复合驱油体系中碱与原油的相互作用研究

论文摘要

碱/表面活性剂/聚合物(ASP)三元复合驱油技术，主要是利用化学剂之间的协同效应，既提高了驱油效率又增大了波及系数。目前，大庆油田的三元复合驱油先导性矿场试验已取得了成功，并将逐步推广应用。在三元复合驱技术中，碱对提高原油采收率有明显的促进作用，并且还具有低成本和易操作等特点。但是碱的用量和种类的选择比较复杂，这主要是因为碱不但能与其他化学剂发生作用，而且与原油、地下水以及岩石均能发生反应。本文中，用相等当量的碳酸钠和氢氧化钠考察碱与原油的反应情况，并且将油酸、卟啉、蜡、乙酸乙酯和邻苯二甲酸二乙酯的混合酯加入到油相中来研究油水之间的界面反应。本论文共分五个部分：1、详细介绍了研究的背景和相关的研究成果。2、为了考察碱在复合驱油体系中的作用，将原油中的酸性组分分离、剖析，结果发现大庆原油中酸性组分主要包括直链羧酸二甲酸，芳香二甲酸和直链羧酸。3、大庆原油的地层温度约为45℃左右，粘度约为10．5 mPa·s。本文中，为了近可能地模拟地层条件，选用大庆脱气原油与煤油(无色，即去除被氧化的煤油组分)按照体积比1：1配制模拟油。根据原油中酸性组分的相对含量，在模拟油中加入油酸和混合酯来考察不同的极性物质对碱耗的影响。结果表明，碳酸钠与原油中的酸性组分反应较慢并且只能部分反应，而氢氧化钠则快速和完全地与其反应。而且由于盐效应的影响，碳酸钠降低界面张力的能力比氢氧化钠更强。4、主要介绍了大庆原油中蜡的性质。首先提取从大庆原油中提取了蜡晶，并配制了环己烷与蜡晶的模拟油溶液，测量其与碱的界面张力情况，发现弱碱碳酸钠降低油水界面张力的能力比氢氧化钠强，并总结出油相中蜡晶含量越高，界面张力越低的规律。5、随着三元复合驱技术的推广使用，采出液的处理变得越来越困难，这主要是因为三元复合驱采出液中含有的表面活性剂、聚合物和碱有助于油包水和水包油型乳状液的形成。根据液膜破裂和消失的时间，建立和测量了乳状液破乳的实验参数，同时考察了碱、表面活性剂和聚合物对乳状液液膜强度的影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 碱驱的机理研究
• 1.3 国内外对碱与原油相互作用的研究
• 1.4 三元复合驱中原油乳状液的研究
• 1.5 论文选题的背景意义及主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 原油中活性组分的分离、分析及界面活性
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 药品与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 原油中活性组分的光谱分析
• 2.3.1.1 红外光谱测量结果
• 2.3.1.2 GC-MS测量结果
• 2.4 定性观测原油中活性组分与碱的作用
• 2.4.1 实验部分
• 2.4.1.1 药品与仪器
• 2.4.1.2 实验方法
• 2.4.2 参比实验
• 2.4.3 碱与原油中的酸反应
• 2.4.4 碱与原油中的酯反应
• 2.5 结论
• 参考文献
• 第三章 原油与碱的界面张力研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 药品与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 模拟油（未添加活性物质）与碱之间的相互作用
• 3.3.1 瞬态界面张力
• 3.3.2 碱与ORS-41的协同作用
• 3.3.3 平衡界面张力
• 3.4 加酸模拟油与碱之间的相互作用
• 3.4.1 瞬态界面张力
• 3.4.2 碱与ORS-41的协同作用
• 3.4.3 平衡界面张力
• 3.5 加酯模拟油与碱之间的相互作用
• 3.5.1 瞬态界面张力
• 3.5.2 平衡界面张力
• 3.6 加卟啉模拟油与碱之间的相互作用
• 3.6.1 实验试剂镍卟啉的制备
• 3.6.2 瞬态界面张力
• 3.7 结论
• 参考文献
• 第四章 蜡晶与碱的作用研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 药品与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.2.1 蜡的提取
• 4.2.2.2 偏光显微镜
• 4.2.2.3 激光粒度分析法
• 4.2.2.4 界面张力的研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 蜡晶的形态与结构
• 4.3.2 蜡晶的粒径分布测量
• 4.3.3 强碱、弱碱与蜡晶作用的界面张力
• 4.3.3.1 纯环己烷与碱的相互作用
• 4.3.3.2 石蜡（2%）环己烷溶液与碱液的界面张力
• 4.3.3.3 石蜡（5%）环己烷溶液与碱液的界面张力
• 4.3.3.4 石蜡的浓度对界面张力的影响
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 三元复合驱中各组份对原油乳液液膜强度的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验装置
• 5.2.3 测量方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 强碱体系中单一化学剂对水膜强度的影响
• 5.3.2 强碱体系中各组分对水膜强度的协同影响
• 5.3.2.1 氢氧化钠浓度的影响
• 5.3.2.2 ORS-41浓度的影响
• 5.3.2.3 HPAM浓度的影响
• 5.3.2.4 各组分对水膜强度参数的影响
• 5.3.3 弱碱体系中单一化学剂对水膜强度的影响
• 5.3.4 弱碱体系中各组分对水膜强度的协同影响
• 5.3.4.1 碳酸钠浓度的影响
• 5.3.4.2 ORS-41浓度的影响
• 5.3.4.3 HPAM浓度的影响
• 5.3.4.4 各组分对水膜强度参数的影响
• 5.3.5 强碱体系中单一化学剂对油膜强度的影响
• 5.3.6 强碱体系中各组分对油膜强度的协同影响
• 5.3.6.1 氢氧化钠浓度的影响
• 5.3.6.2 ORS-41浓度的影响
• 5.3.6.3 HPAM浓度的影响
• 5.3.6.4 各组分对油膜强度参数的影响
• 5.3.7 弱碱体系中单一化学剂对油膜强度的协同影响
• 5.3.8 弱碱体系中各组分对油膜强度的协同影响
• 5.3.8.1 碳酸钠浓度的影响
• 5.3.8.2 ORS-41浓度的影响
• 5.3.8.3 HPAM浓度的影响
• 5.3.8.4 各组分对油膜强度参数的影响
• 5.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表