表面活性剂体系驱油效果分子动力学模拟研究

采用分子动力学(MD)方法模拟了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、长链脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)以及它们的复配体水溶液对吸附在岩层表面的模拟油正辛烷的洗脱效果,从分子水平上探讨了表面活性剂与石油烃分子的相互作用过程,定量研究了正辛烷扩散进入含表面活性剂的水相的分子数及扩散速度。综合考虑动力学和热力学因素,提出一种新的评价表面活性剂驱油效果的方法,即以正辛烷向水相的扩散速度与平衡时进入水相的油分子数的乘积来定义驱油系数Fp,通过Fp值与文献报道的界面张力值相比较,发现二者之间有良好的对应关系。用分子动力学(MD)模拟方法计算得到的Fp值,可作为一种有效的、简便快捷的三次采油用表面活性剂驱油性能的表征值。图13表1参7     

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。     

表面活性剂与油-水界面的介观模拟研究

用介观模拟方法对2种类型的表面活性剂分子在油-水界面的分布形态进行了模拟。结果表明：与单链型表面活性剂相比,低聚型表面活性剂分子由于其空间结构上的分散性,导致与其通过化学键相连的部分极性基团进入油分子内部,在油-水界面处相对更靠近油相,使得低聚型表面活性剂分子在油-水界面处极性基团的排列没有单链型表面活性剂那样有序;低聚型表面活性剂存在时,油-水界面的接触面积相对较大,而表面活性剂在油-水中的分布相对比较均匀;相比单链型表面活性剂分子,低聚型表面活性剂分子可以更好地降低油-水界面的界面张力。     

MD-1膜驱剂溶液的界面特性研究

以非离子、阳离子、阴离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚OP－10、十六烷基三甲基溴化铵CTAB、十二烷基苯磺酸钠SDBS作对比剂，在20℃用吊环法实验测定了膜驱剂MD－1（一种单分子双季铵盐）水溶液的表面张力和界面张力。MD－1水溶液的表面张力基本上不随溶液浓度而定，其值约71．5mN/m，比纯水表面张力理论值仅约低2％，说明MD－1不具有表面活性，是表面非活性物质。模拟油（1％胶质沥青质的煤油溶液，胶质沥青质为辽河兴隆台原油在体积比2：3的甲醇／苯中的沉淀物）与MD－1水溶液之间的界面张力在MD－1浓度增至25mg/L时开始下降，250mg/L时降至稳定值（20mN/m左右），只下降36％，不形成低界面张力体系。界面张力下降是MD－1在界面吸附富集的结果。模拟油与1000mg/L OP－10＋MD－1混合水溶液之间的界面粘度随MD－1浓度（0，300，500mg/L)增加而降低，降低幅度在低转动角速度下随角速度增加而增大，在高角速度下趋于一致.讪于OP－10不具有与MD－1相互作用的基团，加入MD－1引起界面粘度（即界面膜强度）降低，是MD－1与胶质沥青质作用的结果。图4参10。     

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%。     

胜利原油活性组分对其与烷基苯磺酸盐溶液组成的体系油-水界面张力的影响

 采用柱色谱四组分分离方法(SARA)对胜利原油进行分离,依次得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质;采用碱醇液法萃取胜利原油得到其酸性组分,测定了各原油活性组分模拟油与烷基苯磺酸盐配制的系列标准溶液组成体系的油-水界面张力。结果表明,原油的酸性组分在低质量分数时通过改变油相的等效烷烃碳数（EACN）影响体系的油-水界面张力;高质量分数时则与表面活性剂混合吸附,使得体系油-水界面张力大幅度升高。胶质对其模拟油-表面活性剂标准溶液体系的油-水界面张力的影响与酸性组分的规律一致;沥青质的界面活性弱于酸性组分,混合吸附能力较弱,高质量分数时使体系油-水界面张力小幅度升高;饱和分和芳香分只影响油相的性质。     

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。     

生物基两性离子型表面活性剂在不同驱油体系中的乳化稳定动力学

为探索生物基两性离子型表面活性剂(CNBS)在矿化度高于5 g/L体系中的驱油性能,研究该表面活性剂在不同驱油体系中的界面活性和乳化稳定动力学。结果表明,当该表面活性剂质量浓度为1.29 g/L、矿化度为32 g/L、NaOH质量分数为2.5%时,形成稳定W/O型乳状液,油/水界面张力降低至9.60×10^-4mN/m。当体系中总含水体积分数在40%～80%范围时,表面活性剂的加入有利于形成W/O型乳状液,且表面活性剂浓度是影响模拟乳状液稳定动力学的关键因素;随其浓度增大,模拟乳状液的破裂速率常数降低、半衰期和油相含水率增大,模拟乳状液的稳定性增强;当表面活性剂质量浓度为1.50 g/L,模拟乳状液稳定性最好。该表面活性剂与NaOH和黏均相对分子质量为2.5×10⁷的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有良好的协同效应,当表面活性剂浓度较低时,三元体系形成稳定W/O型乳状液。分子动力学模拟结果表明,油/水中加入该表面活性剂可使油/水界面膜厚度增大、界面能降低,形成稳定的乳状液;体系中加入NaCl和NaOH,油/水界面膜厚度和界面能均降低,乳状液的稳...     

OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块表面活性剂驱的室内研究

通过界面张力、增溶率、吸附量以及驱油效率的测定,研究了OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块油藏表面活性剂驱的性能。结果表明,OCS表面活性剂用于大港油田枣1219断块油藏原油时,油水界面张力均可以达到1×10-2mN/m的数量级,最低可以达到1×10-3mN/m。在注入浓度0.5%时,OCS表面活性剂在大港油田枣1219断块岩心上的吸附量小于2mg/g油砂。室内岩心驱油试验结果表明,当OCS表面活性剂的浓度为0.5%时,OCS表面活性剂驱可比水驱提高采收率12.2%。可以满足大港油田枣1219断块油藏进行表面活性剂驱的要求。     

二元复合驱采出液的油水界面性质和破乳条件的关系

用界面张力仪和表面粘弹性仪研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和表面活性剂(石油磺酸盐和非离子型表面活性剂)形成的二元复合体系对模拟油与模拟水(简称油水)界面特性、乳状液稳定性和采出液处理效果的影响。实验结果表明,含固体悬浮物的采出液过滤后与模拟油间的界面张力和界面剪切黏度降低;随表面活性剂浓度的增加,油水间的界面张力和界面剪切黏度降低,而随HPAM浓度的增加,油水间的界面张力和界面剪切黏度增加;原油与二元复合体系所形成的W/O和O/W型乳状液稳定性随HPAM和表面活性剂浓度的增加而提高;采出液中HPAM和表面活性剂的浓度增加,处理采出液的效果变差。     

Molecular dynamics simulation of adsorption of an oil-water-surfactant mixture on calcite surface

An interface super molecular structure model for oil-water-surfactant mixture and calcite was established. By using a molecular dynamics method, the effects of rhamnolipid, sodium dodecyl benzene sulfonate and sodium hexadecyl sulfonate on the interface adsorption behavior of oil molecules were investigated. It was found that these three surfactants could reduce oil-calcite interface binding energy, and play a role of oil-displacing agent.     

用表面活性剂提高糠醛精制润滑油收率的研究

在润滑油馏分糠醛精制过程中,添加微量的十二烷基苯磺酸钠、聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性剂,以改善液—液界面,从而使精制油收率比未添加表面活性剂时提高１．８％～２．７％。     

环烷基石油磺酸钠胶束增溶及乳化携油作用分析及应用

为了揭示环烷基石油磺酸钠在砾岩油藏聚合物/表面活性剂二元复合驱中对提高采收率的影响,利用激光粒度仪和紫外分光光度仪测定了环烷基石油磺酸钠溶液的胶束尺寸和增溶量,利用微流控模型驱替实验和岩心驱替实验研究了环烷基石油磺酸钠乳化对提高采收率的影响.结果表明,与十二烷基苯磺酸钠、重烷基苯磺酸钠相比,同浓度下环烷基石油磺酸钠胶束...     

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。     

复合表面活性剂型驱油剂的研制及现场应用

介绍了由十二烷基苯磺酸钠、醇醚硫酸盐等表面活性剂组成的新型驱油剂HQ-99的D相乳化法及其物理模拟实验和现场实验。结果表明,吉林油田使用驱油剂HQ-99进行替代现用柴油措施施工,在现场试验有效期内,平均单井日增油可达0.7t,平均单井投入只为挤柴油措施的二分之一,投入产出比为1：2.68,经济效益显著。     

利用黑液制备复配驱油剂的室内试验研究

以黑液、十二烷基苯磺酸钠和NaOH为原料，制得一种复配驱油剂。根据正交试验，确定了复配驱油剂的最佳配方：黑液用量（质量分数，下同）1．8％，十二烷基苯磺酸钠用量0．6％，NaOH用量0．3％。用此最佳配方制得的复配驱油剂通过室内模拟驱油试验，测得采收率为84．95％。     

Evaluation of Surfactants for the Cost Effective Enhanced Oil Recovery of Assam Crude Oil Fields

Based on a hierarchial methodology, the article presents the comparative efficacy of Vim commercial detergent for the purpose of surfactant enhanced oil recovery of Assam crude oil in Indian reservoirs. Suitable technical and economic indices were defined to explore the economic competence with other surfactants such as sodium dodecyl benzene sulfonate and sodium dodecyl sulfonate. It was evaluated that the detergent formulation provided the following performance characteristics: I_C = 13.43 mN/m.g/L surfactant solution, surfactant sustainability index = 3.88 × 10^?3 mN/m.$/L surfactant solution, cost ratio = 0.32 ? 0.52 $ surfactant/$ crude oil recovered and 14.7–15.1% tertiary recovery with respect to original oil in place. Further ultralow interfacial tension formulations were also achievable with the commercial detergent.     

双子表面活性剂DSDBS水溶液的表面特性

采用表面张力法和电导率实验,结合冷冻刻蚀电镜观察等手段,研究了双子表面活性剂双十二烷基苯磺酸钠DSDBS-x（x为双子表面活性剂桥联基团的碳原子数,x为2和6）水溶液的表面特性。30℃下DSDBS-2和DSDBS-6的临界胶束浓度(CMC)分别为1.3×10-5和2.5×10-5 mol/L,与对应单体十二烷基苯磺酸钠(SDBS)相比,胶束结构致密。当DSDBS浓度大于4倍CMC后,其水溶液电导率值偏离线性关系,为其胶束由球状胶束向棒状胶束转变所致。DSDBS-6的桥联基团碳链较长,且可以向界面弯曲,NaCl对其饱和吸附量(ΓCMC)的影响比对DSDBS-2的要大。     

三次采油用烷基苯磺酸盐结构与性能的关系研究

通过合成不同结构的系列烷基苯磺酸盐,研究了不同结构烷基苯磺酸盐与烷烃、原油的界面活性,结果表明表面活性剂的分子结构(碳链长度,取代基大小,苯环位置)均对油水界面活性有很大影响,并且具有一定规律.研究了弱碱体系不同结构表面活性剂的油水界面活性规律,通过对烷基苯原料的大量筛选以及磺化合成工艺的优化,合成出适合我国石蜡基原油(以大庆原油为代表)、中间基原油(以大港原油为代表)的弱碱体系的烷基苯磺酸盐主剂配方SY-D1和SY-G2,合成的烷基苯磺酸盐主剂配方能在较宽的Na2CO3浓度范围(对大庆油水浓度为0.4%～1.0%,对大港油水浓度为0.2%～1.0%)和活性剂浓度范围(对大庆油水为0.025%～0.2%,对大港油水为0.05%～0.3%)与原油形成超低界面张力,其稀释能力强、用量少,且性能稳定.图10表1参3