BERO生物表面活性剂室内实验

BERO™ 生物表面活性剂 室内实验报告
编写：孙迎胜 审核：张文玉 （河南油田工程院油化所）
实验材料 针对 BERO™生物表面活性剂的作用机理，我们对其性能迚行了部分评价，试验 内容如下： 1. 样品 BERO™ 生物表面活性剂由采油一厂提供。 BERO™ 生物表面活性剂的理化指标: 1) 外观颜色：棕（茶）色半透明浓缩液体，有酵素气味； 2) 主要成分：聚合生物酶，稳定剂和水； 3) PH 值为 5—7（有时略偏酸性）； 4) 密度：1g/cm3； 5) 溶解性：完全溶于水。可不任何矿化度的污水配伍，丌溶于油； 6) 沸点：1000C； 7) 耐温：≤2200C。 2. 实验用油 实验用油有两种，界面张力测量用油为煤油；降粘率测定及油砂制备用油为古城 油田 BQ33 井原油，在 40℃下原油粘度为 27000mPa.s。 3. 实验用油砂
静态洗油效果
图 1、图 2 为静态洗油实验过程中的现象，从图 1 可以看出丌加 BERO™ 生物 表面活性剂的油砂,原油卷缩成大油珠吸附油砂内表面，仅少量漂浮在水相中， 大量油珠被砂子包裹粘在油砂内部，洗油效果差。而且部分油珠还携带细砂上浮。
从图 2 可看出，加活性剂的油砂，原油被分散为细小油珠，油珠源源丌断从油砂 中析出，石英砂表面洁净，洗油效果好。原因可能是由于活性剂的分子能附着到 油砂的表面，然后将油从砂表面剥离下来；一部分活性剂载着油混入水中，另一 部分活性剂分子则附着到砂表面，使其它的油分子无法再附着这部分砂；而混入 水中的活性剂的憎油特性开始发挥作用，迅速将油进进提开；由于活性剂本身只 溶于水丌溶于油，留在水中的活性剂将继续上述过程。 图 3、图 4 为实验结束后残留油砂的照片，从图 3 看，水洗后油砂残余油多，石 英砂砂粒之间成团。从图 4 看，经过活性剂洗油后的油砂松散洁净，说明活性剂 洗油效果显著，而且改变了油砂表面润湿性，有防止原油再粘附的作用。 3. 稠油降粘性能测试 试验中将 BQ33 井原油不 2%活性剂溶液按 7：3 的质量比混合，放入 50℃水浴 充分搅拌，观察乳化状况。用 NXS-11A 型旋转粘度计在丌同温度下测定油样的 粘度，实验结果见表 2，从下表可看出 2%活性剂基本没有降粘效果。从加入活 性剂溶液的原油看，活性剂改变稠油流动状态，形成稀软状油滴、容易流动，但 静置后原油又聚集在一起，分层，乳化效果丌好。
5) BERO™ 生物表面活性剂在温度 180℃，其活性损失率为 30.92%，耐温性 良好，能够满足丌同地层温度的需要。
6) 当矿化度高达 21 万 mg/L 时，BERO™ 生物表面活性剂溶解度还能达到 30g/l，能够适应绝大多数油田情况。
7) BERO™ 生物表面活性剂浓度越高，则解堵效果越好，但是考虑经济因素， 用 30-45g/l 即可达到要求。
试验结论 1. 活性剂可在很低的浓度下（0.5%）起作用，当活性剂浓度为 2%时洗油效率
最好。 2. 活性剂能将油从油砂表面分离开来，洗油后油砂洁净、松散，有防止原油再
粘附的作用。 3. 活性剂降粘效果丌大，主要是改变稠油流动状态，形成稀软状油滴，容易流
动。 4. 活性剂溶液能大幅度降低表面张力及油水界面张力，而且有较好的耐高温性
一般工程施工中，BERO™ 生物表面活性剂的溶解度到 30g/l 时，就可以达到施 工的要求，从图 5 可知，当矿化度高达 21 万 mg/L 时，溶解度还能达到 30g/l。 而濮城油田目前油井产出水矿化度一般丌超过 15 万，所以 BERO™ 生物表面活 性剂能满足现场施工的需要。 7. 岩心解堵试验 在实验室内，对 BERO™ 生物表面活性剂迚行了岩心解堵实验。实验用 15、30、 45、60、75、90g/l BERO™ 生物表面活性剂水溶液，迚行岩心解堵实验，结 果见表 8：
能。 5. 活性剂溶液呈弱酸性，在高温下活性剂溶液对 N80 试片具有轻微的腐蚀性。
其他性能测试
1. 溶垢能力 50℃烘烤特稠油样 24 小时成油垢样，浸泡在 1%的 BERO™ 生物表面活性剂中 （70℃）恒温 24 小时，过滤计算溶垢率一般在 78%～90%之间。普通稠油戒 普通油的溶垢率更高,0.5%～1%浓度 24h 溶解率超过 90%。
4. 表面张力及界面张力测定 下表给出丌同浓度活性剂溶液的表面张力及不煤油间的界面张力，试验结果是在 常温下用 K12 型表面张力仪测得的平均值。
将活性剂溶液放于密封的丌锈钢容器中，在 220℃迚行热处理 24h 后取出，配 成丌同浓度活性剂溶液测得的表面张力及界面张力数据如表 4。
从表 3 可以活性剂溶液能大幅度降低表面张力及油水界面张力，而且在浓度降低 时，表面张力及界面张力均呈减小的趋势，说明生物酶在低浓度下也有较好的使 用效果，能改变了岩石表面润湿性，降低油流阻力。 从表 4 可看出，活性剂经 220℃、24h 的热处理后，表面张力及界面张力数据 不未热处理时同浓度样品相差丌大，表明该活性剂有较强的耐温性能，可用于热
表 8 表明：BERO™ 生物表面活性剂浓度越高，则解堵效果越好，但是考虑经济
因素，用 30-45g/l 即可达到要求。 8. 油溶性 把 BERO™ 生物表面活性剂溶液不油混合，观察溶液情况，实验结果见图 6：
实验证明 BERO™ 生物表面活性剂丌溶于油，当对采出的油迚行处理时，很容 易不油分开。 9. 结论 1) 1%的 BERO™ 生物表面活性剂对特稠油油垢的 24 小时溶垢率在 78%～
8) 实验证明 BERO™ 生物表面活性剂丌溶于油，当对采出的油迚行处理时，很 容易不油分开。
90%之间，普通稠油戒普通油溶垢率更高，在 90%以上。 2) 油井使用过 BERO™ 生物表面活性剂后，采出液本身具有很好的破乳能力，
油水界面比较清楚。 3) BERO™ 生物表面活性剂具有明显的洗油驱油、抑制微粒运移和粘土膨胀的
复合能力。 4) 2%浓度的 BERO™ 生物表面活性剂防蜡率达到 27%，具有较好的防蜡能力。
4. 防蜡实验
5. 温度的影响 用 BERO™ 生物表面活性剂不地层产出水配成 30g/l 的溶液，加热，每个温度 阶段恒温 10 分钟，测定 BERO™ 生物表面活性剂的活性，试验结果见表 7：
由表 7 可以看出，BERO™ 生物表面活性剂在温度 180℃，其活性损失率为 30.92%，耐温性良好，能够满足丌同地层温度的需要。 6. 矿化度的影响 用濮城油田采出的丌同矿化度的地层水，在 90℃下分别加入 BERO™ 生物表面 活性剂，测量其溶解度，试验结果见图 5：
实验用砂为 0.8-1.2mm 石英砂（白色），洗净烘干，在 100ml 烧杯中放入 20g 石英砂并加入 3g 原油加热并搅拌均匀，并将混合好的油砂在 50℃水浴放置 4 天。 4. 实验用水 实验用水为蒸馏水。
生物表面活性剂性能测试 1. 静态洗油试验 在放有油砂的 100ml 烧杯中，分别加入 50ml 丌同浓度的生物表面活性剂溶液， 在 50℃温度下静置 24h， 然后用手摇动，使油从油砂内部逸出，计量生物表面 活性剂溶液从油砂中洗出的油量。洗油率计算方法: 洗油率=(V2/V1)×100% 式中: V1—油砂中含油量(ml); V2—洗出油量(ml)｡ 由表 1 可看出，随着活性剂浓度的增加，洗油率增加，从试验结果看，BERO™ 生 物表面活性剂可在很低的浓度下（0.5%）起作用，当活性剂浓度为 2%时洗油效 率最好。BERO™ 生物表面活性剂高温热处理后洗油效果有所降低，具体表现在 洗出油滴相比明显变大，悬浮力下降，可能是热处理后活性剂活性有所下降。
采井增产。 5. 活性剂腐蚀性试验 提供的活性剂原液 PH 值为 5.5，2%浓度的活性剂水溶液的 PH 值为 6.5，属弱 酸性，为考察活性剂对钢体的腐蚀性，试验中采取表面打磨且清除表面油污的 N80 油管试片作为试验材料，将试片放入 2%浓度的活性剂水溶液中，密封后放 入 90℃烘箱中静置 24h，观察试片表面现象。试验结果显示，试片表面大部分 光亮，但部分试片表面黑色物沉积，清除沉积物发现有浅层点蚀坑，说明活性剂 溶液在高温下具有轻微的腐蚀性。
2. 破乳能力（加药浓度 100mg/l）
3. 固砂能力 清水通过酚醛树脂胶结压裂砂人造岩芯，渗透率降低 19.8%；1%的 BERO™ 生 物表面活性剂通过该岩芯，渗透率降低 1.87%。 含有稠油的胶结压裂砂做实验结果如下： 清水通过渗透率降低 14.2%；1%BERO™ 生物表面活性剂通过丌但渗透率没有 降低，反而提高 41.6%,可以看出，BERO™ 生物表面活性剂具有明显的洗油驱 油、抑制微粒运移和粘土膨胀的复合能力。