表面活性剂分子与油水界面分子的作用机理

用量化方法对模型单链型、二聚型和低聚型表面活性剂分子分别与油分子和水分子的微观作用进行了研究。发现低聚型表面活性剂分子与水分子和油分子的作用力均比单链型和二聚型表面活性剂分子的高; 与单链型表面活性剂分子相比，与低聚型表面活性剂分子结合的油由于受到更大的作用力而更容易脱离原附着物，从而提高原油采出率。实验结果进一步验证了模拟结果的可靠性。     

新型甜菜碱型两性离子表面活性剂界面行为的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟方法研究了新型系列甜菜碱型两性离子表面活性剂在辛烷-水体系的界面行为。结果表明,分子动力学模拟得到的该体系油-水界面张力值与实验值相符, 可以定性比较不同分子结构的甜菜碱型表面活性剂降低油-水界面张力的能力;不同温度下烷烃-水-甜菜碱型表面活性剂体系的油-水界面张力变化不大,具有良好的耐温性;加入不同量NaCl时,该体系的油-水界面张力保持稳定,表明甜菜碱型表面活性剂具有良好的抗盐能力。在分子层面上探讨表面活性剂构效关系对油-水界面张力的影响,可为三次采油中驱油用表面活性剂的筛选提供理论依据。     

表面活性剂界面吸附行为的分子动力学模拟

 采用分子动力学(MD,Molecular dynamics)方法模拟了油、水两相分离过程及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在油-水界面的吸附行为,考察了十二烷基苯磺酸钠分子支化程度、在油-水体系中的浓度和不同油相对油、水两相分离过程的影响及作用。结果表明,对于油-水体系,油、水两相在短时间内可达到分离平衡,形成一个明显的油-水界面;在烷烃-水体系中,以十二烷作为油相时,十二烷基苯磺酸钠在界面处浓度最大,吸附趋势最强;随着体系中十二烷基苯磺酸钠浓度的增大,模拟得到的吸附峰值浓度先增加然后略降,与实验结果相符。研究还提出,表面活性剂的界面接触面积(ASA,accessible surface area)可以作为衡量表面活性剂的油-水界面吸附能力及电解质降低油-水界面张力效果的指标。MD给出的分子水平的微观信息可以为三次采油技术中表面活性剂的筛选及有效应用提供指导。     

低浓度表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系的分子模拟与配方设计

 采用耗散颗粒动力学（DPD）方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油-水界面的排布行为,考察了分子结构、油相等因素对界面密度和界面效率的影响,探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的机理。实验研究了表面活性剂类型、油相、表面活性剂复配等对油-水界面张力的影响。结果表明,“阴-非”表面活性剂复配可使油-水界面张力降低1个数量级。根据分子模拟和实验研究结果,结合孤东七区试验区原油特点,提出了“0.3%”石油磺酸盐 + 0.1%表面活性剂1^#+0.15%聚合物"的二元复合驱配方,可使油-水界面张力降低至2.95×10^-3 mN/m,物理模拟实验提高采收率高达18.1%。     

表面活性剂在药物制剂中的应用

表面活性剂的分子都由性质不同的两部分组成，一部分为疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团一亲油基，另一部分为亲水疏油的极性基团一亲水基。按其分子在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型，表面活性剂又可分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型。作为药物制剂的辅料，表面活性剂可在各类药物中应用，发挥润湿、乳化、增溶等作用。     

古龙1号乳液体系研制及性能评价

为了进一步提高松辽盆地古龙页岩油采收率,依据古龙页岩储层特征和原油性质,基于表面活性剂与原油形成微乳液的相态理论和稠化剂分子构效关系,设计出易于在油水界面分布的耐温表面活性剂分子、具有大体积基团、刚性基团的稠化剂分子,合成出具有优良界面性能的耐高温表面活性剂和用于压裂携砂的耐高温稠化剂,研发出适合于古龙页岩油开发的古龙...     

分子动力学模拟阴离子/两性离子表面活性剂在油-水界面的分子行为及协同效应

采用分子动力学模拟方法研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)/十二烷基磺丙基甜菜碱(SB12-3)混合体系在油-水界面的聚集行为以及SDS与SB12-3的协同作用。通过密度分布、界面厚度、界面形成能来分析油-水界面性质,当n(SDS)/n(SB12-3)=1/1时,协同效应达到最大,即混合体系的界面形成能(E_IF)达到-640.959 kJ/mol。通过亲水基团的径向分布函数和氢键数目研究了SDS和SB12-3的亲水效应,发现SB12-3的亲水基团与水分子优先形成氢键,且形成氢键数目(12.555)大于SDS与水之间的氢键数目(8.968),SB12-3的亲水性更好;通过表面活性剂头基与尾链之间的夹角和疏水尾链序参数研究了2种表面活性剂的疏水性能,发现SDS烃链在油相中夹角(114.368°)大于SB12-3在油相中角度(111.903°),证明SDS拉伸程度好,表现出良好的疏水性能,2种表面活性剂的协同作用良好。     

聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液界面性质的研究

本文初步研究了在大庆油田的油层条件下,聚氧乙烯型非离子表面活性剂的亲水基团、亲油基团大小以及温度对其水溶液的表面张力以及与石油烃和大庆原油的界面张力的影响。结果表明,随亲油基团的碳数增加或亲水基团聚氧乙烯(EO)数的减少,有利于油、水界面张力,临界胶束浓度(CMC)的降低。本文所研究的非离子表面活性剂的CMC值非常低,大约在10~(-3)mol/L左右。大庆原油油、水界面张力,在活性剂浓度小于CMC时,随活性剂浓度的增加而急剧下降,而高于CMC时,只是缓慢下降。表面张力可降到27mN/m左右。在CMC值后,大庆原油的界面张力达到了10~(-1)～10~(-2)mN/m数量级。可见,非离子表面活性剂在大庆油田条件下的效能较好。     

低聚阳离子表面活性剂合成进展

低聚表面活性剂作为一类高效低耗的新型表面活性剂,在三次采油、医药、工业缓蚀等领域展现出良好的应用前景。低聚表面活性剂由两个或更多两亲基元通过联接基团以化学键的方式联接而成,其结构介于单链表面活性剂和聚表面活性剂之间。联接基团拉近了分子中多个两亲基元的距离,使其表现出更强的聚集能力。同时,联接基团结构和分子空间拓扑结构更加多样化,使其具备了更加丰富的构象和聚集形貌转变过程。上述特性使其作为高效低耗型油田化学剂和响应性软物质材料方面独具优势,但其合成难度大,限制了该类表面活性剂的系统研究。基于此,详细归纳了线状、星状和环状3类不同空间拓扑结构的低聚阳离子表面活性剂的合成方法。着重介绍了以多元醇、多元胺、多元酚、多元环氧化合物、多元羧酸（酯）等作为原料,利用其所含的羟基、氨基、羧基、酯基等活性反应基团来制备作为联接基团骨架的星状中间体,然后将中间体末端进行季铵化反应,制得星状低聚阳离子表面活性剂。通过对3类低聚表面活性剂合成路线的总结,建议将来利用酯化反应、酰胺化反应、席夫碱反应、开环反应等的组合来设计合成具备刺激响应性及良好生物相容性的低聚阳离子季铵盐表面活性剂。     

表面活性剂驱油机理实验探究与动力学模拟

选取了3种表面活性剂：十二烷基磺酸钠（SDS）、三甲基十六烷基溴化铵（CTMAB）和聚甘油脂肪酸酯（PGFE）,通过测试表面活性剂对辽河原油的流变性、界面张力、驱油效果等的影响,借助分子模拟手段探究了多元体系中表面活性剂的驱油行为。结果表明：表面活性剂改善原油流变性能力由高到低的顺序为SDS>PGFE>CTMAB;在质量分数为0.3%时,SDS体系的界面张力最低,为1.03×10-2 mN/m,且驱油效率高达87.3%;分子模拟中各表面活性剂降低原油密度的能力由小到大的排序为：CTMAB相似文献   

二元复合驱表面活性剂在油水界面的作用机理

用介观模拟方法对二元复合驱用表面活性剂分子在油水界面的分布形态进行了研究。发现十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和辛基苯基聚氧乙烯醚（TX100）均分布在油水的界面,单独使用时对界面张力的降低均有一个极值,但两者协同作用时呈互补的状态,使油水界面处表面活性剂分子的分布密度增大,更多地占据油水界面层,从而能够更多地降低界面的界面张力;聚丙烯酰胺（HPAM）不能降低界面张力,但自身能够通过分子链的缠结向四周延伸,形成一个空间网状结构,将周围的油滴连结起来,使油分子更容易聚集。     

含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂的油-水界面张力及其对原油的乳化能力

 以壬基酚、十二醇、异构十三醇为主要原料，合成了7种含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂。测定了以含0.1%(质量分数) 硫酸盐表面活性剂的模拟盐水与桩106-15-X18普通稠油配制的油-水体系的界面张力，并测定了上述表面活性剂对桩106-15-X18普通稠油的乳化速率。结果表明，虽然这些表面活性剂具有较高的耐盐能力，但随着分子中氧丙烯链节数逐渐增加，油-水界面张力值最小时对应的最佳NaCl含量呈降低趋势。在合成含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂时，可以通过控制氧丙烯链节长度，调节其在油-水体系中获得的低界面张力区的特点，使之适应不同盐含量的地层。含烷氧基链节的硫酸盐表面活性剂降低油-水界面张力的能力和其对稠油的乳化速率没有简单的对应关系。     

阴/两性离子表面活性剂复配体系界面性能探究

采用阴离子表面活性剂石油磺酸盐(PS-30)与两性离子表面活性剂月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱(LHSB)复配得到复配表面活性剂L/P,利用界面张力仪和驱油装置对表面活性剂的性能进行了评价。同时通过分子动力学模拟,分析了L/P在油水界面聚集作用的微观机理。实验结果表明,L/P的界面性能、驱油效果优于PS-30和LHSB,LHSB与PS-30的最佳复配质量比为4∶6。在含量为0.3%(w)时,L/P(4∶6)的界面张力可达到10^-3超低数量级,为3.91×10^-3 mN/m,采收率提高幅度达到18.54%。L/P(4∶6)在油水界面分布的相对浓度更高,排列也更加紧密,界面生成能绝对值大于PS-30和LHSB,说明它降低界面张力的能力更强;LHSB的加入使L/P(4∶6)在油水界面处的扩散系数增大,扩散速度加快,界面张力达到超低量级所需的时间缩短。     

Characterization of ternary compound viscosity reducer system on viscosity of viscous crude oil

Based on the theory that viscous crude oil can form stable two-phase oil-water interfacial molecular membrane with surfactant, the oil-water interfacial activity and viscosity reduction of oil-water interface of viscous crude oil were studied for the ternary compound system, including anionic surfactant alpha olefin sulfonate (AOS), weak alkali Na₂CO₃ and four different kinds of nonionic surfactant emulsifying silicon oil (LKR-1023), lauryl diethanolamide (LDEA), isomeric alcohol ethoxylates (E-1306), and polyoxyethylene sorbitan monooleate (T-80). Results showed when lipophilic or hydrophilic nonionic surfactants were used separately in the same compound system. The viscosity of viscous crude oil could be reduced, but the viscosity reduction efficacy was not desirable. However, using LKR-1023, E-1306, and T-80 as nonionic surfactant with mass fraction 1.0%, the viscosity reduction rate of viscous crude oil reaches 98.92%, 98.29%, and 96.87%, respectively. With 1.4% of LDEA, the viscosity reduction rate of viscous crude oil can reach 98.89%. Through all different kinds of the nonionic surfactant tested, oil-in-water (O/W) emulsion under LDEA ternary compound system has been proved to be the most stable with no phase inversion. Therefore, it is promising to improve the viscosity reduction of the super viscous crude oil by selecting the proper surfactant and dosage.     

氨基磺酸型两性双子表面活性剂的合成及性能

以十二胺、2-氯乙基磺酸钠为主要原料,采用二氯代的亲水性基团作为联结基,制备了新型氨基磺酸型两性双子表面活性剂DAS-3PA和DAS-8EO;用红外光谱对其结构进行了表征,并对其表面活性和油水界面张力进行了测试。结果表明,两性双子表面活性剂表现出优于传统表面活性剂的表面活性,25℃时DAS-3PA和DAS-8EO临界胶束浓度分别达到6．9×10^-5mol／L和8．0×10^-5mol／L,此时界面张力分别降至25．01mN／m和26．17mN／m;DAS两性双子表面活性剂倾向于吸附在油水界面上,并能有效地降低原油与水的界面张力;DAS两性双子表面活性剂与聚合物复配时表现出较好协同效应,此复配二元体系均能将油水界面张力降低至10^-3mN／m以下。     

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐系列表面活性剂的协同效应

为满足高温、高盐油藏三次采油的需求,采用自制的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(NNA)系列作为抗温、耐盐驱油表面活性剂,考察了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐系列表面活性剂复配前后原油 矿化水体系界面张力的变化,并讨论了其协同效应,并采用静态吸附实验考察了该系列表面活性剂的吸附性能。结果表明,随着NNA表面活性剂分子中氧乙烯链节数的增加,原油 矿化水体系的油 水界面张力最低值对应的矿化度向着高矿化度方向移动,当氧乙烯链节数适中时,可以获得超低油 水界面张力。同系列表面活性剂复配可以显著改善表面活性剂体系的界面活性,具有明显的协同作用。复配表面活性剂使油 水界面张力达到平衡值的时间大大缩短,拓宽了达到超低界面张力的表面活性剂质量分数范围（003%～015%）,耐盐性能也得到提高,使用单剂时耐盐能力在100 g/L以下,复配后耐盐能力达到100 g/L以上。同系列表面活性剂在油砂上的吸附规律相同,从而降低了表面活性剂被地层色谱分离的可能。