时机应对驱油体系的配方进行相应调整。


(3)二元体系乳化性能总体上略高于三元体系,在段塞优化时可适当考虑二元体系。