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石油磺酸鹽、聚丙烯酰胺濃度對界面張力的影響

來源:山東化工 瀏覽 866 次 發(fā)布時間:2023-08-30

低界面張力有利于剩余油的啟動和殘余油的運(yùn)移,因此提高采油收率的關(guān)鍵取決于體系界面張力降低的程度。依據(jù)毛細(xì)管原理,毛細(xì)管準(zhǔn)數(shù)與界面張力的關(guān)系為Nc=ην/δ,其中Nc為毛管數(shù),δ為驅(qū)替相與被驅(qū)替相之間的界面張力。Nc值越大,驅(qū)油效率越好,其中降低界面張力δ是表面活性劑驅(qū)的主要根據(jù)。下面簡單的測定石油磺酸鹽、聚丙烯酰胺濃度對界面張力的影響。


界面張力由dIFT型雙通道動態(tài)界面張力儀測得,將毛細(xì)管放入界面張力儀中,調(diào)整溫度55℃,轉(zhuǎn)速5000 r/min。隔一定時間記錄下油滴直徑,一般情況下2 h就達(dá)到動態(tài)平衡,界面張力值不再發(fā)生變化,最后由電腦軟件計(jì)算出界面張力的大小。


石油磺酸鹽濃度對界面張力的影響

圖1不同石油磺酸鹽濃度下體系界面張力隨時間變化規(guī)律


將復(fù)合體系中聚丙烯酰胺濃度設(shè)定為1000 ppm、碳酸鈉濃度設(shè)定為0.6%,模擬污水礦化度4200 mg/L時,考察了不同石油磺酸鹽濃度下復(fù)合體系界面張力隨時間的變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。


可以看出,當(dāng)石油磺酸鹽總質(zhì)量濃度較低時,初始界面張力值較大,當(dāng)濃度較高時,初始界面張力值較低,但平衡后界面張力值變化不大。該復(fù)合體系與原油間的油水界面張力在90 min衡,120 min力穩(wěn)定不變。可以確定,在0.025%~0.4%濃度范圍內(nèi)石油磺酸鹽對最低界面張力值影響不大,都能形成10-3mN/m數(shù)量級的超低界面張力,且到達(dá)最低界面張力的時間基本相同,表現(xiàn)出較寬濃度范圍下的超低界面張力。


聚丙烯酰胺濃度對界面張力的影響


在石油磺酸鹽濃度為0.1%,模擬污水礦化度4200 mg/L,碳酸鈉濃度0.6%條件下,分別測定聚丙烯酰胺濃度為500、1000和2000 mg/L的復(fù)合體系隨時間變化的界面張力值,結(jié)果如圖2所示。

圖2不同聚丙烯酰胺濃度復(fù)合體系界面張力隨時間變化規(guī)律


可以看出,聚丙烯酰胺濃度越低,復(fù)合體系界面張力達(dá)到最低界面張力值的時間越短。聚丙烯酰胺濃度越高,復(fù)合體系越不容易達(dá)到最低界面張力值,相同時間下的界面張力值顯著升高。這是因?yàn)榫郾0穼儆谒苄愿叻肿泳酆衔?,濃度越高,三元?fù)合體系的粘度越大,越不利于體系中分子的擴(kuò)散,容易形成石油磺酸鹽分子的聚集,導(dǎo)致油水界面上石油磺酸鹽分子吸附量減小,復(fù)合體系界面張力升高。所以,選擇較低的聚丙烯酰胺濃度500~1000 ppm時,該復(fù)合體系能形成10-3mN/m數(shù)量級的超低界面張力值,同時根據(jù)井口注入濃度要求確定聚丙烯酰胺濃度,有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。