石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐的复配效果及其结构成因

为揭示石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐复配体系的性能特征,考察了石油羧酸盐和烷基苯磺酸盐形成的混合胶束(超分子结构)对复配体系界面活性的影响。结果表明,亲水亲油平衡值(HLB值)的差别使石油羧酸盐分子和烷基苯磺酸盐分子在油水界面上插入深度不同,由于距离拉开而减少了极性基团间的斥力,因而混合胶束排列得较紧密,界面吸附增加,界面活性比单剂好。此结构特点对复配体系界面活性的影响体现在:复配体系能在较宽的表面活性剂浓度及矿化度范围产生超低界面张力;在0.6%数1.2%弱碱(Na2CO3)下有优良的界面活性,避免了强碱(Na OH)对地层的伤害;达到超低界面张力所需表面活性剂浓度较低,可以降低驱油剂成本;在和油粒接触后可较快达到超低界面张力,对驱油过程有利。复配体系在强碱、弱碱、无碱情况下的界面活性均较好。和石油羧酸盐有良好协同效应的烷基苯磺酸盐应是直链分子结构,才能形成较紧密的混合胶束,具有较高的界面活性。     

石油羧酸盐与不同碳链结构磺酸盐复配体系的界面活性研究

为了探求石油磺酸盐与石油羧酸盐复配后产生协同效应的机理,选出直链和支链的石油磺酸盐与石油羟酸盐复配,并测定复配体系的界面张力,研究复配后的界面活性。发现直链的石油磺酸盐复体系要优于支链的碘酸盐复配体系的界面活性,由此讨论了复配效果和石油磺酸盐,石油羧酸盐分子结构及亲水亲油差异的关系。结果表明,直链磺酸盐与石油羧酸盐复配表面出很好的复配效应,而支链磺酸盐与石油羧酸盐复配效果较差。     

石油羧酸盐对磺酸盐的协同效应

石油羧酸盐和多种烷基苯磺酸盐均表现出良好的协同效应,复配体系产生超低界面张力的表活剂浓度及碱范围比仅用烷基苯磺酸盐的体系大为拓宽.石油羧酸盐和磺酸盐复配体系可以较快地达到初始超低界面张力,对驱油有利;石油羧酸盐和烷基笨磺酸盐复配体系可在弱碱或无碱条件下和大庆原油达到超低界面张力.由于石油羧酸盐价廉且原料易得,复配体系中石油羧酸盐商品占主要重量分数,因此具有很大的经济价值及应用意义.     

将石油磺酸盐产品中未磺化油转变为石油羧酸盐的研究

将石油磺酸盐产品中未磺化油分离后进行氧化、皂化反应,表面活性剂产率提高25%以上,得到的石油羧酸盐与石油磺酸盐产品进行复配,在Na2CO3含量6数12 g/L及复配表面活性剂含量1数3 g/L的范围内,复配体系与大庆原油间可以形成超低界面张力。考虑到石油磺酸盐产品在分离未磺化油后活性会下降,又进行了将含有未磺化油的石油磺酸盐产品直接氧化的研究,得到石油羧酸盐和石油磺酸盐的混合产物,活性物含量提高8%以上,未反应油含量降低10%左右,氧化后界面活性得到保持或略有改善。用氧化后的产物配成的三元复合体系具有很好的界面活性长期稳定性,在6个月的贮存测试期间均保持了初始时10-4m N/m数量级的超低界面张力。     

复配表面活性剂对三元复合体系界面张力影响研究

研究了石油羧酸盐与不同磺酸盐的复配体系的界面活性,测定了复配表面活性剂在大庆油砂上的吸附量。结果表明,复配体系的界面活性优于单一的磺酸盐体系。将少量磺酸盐与石油羧酸盐复配,可使体系达到超低界面张力,碱度范围拓宽,初始界面张力变低。复配表面活性荆吸附过程中羧酸盐起到了牺牲剂作用,降低了磺酸盐的吸附损失,复配体系的这些特点对提高驱油效率很有利。     

醚羧酸盐及其与石油磺酸盐和碱的复配研究

本文报道醚羧酸盐表面活性剂的应用研究结果。在考察这种非离子阴离子型表面活性剂的耐温、耐盐、耐钙能力及界面张力基础上，主要研究了它与石油磺酸盐和碱的复配性能。实验研究结果表明，这种表面活性剂与石油磺酸盐复配不仅能大大改善石油磺酸盐的耐盐性能，而且不需添加低分子量的醇即能使复配体系与癸烷的界面张力达到超低，可用于高矿化度地层驱油。加入碱可进一步增强醚羧酸盐／石油磺酸盐复配体系的界面张力协同效应     

重烷基苯磺酸盐弱碱化复配应用进展

石油羧酸盐与重烷基苯磺酸盐表面活性剂具有良好的协同作用,该复配体系在较宽的表面活性剂和弱碱浓度范围内均能形成超低的界面张力,重烷基苯磺酸盐与石油羧酸盐复配比例一般在3～4∶1。石油磺酸盐是目前应用最广泛的一类表面活性剂,在与重烷基苯磺酸盐复配中,一般复配比例为重烷基苯磺酸盐∶石油磺酸盐=1∶1或2∶1。由东北石油大学研制合成的甜菜碱型表活剂在弱碱和无碱情况下都能达到超低界面张力。     

石油羧酸盐和磺酸盐复配体系的界面活性

研究了用石油馏分液相氧化产物制得的石油羧酸盐与不同磺酸盐（ＯＲＳ－４１、Ｂ－１００、ＭＳ－４５等）的复配体系的界面活性。结果表明,复配体系的界面生优于单一的石油羧酸或磺酸盐体系。复配体系的这些特点对提高驱油效率很有利。     

低界面张力阴离子双子表面活性剂黏弹流体的 构筑与性能评价*

为了有效提高我国低渗、特低渗油藏采收率,提出了构筑低界面张力阴离子双子表面活性剂黏弹流体的思路,以满足驱油剂同时提高波及效率及洗油效率、注入性好、无色谱分离的要求。本文以阴离子双子表面活性剂分子结构对其溶液黏度、黏弹性、界面活性影响为研究基础,构筑了GCET黏弹流体,并评价了其主要性能及油藏环境适应性。研究表明,羧酸盐双子表面活性剂溶液流变性及界面活性优于磺酸盐双子表面活性剂的;疏水链碳数较大(m=18),间隔基团碳数适中(s=3)的羧酸盐双子表面活性剂溶液流变性能较好;疏水链碳数较大(m=18),间隔基团碳数较小(s=2)的羧酸盐双子表面活性剂溶液界面活性较高。以此,优化分子结构设计并构筑的GCTE流体具有良好的黏度行为、黏弹性、界面活性及油藏温度及矿化度适应性。在模拟矿化度(12000 mg/L)条件下,0.5%的GCTE黏弹流体黏度12.68 mPa·s;溶液黏弹性较好(=0.3661、松弛时间=11.302 s);稳态油水界面张力达到2.93×10~(-3)mN/m。GCTE黏弹流体在非常规油藏提高采收率方面具有良好的应用前景。图17表12参27     

不同链长石油羧酸盐和不同碳数纯烃之间的界面张力

实验考察了由平均碳数为23．16、26．01、28．70的大庆原油馏分油经氧化、皂化制备的石油羧酸盐A、B、C与正庚烷、正十二烷、正十六烷之间45℃下的界面张力(动态界面张力稳定值)与水相盐度的关系。石油羧酸盐在水相中的质量浓度为1g／L。对于每一种烷烃，随着石油羧酸盐平均碳数增大，产生超低界面张力所需的盐度范围缩小。最低界面张力对应的盐度(最佳盐度)减小；而对于每一种石油羧酸盐，随着烷烃碳数增大，产生超低界面张力的盐度范围扩大。最佳盐度增大但相互间差别减小。从达到的界面张力值、盐度范围和盐度值来看，对于正庚烷、正十二烷、正十六烷。较适宜的表面活性剂分别是石油羧酸盐A、B、C。研究结果表明，在超低界面张力体系中，石油羧酸盐的平均碳数与烷烃碳数之间、烷烃碳数与盐度之间有一定的对应关系；在石油羧酸盐的应用中，原油的EACN值和油藏矿化度都必须考虑。图6参5。     

探讨两种国产石油磺酸盐间产生协同效应的机理

克拉玛依石油磺酸盐与安庆石油磺酸盐是有代表性的两种国产石油磺酸盐，前者由新疆原油磺化中和制得，后者是以催化裂化馏分油为原料经磺化中和制得。笔者应用^1H NMR和元素分析的方法测定了这两种石油磺酸盐的脱磺油，从而得到石油磺酸盐亲油基的支化度和芳香度。应用相图和测定Krafft温度的方法考察了该两种国产石油磺酸盐的亲水亲油性，由此探讨了该两种石油磺酸盐间发生协同效应的基础。应用绘制界面张力等值图的方法优化了该两种石油磺酸盐的复配，筛选了针对不同试验区块油、水及温度条件的表面活性剂驱油配方，验证了该两种石油磺酸盐之间的正协同效应。     

廉价石油磺酸盐表面活性剂KPS-2的合成及性能

在室内合成出了驱油用廉价石油磺酸盐表面活性剂KPS-2,确定了KPS-2的生产工艺参数,并对产品性能进行了评价.实验表明:KPS-2/Na₂CO₃复合体系与新疆克拉玛依原油的界面张力达到了三元复合驱低界面张力的要求,且新产品KPS-2具有适应范围广,产品收率高,产品性能稳定,生产工艺简单,无酸渣,环境污染小,成本低等特点.     

石油磺酸盐的结构与界面活性的关系及其质量评价

研究了石油磺酸盐的结构与界面活性之间的相互关系并对其进行了质量评价。实验结果表明,当石油磺酸盐溶液与原油的界面张力小于0.050 mN/m、介于0.05～0.150 mN/m或大于0.150 mN/m时,石油磺酸盐的界面活性分别表现为优异、良好和较差;质谱分析结果显示,石油磺酸盐试样中含有烷基苯、烷基萘、烷基茚满、烷基菲、烷基苊、烷基芴和烷基联苯磺酸盐7种类型的磺酸盐,当烷基苯、烷基萘、烷基茚满和烷基苊磺酸盐的质量分数分别为20.0%,5.2%,6.1%,4.6%左右时,试样具有一定的界面活性;待测试样与标准试样(试样9)的相关系数大于0.930时,该试样具有一定的界面活性,相关系数越接近1.000,界面活性越优异。     

氯化钠和异戊醇对于石油羧酸盐界面活性的改善

研究了电解质（NaCl)和助剂醇（异戊醇）对石油羧酸盐活性剂体系（2 ^-4E,2^#-6E）界面活性的影响。实验结果表明,在活性剂体系2^#-4E和2^#-6E中加入NaCl和异戊醇,可大大改善活性剂体系的界面活性;加入NaCl和异戊醇后的活性剂体系在很宽的活性剂浓度和碱度范围内与大庆原油产生超低界面张力。     

Petroleum Sulfonates as Oil Displacement Agents and Application to Gudao Oil Field

Abstract

In terms of the condition of injection of water after polymer flooding of the Gudao oil field (Shengli, China), the following water quickly broke though the bank to the production wells, while most of residual oil remained in the formation. To solve the problem, two types of petroleum sulfonates made in China were selected to form an oil displacement agent (ODA) solution. The petroleum sulfonate available for crude oil from the Gudao oil field with the ultra-low interfacial tension can be found by drawing an oil/water interfacial tension contour diagram. The results show that the interfacial tension can be lower than 3.6 × 10^?4 mN/m when the active agent is contained with 0.25% Kelamayi petroleum sulfonate (KPS) + 0.225% Anqing petroleum sulfonate (APS) and if the agent reduces water resistance by entering the tiny pore to improve sweep coefficient and oil displacement efficiency. The polymer has no influence on the balanced value of interfacial tension but delays the interfacial tension to reach the balance. Pouring 0.3 pore volume (PV) high-efficient ODA into reservoir can improve 17% oil recovery (OR). Synergistic effects of two types of petroleum sulfonate with low cost to enhance OR will have an excellent prospect for enhanced oil recovery (EOR).     

质谱法鉴别不同批次石油磺酸盐的研究

为鉴别油田用不同批次石油磺酸盐间的差异,对石油磺酸盐试样进行分离纯化处理、界面张力测定和质谱分析.结果表明,从不同批次试样质谱图中分别提取相对丰度最大的10个分子离子峰,并赋予其不同数值,计算相关系数,可有效地对不同批次试样间相似程度进行评价,且评价结果与界面张力测定结果相吻合.     

系列化石油磺酸盐与胜利原油相互作用的研究

研究了胜利石油磺酸盐及其系列化产品与胜利原油及其组分之间的界面张力，结果表明，原油组成的差别造成磺化产品性质的差别；同一石油磺酸盐产品不能适应不同区块原油低张力的要求，必须复配适宜的助表面活性剂，而系列化石油磺酸盐与本区块油水具有较好的相似相容性，低浓度下不复配任何助表面活性剂就具有较高的界面活性。     

糠醛抽出油制取驱油用表面活性剂的研究

以大庆炼油厂减二线糠醛抽出油为原料,发烟硫酸为磺化剂,在釜式磺化反应器中制备了一种石油磺酸盐表面活性剂,考察了合成条件对产品收率及表面活性的影响。结果表明,在酸油质量比为0．4：1,反应温度60℃,磺化时间45min的最佳合成工艺条件下,石油磺酸盐表面活性剂的收率为46．2％,产品活性物含量48．2％;石油磺酸盐溶液浓度在1mmol／L时油水界面张力31．5mN／m,临界胶束浓度1．7×10^-3mmol／L;与碳酸钠复配后,界面张力可降低至10^-3mN／m,适合用作三次采油用驱油表面活性剂。     

驱油体系／原油间的瞬时界面张力

考察了活性剂浓度、碱浓度和聚合物种类及浓度对复合驱油体系与原油间瞬时界面张力(γt)的影响.结果表明,在一定碱和盐浓度条件下,0.3%的石油磺酸盐存在即可使γt降至超低.室内模拟驱油试验结果表明,化学驱提高采收率27.5%.本研究对于三次采油具有一定指导意义.     

工业木素磺酸盐与大庆原油形成低界面张力的条件研究

系统地研究了工业木素磺酸盐与大庆原油形成低界面张力的条件。研究证明 ,单纯工业木素磺酸盐不能与大庆原油形成超低界面张力 ,但与多种活性剂能产生协同效应 ,添加少量石油磺酸盐、碱为助剂配制的工业木素磺酸盐三元复合体系与大庆原油间的界面张力可以达到 10 -3 mN/m～ 10 -4 mN/m数量级。