Use of mixed surfactants to improve the transient interfacial tension behaviour of heavy oil/alkaline systems

Authors


Abstract

The objective of this study was to identify suitable combinations of additives to aqueous alkaline formulations for the potential recovery of Saskatchewan heavy crude oil. A previously developed strategy was applied to screen various additive combinations consisting of three commercial petroleum sulfonate surfactants and two commercial lignosulfonate surfactants. The selection of the additives was based on a large number of physical and interfacial property measurements in conjunction with phase stability tests at different temperatures. The resulting ternary formulations, labelled here as Mixed-Surfactant-Enhanced Alkaline (MSEA) systems, were very successful in reversing the trend of increasing interfacial tension with time that characterizes additive-free alkaline/crude oil systems. This success came at the expense of initial IFT values that were considerably higher than those exhibited by the corresponding additive-free alkaline solutions. However, at higher temperatures (65 °C), these ternary MSEA formulations were capable of generating very low IFT values against the crude oil (in the range of 5 × 10−2 to 10−1 mN/m), which suggests that they could be suitable candidates for commercial exploitation of heavy oil recovery processes.

Abstract

Cette étude a pour objectif de déterminer des combinaisons adéquates d'additifs pour des formulations alcalines aqueuses en vue de la récupération potentielle d'huile lourde de Saskatchewan. On a utilisé une stratégie mise au point antérieurement pour filtrer diverses combinaisons d'additifs constituées de surfactants commerciaux, dont trois au sulfonate de pétrole et deux au lignosulfonate. La sélection des additifs a été effectuée à partir d'un grand nombre de mesures des propriétés physiques et interfaciales conjointement à des tests de stabilité des phases à différentes températures. Les formulations ternaires qui en résultent, désignées ici sous le nom de systémes alcalins mélangés enrichis en surfactants (MSEA), ont permis facilement de renverser l'augmentation de la tension interfaciale dans le temps, une tendance qui caractérise les systémes sans additifs alcalins-huile lourde. Ce succès a été obtenu au dépens des valeurs initiates de la tension interfaciale qui étaient considérablement plus grandes que celles des solutions alcalines avec additifs correspondantes. Toutefois, à des températures élevées (65°C), ces formulations ternaires MSEA ont été capables de créer de très faibles valeurs de tension interfaciale par rapport à l'huile lourde (comprises entre 5 × 10−2 et 10−1 mN/m), ce qui suggère qu'elles pourraient être utilisées pour l'exploitation commerciale des procédés de récupération de l'huile lourde.

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