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。     

孪二连季铵盐表面活性剂

综述了目前研究得最系统的一类孪二连型（二聚体型）表面活性剂－－双季铵盐类表面活性剂α,ω-亚烷基双（二甲基烷基溴化铵）,认为可成为有广泛应用前景的一种油田化学剂。简略介绍了此类化合物的化学结构和合成方法,比较详尽地介绍了此类表面活性剂的物化性质,包括：临界胶束浓度;胶束聚集数;胶束微观结构与溶液流变性;气液和固液界面相行为;水溶液中液晶形成;与单体型和三聚体型表面活性剂的比较;其他性质（杀菌能力,与常规表面活性剂的配伍性）。     

季铵盐型Gemini 表面活性剂水溶液的表面和油-水界面特性

 用 DCAT-21型表面张力及接触角仪测定了不同结构的季铵盐型 Gemini 表面活性剂 C_n-s-C_n·2Br 溶液的表面张力和界面张力变化,为选择一种较好的表面活性剂作为驱油剂提供基础。结果表明,烷基链长n 均为12时,随联接基团数s 的增加,季铵盐型 Gemini 表面活性剂降低表面和界面张力能力减小。s 相同时,随着烷基链长n 增加,Gemini 表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）减小。加入无机盐可以进一步降低 Gemini 表面活性剂的 CMC 值。季铵盐型 Gemini 表面活性剂的 CMC 值较类似结构的单链单头普通表面活性剂的 CMC 值低,且达到最低界面张力时的浓度比单链单头普通表面活性剂低2个数量级。Gemini表面活性剂的高表面活性主要由其特殊的分子结构所决定。     

油田用两性孪连表面活性剂的合成及表征

用癸醇、十二醇、十四醇和十六醇分别与1,3,2-二烷磷酰氯低温下反应生成环状磷酸酯的中间产物,再用N,N-二甲基十二胺在亲核溶剂中进行开环反应合成了两性孪连表面活性剂;通过红外光谱、薄层色谱(TLC)分别对中间产物结构及目的产物形成过程进行了监测,精制提纯后得到了4种含N 和磷酸根的两性孪连表面活性剂,其质量收率分别为32%,54%,18%和28%;产物的结构通过1HNMR、IR进行了鉴定。元素组成分析表明,两性离子表面活性剂C,H,O,N的分析值与理论计算值偏差不超过0·3%。4种表面活性剂的临界胶束浓度分别为12·5,9·2,7·8和7·7×10-6mol/L,对应的表面张力分别为23·90,25·61,27·68和35·82mN/m。该两性孪连表面活性剂具有良好的抗盐、高活性性能,是一种油田用新型表面活性剂。     

耐温抗盐甜菜碱表面活性剂的表征及性能研究

本文合成了一种耐温抗盐表面活性剂,通过红外光谱、拉曼光谱以及元素分析考察了该表面活性剂的结构,并研究了其表界面活性和乳化性能。研究结果表明：所合成产物与目标产物———羟磺基甜菜碱一致;羟磺基甜菜碱溶液具有较低的表面张力,临界胶束浓度为8.099×10^-5 mol/L;在0.5～3.0 g/L浓度范围内,羟磺基甜菜碱溶液与原油间的界面张力（稳定值）均能够达到超低,且在30℃～80℃较宽的温度范围内均能达到超低界面张力;此外羟磺基甜菜碱还具有一定的乳化能力。羟磺基甜菜碱作为一种具有良好应用前景的表面活性剂,有望应用于国内外高温高盐油藏。     

双子表面活性剂临界胶束浓度规律研究进展

临界胶束浓度是表面活性剂自聚形成胶束的重要参数。双子表面活性剂是具有双亲水基团、双疏水链的表面活性剂,比常规表面活性剂具有更低的临界胶束浓度和更高的表面活性。了解影响双子表面活性剂临界胶束浓度的内在、外在因素,有助于理解分子间的相互作用,分析碳链和联接基团等分子结构对其性能的影响,探究双子表面活性剂的自组织行为,从而更好地发挥双子表面活性剂的高表面/界面活性,开发新型高效表面活性剂。文中介绍了双子表面活性剂临界胶束浓度常用的测定方法,总结了双子表面活性剂疏水基团、联接基团、亲水基团、温度、无机盐等对双子表面活性剂临界胶束浓度的影响,并对影响结果进行了分析。     

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。     

可提高渗吸效率的阴非离子型表面活性剂制备与性能评价

表面活性剂在微裂缝细小吼道发生渗吸效应可以提高单井产量。以烷基醇聚氧乙烯醚和马来酸酐为原料合成了阴非离子型表面活性剂AN211,用核磁共振仪表征了产物结构,研究了AN211的临界胶束浓度、油水界面张力、润湿性和渗吸效率等性能。结果表明,AN211的临界胶束浓度为0.052 g/L;AN211溶液的界面张力随浓度增加而降低,0.3%AN211溶液的界面张力为3.37mN/m;AN211改变岩心润湿性能较强,润湿时间较短,通过降低岩心表面Zeta电位改变其润湿性,实现润湿反转;AN211有效剥离了岩心表面的油性吸附物,其水溶液在岩心中的渗吸效率可达48%,渗吸效率提高,其渗吸性能受矿化度影响小,水质适用范围广。AN211性能优于两性表面活性剂椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵和驱油剂QY-1,可用于非常规油气藏储层驱油。     

高温高盐油藏中季铵盐双子表面活性剂的性能评价

考察了季铵盐双子表面活性剂在高温高盐油藏中各影响因素对油水界面张力的影响,并对其临界胶束浓度、静态吸附性能、热稳定性能进行了评价。结果表明,季铵盐双子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度;在高温高盐油藏条件下具有很好的油藏适用性;在油藏温度50～80℃时,矿化度7 000～22 000 mg/L时,具有较好的界面活性,其抗二价离子、抗静态吸附、热稳定性能均达到油藏应用的要求     

阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105 mg/L、CaCl2为1.5×104 mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定,当NaCl含量为250g/L,能使界面张力降至2.2×10-3 mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10-3 mN/m)。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。     

低渗透油田双子表面活性剂降压增注实验研究

通过室内实验考察了H双子表面活性剂在临盘低渗透油田的降压增注效果.H双子表面活性剂的含量为0.05％～0.3％时,与此区块原油间的界面张力达到10-2 mN/m数量级,并且该活性剂可以使岩心片由强水湿性向弱水湿性方向转变.在岩心含油的情况下,注入H双子表面活性剂可降低注入压力,活性剂含量为0.2％时降压率最高,达30.9％.     

克拉玛依油田B21井区油藏表面活性剂性能评价

为了评价克拉玛依油田B21井区二类砾岩油藏驱油用HW表面活性剂的可行性,评价了表面活性剂界面活性、稳定性、乳化性能和模拟驱油性能。结果表明：HW表面活性剂质量分数为0.1%~0.5%时,界面张力在10-2 mN/m量级,最小界面张力为0.006 0 mN/m,该表面活性剂具有良好的稳定性,长期放置界面张力不发生明显变化,有利于通过降低界面张力提高原油采收率;表面活性剂的质量分数和水油比均对其乳化性能有显著影响,乳化能力随质量分数增加而增大,破乳后析出水较为清澈且界面清晰,有利于表面活性剂驱油后的油水分离。驱油实验结果显示,质量分数为0.3%的HW表面活性剂溶液可提高采收率10.5%     

孪联型表面活性剂提高稠油采收率研究

新型孪联型表面活性剂在高温、高矿化度、很宽的pH范围内均能保持良好的发泡性、泡沫稳定性和超低的界面张力,具有优良的乳化降粘和洗油性能。在辽河油区选择海外河油田海31块作为研究对象,在室内分别考察了该表面活性剂单独使用及与助剂复合体系使用时对原油间油水界面张力的影响及驱油效率。结果表明,单独使用效果不理想,油水界面张力只降低到10^-1mN／m数量级,驱油效率提高6％-8%;而使用与助剂复合体系可降低油水界面张力达10^-3mN／m数量级,驱油效率提高9％-15％。矿场2井次的先导试验结果表明,驱油效果较好,累计增油217t。     

双子表面活性剂与原油间动态界面张力研究

通过进行油水动态界面张力测试,系统地研究表面活性剂种类、表面活性剂浓度、水介质矿化度、聚合物及非离子表面活性剂对动态界面张力的影响。结果表明,与传统表面活性剂比12-4-12有较强界面活性,在低浓度下,能将界面张力降低到5×10-3 mN/m。提高表面活性剂浓度,可以缩短达到平衡的时间,但当浓度超过一定值时,继续增加12-4-12浓度,会降低其界面活性。12-4-12最佳浓度为500 mg/L。12-4-12在不同矿化度都表现出良好界面活性,尤其在高矿化度下(25×104 mg/L)最佳。在高矿化度水介质中与常规非离子表面活性剂ANT复配,界面张力可降低到4×10-3 mN/m并稳定在10-3数量级,而与HPAM的复配性能较差,这可能与水介质矿化度过高有关。     

三种水处理剂对活性剂污水溶液和孤东原油间界面张力的影响

针对孤东原油与现场采出污水配制的表面活性剂溶液间界面张力不能达到超低界面张力的问题,研究了Na5P3O10、HEDP·Na4和ATMP·Na5三种水处理剂对表面活性剂污水溶液与孤东原油之间界面张力的影响规律,确定了三种水处理剂的最佳使用浓度范围。结果表明：当表面活性剂浓度为0．3％时,加入水处理剂后油水界面张力值显著降低,加Na5P3O10的油水界面张力先出现最低值后又逐渐升到平衡值,而加HEDP·Na4。和ATMP·Na5时都能使胜利原油与污水间界面张力最低值达到超低范围,HEDP·Na4的浓度范围最宽,为2000mg／L～4500mg／L。     

低界面张力泡沫驱油体系研究

采用Waring—Blender法对13种表面活性剂进行了泡沫性能评价,并测定了油水界面张力。结果表明,起泡性能好的DK,AS—14,Es表面活性剂油水界面张力未达10～mN／m。分别用阴离子表面活性剂WPS和非离子表面活性剂PM对Es,As-14,DK表面活性剂进行复配,As-14,DK与PM复配增效作用强,界面活性高。仅DK／PM复配表面活性剂的起泡和稳泡性能好。对DK／PM复配表面活性剂进行配方优化,当DK／PM复配表面活性剂总浓度为3000mg／L,DK与PM质量比为5：1时,泡沫综合指数达最大值,为4050．0,平衡时油水界面张力达5．96×10～mN／m．     

微乳助排剂的研制及性能评价

采用两性表面活性剂、双子表面活性剂和非离子表面活性剂作为主剂、添加助剂及油相,复配得到了具有低表面张力和低界面张力的微乳液,并对其粒径、热稳定性、改善水润湿性能力、与压裂液配伍性及返排提高率进行评价,得到了具有优异助排效果的微乳液体系。结果表明:该体系粒径分布约80nm,其表面张力平衡值约26.0mN/m,与煤油间界面张力最低可降至0.1mN/m,可改善云母表面润湿性,与其接触角最高改善约70°,返排提高率最高达到了29.72%;微乳液具有一定的耐温性,且与压裂液、添加剂和破胶液配伍性良好。     

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...     

以大庆减压渣油为原料的高效、廉价驱油表面活性剂OCS的制备与性能研究

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大，经济效益差的缺点，以廉价的大庆减压渣油为原料在实验室内合成出廉价的驱油用表面活性剂OCS，并初步评价了所得OCS样品的性能。结果表明，OCS表面活性剂制备重复性好，性能稳定。OCS表面活性剂具有优异的降低原油一地层水界面张力的能力，在NaOH存在条件下，能在较宽的碱浓度范围内使大庆四厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN／m。在Na2CO3存在条件下，能在较宽的碱浓度范围内使大庆四厂原油、华北油田古一联原油及胜利孤东采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN／m。在无碱条件下，对于大港油田枣园1256断块原油，当OCS表面活性剂含量达到0．1％时，油-水界面张力即可降至10-3^mN／m。对大庆四厂原油的驱油试验结果表明，OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系(ASP)的驱油效率比水驱提高20％以上。