HX系列驅(qū)油用表面活性劑技術(shù)

1、HX系列驅(qū)油用外表活性劑研發(fā)報告東營市華興化工前 言 隨著世界能源的緊缺，石油的充分采出和合理利用已成為各國極大重視的問題，由于常規(guī)的一次和二次采油(POR和SOR)總采油率不是很高,一般質(zhì)量分數(shù)僅能到達20%40%，最高到達50%，至少還有50%80%的原油未能采出。因此在能源日趨緊張的情況下，提高采油率已成為石油開采研究的重大課題，三次采油那么是一種特別有效的提高采油率的方法。 三次采油的方法很多，概括起來主要有四大類：一是熱力驅(qū)，包括蒸氣驅(qū)，火燒油層等；二是混相驅(qū)，包括CO2混相，烴混相及其他惰性氣體混相驅(qū)；三是化學(xué)驅(qū)，包括聚合物驅(qū)，外表活性劑驅(qū)，堿水驅(qū)等；四是微生物采油，包括生物聚合物

2、，微生物外表活性驅(qū)。目前，三次采油研究尤其以外表活性劑和微生物采油得到人們的普遍重視，而外表活性劑驅(qū)那么顯示出明顯的優(yōu)越性。目前三次采油研究中所用外表活性劑的種類以陰離子型最多，其次是非離子型和兩性離子型，應(yīng)用最少的是陽離子型。三次采油中陰離子外表活性劑，其分子結(jié)構(gòu)中離子性親水基為陰離子，這類陰離子親水基組成的鹽有磺酸鹽、羧酸鹽、硫酸(酯)鹽和磷酸(酯)鹽。陰離子外表活性劑可用于各種外表活性劑驅(qū)中,其中應(yīng)用磺酸鹽型最多,而在磺酸鹽型陰離子外表活性劑中，以石油磺酸鹽型最為普遍。石油磺酸鹽本錢較低，界面活性高，耐溫性能好，但抗鹽能力差，臨界膠束濃度(CMC)較高，在地層中的吸附、滯流和與多價離子的

3、作用，導(dǎo)致了在驅(qū)油過程中的損耗。非離子外表活性劑，其親水基為非離子性基團。由于非離子性基團的親水性要比離子性基團差得多,因此非離子性外表活性劑要保持較強的乳化作用,其分子結(jié)構(gòu)中一般含有多個非離子性親水基,形成含許多醚鍵、酯鍵、酰胺鍵或羥基或者它們相互兩兩組合或多種組合的結(jié)構(gòu)。此類外表活性劑的優(yōu)點是抗鹽能力強，耐多價陽離子的性能好，CMC低。但在地層中穩(wěn)定性差，吸附量比陰離子外表活性劑高，而且不耐高溫，價格高。 兩性外表活性劑，這類外表活性劑分子中既有陰離子親水基又有陽離子親水基而呈現(xiàn)兩性。由于該種外表活性劑對金屬離子有螯合作用，因而大多數(shù)都可用于高礦化度，較高溫度的油層驅(qū)油，但同樣有價格高的缺

4、點。因此，一種適宜的外表活性劑體系，不僅能產(chǎn)生很好的協(xié)同效應(yīng)而降低體系的界面張力，而且還能夠降低外表活性劑的用量，甚至驅(qū)油液外表活性劑的總濃度也有可能降低，同時外表活性劑的其他性能如耐鹽能力，耐溫性能或吸附損耗減少等得到強化?；谝陨显?，為最大限度的滿足驅(qū)油體系要求,提高采收率和降低采收本錢，我公司根據(jù)油田三采科研專家攻關(guān)思路聯(lián)合局部科研院校研制出了一種新型的外表活性劑驅(qū)油體系，即HX系列新型非離子-陰離子型外表活性劑體系。這類外表活性劑有兩種不同的親水基團，且耐鹽、耐溫性能好，能大大降低非離子型與陰離子型活性劑復(fù)配時的色譜別離效應(yīng)，兼具非離子型和陰離子型外表活性劑的優(yōu)點。HX驅(qū)油用外表活性

5、劑介紹在三次采油中，二元復(fù)合驅(qū)是有效利用聚合物的粘度和活性劑的活性的驅(qū)油技術(shù)。與單一注聚相比，能更加有效地獲得降水增油效果，更大幅度地提高采收率。目前勝利油田復(fù)合驅(qū)工程規(guī)模逐年擴大，驅(qū)油效果逐漸顯現(xiàn)，其中：在孤東油田、孤島油田見到明顯的效果。在復(fù)合驅(qū)中活性劑作為其中的一種重要組分起著增加洗油效率的重要作用，由于不同區(qū)塊的油藏地質(zhì)條件差異較大，我公司成立專門的研究小組研究適用于不同區(qū)塊復(fù)合驅(qū)的活性劑。即HX系列新型非離子-陰離子型外表活性劑體系。HX驅(qū)油用外表活性劑是一種適合在高溫、高礦化度條件下使用的新型非離子-陰離子兩性外表活性劑。該外表活性劑既保持了非離子、陰離子外表活性劑的優(yōu)點,又克服了

6、各自的缺點,是一類性能優(yōu)良的驅(qū)油用外表活性劑。HX驅(qū)油用外表活性劑是由多種活性成份組成，兼具非離子、陰離子活性劑的優(yōu)點，但比陰離子活性劑耐鹽能力更強，又比非離子活性劑更耐高溫，并且與聚合物有良好的兼容性。該劑地層條件下穩(wěn)定，不分解，可在高達270的條件下使用。其主要特點：能顯著降低油水之間的界面張力，0.5%的活性劑即可將油水界面張力降至110-3 -1；具有良好的熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性；具有良好的耐鹽性；具有極強的增溶性能和突出的分散性能；與其他外表活性劑具有優(yōu)異的配伍性。可廣泛應(yīng)用于油田二元、三元復(fù)合驅(qū)油用外表活性劑體系，或直接做驅(qū)油劑使用。1、HX驅(qū)油用外表活性劑技術(shù)指標項 目指 標外 觀

7、淺黃色至棕黃色均勻液體密度20，g/cm3固含量，%45PH值1%水溶液7.0-9.0水溶性10%水溶液與水混融，均勻，無沉淀界面張力mN/m110-3洗油效率%702、HX驅(qū)油用外表活性劑結(jié)構(gòu)特點根據(jù)勝利油田的實際情況，我們對研發(fā)的外表活性劑有以下要求：外表活性劑體系性能穩(wěn)定，在油砂上吸附量小，并能夠顯著降低界面張力；以勝利石油磺酸鹽為主劑，所研制的產(chǎn)品與之配伍性好；與石油磺酸鹽的復(fù)合體系與聚合物配伍性好；經(jīng)濟可行。研究思路：以常用的適應(yīng)性較強的聚醚類活性劑為主，經(jīng)過適當(dāng)?shù)母男院铣申庪x子非離子兩性活性劑根據(jù)以上思路，合成了如下結(jié)構(gòu)式的活性劑： R1C-O R2R3M 其中：R1為聚醚碳鏈；

8、R2為烷基或環(huán)烷基碳鏈根據(jù)區(qū)塊的油品性選用不同的基團； R3為陰離子基團，可為羧酸鹽也可為硫酸基或磺酸基團，本研究中采用磺酸基； M為金屬離子。R1聚醚碳鏈，是以羥基(-OH)或醚鍵為親水基的兩親結(jié)構(gòu)分子，由于羥基和醚鍵的親水性弱，因此分子中必須含有多個這樣的基團才表現(xiàn)出一定的親水性，這與只有一個親水基就能發(fā)揮親水性的陰離子和陽離子是大不相同的。正是由于非離子外表活性劑具有在水中不電離的特點，決定了它在某些方面較離子型外表活性劑優(yōu)越，如在水中和有機溶劑中都有較好的溶解性，在溶液中穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)無機鹽和酸、堿的影響。由于它與其他類型外表活性劑相容性好，所以?？梢院芎玫鼗旌蠌?fù)配使用。非離

9、子外表活性劑有良好的耐硬水能力，有低起泡性的特點，同時它具有分散、乳化、潤濕、增溶多種性能，因此在合成活性劑時首先選用了聚醚碳鏈。 R2為親油基團，一般為C12C20范圍的正構(gòu)烷基或帶有直鏈烷烴的苯基。其中正構(gòu)烷基主要用于含蠟基原油的區(qū)塊，帶有直鏈烷烴的苯基適用于稠油含瀝青質(zhì)膠質(zhì)較多的原油根據(jù)大量的實驗得出的經(jīng)驗結(jié)論，烷基碳原子一般為C14C18，以C15C16洗油能力最強。它的毒性和對皮膚的刺激性都比低。 R3磺酸基是一種合成陰離子外表活性劑優(yōu)良的基團，它的化學(xué)性質(zhì)一般穩(wěn)定，在酸性或堿性介質(zhì)中以及加熱條件下都不會分解。與次氯酸鈉過氧化物等氧化劑混合使用也不會分解。它可以用烷基或環(huán)烷基經(jīng)過磺化

10、反響制備。磺酸基特別容易與其他物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用(把兩種物質(zhì)混合后能產(chǎn)生比原來各自性能更好的使用效果叫協(xié)同作用)，因此它常與非離子基團無機助劑復(fù)配使用，以提高洗油效果。它與鈣鎂離子不會生成鈣皂沉淀，但生成的烷基苯磺酸鈣不易溶于水，只能分散在水中使它的洗滌能力降低。因此在分子式引入聚醚基團以減小鈣鎂離子的影響。HX驅(qū)油用外表活性劑使用性能一、測試條件區(qū)塊一 測試用油：孤東六區(qū)Ng31-53脫水原油 測試溫度：70 測試用水：礦化度8918 mg/L，Ca2+、Mg2+ 299mg/L 區(qū)塊二 測試用油：埕東西區(qū)Ng331脫水原油 測試溫度：60 測試用水：礦化度6246 mg/L，Ca2+、Mg2

11、+ 82mg/L測試用石油磺酸鹽：1、勝利石油磺酸鹽2、中孚石油磺酸鹽。實驗用儀器：TX-500型旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀。二、實驗方法1.1 稱量清潔枯燥的稱量瓶的質(zhì)量，精確至0.001g，記作W1。 在稱量瓶中參加約2g外表活性劑試樣，使試樣均勻平鋪于稱量瓶中，精確至0.001g，記為W2。 將1.2中裝有試樣的稱量瓶置于恒溫枯燥箱中，1052下恒溫烘干2.5h。1.4 取出稱量瓶，放入枯燥器內(nèi)，冷卻30min后稱量，精確至0.001g，記為W3。 按式1計算固含量：S= W3W1 100% 1W2W1 式中： S-固含量； W1-稱量瓶的質(zhì)量，g； W2-未恒溫前樣品和稱量瓶的質(zhì)量，g； W3-

12、恒溫后樣品和稱量瓶的質(zhì)量，g。用分析天平稱取活性劑樣品于燒杯中，精確至0.001g，用量筒量取99mL蒸餾水參加燒杯，充分攪拌溶解后用pH計測定。如要求不高時，用廣泛pH試紙測量也可。用分析天平準確稱取20g樣品，精確至。分別稱取200-20g對應(yīng)的礦化水置于500mL燒杯中，開動磁力攪拌器在20020r/min下沿旋渦壁慢慢參加試樣，加熱到40后，繼續(xù)10min，所得溶液濃度為10%。目測，無懸浮物、無沉淀判定合格。用分析天平準確稱取該區(qū)塊現(xiàn)場應(yīng)用的石油磺酸鹽，準確稱取g外表活性劑，精確至，置于500ml的燒杯中,稱取對應(yīng)的模擬鹽水或注聚站污水, 開動恒速磁力攪拌器在20020r/min下內(nèi)

13、慢慢參加污水，然后繼續(xù)在20020r/min轉(zhuǎn)速下攪拌10min，所得溶液濃度為4000mg/L。用該區(qū)塊脫水后油樣，在該區(qū)塊油藏溫度下用界面張力儀測定。用分析天平準確稱取對應(yīng)的石油磺酸鹽與外表活性劑，精確至，比例分別為1:1、2:1、3:1。按總濃度為0.4%，參加一定量的對應(yīng)的模擬鹽水或注聚站污水。按4所述方法進行配制、攪拌。然后分別進行界面張力測量。按4中所述用分析天平準確稱取對應(yīng)的石油磺酸鹽與外表活性劑，比例3：1,稱取樣品與500ml的燒杯中，稱取對應(yīng)的模擬鹽水或注聚站污水分別配制成濃度分別為0.1%、0.2%、0. 3%、0.4%、0.5%、0.6%的母液分別檢測界面張力。用分析天

14、平準確稱取25g對應(yīng)的地層油砂，精確到，放入250mL葡萄糖瓶中。參加75g活性劑溶液PS：S=3：1 濃度0.4%精確至，使固液比為1：3，蓋緊塞子，置于恒溫水浴振蕩器中，在油藏溫度下振蕩24h后，取出樣品，取上部清液，測定吸附前后溶液的濃度及界面張力變化。按4所述配制石油磺酸鹽與表活劑的比例為3：1，濃度為0.4%的母液，按油藏溫度放入恒溫箱中，檢測1、3、7、10、20、30天的界面張力。要求界面張力10-2mN/m。取對應(yīng)的聚丙烯酰胺干粉，用對應(yīng)的模擬鹽水或注聚站污水配制1500mg/l 聚合物溶液。用分析天平準確稱取石油磺酸鹽與外表活性劑，比例為3：1。用1500mg/l聚合物溶液配

15、制濃度為0.4%的母液，復(fù)配后母液放置24h后，檢測表觀粘度、界面張力。要求表觀粘度變化較小，界面張力10-2mN/m。10.抗鈣、鎂離子檢測 按4中所述用分析天平準確稱取對應(yīng)的石油磺酸鹽與外表活性劑，比例3：1,稱取樣品與500ml的燒杯中，在對應(yīng)的模擬鹽水或注聚站污水中參加100mg/l的CaCl2，溶好后將稱好的表活劑與石油磺酸鹽樣品配成0.4%的溶液，檢測界面張力，如果界面張力10-2mN/m，然后在上述配好的含有100 mg/l的CaCl2模擬鹽水或注聚站污水中再次參加100 mg/l的CaCl2，再次重新按4所述稱取表活劑與石油磺酸鹽樣品，將稱好的樣品配成0.4%的溶液，檢測界面張

16、力。反復(fù)進行此操作，直至界面張力10-2mN/m。1油砂老化將地層油砂洗凈后與試驗區(qū)塊原油按5：1比例質(zhì)量比混合，放入地層溫度下恒溫老化7天，每天定時攪拌，使油砂混合均勻。2 洗油方法用分析天平準確稱取定量5克的油砂與0.3%的外表活性劑溶液50g混合，精確到，在油藏溫度下老化，期間定時搖動。老化24h后，將上部溶液局部倒入分液漏斗，用石油醚萃取溶液中的原油，用分光光度計在波長430nm處比色分析。計算外表活性劑溶液中原油濃度，計算得出上層溶液中的原油量m。同時使用石油醚對洗油用同質(zhì)量的油砂進行洗油，測定油砂外表附著原油質(zhì)量M。原油洗脫率可用下式表示：=m/M100%12.地層油砂替代用石英砂

17、處理方法：將不同目數(shù)的石英砂用自來水洗35遍，再用蒸餾水沖洗3遍，洗的過程要充分攪拌，烘干后按比例混合后代替地層油砂。 三、 結(jié)果及討論1、HX驅(qū)油用外表活性劑使用濃度對界面張力的影響大量試驗證明，當(dāng)油水界面張力低時，油滴容易變形，油滴通過喉道時，阻力減小，這樣親水巖石中處于高度分散狀態(tài)的剩余油就會被驅(qū)替出來，在一定的驅(qū)替液粘度和驅(qū)替速度下，油水界面張力越低，越有利于提高采收率，形成流動油，降低界面張力是外表活性劑驅(qū)的根本依據(jù)。二元復(fù)合驅(qū)中外表活性劑的作用就是降低油水界面張力，那么活性劑的用量多大才能到達最正確的洗油效率呢，我們在不同濃度外表活性劑條件下測試了界面張力，如圖1。圖1活性劑濃度對

18、界面張力的影響注：測試條件：區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度圖1為HX驅(qū)油用外表活性劑濃度對界面張力的影響, 可以看出隨著HX驅(qū)油用外表活性劑濃度的增加界面張力迅速下降。在較大范圍內(nèi)均可到達10-3mN/m 的超低界面張力, 說明該活性劑具有很高的活性。2、礦化度對體系界面張力的影響圖2NaCl 濃度對界面張力的影響注：測試條件：區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度圖2 為NaCl對HX驅(qū)油用外表活性劑體系界面張力的影響, %的HX驅(qū)油用外表活性劑體系隨礦化度而增加,界面張力下降, 礦化度到達9000ppm 后, 界面張力隨礦化度增加而上升, 可見在活性劑濃度較高時, 存在界面張力最低值的最優(yōu)含鹽量。當(dāng)HX驅(qū)油用

19、外表活性劑% 時, 礦化度對界面張力的影響很小, 而HX驅(qū)油用外表活性劑% 時, 界面張力隨礦化度增加而減小, 且變化幅度較大。由于最低界面張力處對應(yīng)的狀態(tài)是活性劑在界面兩側(cè)的分配系數(shù)接近1 (兩相體系) , 或剩余油相和剩余水相中活性劑分配系數(shù)為1 (三相體系) , 此時體系的鹽度為最正確鹽度。高于或低于最正確鹽度, 都會使活性劑分子的分配系數(shù)偏離1 的狀態(tài), 從而導(dǎo)致界面張力上升。鹽的參加雖然能使低張力區(qū)變寬, 但鹽的濃度仍然限制在一定范圍內(nèi), 當(dāng)鹽(氯化鈉) 的濃度超過限量后不但界面張力不斷上升,并且在驅(qū)油過程中也會使活性劑的吸附量增加, 加大活性劑的消耗量。3、HX表活劑與聚合物復(fù)合體

20、系的性能 為了測試HX驅(qū)油用外表活性劑對聚合物的配伍性，我們使用華興驅(qū)油用聚丙烯酰胺與HX驅(qū)油用外表活性劑配伍進行測試，結(jié)果列于下表：體系名稱復(fù)合體系最低界面張力單表活劑界面張力復(fù)合體系粘度單聚合物粘度HX表活劑+華興聚合物10-310-338.08表1 HX表活劑與聚合物復(fù)合體系的性能注：測試條件：區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度由表1可知, HX驅(qū)油用表活劑與華興聚合物的配伍性較好，復(fù)配后還能保持超低的界面張力，而且HX表活劑的參加幾乎不影響聚合物的粘度。4、HX表活劑與石油磺酸鹽復(fù)合體系的性能根據(jù)勝利油田的實際情況，二元復(fù)合驅(qū)使用的表活劑必須與石油磺酸鹽配合使用，這就要求我們研發(fā)的表活劑必須與石

21、油磺酸鹽有著良好的配伍性。我們首先單一使用石油磺酸鹽測試界面張力，測試結(jié)果列于下表：石油磺酸鹽廠家石油磺酸鹽濃度界面張力最低值 mN/m穩(wěn)定時間 min勝利0.3%10-1500.4%10-1650.5%10-1900.6%10-190中孚0.3%1.710-1600.4%1.410-1750.5%1.810-1950.6%1.910-190表2 單一石油磺酸鹽界面張力試驗結(jié)果注：測試條件：區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度由表2可以看出，單一使用石油磺酸鹽的效果并不很理想，油水界面張力值不能到達超低。接下來我們把石油磺酸鹽和HX表活劑以不同比例復(fù)配使用，分別以不同使用濃度測試界面張力。由于兩個區(qū)塊的油

22、藏性質(zhì)和測試條件不一樣，我們的研發(fā)部門根據(jù)兩個區(qū)塊的特點，分別研制了HX-1和HX-2兩種更有針對性的表活劑產(chǎn)品。HX-1表活劑更適合區(qū)塊一，HX-2表活劑更適合區(qū)塊二，兩種表活劑產(chǎn)品分別對各自適合的區(qū)塊用兩種磺酸鹽，按不同比例，不同濃度進行一系列的界面張力的測試，結(jié)果列于表3。測試條件石油磺酸鹽與HX表活劑的比例復(fù)配體系濃度,mg/L界面張力mN/m穩(wěn)定時間min備注HX-1區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度中孚石油磺酸鹽1：210007.110-355達標20005.410-350達標30003.610-345達標40003.310-340達標50001.210-350達標60004.110-355

23、達標1：110008.610-350達標20007.610-330達標300010-345達標400010-350達標500010-360達標600010-355達標2：1100010-350達標200010-350達標300010-360達標400010-355達標500010-355達標600010-350達標3：110008.010-350達標200010-350達標300010-360達標400010-355達標500010-350達標60007.810-350達標HX-2區(qū)塊二埕東西區(qū)油水及溫度中孚石油磺酸鹽1：210006.910-355達標200010-350達標300010-3

24、45達標400010-340達標50001.310-350達標60005.210-355達標1：110007.810-350達標20006.710-330達標300010-345達標400010-350達標500010-360達標60004.810-355達標2：110008.110-350達標20007.010-350達標30006.710-360達標40003.210-355達標50001.910-355達標600010-350達標3：110007.710-350達標20004.110-350達標30004.210-360達標40001.610-355達標50004.510-350達標60

25、006.710-350達標HX-1區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度勝利石油磺酸鹽1：210006.110-355達標20004.610-350達標30002.810-345達標40001.910-340達標50001.010-350達標60003.210-355達標1：110006.410-350達標20006.110-330達標30005.010-345達標40005.310-350達標50001.910-360達標60005.010-355達標2：110008.110-350達標20006.210-350達標30004.910-360達標40002.110-355達標50002.410-355達標

26、60002.510-350達標3：110008.210-350達標20004.310-350達標30005.510-360達標40003.810-355達標50005.110-350達標60006.810-350達標HX-2區(qū)塊二埕東西區(qū)油水及溫度勝利石油磺酸鹽1：210005.210-355達標20004.310-350達標30002.610-345達標40001.910-340達標50001.010-350達標60003.210-355達標1：110005.910-350達標20004.810-330達標30004.310-345達標40003.410-350達標50001.910-360

27、達標60002.610-355達標2：110006.210-350達標20005.110-350達標30004.610-360達標40002.310-355達標50001.110-355達標60001.310-350達標3：110005.710-350達標20003.210-350達標30002.910-360達標40001.710-355達標50003.310-350達標60003.610-350達標表3 HX表活劑與石油磺酸鹽復(fù)配性 由表3可以看出，石油磺酸鹽與HX表活劑復(fù)配比例從1：2到3：1，使用濃度從1000ppm到6000ppm，界面張力都能到達超低，說明HX表活劑與石油磺酸鹽的配

28、伍性很好。從實驗數(shù)據(jù)上看，HX表活劑與勝利的石油磺酸鹽配合使用效果更好。5、HX表活劑與石油磺酸鹽復(fù)合體系對聚合物配伍性為了測試HX表活劑與石油磺酸鹽復(fù)合體系對聚合物的復(fù)配性能，我們分別對活性劑體系2000ppm石油磺酸鹽+1000ppm HX表活劑與復(fù)合體系2000ppm石油磺酸鹽+1000ppm HX表活劑+1500mg/L聚合物按不同的時間測試界面張力，結(jié)果如以下圖。圖3HX表活劑與石油磺酸鹽比例為1:2時與聚合物的復(fù)配性注：測試條件：區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度由圖3可以看出，由于體系粘度的增加，使得活性劑由水相向油水界面擴散速度減慢，使到達超低界面張力時間延長，但是最低界面張力的數(shù)量級并

29、沒有發(fā)生變化，這說明參加聚合物后仍能保持較好的降低界面張力能力。 6、HX表活劑的長期穩(wěn)定性我們將石油磺酸鹽與HX表活劑按不同比例時濃度為4000mg/L的混合物放置在70度的烘箱中定期測定界面張力得出的實驗數(shù)據(jù)列于下表。時間,天比例12510203060901:110-310-310-310-310-310-310-310-32:110-310-310-310-310-310-310-310-33:110-310-310-310-310-310-210-210-3表4 HX表活劑長期穩(wěn)定性試驗注：測試條件：區(qū)塊一孤東六區(qū)油水及溫度 從表4可見，比例為1:1,2:1的穩(wěn)定性較好，3:1的放置3

30、0天界面張力及升高較多不能到達10-3。四、HX 驅(qū)油用外表活性劑耐溫、耐鹽和防垢性能HX驅(qū)油用外表活性劑的耐溫耐鹽性能表現(xiàn)在其水溶液在270溫度下處理72h未觀察到明顯的分解；在礦化度大于100000mg/L,鈣鎂離子大于5000mg/L的水中仍表現(xiàn)出良好的外表活性,說明它們具有優(yōu)異的耐鹽性能,且鹽含量越高,外表活性越強。 1、HX驅(qū)油用外表活性劑耐鹽性能將1%的HX驅(qū)油用外表活性劑水溶液中參加不同數(shù)量的NaCl或CaCl2后在60恒溫靜置24h后離心,觀察有無新相析出,以不析出新相的最大NaCl或CaCl2濃度來評定改活性劑的耐鹽性能。試驗說明, HX驅(qū)油用外表活性劑能溶解于300000

31、mg/L的NaCl水溶液中而不析出新相。在5000 mg/L的CaCl22水溶液中也不析出新相。圖5是HX驅(qū)油用外表活性劑在100000 mg/L NaCl且含5000 mg/L CaCl2水溶液中的濃度-外表張力曲線。HX 圖4 HX驅(qū)油用外表活性劑的外表張力從圖4可以看出,在高礦化度、高二價陽離子的水中表現(xiàn)出良好的外表活性。而且試驗還說明該外表活性劑降低水外表張力的能力隨鹽含量的增加而增強。同樣,在鹽酸中也表現(xiàn)出極好的外表性,0.02%的 HX驅(qū)油用外表活性劑即可把16%的鹽酸溶液的外表張力降低至30mN/m。這為外表活性劑做高礦化度地層驅(qū)油劑和酸液添加劑奠定了根底。2、HX驅(qū)油用外表活性

32、劑耐溫性能 1結(jié)構(gòu)耐溫性將5% 的HX驅(qū)油用外表活性劑水溶液封于安瓿瓶中,在10MPa的壓力和270高溫下處理72h見圖5，外表活性劑濃度完全不發(fā)生變化,說明未發(fā)生分解,因此HX外表活性劑有很好的高溫穩(wěn)定性。圖5 HX活性劑耐溫試驗 2性質(zhì)耐溫性一般來講,非離子型外表活性劑的耐鹽能力隨溫度的升高而降低,而陰離子型外表活性劑那么相反,其耐鹽能力隨溫度的升高而增強。這是因為隨著溫度的升高,非離子型外表活性劑的親水基團如 、-22-等與水分子形成的氫鍵減弱,外表活性劑的親水性能下降,耐鹽能力降低。陰離子型外表活性劑的離子基團的親水性隨溫度升高而增強,有利于耐鹽能力的提高。正因如此對于HX驅(qū)油用外表活

33、性劑，由于溫度升高引起上述非離子-陰離子型兩性外表活性劑的非離子基團親水性下降與陰離子基團親水性增加可局部抵消,從而導(dǎo)致外表活性劑的性質(zhì)對溫度的變化不敏感,表現(xiàn)出優(yōu)異的耐溫性能。如用該藥劑配制的中相微乳相態(tài)穩(wěn)定，在30及90下的起泡能力變化不大。3、HX驅(qū)油用外表活性劑防垢性能目前油田防垢劑的研究與應(yīng)用多集中于有機磷酸鹽和聚合物兩種類型上,而外表活性劑類型的防垢劑研究較少,非離子-陰離子型兩性外表活性劑是目前報道具有防垢作用的外表活性劑。按照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/ T5623-93油田用防垢劑性能評定方法進行了上述HX外表活性劑抑制4垢的性能試驗。試驗結(jié)果見圖6。HX驅(qū)油用外表

34、活性劑 圖6 HX外表活性劑防垢性能從圖6可以看出,HX外表活性劑具有優(yōu)良的防垢性能,在濃度為30/40/時,防垢率均可達90%以上，因此該外表活性劑是具有多種用途的化學(xué)劑。五、HX驅(qū)油用外表活性劑乳化實驗1、將HX驅(qū)油用外表活性劑溶液0.5%濃度和埕東西區(qū)Ng331原油預(yù)熱到45，將油、水兩相在試管中以不同的油、水比例混合震動使其乳化，在45下靜置結(jié)果說明，油、水比在 7/3至8/2 的范圍內(nèi)均能產(chǎn)生良好的乳狀液。通過顯微鏡裝置，從微觀模型內(nèi)也進行了油、水乳化實驗研究，圖7為油、水乳狀液在微觀模型孔內(nèi)的流動情形。在水驅(qū)過程中，不動的原油注入HX驅(qū)油用外表活性劑后被乳化為更小的液滴，在流動過程

35、中，油滴受到拉伸，被切割成細小的油絲，由藥液攜帶出來。 圖7 油水乳狀液在空隙介質(zhì)中的流動2、HX驅(qū)油用外表活性劑對原油乳狀液的形成和穩(wěn)定的影響1外表活性劑的乳化性乳狀液是一種分散體系，其中至少一種液體以液滴的形式均勻的分散于一個于之不相混融的液體之中。乳化劑是使原油形成較穩(wěn)定的乳狀液的關(guān)鍵因素，一種理想的乳化劑不僅與內(nèi)相親和力較強，而且與分散介質(zhì)也要有較強的親和力。HX驅(qū)油用外表活性劑就是一種較好的乳化劑。 2混合強度對HX驅(qū)油用外表活性劑乳化影響在45條件下，將油水按1/1 的比例裝入比色管中，用手搖50次后，觀察水相、油相的狀態(tài)和體積變化。在手搖條件下，水和原油不能乳化。我們用0.2-0

36、.5%的HX驅(qū)油用外表活性劑溶液與原油混合，用手搖時可乳化形成O/W型乳狀液，且乳狀液中含有4.0-8.0%的原油。立式攪拌器10r/min、100 r/min、1000 r/min和均化器1100 r/min，轉(zhuǎn)速對原油的影響，當(dāng)轉(zhuǎn)速到達1000 r/min以上，低濃度HX驅(qū)油用外表活性劑0.005%水溶液與原油均可乳化，說明高混合強度有利于藥液與原油的乳化。 3油、水比例對HX驅(qū)油用外表活性劑形成原油乳狀液類型的影響乳化液的類型有四種，如圖8所示。水驅(qū)原油乳狀液通常為W/O型居多，也有局部為O/W型，化學(xué)驅(qū)原油乳狀液可出現(xiàn)各種類型。乳狀液類型的穩(wěn)定性除了與體系中的化學(xué)劑濃度、油水性質(zhì)有關(guān)外

37、，還與油水比例有關(guān)。 圖8 乳化液四種類型示意圖我們配制含水為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的原油乳化液，考察油水體積比對HX驅(qū)油用外表活性劑形成原油乳狀液的影響。用真色彩圖像分析儀進行分析，結(jié)果說明，當(dāng)原油含水小于30%時，原油乳化液為油包水型，乳化液中水珠粒小、分布窄，隨著含水率的上升，粒徑變化不大；當(dāng)含水率大于30%時，原油乳化液類型為水包油型，粒徑較大，分布寬。圖9為含水率與原油粘度關(guān)系曲線，HX驅(qū)油用外表活性劑0.5%溶液與原油之間形成乳化液，隨著含水率的上升乳化液粘度上升。到30%含水時，乳化液粘度值最高，之后隨著含水率的上升粘度急劇下降至較低值，這

38、說明HX驅(qū)油用外表活性劑與原油形成的乳化液的轉(zhuǎn)型點是30%含水。 圖9 HX外表活性劑對不同含水原油粘度變化五、HX驅(qū)油用外表活性劑“色譜別離分析在高溫、高礦化度油藏情況下，使用較普遍的是非離子和陰離子復(fù)配的外表活性劑體系，但現(xiàn)場使用說明這種外表活性及驅(qū)油體系在地層中會發(fā)生嚴重的“色譜別離，從而無法實現(xiàn)其最優(yōu)化設(shè)計。大量的技術(shù)實驗證明，要防止發(fā)生“色譜別離現(xiàn)象，可將非離子基團和陰離子基團同時設(shè)計在一個外表活性劑分子結(jié)構(gòu)中，進而得到優(yōu)勢互補、性能優(yōu)良的非離子-陰離子復(fù)合外表活性劑，而HX驅(qū)油用外表活性劑就屬于非離子-陰離子外表活性劑。且該藥劑與石油磺酸鹽的配伍性好，在進入到地層后出現(xiàn)“色普別離現(xiàn)

39、象的可能性遠遠小于陰離子與非離子外表活性劑的復(fù)配體系。六、HX驅(qū)油用外表活性劑吸附測試 HX驅(qū)油用外表活性劑是一種新型的外表活性劑，其分子結(jié)構(gòu)特點決定了該產(chǎn)品耐高溫高鹽的特點，并且能夠與原油形成超低界面張力。為了最大限度的發(fā)揮該活性劑的驅(qū)油效率，我們在其活性體系中又參加了多種成分，如：增效劑、助溶劑、分散劑、抗吸附劑等成分。用來進一步增加活性劑的溶解性，抑制外表活性劑氧化和水解，與油藏流體有良好的配伍性，減少活性劑在地層中的吸附損失，最大限度降低地層對該外表活性劑的吸附量。1、減少HX外表活性劑在地層中的吸附因素1HX外表活性劑的碳氫鏈決定了其吸附量小于其它類型活性劑 研究說明，外表活性劑分子在巖石外表上吸附量是隨著碳氫鏈增大而增大的，主要因為隨著碳氫鏈增大、分子