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石油磺酸盐组成与性能关系研究

金占鑫  
【摘要】:石油磺酸盐弱碱三元复合驱在大庆北二西二类油层的矿场试验取得成功,试验过程中采出液含水率最低降到79.0%,原油采收率比水驱提高25.7%。石油磺酸盐的界面活性、乳化性能、吸附性能等直接影响其驱油效率,石油磺酸盐的性能和其组成关系密切。研究石油磺酸盐组成与性能的关系可以指导石油磺酸盐原料筛选,了解石油磺酸盐各成分的驱油特性,对优化石油磺酸盐的合成工艺和提高其驱油效率有重要意义。 本文采用N-甲基吡咯烷酮对减二线脱蜡油进行逐级抽提,对抽出油族组成以及结构族组成进行分析,对各级抽出油进行磺化,对石油磺酸盐进行分离纯化和组成分析。分析了石油磺酸盐的组成与界面张力、乳化性能、吸附性能及色谱分离特性的规律。 根据族组成分析结果,各级抽出油中只含有饱和烃、芳香烃、胶质,不含沥青质;随着抽提级数的增加,各级抽出油中饱和烃含量逐渐增加,芳香烃与胶质的含量逐渐减小;根据结构族组成分析结果,平均分子量、折光率及密度均随抽提级数增加逐渐减小;总环中碳原子百分数、芳香环碳原子百分数、平均每个分子的平均总环数以及平均每个分子的平均芳香环数均随抽提级数增加逐渐减小,链烷碳原子百分数随着抽提级数的增加逐渐增大。 石油磺酸盐弱碱三元体系的界面张力随着原料油抽提级数的增加逐渐降低。在抽提级数较少的石油磺酸盐,其高碱浓度的三元体系的界面张力较低;抽提级数大的石油磺酸盐,低碱浓度的三元体系的界面张力有降低的趋势。 油水比1:1时,石油磺酸盐三元注入液和脱水原油的乳化体系随着抽提级数增加,析水率逐渐降低,乳化分散粒子的粒径也逐渐减小;石油磺酸盐的乳化性能随着总环中碳原子百分数、芳香环碳原子百分数、平均每个分子的平均总环数及平均每个分子的平均芳香环数的减小逐渐增强。三元稀释体系乳状液稳定性总体好于三元注入体系。 三元体系中的石油磺酸盐在高岭土和油砂上的吸附量随着总环中碳原子百分数、芳香环碳原子百分数、平均每个分子的平均总环数及平均每个分子的平均芳香环数的减小逐渐减小。1号到8号石油磺酸盐在高岭土、油砂上的最大吸附量基本在临界胶束浓度附近。石油磺酸盐在高岭土的吸附均大于在油砂上的吸附。石油磺酸盐三元体系中各化学剂在二类油层中存在色谱分离,HPAM首先突破,其后是碱突破,表活剂最后突破。随着渗流距离的增加,各化学剂突破时间变晚,色谱分离程度变大。二类油层比一类油层色谱分离作用更大。


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