SH系列表面活性劑篩選與評(píng)價(jià),化工論文

SH系列表面活性劑篩選與評(píng)價(jià),化工論文摘要：針對(duì)江漢油區(qū)高礦化度、高地層溫度地層條件研制出抗鹽耐溫的陰-非離子型SH系列外表活性劑。通過(guò)溶解配伍性實(shí)驗(yàn)、界面張力測(cè)試,挑選出耐溫抗鹽的SH01、SH03兩種外表活性劑。二者的乳化性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、抗鹽性和耐溫性能均較好,且SH03外表活性劑性能優(yōu)于SH01,在低濃度下SH03外表活性劑可有效降低油水界面張力。實(shí)驗(yàn)表示清楚,用濃度為0.3%的SH03外表活性劑0.3PV驅(qū)替巖芯,采收率可提高6%。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：外表活性劑;耐溫性;耐鹽性;界面張力;Abstract：Heat-resistanceandsalt-tolerancesurfactants,Yin-non-ionictypeSHseries,aredevelopedaimingathypersalinityandhighformationtemperatureconditionsinJianghanOilfield.Twosurfactants(SH01andSH03)arescreenedoutthroughdissolutioncompatibilityexperimentandinterfacialtensiontest.Theyaregoodatemulsibility,long-termstability,salttoleranceandheatresistance.SH03isbetterthanSH01inperformanceandcanreduceoil-waterinterfacetension.theexperimentshowsthatrecoveryefficiencycanbeincreasedby6%byusing0.3PVSH03with0.3%concentrationtodisplacerockcore.Keyword：Surfactant;HeatResistance;SaltTolerance;InterfacialTension;江漢油區(qū)為鹽湖沉積環(huán)境,發(fā)育了下第三系沙市組上段-新溝嘴組下段及潛江組兩套成鹽成油巖系。潛江組油藏地層水礦化度為21.0104~32.9104mg/L,新溝嘴組油藏地層水礦化度為13.4104~22.1104mg/L,地層溫度在54.2℃~124℃。針對(duì)高礦化度、高地層溫度油藏條件,通過(guò)外表活性劑降低油水界面張力,到達(dá)提高驅(qū)油效率的目的。高溫下離子外表活性劑隨著溫度升高溶解度增加,當(dāng)溫度超過(guò)kraff點(diǎn)溶解度急劇增大,具有較好的耐溫性。陰離子頭基良好的水溶性,可解決非離子在高溫下因非離子活性基團(tuán)部分與水的氫鍵發(fā)生斷裂,造成非離子外表活性分子脫水和收縮,導(dǎo)致溶解度降低并析出,水溶液混濁的部分濁點(diǎn)問(wèn)題,提高非離子外表活性劑耐溫性。同時(shí)非離子外表活性劑具有耐鹽性,其非離子活性基團(tuán)可減少陰離子與Ca2+、Mg2+、Na+接觸的幾率,屏蔽陰離子;增大外表性活劑溶解度,避免鹽析;改變外表活性劑外表電荷分布,降低靜電作用力,提高陰離子外表活性劑耐鹽性。研制出抗鹽抗溫的陰-非離子型SH系列外表活性劑,能使不同性能的官能團(tuán)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),充分發(fā)揮協(xié)同作用,不僅能夠避免色譜分離,而且耐溫抗鹽性能大幅度提高。1、SH系列外表活性劑挑選在地層水礦化度為277012.56mg/L,地層溫度高達(dá)85℃的情況下,選用抗鹽抗溫的陰-非離子型SH系列外表活性劑,從中挑選出超低界面張力值的外表活性劑,以增加毛細(xì)管數(shù),提高驅(qū)油效率。1.1、配伍性觀察在常溫、地層溫度下外表活性劑與地層水的配伍性,從測(cè)試結(jié)果(表1)看出,高溫下SH01、SH03的溶解性比擬而言要好些,與地層水的配伍性最優(yōu)。表1不同溫度下SH系列外表活性劑溶解實(shí)驗(yàn)在地層溫度85℃、轉(zhuǎn)速5000rpm條件下,測(cè)不同濃度SHSA系列外表活性劑界面張力值(圖1)。SH01、SH02、SH03在不同濃度下界面張力可到達(dá)10-3數(shù)量級(jí),其它樣品在不同濃度下界面張力可到達(dá)10-2數(shù)量級(jí)。圖1不同外表活性劑不同濃度下界面張力1.2、乳化性能評(píng)價(jià)通過(guò)原油乳化、乳狀液顆粒大小、乳狀液分層時(shí)間,來(lái)確定外表活性劑與原油乳狀液的乳化性。配制SH系列外表活性劑與原油的油水比為1∶1(85℃地層溫度下),進(jìn)行原油乳化洗油能力實(shí)驗(yàn)。在油水體系中參加外表活性劑后界面張力大大降低,由26.7mN/m降低到10-2甚至10-3數(shù)量級(jí)。從原油乳化實(shí)驗(yàn)看出,不同外表活性劑的原油乳化性較好,SH02、SH03、SH04洗油性好,只要少許油沾壁,SH05較其它外表活性劑水相較澄清,乳化性較差,且分層快,穩(wěn)定性較差。因而,綜合考慮配伍性、乳化性、界面張力參數(shù),初步挑選出兩種具有超低界面張力值外表活性劑SH01、SH03。2、外表活性劑性能評(píng)價(jià)開展外表活性劑與原油乳化性、破乳性,外表活性劑的耐溫抗鹽性能評(píng)價(jià),確定外表活性劑最佳濃度范圍。2.1、破乳性能評(píng)價(jià)研究驅(qū)油劑在不同油、水比例條件下破乳能力。將原油與SH01、SH03外表活性劑分別按4∶1,3∶2,2∶3,1∶4不同比例混合在一起,搖擺數(shù)分鐘,使之搖勻,靜置10min、30min、1h、8h、1d、2d、3d后讀數(shù),讀出乳狀液中析出的外表活性劑液體體積,計(jì)算破乳率。從測(cè)試結(jié)果(表2)看出:SH01外表活性劑在1h時(shí),破乳率達(dá)90%,8h時(shí)80%油相破乳率為100%;SH03外表活性劑在1h時(shí),破乳率達(dá)85%?？偟目磥?lái)SH01、SH03外表活性劑乳化好,破乳能力也強(qiáng)。表2外表活性劑乳化實(shí)驗(yàn)2.2、不同濃度性能評(píng)價(jià)對(duì)兩種外表活性劑SH01、SH03測(cè)試了不同濃度油水界面張力與時(shí)間的變化曲線,并繪制出兩種活性劑在不同濃度下界面張力曲線(圖2)。從圖2能夠看出,界面張力能夠降低到10-2數(shù)量級(jí)下面,且隨時(shí)間的延長(zhǎng)界面張力逐步降低,外表活性劑濃度低的水溶液與原油的界面張力下降緩慢,如濃度為0.05%時(shí)需25min以上才能到達(dá)超低水平。比照外表活性劑SH01和SH03,二者在模擬鹽水中的溶解性基本相當(dāng),一樣條件下SH03溶液與原油的界面張力更低。圖2外表活性劑SH01、SH03濃度與界面張力關(guān)系曲線2.3、高溫老化性能評(píng)價(jià)從高溫下(84℃)放置不同時(shí)間后外表活性劑的油水界面張力測(cè)試曲線來(lái)看(圖3),同一外表活性劑水溶液,高溫下放置不同時(shí)間測(cè)得油水界面張力值差異不同不大,界面張力能夠降低到10-2數(shù)量級(jí)下面,表示清楚外表活性劑的穩(wěn)定性較好。另外,比擬兩種外表活性劑,SH03較SH01降低油水界面張力值更低些。圖3兩種外表活性劑油水界面張力穩(wěn)定性曲線(5000mg/L、84℃)2.4、耐鹽性能評(píng)價(jià)從測(cè)試不同礦化度下外表活性劑界面張力曲線看,隨著礦化度的升高油水界面張力顯著降低,最低界面張力到達(dá)10-2數(shù)量級(jí)(圖4)。究其原因,主要是由于水中的鹽離子屏蔽了外表活性劑分子中離子的電荷,壓縮了外表活性劑離子層厚度,并毀壞了親水基周圍的水化膜,抑制了其親水性,使外表活性劑易于在界面層吸附,進(jìn)而使界面張力下降。這講明外表活性劑SH03具有很好的抗鹽能力,其在水中的溶解性能能夠知足應(yīng)用需要,但對(duì)于低礦化度油藏該外表活性劑不宜使用。圖4不同礦化度下外表活性劑SH03的油水界面張力3、外表活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)針對(duì)挑選的外表活性劑SH03開展了不同濃度表活劑的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。先期水驅(qū)采收率為62.61%,綜合含水98%后,注入不同濃度的外表活性劑0.3PV,再繼續(xù)水驅(qū)。當(dāng)濃度分別為0.05%,0.1%,0.2%,0.3%時(shí),采收率分別提高3.85%,4.24%,4.59%,6.00%?？梢?隨著外表活性劑濃度的增加,采收率提高幅度增大。4、結(jié)論1)針對(duì)江漢油區(qū)高礦化度地層水及原油性質(zhì),優(yōu)選評(píng)價(jià)了抗鹽耐溫的陰-非離子型SH系列外表活性劑。該陰-非離子兩性外表活性劑,兼具陰離子和非離子外表活性劑的優(yōu)點(diǎn)。2)SH系列外表活性劑耐溫抗鹽性能好,在不同濃度下界面張力可到達(dá)10-2數(shù)量級(jí)。3)通過(guò)溶解配伍實(shí)驗(yàn),界面張力評(píng)價(jià),挑選出SH01、SH03兩種外表活性劑,其溶液乳化性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、抗鹽性、耐溫性較好,濃度范圍寬50~3000mg/L均到達(dá)10-3mN/m超低界面張力。SH03外表活性劑性能優(yōu)于SH01。4)在地層水礦化度為27.7104mg/L,地層溫度高達(dá)85℃的條件下,濃度為0.3%的SH03外表活性劑0.3PV驅(qū)替巖芯,采收率可提高6%。以下為參考文獻(xiàn)：[1]韓