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低界面張力表面活性劑對體系油水界面張力影響
來源:精細(xì)石油化工進(jìn)展 瀏覽 943 次 發(fā)布時(shí)間:2024-06-11
油水界面張力是油相與水相接觸的作用力,通過表界面張力儀可以將其測得,油水界面主要應(yīng)用在石油化工方面,如采礦,選礦,石油精煉等。油水界面是油水分離技術(shù)的一個(gè)重要指標(biāo),表面活性劑驅(qū)可有效降低油水界面張力,提高原油采收率。下面以低界面張力表面活性劑DQ-2為例,研究表面活性劑濃度、耐溫性、耐鹽性、礦化度、乳化性、吸附穩(wěn)定性對體系油水界面張力影響。
體系濃度篩選
測定低界面張力表面活性劑DQ-2體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2%,0.3%,0.5%的油水界面張力,不同濃度目標(biāo)體系的油水界面張力隨時(shí)間變化曲線見圖1。
圖1 DQ-2濃度對體系油水界面張力影響
從圖1可知,在油藏溫度80℃、礦化度5 426 mg/L的條件下,不同濃度低界面張力表面活性劑DQ-2的油水界面張力隨時(shí)間的延長,呈現(xiàn)先大幅降低后緩慢上升,最后趨于穩(wěn)定的趨勢。隨著低界面張力表面活性劑DQ-2濃度的增加,油水界面張力逐漸降低,其中0.3%和0.5%的DQ-2分別在8 min和6 min后界面張力達(dá)到最低值4.96×10-3mN/m和4.01×10-3mN/m,均具有顯著的降低油水界面張力的能力,而且兩者的油水界面張力降低值較為接近,基于成本考慮,DQ-2最佳的體系用量為0.3%。
耐溫性評(píng)價(jià)
考察不同溫度條件下體系的油水界面張力,評(píng)價(jià)該體系在油藏溫度條件下的溫度適應(yīng)性和耐溫性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。
圖2溫度對體系油水界面張力影響
從圖2可見,隨著溫度的增加,體系的油水界面張力呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢,DQ-2體系在60℃下的油水界面張力最低,最低值為3.29×10-3mN/m。DQ-2體系對目標(biāo)油藏(80℃)具有較好的油藏溫度適應(yīng)性。
耐鹽性評(píng)價(jià)
體系耐鹽性直接影響其驅(qū)油效果。在油藏溫度80℃條件下,測定DQ-2在不同礦化度條件下的油水界面張力,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。
圖3礦化度對體系油水界面張力影響
由圖3可知,隨著礦化度的增加,體系的油水界面張力呈現(xiàn)先大幅降低后緩慢增加的趨勢,而且隨著礦化度的增加,體系達(dá)到最低界面張力的時(shí)間不斷增加。在目標(biāo)油藏礦化度條件下,體系油水界面張力8 min內(nèi)可達(dá)到4.96×10-3mN/m,但當(dāng)?shù)V化度達(dá)到16 278 mg/L時(shí),體系的最低界面張力無法達(dá)到10-3級(jí)別,主要是由于礦化度過高,破壞了體系的雙電子層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該體系在礦化度為5 426 mg/L具有較好的耐鹽性。
乳化性能
表面活性劑能促使原油和水發(fā)生乳化,從而有效地實(shí)現(xiàn)油水的分離,表面活性劑體系的乳化性能直接影響體系的驅(qū)油效果。在油藏溫度及礦化度條件下,試驗(yàn)測定體系DQ-2對原油的乳化性能,結(jié)果見圖4。
圖4 DQ-2濃度對原油乳化能力的影響
由圖4可知,不同濃度的DQ-2體系均具有一定的乳化作用,隨著體系濃度的增加,吸水量不斷降低,原油乳化作用不斷增強(qiáng)。當(dāng)DQ-2體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.5%時(shí),油水體積比為33.47%,后期繼續(xù)提高DQ-2體系的使用濃度,油水體積比趨于穩(wěn)定,通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),DQ-2體系對于原油具有較好的乳化作用。
吸附穩(wěn)定性
驅(qū)油體系在巖石表面的吸附損耗量越高,驅(qū)油成本就越高。因此,考察DQ-2在不同老化時(shí)間條件下體系的穩(wěn)定性和界面性能,具體實(shí)驗(yàn)方法參見1.4.4吸附性能測定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。隨著巖心吸附時(shí)間的延長,油水界面張力逐漸增大,但均可達(dá)到10-3級(jí)別。實(shí)驗(yàn)得出,巖心對該體系具有一定的吸附作用,但吸附量比較少,同時(shí)巖心對該體系的界面張力影響較小。體系DQ-2具有良好的吸附穩(wěn)定性。
圖5體系吸附穩(wěn)定性隨時(shí)間的變化
表面活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)
采用巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。對復(fù)配的低界面張力表面活性劑DQ-2體系的驅(qū)油性能進(jìn)行室內(nèi)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià),并與水驅(qū)、十二烷基硫酸鈉、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和十二烷基二甲基甜菜堿等驅(qū)油性能進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
表1表面活性劑驅(qū)油效果
由表1可知,表面活性劑驅(qū)油效果明顯優(yōu)于水驅(qū),其中復(fù)配的低界面張力表面活性劑DQ-2體系的驅(qū)油效果最佳,可基于水驅(qū)提高采收率11.38%。DQ-2體系驅(qū)油效果高于單一性能的表面活性劑的驅(qū)油效果,且驅(qū)替后巖心出口油水分離效果較驅(qū)替初期油水分離效果差,分析原因主要是由于該體系在巖心中的乳化作用導(dǎo)致油水分離現(xiàn)象變差。