陰離子表面活性劑蠕蟲狀膠束的流變性質(zhì)及三次采油驅(qū)油劑的應(yīng)用研究.pdf

1、論文前兩章討論研究了陰離子表面活性劑蠕蟲狀膠束的流變性質(zhì)。 表面活性劑聚集體的流變性質(zhì)與體系微觀結(jié)構(gòu)及內(nèi)部基團(tuán)間的相互作用有直接關(guān)系，在表面活性劑的基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用方面都有十分重要的研究?jī)r(jià)值。本文主要研究了陰離子表面活性劑油酸鈉(NaOA)/無(wú)機(jī)電解質(zhì)磷酸鈉(Na3PO4)形成的蠕蟲狀膠束體系的流變性質(zhì)，包括表面活性劑濃度、電解質(zhì)濃度、溫度、低分子量醇、正構(gòu)烷烴、無(wú)機(jī)鹽、油田水質(zhì)礦化度、聚合物等因素對(duì)體系流變性質(zhì)的影響。從理論

2、上豐富了表面活性劑流變性質(zhì)的研究，為拓寬陰離子表面活性劑在工業(yè)中的應(yīng)用，特別是在石油開采領(lǐng)域的應(yīng)用，提供了重要的理論基礎(chǔ)。 從考察陰離子表面活性劑NaOA在無(wú)機(jī)電解質(zhì)Na3PO4存在時(shí)的剪切粘度變化入手，通過冷凍蝕刻透射電鏡和流變實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了NaOA/Na3P04體系在合適的表面活性劑和電解質(zhì)濃度時(shí)可以形成蠕蟲狀膠束。NaOA/NaaPO4蠕蟲狀膠束體系為假塑性流體，沒有屈服應(yīng)力現(xiàn)象，基本符合Cox-Merz規(guī)則。較低的剪切速率

3、時(shí)，體系剪切粘度變化不明顯；剪切速率較高時(shí)，膠束網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞而使剪切粘度下降。蠕蟲狀膠束體系的儲(chǔ)能模量和損耗模量曲線在一定振蕩頻率時(shí)相交。低頻時(shí)損耗模量較大，粘性較強(qiáng)；而高頻時(shí)儲(chǔ)能模量較大，彈性較強(qiáng)。體系的動(dòng)態(tài)粘彈性基本符合Maxwell模型。 進(jìn)一步考察其它因素對(duì)體系流變性質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)：隨溫度升高，體系剪切粘度下降，粘度越大的體系剪切流動(dòng)活化能越小。低分子量的醇和正辛烷的加入都會(huì)使表面活性劑的堆積因子Rp減小，膠束由蠕蟲狀向

4、球狀轉(zhuǎn)變，剪切枯度下降。結(jié)合在三次采油中的實(shí)際應(yīng)用，考察鈉鹽，鎂鹽濃度以及油田水質(zhì)礦化度對(duì)蠕蟲狀膠束體系的影響。結(jié)果表明，隨溶液礦化度的增大，體系剪切粘度有所下降，但并不顯著，說(shuō)明較高的礦化度對(duì)NaOA/Na3PO4體系的膠束結(jié)構(gòu)和流變性質(zhì)影響不大。部分水解聚丙稀酰胺(HPAM)由于本身帶負(fù)電荷與油酸根離子具有較強(qiáng)的排斥作用，所以HPAM的加入會(huì)一定程度上抑制膠束的生長(zhǎng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，使剪切粘度降低。HPAM濃度較大時(shí)，剪切粘度又會(huì)明

5、顯上升。 論文第三章針對(duì)勝利油田孤島原油，對(duì)三次采油驅(qū)油劑的篩選和應(yīng)用作了較系統(tǒng)全面的研究。通過油水界面張力測(cè)定實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，美國(guó)Dow化學(xué)公司的系列驅(qū)油劑均不能使孤島油田原油的油水界面張力達(dá)到超低，并不適合在孤島油田的采油應(yīng)用。改性天然羧酸鹽表面活性劑HF-2以及雙子羧酸鹽表面活性劑C18與復(fù)堿形成的驅(qū)油體系，不僅能使油水界面張力降至超低，同時(shí)具有很好的驅(qū)油效果，能較有效地驅(qū)出一次水驅(qū)后的殘余油。以蠕蟲狀膠束流變