界面性质在酸化添加剂中的作用及应用

论文摘要

全面、深入的研究酸化添加剂中界面性质的作用,对于新型助排剂、粘土防膨剂的开发与使用,以及研究它们的作用机理具有重要的指导意义。研究了30℃、20%HCl体系中,由不同类型助排剂所形成的酸液的表面活性及在岩石表面的润湿性对酸化助排的影响,结果表明:当润湿角不变时,表面张力与酸化助排率的关系基本成线性趋势,当表面张力为24mN/m时,对应的助排率为81.2%;当表面张力不变而酸液与岩石表面的润湿接触角由42.5o变为接近中性润湿时,酸化助排率可以提高近30%。氟碳表面活性剂主要是靠降低表（界）面张力起到助排作用,有机硅主要是靠改变地层的润湿性起到助排作用,阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂主要靠降低表（界）面张力和改变地层的润湿性二者共同作用起到助排作用。研究了粘土表面的Zeta电位、润湿性对防膨率的影响,结果表明:无机盐只能将粘土表面Zeta电位降为-10mV左右,且质量浓度大于40g/L时才能表现出较好的防膨效果,对应的防膨率可达90%;阳离子单体能使粘土表面Zeta电位发生反转,其中ETA防膨效果较好,当质量浓度为2g/L时,对应的防膨率大于80%;有机硅主要是通过改变地层润湿性起到防止粘土膨胀,可将防膨率提高44.6%。由阳离子单体、非离子表面活性剂、氟碳表面活性剂、有机硅构成的具有助排防膨双重作用的酸化添加剂CH-1,使用质量浓度为200mg/L时,助排率大于85%,百分浓度为1%时,防膨率大于85%。该剂在地层温度130℃下热稳定性好,与目前油田其它酸化添加剂配伍性好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 助排剂
• 1.1.1 油田用助排剂发展历程
• 1.1.2 油田用助排剂
• 1.1.3 油田助排剂的发展趋势
• 1.2 粘土稳定剂
• 1.2.1 油田用粘土稳定剂发展历程
• 1.2.2 油田常用粘土稳定剂
• 1.2.3 油田粘土稳定剂的发展趋势
• 1.3 界面性质
• 1.3.1 表（界）面张力
• 1.3.2 润湿性
• 1.3.3 储油层润湿性的测定方法
• 1.3.4 Zeta 电位
• 1.3.5 Zeta 电位的测量
• 1.4 论文主要研究内容及意义
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 本文的研究意义
• 第2章 界面性质与酸化助排的关系研究
• 2.1 仪器、材料和药品
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 润湿角的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 表面活性剂在酸液中的表面活性
• 2.3.2 表面活性剂对砂岩润湿性的影响
• 2.3.3 表（界）面张力在酸化助排中的作用
• 2.3.4 润湿性在酸化助排中的作用
• 2.3.5 表面张力、润湿性二者共同作用在酸化助排中的作用
• 2.4 本章小结
• 第3章 界面性质与粘土防膨的关系研究
• 3.1 仪器、材料和药品
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 Zeta 电位的测定
• 3.2.2 防膨率的测定
• 3.2.3 红外谱图
• 3.2.4 X-射线衍射
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 界面 Zeta 电位在粘土防膨中的作用
• 3.3.2 润湿性在防膨中的作用研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 多功能酸化添加剂的研制与评价
• 4.1 助排性能评价
• 4.1.1 表面活性评价
• 4.1.2 助排性能
• 4.1.3 热稳定性
• 4.2 防膨性能评价
• 4.2.1 最佳浓度的优选
• 4.2.2 防膨效果稳定性评价
• 4.3 配伍性研究
• 4.3.1 与酸液的配伍性
• 4.3.2 与酸缓蚀剂的配伍性研究
• 4.3.3 与铁离子稳定剂的配伍性
• 4.3.4 与互溶剂的配伍性
• 4.3.5 与防乳破乳剂的配伍性
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果