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化学驱是目前我国提高水驱后石油采收率的主要手段,其中表面活性剂/聚合物二元复合驱技术又是大幅度提高石油采收率的主攻方向。深入了解复合驱过程中不同化学剂之间及其与原油活性组分的相互作用,是研发高效、无污染化学复合驱油体系配方之关键。因此,开展复合驱相关化学剂之间及其与原油活性组分相互作用对油水界面扩张粘弹性质影响研究,从微观角度表征和认识界面行为特征和界面膜性质,可为高效、廉价复合驱油体系及采出液处理剂配方开发提供一定的科学依据,具有重要的理论和实践意义。
本论文针对二元复合驱油过程中相关不同化学剂(如表面活性剂、聚合物、破乳剂等)以及原油活性组分,采用悬挂滴法,运用小幅周期振荡和界面张力弛豫两种手段对油水界面膜的扩张粘弹性质进行了研究。研究内容和取得的主要结果如下:
首先,研究了大庆原油七种活性组分(酸性组分、两种含氮组分、饱和份、芳香份、胶质、沥青质)的界面扩张流变性质,考察了工作时间、工作频率、组分浓度等因素对扩张性质的影响,取得了界面微观弛豫过程的特征参数,并通过Fourier变换计算得到了界面扩张粘弹性参数的全频率谱。研究结果表明,不同原油活性组分的界面行为特征和界面膜性质存在明显差异,与其化学组成和结构密切相关。
其次,考察了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、超高分子量水解聚丙烯酰胺(Mo-4000)及其复配体系,对不同浓度大庆稀释原油的动态界面张力、扩张模量、扩张相角、扩张弹性的影响,研究了不同驱油体系化学剂之间的相互作用对大庆稀释原油界面扩张粘弹性质的影响。研究结果表明,聚合物和表面活性剂形成混合吸附膜的界面扩张性质与其配比和浓度相关。
最后,考察了不同结构的破乳剂对大庆稀释原油及其活性组分(沥青质)界面扩张粘弹性质的影响。研究了四种不同结构的破乳剂(PES,PEB,PEC,HY01)及其与SDS+Mo-4000的复配体系,对5%大庆稀释原油和2%沥青质油水界面扩张粘弹性质的影响。研究结果表明,不同类型的破乳剂的界面扩张流变性质差异较大;不同结构的破乳剂与模拟驱油体系的复配效果不同。