一个实验制定增强Lignin-Based表面活性剂采油方法

文摘

化学表面活性剂的高成本的主要原因之一他们有限的采油(采油)过程中使用。因此,lignin-based表面活性剂发展的原因是降低化学物质,因为它的成本不系原油价格与石油相比,表面活性剂。此外,木质素生物降解,容易从植物废料中提取。本研究的目标是确定的配方lignin-based为三次采油表面活性剂应用程序和确定的采油性能制定通过表面活性剂驱表面活性剂。lignin-based表面活性剂是由混合制定木质素胺(聚丙烯酰胺或hexamethylenetetramine)和表面活性剂在20000 ppm氯化钠盐水钠进行。界面张力(IFT)制定lignin-based表面活性剂的使用旋转滴法测量环境温度。位移实验在室温下在满是玻璃珠,玻璃珠包持有者与石蜡和饱和盐水。研究结果表明,最佳配方lignin-based表面活性剂使用hexamethylenetetramine胺,木质素,钠进行总活性浓度为2%。采油和界面张力使用木质素胺系统相当的商业石油磺酸盐体系。

1。介绍

表面活性剂驱采油(采油)技术,在马来西亚有一个像样的潜在应用的油田。杜et al ., (1)在他们的研究进行了评价最合适的采油(采油)技术应用在圣约瑟夫字段中,离岸沙巴,马来西亚。他们发现alkaline-surfactant-polymer (ASP)洪水是最好的三次采油技术,增加一个明确的最终恢复圣约瑟夫连同两个附近的字段。马来西亚国家石油公司(2)估计,83 MMSTB石油来自马来西亚的油田可以添加额外的可采储量与三次采油活动。Sabzabadi et al ., (3]评价烃Angsi复苏,离岸约160公里的一个油田位于马来西亚半岛,将受益于alkaline-surfactant (AS)洪水。的论文写的亚辛(4]在1988年得出结论,化学和混相的三次采油方法可以应用在马来西亚的油田由于其轻质原油和高渗透地层在中间深度特征。因此,表面活性剂驱在马来西亚有着光明的未来应用的油田。

吴作栋et al。5]试图为三次采油应用程序创建化学利用油棕浪费原材料。在他们的分析中,从油棕壳热解油含有高酚及其副产品的一半以上。利用碱性溶液提取策略可以使苯酚部门和生产意味着25.2 wt. %。表面活性剂从热解油创建改进油回收从8到石油最初的14% (OOIP)的地方。额外的采油在位移测试利用表面活性剂由热解油的油棕壳证明材料体面的采油中应用前景。相似的结果也观察到Suryo和Murachman6]石油复苏增强从2到18%的OOIP利用木质素磺酸钠来自纸浆行业的浪费。但是,没有界面张力(IFT)测量作为从这些研究报道。Ganie et al。7)也表明,从石油中提取的木质素棕榈废料可以作为表面活性剂在三次采油中,和它的复苏几乎是类似Suryo报告的值和Murachman [6]。

最近,一些研究集中在合成和木质素为采油中应用程序的性能。太阳et al ., (8]表明木质素聚醚磺酸盐表面活性剂是有效降低盐水和原油之间的界面张力。陈等人。,9)报道,制定碱木质素,乙二胺,甲醛可以减少盐水和原油之间的界面张力低至10⁻²mN / m。然而,没有在多孔介质位移测试的有效性进行了测试,这些制定lignin-based表面活性剂。在这项研究中,内部准备lignin-based表面活性剂混合使用两种方法来描述其有效性进行评估,即在多孔介质界面张力测量、位移测试。lignin-based表面活性剂混合的有效性也与商业表面活性剂相比,证明其性能。

2。材料和方法

实验分为两部分。第一个实验的配方lignin-based表面活性剂及其界面张力测量用石蜡油。第二个实验是使用新开发的表面活性剂驱油试验。

本研究利用一些化学物质从Sigma-Aldrich购买lignin-based表面活性剂发展的混合。例如,卡夫木质素与CAS号8068-05-1(磺酸盐含量低),hexamethylenetetramine (HMTA)与CAS号100-97-0(实验式C6H12N4,分子量140.19)、聚丙烯酰胺(PAM)与化学文摘号9003-05-8(线性公式(C₃H₅NO) n,平均150000 Mn),钠进行(sdb)与化学文摘号25155-30-0 (CH线性公式₃(CH₂)11 c₆H₄所以₃Na、分子量348.48)和木质素磺酸钠(CAS编号8061-51-6,平均兆瓦∼52000,平均Mn∼7000)。卡夫的木质素结构在这项研究中的应用是如图1。

用亚硫酸钠的磺化木质素进行了。木质素和亚硫酸钠与去离子水混合在一个玻璃瓶子的固定比率1:0.5:10。混合物被限制、搅拌和加热4小时的80°C。磺化后,混合物中蒸发对流烤箱获得干燥的木质素磺酸盐。干燥的木质素磺酸盐然后接地使用玛瑙研钵细粉。木质素磺酸盐的特性是使用傅里叶变换红外(FTIR)光谱利用钾溴化(KBr)方法。

一般来说,该方法制定lignin-based表面活性剂混合木质素磺酸盐和胺在预热盐水温度高于胺的熔点。本研究利用两种类型的胺,即HMTA和PAM。由于HMTA水溶液中溶解度高,温度60到70°C是适合lignin-HMTA表面活性剂的制备20000 ppm氯化钠盐水。考虑电磁搅拌器之间的热损失,不锈钢锅,圆底烧瓶,油浴110°C被用来准备在20000 ppm lignin-PAM氯化钠盐水。的解决方案是添加深发展前搅拌一个小时。额外的一到五小时的搅拌在所需的温度进行了之前的解决方案是允许冷却至室温。表1显示每个lignin-based的混合表面活性剂的配方。

然后派人去制定lignin-based表面活性剂界面张力测量。克鲁斯旋转下降tensiometer-SITE 100是用于测量界面张力不同的混合。

测量原理是基于重力加速度的方法有很少或没有影响流体的形状滴水时悬浮在液体和液体包含在水平管沿纵轴旋转。

在平衡条件下,细长的直径下降可以被自动测量像素分析相应的摄像机图像,可以用来计算界面张力根据方程(1),γ界面张力,d的直径,ω旋转角频率,Δp光相位之间的密度差和沉重的阶段:

位移测试的目的是调查的有效性lignin-based表面活性剂提高原油采收率比商用表面活性剂。对于每一个位移测试运行,一个新的150 - 250µm清洁玻璃珠是装在一个3.4厘米直径44厘米长度丙烯酸玻璃框代表疏松的砂岩模型。玻璃珠被选中是因为它是由矿物组成一个砂岩储层的主要成分。人造多孔介质的孔隙度与渗透率之间的25 - 30% 3.5和4.0 d攻力是用于包装的有机玻璃夹玻璃珠。

水平位移的测试是由饱和20000 ppm氯化钠盐水的玻璃珠装夹在室温下,25°C。石蜡油然后注入填砂夹到束缚水饱和度年代_我们,或最低水饱和度达到代表油迁移到水库。人造多孔介质是年龄为24小时,类似的20000 ppm氯化钠盐水注入系统2 PV,和残余油饱和度年代_或测量。这个洪水方法旨在代表自然损耗通过自吸过程。后的剩余的石油系统中自吸过程然后习惯于注表面活性剂代表采油位移。所有注入率在2毫升/分钟。

3所示。结果与讨论

红外光谱的内部准备磺化木质素和商业木质素磺酸盐在图所示2。发现乐队在3428厘米⁻¹和2921厘米⁻¹的特点-哦,甲基组木质素,分别。乐队在1633厘米⁻¹和1535厘米⁻¹的特点是芳香族骨架的振动。乐队在1066厘米⁻¹指出磺化木质素磺酸的存在组织(11]。

lignin-based表面活性剂混合物准备在水平2%的总活性深发展(图3)。24小时后,一些配方展出降水和不稳定阶段。观察到降水出现在所有样本,利用PAM胺。另一方面,所有样品使用HMTA没有降水。这是由于这样的事实:HMTA水溶性高在任何温度。

比和总木质素的浓度时,水溶性磺酸盐,和胺是合适的,将形成一个稳定的解决方案。一般来说,太多的胺(混合物的体积比20%)或过少水溶性磺酸盐(低于20%的混合物)将导致降水的表面活性剂在24小时内12]。然而,这并非如此HMTA,因为它具有较高的水溶性。一旦解决方案实现其稳定24小时后,它将无限期地为一个单一的阶段。

界面张力(IFT)是一种测量困难的一个移动的流体通过另一种流体。这种情况由于胶粘剂部队之间的流体分子在液体的表面。理想情况下,较低的界面张力意味着原油采收率的提高。因此,界面张力是一个重要的价值分类合适的表面活性剂来提高原油采收率。在本研究工作中,lignin-based之间的界面张力测量表面活性剂混合和石蜡油作为替代原油进行了使用克鲁斯张力仪在室温25°C。之间的界面张力值lignin-based混合表面活性剂和石蜡油如表所示2。

控制实验与商业石油磺酸盐,即。,深发展2% w / v v / v盐水浓度与20%。这个浓度类似于木质素胺混合表面活性剂浓度。商业之间的界面张力测定表面活性剂和石蜡油使用相同的设备。控制实验界面张力测量是0.502 mN / m,在20°C。

从图4指出一个好的价值,所有样本的IFT低于1 mN / m和良好的比较与阅读Kieke所示(12他使用脂胺。一个好的表面活性剂必须达到一个值小于1 mN / m为了降低油和水之间的界面张力,使单相液体或乳液可以在多孔介质中流动。从界面张力测量,两个样本选择位移测试。他们选择基于最低界面张力值测量,即。从每个胺使用、样品B和F。

5位移实验lignin-based表面活性剂混合使用四个不同的样品和商业表面活性剂,深发展。混合表面活性剂的组成表1。所有的实验都是在室温下进行,25°C。驱替实验进行了使用包装玻璃珠(规模150到250μ米)和石蜡(QreC, CAS编号8012-95-1,0.83 g / cc, 13 cP)油相,20000 ppm氯化钠盐水水相。

图5礼物的百分比OOIP恢复了自吸和额外的石油之后恢复了表面活性剂驱。所有样品恢复平均为61±6% OOIP自吸过程,仅表明良好的包装和质量小的表面活性剂驱前的基线值的变化。

图6显示了该表面活性剂采油量的注入。样本HMTA (B)产生了恢复15%的最高OOIP紧随其后PAM (F) 10%的OOIP样本,样本HMTA (F) 8%的OOIP PAM (B) 6%的OOIP样本,和商业深发展OOIP表面活性剂驱结束时的5%。单从这个结果,可以看出lignin-based混合表面活性剂优于商用表面活性剂在恢复额外的石油。

评估额外的恢复由于表面活性剂驱,原始地质储量的百分比是绘制在图中恢复过来7。最高的复苏得到一个实验用HMTA (B),恢复OOIP的15%。尽管一些表面活性剂给低恢复相比HMTA (B),他们有一个好的界面张力的价值。一般来说,所有的木素表面活性剂混合作为商业表面活性剂有良好的属性产生更好的复苏。

直观地说,额外的原油采收率增加降低界面张力值。然而,其他研究指定,而降低界面张力是必要的,它不需要被视为一种主要机制有助于实现更高的残油的复苏。这是由于这样的事实,实现较高的采油在中间而不是低界面张力值,从而确认一起乳化和界面张力降低影响采油特点(13- - - - - -15]。此外,这种行为也可能发生由于界面张力测量值之间的差异和实际的界面张力值在洪水。相信在测量期间,IFT经验的积累减少活性物种在油水界面的解吸率较低。然而,随着时间的推进,更高的浓度梯度发展沿着油水界面,增加解吸率,从而减少活性物种浓度反酌界面张力的降低(早些时候16]。

4所示。结论

lignin-based表面活性剂的最佳配方使用hexamethylenetetramine (HMTA)胺,木质素,钠进行(sdb) 2 wt. %。HMTA PAM相比也显示良好的稳定性阶段。采油性能和界面张力(IFT)测量lignin-based与商业石油磺酸盐表面活性剂与系统,由于没有多大影响复苏而IFT大约是0.5 - -1.0 mN / m。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

以前的工作,本文提出了在《国际工业工程与运营管理万隆会议,印度尼西亚,2018年3月6 - 8日。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢马来西亚各种大学和马来西亚国家石油公司提供的各种大学实验室设施和设备。

引用

1. k .杜阿加瓦尔,s . Lo et al .,“评估化学采油中潜在的圣约瑟夫•油田海外马来西亚,”学报SPE采油会议石油工程师学会,吉隆坡,马来西亚,2011年7月。视图:谷歌学术搜索
2. 马来西亚国家石油公司、“离岸采油,”2017年,https://www.petronas.com.my/our-business/Upstream/projects/Pages/EORO.aspx。
3. a . Sabzabadi d, a . Azhan b . a . Manap和d . Arsanti“化学一个中年海上油田三次采油的策略和评价方法在马来西亚半岛,”国际石油技术研讨会论文集2014年12月,吉隆坡,马来西亚,。视图:谷歌学术搜索
4. a·a·m·亚辛“采油在马来西亚,”海外东南亚学报》上,新加坡,1988年2月。视图:谷歌学术搜索
5. m . s .吴作栋,m . Awang x y Lim和n a法理“采油热解油的生产,”自然资源学报》1日国际会议2006年工程和技术普特拉贾亚,页24 - 25日,马来西亚,2006年7月。视图:谷歌学术搜索
6. p . Suryo和b . Murachman非石油化工品的发展为提高采油在印尼,”学报SPE亚太石油和天然气会展2001年4月,雅加达,印度尼西亚,。视图:谷歌学术搜索
7. k . Ganie m . a . Manan和a·k·伊德里斯”制定基于木质素表面活性剂使用提取木质素从ultrasound-assisted采油技术,”学报》国际工业工程与运营管理会议2018年3月,印尼万隆。视图:谷歌学术搜索
8. h .太阳,问:刘,s . Chen等人“研究木质素聚醚磺酸盐表面活性剂的合成和性能提高石油复苏,”分散科技杂志》上,38卷,不。8,1124 - 1128年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. s, s .沈x燕et al .,“从碱木质素的合成表面活性剂采油,”分散科技杂志》上,37卷,不。11日,第1580 - 1574页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. 西格玛奥德里奇,“西格玛奥德里奇目录”,2019年1月,https://www.sigmaaldrich.com/catalog/substance/ligninalkali12345806805111?lang=enandregion=MY。视图:谷歌学术搜索
11. x欧阳,l·柯裘x, y, y彭日成,“碱木质素的磺化和潜在使用水泥分散剂,”分散科技杂志》上,30卷,不。1、1 - 6,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. 美国专利和商标办公室,d . e . Kieke美国专利号5911276,1999。
13. h .贝聿铭g . Zhang j . Ge l·金和c·马”的潜在碱驱提高通过油包水乳化重油的复苏,”燃料卷,104年,第293 - 284页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. m . Aoudia r . s . Al-Maamari m . Nabipour a . s . Al-Bemani和s . Ayatollahi“实验室研究烷基醚磺酸盐提高原油采收率高含盐度的碳酸盐岩储层:一个案例研究中,“能源和燃料,24卷,不。6,3655 - 3660年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. g . l . Chen, j . Ge p .江j . Tang和y . Liu”研究的驱油机理通过使用碱/表面活性剂驱系统,”胶体和表面物理化学和工程方面卷,434年,第71 - 63页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. h·a . Nasr-El-Din和k·c·泰勒,“动态界面张力的原油/碱/表面活性剂体系,“胶体和表面,卷66,不。1,23-37,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2019肯尼Ganie et al。这是一个开放的访问分布在条知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。