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弱碱三元复合驱油水乳化控制因素研究

更新时间:2016-07-05

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碱-表面活性剂-聚合物(简称为ASP)三元复合驱是一种能够将波、效率及驱替效率同时提高的三次采油方法,近年来获得了快速发展,已逐渐成为油田可持续发展中的一种关键技术[1]。近年来,大庆油田进行了有关于三元复合驱的矿场试验。相对于水驱和聚合物驱,三元复合驱分别提高了20%和8%的采收率,并取得了良好效果[2-4],但同时也产生了液体残碱,表面活性剂和聚合物也导致了严重的油水乳化,使三元复合驱采出液的油水分离难度明显增大[5]

将BIM技术应用于MEP预制和安装技术,利用其参数化特点,进行分段预制、加工。据不完全统计,材料费用可以节省10%、人工费用节省30%、工期节省40%。在BIM模型的指导下,管道预制加工更精确、管件材料的计划和采购更准确。确保设计和安装的准确性、提高安装一次成功率、减少因材料不到位造成施工现场窝工现象、同时降低不良采购造成没必要损耗,节约工程施工成本。BIM技术在MEP安装和预制加工中的应用,既提高了项目的建造品质,又节约了大量的资源。

三元复合驱采出液中含有聚合物、表面活性剂及水不溶性颗粒,使采出液成为了一种复杂的油水体系。三元复合驱加入的表面活性剂本身就能使油水乳化,而采出液中表面活性剂和碱协同作用也增大了油水乳化程度,同时聚合物也增大了采出液水相黏度,形成稳定的乳化液体系[6]。聚合物浓度对采出液的乳化影响也大有不同,低浓度聚合物对采出液乳化类型影响不大,随着聚合物浓度增加,乳化油珠原始粒径变小,形成稳定性强的乳化体系,增加了油水分离难度[7]

因此,笔者对影响弱碱三元复合驱采出液油水乳化的因素进行研究,通过研究乳化时间、Na2CO3浓度、聚合物含量及石油磺酸盐浓度变化,得出不同乳化时间、Na2CO3浓度、粘度及石油磺酸盐浓度对三元体系油田水乳化影响。对于优化三元液注入及实际生产具有十分重要的理论价值和应用价值。

1 试验方法

1.1 实验仪器与试剂

1.1.1 实验仪器

将污水过滤后,用移液管分别将等量过滤污水和外输油加入锥形量杯中,使用均质器分别乳化不同时间。当完全乳化后,放于恒温箱内静置,记录油水相变化,对比不同乳化时间对油水乳化影响。

配制不同浓度Na2CO3污水溶液和外输油并置于锥形量杯,采用均质器乳化1min。当该油水完全乳化后,放于恒温箱内静置,记录油水体积变化,对比不同浓度Na2CO3对油水乳化程度影响。

99.8%无水碳酸钠,分析纯AR,沈阳华东试剂厂。40%石油磺酸盐,工业级,大庆炼化公司。聚丙烯酰胺,平均相对分子质量1600万,大庆炼化公司。污水取自大庆油田第四采油厂三元复合驱污水。

主电路以PS12034功率模块为核心进行电路设计,设计PS12034模块正常工作时所需的外围元件。外围元件结合PS12034内部电路构成变频器整个主电路硬件系统,主电路原理图如图2所示。从PS12034引出SPWMHU、SPWMHV、SPWMHW、SPWMLU、SPWMLV、SPWMLW共6条信号线接收控制电路产生的SPWM信号;C1、C2、C3为自举电容,为逆变桥上桥臂IGBT导通提供电源;C4、C5为整流滤波电容。

1.2 实验内容

1.2.1 乳化时间对油水乳化影响

恒温水浴锅(DF-101S),由常州普工仪器制造有限公司生产。均质仪(PT-2100),由瑞士Kinematica公司生产。旋转粘度计(DV-II+),由美国Brookfield公司生产。电子分析天平(FA2004N),由上海精密仪器有限公司生产。

配置质量分数为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的碳酸钠污水溶液,并取等量溶液和外输油进行乳化,乳化时间1min,恒温静置观察析水量,计算析水率,实验结果如图2所示。

1.1.2 实验试剂

当浅阅读不能满足阅读的需要时,作为阅读主体,必然要用深阅读来提升阅读的质量。深阅读也是在浅阅读的基础上逐步加深,辅以思考助力,成就最后的阅读进阶。所以,浅阅读和深阅读当同时并存,组成阅读的过程。利用好浅阅读又不完全囿于其中,才是推广全民阅读的有效方式。

配制不同浓度石油磺酸盐污水溶液和外输油并置于锥形量杯,采用均质器乳化1min。当该油水完全乳化后,放于恒温箱内静置,记录油水体积变化,对比不同浓度石油磺酸盐对油水乳化程度影响。

1.2.3 不同浓度石油磺酸盐对三元采出液油水乳化影响

1.2.4 不同浓度聚合物对三元采出液油水乳化影响

配制不同浓度的聚合物污水溶液和外输油并置于锥形量杯,采用均质器乳化1min。当该油水完全乳化后,放于恒温箱内静置,记录油水体积变化,对比不同浓度聚合物对油水乳化程度的影响。

1.2.5 析水率测定方法

将每一个均质待测样置于恒温45℃中,记录每一个时间间隔下析出水量Vi,并记录最终析出水相体积V0。析水率计算公式如公式(1)所示。

我们教师在教学过程中要为学生创设一个良好的思考氛围。心理学家罗杰斯认为,一个人的创造力只有在“心理安全”和“心理自由”的条件下,才能获得最大限度的表现和发展。思考何尝不是这样?人在压抑、恐惧、紧张的心理状态下是很难静心思考、有所创新的。因此,营造有利于学生自主学习、主动参与的良好氛围,给学生以“心理安全”就显得尤为重要。教师可以在提问时注意到为学生创造独立思考的机会和情境,给学生指明思考的方向,让学生通过积极独立思考,探究新的知识,锻炼思维能力。

析水率

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2 结果与讨论

2.1 乳化时间对油水乳化影响

将油田污水过滤后,常温静置,取等量污水和外输油并放入量杯中,使用均质仪分别乳化1min、2min、3min、4min、5min后,放入恒温水浴中静置,观察析水量并计算析水率,实验结果如图1所示。

对最大坡长进行限制主要考虑载重车的爬坡性能、坡底的入口速度与允许速度。公路与城市道路规范对最大坡长的规定略有差异,经对比分析,城市道路对机动车道最大坡长的限制较公路更为严格。因此,在干线公路快速化改造时,需对坡长无法满足城市道路规范要求的纵坡进行调整。但当道路交通组成中轻型车比例较高时,且突破最大坡长指标可以显著减少工程量并降低工程造价时,可主要依据公路规范执行。

1 乳化时间对油水乳化程度影响

2 不同浓度Na2CO3对油水乳化程度影响

通过测试不同乳化时间对油水乳化程度影响发现:当乳化时间为1min时,油水分离速度最快;15min静沉后油水界面几乎不变,分离较好;当乳化时间为3min以上时,油水分离速度较慢,几乎没有油水分离的现象,乳化效果较好。因此,当乳化时间为3min时油水乳化程度最好,分离难度最大。

2.2 Na2CO3浓度对油水乳化影响

1.2.2 不同浓度Na2CO3对三元采出液油水乳化影响

通过测试不同浓度Na2CO3对油水乳化程度的关系,发现随着Na2CO3浓度升高,油水乳化效果增强,但是析水速率仍然较快。当Na2CO3浓度为1.2%时,3min后形成比较明显油水界面,然后不再变化。由于原油中含有一定量石油酸,例如脂肪酸和环烷酸等,当提升Na2CO3浓度时,使石油酸与碱进行反应,生成石油酸盐类表面活性剂,提升了油水乳化程度,但是外输油中石油酸总量相对较少,生成表活剂总量不大,起不到明显改变油水乳化效果,所以Na2CO3浓度对油水乳化程度影响相对较小。

2.3 石油磺酸盐浓度对油水乳化影响

配置质量分数为0.2%、0.3%、0.4%的石油磺酸盐溶液,常温静置2h,乳化1min后,静沉观察析水量,计算析水率。

如图3所示,不同浓度石油磺酸盐对油水乳化程度影响可以发现,当石油磺酸盐浓度为0.2%和0.3%时,油水乳化程度最小,析水速率最快,乳化初期析水速率快,30min左右水相基本析出,导致后期析水速率变化幅度较小,最终趋于稳定值。当石油磺酸盐浓度为0.4%时,油水乳化程度最大,在60min时形成明显油水界面,析水速率趋于稳定。说明当石油磺酸盐含量上升时,将油水快速的混合使表面活性剂分子紧密定向排列,降低油水界面张力,防止油与水聚集,能够得到稳定乳状液。

3 表活剂浓度对油水析水速率影响

4 聚合物浓度对油水乳化体系析水速率影响

2.4 聚合物浓度对油水乳化影响

随着聚合物浓度变化,溶液粘度也会随之改变,因此通过改变聚合物溶液粘度来改变浓度。分别配置粘度为5cp、15cp、25cp、35cp、40cp聚合物溶液,常温静置2h,油水乳化1min后,恒温观察析水量,计算析水率。不同浓度聚合物溶液对油水乳化性能影响如图4所示,随着溶液粘度的上升油水乳化程度增强,析水速率逐渐降低,当溶液粘度为40cp时,经过220min沉降后,才能得到比较稳定油水界面。由于水相粘度增加可以提升液膜表面强度,液滴间运动速度变慢,彼此之间碰撞次数减小,油水分层速度相应变小,使油水分层困难。说明聚合物浓度对油水乳化程度影响最大。

目前我国医院在管理过程当中应当加强绩效考核工作以及绩效管理工作,通过这两个方面工作从而促使医院管理工作质量提升,同时有助于医院实现自身发展目标,进而促进医院实现健康以及稳定长远的发展。另外,医院当中进行合理以及有效的绩效管理工作,能够一定程度上促使医护人员主动性以及积极性等方面得到显著的提升,提高医院人力资源管理质量以及水平。因此,领导人员应当意识到医院绩效管理工作重要性,采取有效措施,充分挖掘绩效管理工作的潜力,进而促使医院的经济效益以及市场竞争能力得到显著提高。

为进一步验证本文所提出的具有自适应P-SSHI控制的有源整流电路的优势,本文还进行了对比实验,将所提出的电路与全桥整流电路、仅具有有源整流结构电路在相同实验条件下搭建实验平台进行测试。

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通过测试乳化时间,Na2CO3、石油磺酸盐及聚合物变化对油水乳化程度测试发现:当油水乳化过程中只有一种因素变化时,油水乳化程度随着变量增加而增强,其中乳化时间及聚合物浓度对油水乳化程度影响较大,Na2CO3浓度对油水分离影响最小;当乳化时间为3min时,油水乳化程度最大,乳化时间继续增加乳化程度变化不明显;当Na2CO3浓度为1.2%时,油水乳状液析水速率最慢;当石油磺酸盐浓度为0.4%时,油水分离最困难;当聚合物溶液粘度为40cp时,油水分离最困难。

[参考文献]

[1] 焦正杰,李杰训,魏立新.三元复合驱采出液的乳化与化学破乳[J].油气地面工程,2008,27(3):41-42.

[2] 高明军.聚驱后聚合物表面活性剂驱提高采收率实验研究[D].大庆:大庆石油学院,2009.

[3] 崔茂蕾.不同驱油体系在杏南油田的驱油效果实验研究[D].大庆:大庆石油学院,2009.

[4] 王帆.石油磺酸盐/脂肽复配弱碱三元复合驱采出液乳化特性研究[D].大庆:东北石油大学,2016.

[5] 吴迪.化学驱采出液破乳剂的研究和应用进展[J].精细化工,2009,26(1):37-39.

[6] 李连客.三元复合驱采出液破乳剂的评价与应用[D].大庆:东北石油大学,2016.

[7] 张瑞泉,梁成浩,刘刚,郭晔.三元复合驱采出液视粘度和乳状液类型测试[J].油气田地面工程,2007,26(1):57-58.

高清河,王超,张丽,吴雨桐,刘晨,侯志峰
《大庆师范学院学报》2018年第03期文献

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