耐温耐盐降压增注活性体系的研发及性能评价

以亚硫酸氢钠、环氧氯丙烷、烷基二甲基叔胺等为原料,合成了4种烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂,利用红外光谱验证了产物的化学组成,评价了表面活性剂的界面性能、耐温以及耐盐性能,复配研发了耐高温高盐的活性体系配方,通过驱替实验评价了复配体系对不同渗透率低渗岩心的降压增注及提高采收率效果。结果表明,碳链长度为14的羟基磺基甜菜碱表面活性剂界面性能最好,与史深100区块原油的界面张力最低可达0.2mN/m;且具有非常好的耐温耐盐性,耐温130℃,耐盐200g/L;质量分数为0.072 4%的十四烷基羟基磺基甜菜碱和0.006%的季铵盐表面活性剂BDT-14,与原油的界面张力可达0.003mN/m。该配方对气测渗透率为5.02×10~(-3)μm2和42.15×10~(-3)μm~2的低渗岩心,分别可以提高采收率8.41%和15.02%,降低注入压力10.62%和29.17%,且没有发生明显的色谱分离现象。     

十八烷基双子表面活性剂的合成与性能测定

以十八烷基二甲基叔胺为疏水链,以1,2-二溴乙烷为联接基,采用一步法合成了十八烷基阳离子双子表面活性剂。通过红外光谱对其分子结构进行了表征;利用表面张力仪测定了其表面张力,该阳离子双子表面活性剂具有较小的表面张力和较低的临界胶束浓度;测定了该表面活性剂与大庆油田采油三厂原油之间的油/水界面张力,油/水界面张力可低至10-3数量级。十八烷基阳离子双子表面活性剂与普通表面活性剂有很好的协同作用,在提高驱油效率方面具有很好的应用前景。     

表活剂类型对旋转滴界面张力测定的影响研究

使用旋转滴界面张力测定仪对长2原油、甲苯、正己烷、环己烷与不同浓度的两种类型的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SLS)和十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)体系的界面张力进行了测定。讨论了仪器的平衡时间、转速、工作温度等因素对界面张力测量值的影响。同时分析了不同油相对界面张力的影响。结果表明:各体系平衡时间选择在20~30min之间时界面张力测定值准确度较高;在满足L/D≥4的测定要求后继续增大转速会使测量值偏大;仪器工作温度的提高则导致界面张力测定值逐渐减小。     

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％.     

新型季铵阳离子单体DMMAAB的研制

用 1溴十四烷 ( MB)对甲基丙烯酸二甲基胺乙酯 ( DMAEMA)进行季铵化反应 ,合成了新型长链烷基季铵阳离子单体二甲基十四烷基 ( 2甲基丙烯酰氧乙基 )溴化铵 ( DMMAAB)。讨论了投料比、反应温度和反应时间等因素对产物收率的影响。经过红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析和滴定分析等方法对 DMMAAB的结构进行了表征。并考察了它在多种溶剂中的溶解性及其在水溶液中的表面活性     

磺基琥珀酸盐与阳离子表面活性剂复配性能的研究

阴离子表面活性剂十三醇聚氧乙（3）醚磺基玻璃琥珀酸单酯二钠盐和阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基溴化铵在水溶液中能形成均匀的溶液。上述阳离子表面性剂与阴离子表面活性剂的混合比为1：5,含量为0．5％时,润湿力,发泡和乳化性能较好,得到的产品具有实际应用价值。     

双季铵基邻苯二甲酸酯表面活性剂的合成及性能

采用N,N-二甲基乙醇胺与邻苯二甲酰氯反应得到二(二甲基胺基乙基)邻苯二甲酸酯(Ⅰ),然后Ⅰ再分别与正溴代十四烷和正溴代十六烷反应,经处理后得到邻苯二甲酸酯基Gemini表面活性剂SHZ14(双十四代邻苯二甲酸酯双子表面活性剂)和SHZ16(双十六代邻苯二甲酸酯双子表面活性剂),两步反应的总收率分别为46.1%和49.7%。采用最大气泡压力法和电导法分别测定了SHZ14和SHZ16的表面张力和临界胶束浓度,并考察了其增溶性、乳化性能和泡沫性能和Krafft点,发现均优于传统表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵,并且SHZ16的表面活性要稍好于SHZ14,说明双子表面活性剂性能要优于传统表面活性剂性能,同时碳原子个数增加,表面活性也略有增加。     

烯丙基型可聚合表面活性剂的合成及性能

以烯丙基二甲胺(ADMA)和1-溴代直链烷烃(溴代烷)为原料,采用丙酮回流法合成了烯丙基二甲基十二烷基溴化铵(C12)、烯丙基二甲基十四烷基溴化铵(C14)、烯丙基二甲基十六烷基溴化铵(C16)3种烯丙基型可聚合表面活性剂,优化了合成条件,C12,C14,C16的较佳合成条件:丙酮作溶剂、n(ADMA)∶n(溴代烷)=1∶1.1、反应温度55~65℃、反应时间56~60 h,该条件下产品的收率分别为78.15%,73.82%,68.20%。用FTIR、1H NMR和元素分析对产品结构进行表征,通过测定其表面活性及絮凝性能,考察产品结构对性能的影响,结果表明,C12,C14,C16的临界胶束浓度和临界表面张力依次减小,分别为6.5,1.7,0.55 mmol/L和37.2,35.1,33.5 m N/m;C12和C14的Krafft点低于0℃,C16的Krafft点为8℃;发泡、乳化及絮凝能力的强弱顺序为:C16C14C12。     

表面活性剂高温乳化性能研究

通过测定114℃条件下,4种不同类型表面活性剂溶液（石油磺酸盐PS、非离子-阴离子型双子表面活性剂FOS、烷基糖苷APG以及十二烷基苯磺酸钠DBS）与高30原油间的乳化速率、乳化稳定性以及乳化降黏效果,研究了表面活性剂的高温乳化性能。实验结果表明,表面活性剂通过降低动态界面张力初始值提高乳化速率;通过增强界面活性和界面膜强度提高乳化稳定性;通过形成O/W型乳状液以及破坏胶质、沥青质聚集体结构降低原油黏度。盐度仅对阴离子表面活性剂的乳化性能影响较大,而表面活性剂浓度和油水比对各类表面活性剂的乳化性能均有显著影响。图4表5参8     

长庆原油组分对甜菜碱表面活性剂溶液界面张力的影响

为揭示长庆原油中各组分对表面活性剂溶液界面张力的影响规律,在采用四组分分离方法和碱醇液萃取法对长庆原油进行分离的基础上,考察了原油中各组分与甜菜碱表面活性剂溶液之间的界面张力。结果表明,与甜菜碱表面活性剂作用时,单一的烷烃、芳烃、沥青质组分对超低界面张力的形成贡献很小,而非烃组分与甜 菜碱表面活性剂的界面张力可达到4.82×10^-3 mN/m;非烃组分中的石油酸与表面活性剂间的平衡界面张力为0.347 mN/m,石油碱与表面活性剂间的界面张力先迅速降低再升高至约0.1 mN/m,单一的石油酸和石油碱组分均不能有效降低油水界面张力,且二者具有相反的界面行为特点;石油酸与石油碱复配体系与表面活性剂间的界面张力为4.70×10^-3 mN/m,二者的协同作用使原油与甜菜碱表面活性剂间的界面张力达到超低。图6 参14     

低渗透油田超低界面张力表面活性剂降压增注研究

针对临盘低渗透区块水井注入压力高的问题,开展了室内低渗透岩心低界面张力表面活性剂降压驱替实验,实验筛选的烷醇酰胺(6501)与羧基甜菜碱(CBET)复配体系能与该区块含蜡原油界面张力达到10-3 mN/m数量级。实验通过注入一定量的原油来模拟储层中的残余油以及注入水中油滴对孔道的堵塞作用,水驱压力平衡后再转注表面活性剂溶液,考察活性剂的降压能力。结果表明:复配体系为0.01%6501+0.01%CBET时降压效果最好,压降率为19.56%。     

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。     

新型Gemini表面活性剂在三次采油中的应用前景

描述了新型Gemini表面活性剂的分子结构，并对临界胶束浓度、表面张力、溶解性、增溶性、固-液界面的吸附、与传统表面活性剂配伍性及其流变性等进行分析。在此基础上，阐述了该类表面活性剂在油田三次采油上的应用前景。     

表面活性剂修饰SiO2纳米颗粒增强油/水界面活性分子动力学模拟

中高渗透率老油田进入高含水开采期后,剩余油分布零散,提高采收率难度大。纳米颗粒在老油田提高采收率方面优势明显:它在水中形成纳米尺度的小颗粒,大幅降低油水界面张力,使孔隙中的原油易于被驱替出来;同时,纳米颗粒对小孔道有暂时堵塞作用,通过扩大波及提高采收率。采用分子动力学模拟方法,研究了SiO₂纳米颗粒接枝各类表面活性剂的溶液分散性和界面活性。首先筛选得到羧酸链修饰的SiO₂体系,考察了降低油水界面张力的能力（从50.880 mN/m降低至37.956 mN/m）。引入Janus结构（双子结构）,设计了烷烃和羧酸表面活性剂混合修饰的SiO₂纳米颗粒。研究结果表明,该结构能够进一步降低油/水界面张力（从37.956 mN/m降低至32.028 mN/m）,表明了纳米颗粒表面修饰表面活性剂体系与界面活性之间的构效关系,为高效纳米驱油剂的设计与实验合成提供了一定的理论依据。     

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。     

羧基甜菜碱-烷醇酰胺复配体系界面张力研究

研究了以不同比例复配的羧基甜菜碱/烷醇酰胺体系与临盘原油的动态界面张力,筛选出了适用于临盘凝油的表面活性剂体系。结果表明,单一的烷醇酰胺或甜菜碱与临盘原油间的界面张力值达不到超低值;而两种活性剂以1∶1和2∶1进行复配时,具有明显的协同效应,在总浓度为0.005%～0.2%范围内,油水界面张力值可降低到10-4 mN/m数量级,且经过石英砂静态吸附后,复配体系具有较好的低界面张力性能,是一种具有现场应用价值的表面活性剂体系。     

复合表面活性剂提高低渗透油田采收率研究

本文将自制羧基甜菜碱与烷醇酰胺表面活性剂按质量比1:1混合,得到复配表面活性剂体系。研究了该复配体系的界面活性及抗吸附性,监测了油滴的三相接触角随时间变化,并进行了模拟驱油实验。结果表明,复配表面活性剂体系与临盘原油的界面张力值可以达到10^-3mN/m的超低数量级,经过石英砂静态吸附后,该复配体系依具有较低界面张力性能,并且该体系对原油有良好的乳化性能。油滴的三相接触角监测结果表明,复配表面活性剂能使固相表面由亲水性向偏亲油性转变,从而降低了油滴在低渗孔隙中的贾敏效应,提高了注水开发效果。在现场弱碱性水驱的基础上,注入1.5PV的质量分数为0.5%表面活性剂复配体系段塞后,采收率进一步提高13%,注水压力下降。该复配表面活性剂在低渗透油田注水开发过程中有着一定的应用价值。     

4-Aminoantipyrine derived cationic surfactants: Synthesis,characterization, surface activity and screening for potential antimicrobial activities

A series of cationic surfactants were synthesized from chemical modification of 4-aminoantipyrine. The chemical structures were confirmed using infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (¹H NMR) spectroscopy. The surface activities of the surfactants in their solutions were determined by surface tension measurements. Increasing the hydrophobic chain length increased the surface activity of the surfactants in solutions. Measurements of interfacial tension between surfactants solutions and light paraffin oil showed that the interfacial tension values were decreased with increasing the alkyl chain length. The emulsion stability measurements showed the applicability of these surfactants as emulsifying agents. The foaming power measurements showed the synthesized surfactants have low ability for foam formation. Thermodynamic properties of adsorption and micellization processes showed their tendency towards adsorption at solution interface and micellization in their solutions. Results showed reasonable surface activities compared to conventional cationic surfactants. The antimicrobial activity of the synthesized surfactants against Gram-positive bacteria (Bacillus subtilis and Staphyl. aureus, Gram-negative bacteria (Pseudomonas aeruginosa and E. coli.) and Fungi (Candida albicans and Aspergillus niger) was evaluated. The efficiency of these compounds as antimicrobial agents) was increased with the hydrophobicity and carbon chain length.     

The Effect of Alkali and Surfactant on Polymer Molecular Structure

Abstract

With the technical development of enhanced oil recovery (EOR), the alkali/surfactant/polymer (ASP) compound flooding technique has been the necessary choice in Daqing oilfield. Compared to average polymer flooding, ASP compound solution decreases the interfacial tension (IFT) between water and crude oil; however, the viscosity and viscoelasticity of ASP solution were performed by surfactant and alkali, both of which could affect the polymer moleculal structure and the oil recovery of ASP flooding. Considering practical requirements in oilfield development, much effort has been focused on the effect of alkali and surfactants on polymer solution by laboratory experiment and theoretical analysis. The results indicate that alkali and surfactants cause the interfacial tension decrease; at the same time, the molecular structure of the polymer is changed and the viscosity and viscoelasticity of polymer solutions are decreased. In addition, alkali neutralizes with negative ion on polymer molecular and causes the polymer molecular chains to curl up, forming a “band” molecular structure. Those actions could make viscoelastic behavior and rheological property of ASP solution weak.