耐高温起泡剂的制备及性能评价分析

本科毕业设计（论文）题目：耐高温起泡剂的制备及性能评价

2015年5月20日

耐高温起泡剂的制备及性能评价

摘要

泡沫辅助蒸汽吞吐或蒸汽驱是提高稠油采收率的一种方法，但目前常规的起泡剂不能满足200℃以上的温度条件.针对此情况，制备出了性能优良的耐高温的起泡剂C

α-烯烃磺酸盐。测定表面张力可知，起泡剂有很好的界面活性。

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α-烯烃磺酸进行中和反应制得。通过Waring Blender搅拌法该起泡剂利用C

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测定起泡剂的起泡体积与半衰期，来评价起泡剂体系的耐油、耐温、耐盐等性能。结果显示，起泡剂溶液在浓度为0.8%时，起泡剂的起泡体积和半衰期达到最大；起泡剂溶液耐温性在90℃以上，耐盐性在5%以上，适用于碱性和中性环境。原油有明显的消泡性，含油饱和度越大，消泡越明显。

关键词：起泡剂；耐高温；C

α-烯烃磺酸盐；起泡性能

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Fabrication and characterization of high-temperature

foaming agent

Abstract

Foam assisted steam stimulation or steam flooding is a way to improve heavy oil recovery, but now can not meet conventional frother temperatures above 200 ℃. For this situation, prepared by the excellent performance of high-temperature foaming agent C20-24α-olefin sulfonate. Determination of apparent surface tension, foaming agent has good interfacial activity. The foaming agent use C20-24α-olefin sulfonate neutralization reaction. Determination by Waring Blender stirring foaming agent foaming volume and half-life, to evaluate the oil effervescent systems, temperature, salt and other properties. The results showed that the foaming agent solution concentration of 0.8%, the bubble size and half-foaming agent is maximized; foaming agent solution temperature was above 90 ℃, salt tolerance in more than 5% for basic and neutral environment. Crude oil has obvious anti-foaming, greater oil saturation, the more obvious anti-foaming.

Keywords：Foaming Agent；High Temperature Resistance；C20-24α-Olefin

sulfonate；Foaming Properties

目录

第1章引言 (1)

1.1 研究目的 (1)

1.2 国内外发展现状 (1)

第2章高碳数烯烃磺酸盐的制备 (4)

2.1 实验仪器及药品 (4)

2.2 实验步骤 (4)

2.2.1 α-烯烃磺酸的制备 (4)

2.2.2 α-烯烃磺酸盐的制备 (4)

2.3 提高磺酸盐的溶解性 (5)

2.3.1 助溶剂的选择 (6)

2.3.2 提高水浴加热温度 (7)

2.3.3 改变碱的用量 (7)

2.3.4 加乳化剂TX-40 (7)

2.4 表面张力测定 (8)

2.4.1 实验仪器 (8)

2.4.2 实验药品 (8)

2.4.3 实验步骤 (8)

2.4.4 实验数据处理 (9)

第3章耐高温起泡性能评价 (11)

3.1 实验方法 (11)

3.1.1 实验仪器 (11)

3.1.2 实验步骤 (11)

3.2 影响泡沫稳定的因素 (11)

3.2.1 液膜性质的影响 (11)

3.2.2 环境因素的影响 (12)

3.3 起泡剂浓度对起泡性能的影响 (12)

3.4 起泡剂的耐盐性能 (13)

3.5 起泡剂的耐油性能 (15)

3.6 起泡剂的耐温性能 (16)

3.7 PH对起泡性能的影响 (17)

3.8 蒸汽驱替实验 (17)

第4章结论 (18)

致谢 (19)

参考文献 (20)

第1章引言

1.1 研究目的

泡沫辅助蒸汽吞吐或蒸汽驱是提高稠油采收率的一种方法，但由于目前常规的起泡剂不能满足200℃以上的温度条件，因此需要研制耐高温的起泡剂。基于低碳数α-烯烃磺酸盐具有较好的耐温耐盐性能和表面活性剂的耐温性能随着碳数增加而增强的规律，拟制备高碳数C

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α-烯烃磺酸盐，并开展耐高温性能研究，为蒸汽吞吐或蒸汽驱提供一种性能优异的耐高温的起泡剂。

1.2 国内外发展现状

目前，在三次采油过程中，国内外正在研究和使用的主要方法可以分为四大系列：

(1)注气驱(包括注CO

2、CO

2

混相驱、注N

2

等)；

(2)微生物驱(包括生物表面活性剂驱、生物聚合物驱等)；

(3)化学驱(包括注表面活性剂驱、碱水驱、聚合物驱等)；

(4)热力驱(包括蒸汽吞吐、注蒸汽驱等) [1]。

注气驱技术是指主要用各种气体，如二氧化碳、氮气等替换水驱作为驱油剂进行驱油的三次采油技术。它向地层中填入反应溶液或气体，使其在地层情况下完全反应并释放出气体，释放出来的气体溶解于原油之中，降低油的黏度，一次达到提高原油采收率的目的。

微生物驱油技术是随着生物化工的发展而兴起的一种新技术。向地层中注入含微生物的驱油液，微生物可以与原油作用产生表面活性剂或多糖聚合物和CO

2等气体，从而与原油混溶产生体积膨胀，可以使原油粘度下降，改善流度控制。由于这两种驱油技术与本项目的研究对象无直接联系，就不做赘述。

化学驱油技术是向注入水中添加化学剂而配成驱油液进行采油的一种方法。这样配成的驱油液能提高注入水的粘度，并可以很好地减小油-水间的界面张力，降低毛细管阻力，从而有效地改善驱油效率。化学驱提高原油最终采收率的幅度很大，对开采水驱后的残余油是很有效的。主要包括注表面活性剂驱、碱水驱、聚合物驱、复合驱油技术等，其中表面活性剂驱是以表面活性剂体系作为驱油剂的驱油方法。表面活性剂体系有稀表面活性剂体系和浓表面活性剂体系。根据驱油液中表面活性剂的浓度，通常分为以下体系：

（1）活性水驱油：属于稀表面活性剂体系，它的活性剂浓度＜临界胶束浓度，是最简单的表面活性剂驱。

（2）胶束溶液驱油：属于稀表面活性剂体系，它的活性剂浓度＞临界胶束浓度，不过其质量分数通常情况下不超过2%。

（3）微乳驱油：属于浓表面活性剂体系表面活性剂，它的表面活性剂浓度＞胶束驱油时的表面活性剂浓度。根据所用助剂的不同，可以配成上相微乳液、