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。     

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,LH...     

阴离子表面活性剂在水溶液中的耐盐机理

针对驱油用表面活性剂的耐盐性问题,基于国内外45篇期刊论文、5部专著及作者所在研究组近期研究成果,综述了阴离子表面活性剂在水溶液中的耐盐机理,论题包括:前言;①无机盐对表面活性剂聚集行为的影响;②无杌盐与表面活性剂的相互作用(改变表面活性剂Krafft点;改变表面活性剂分子的临界堆积系数,改变表面活性剂在油、水相的分配系数);③展望(机理研究;计算模拟的应用).     

表面活性剂驱油机理的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SDSPGFECTMAB;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:CTMABPGFESDS;各原油体系石油分子的径向分布函数显示,4种原油体系最高峰均位于r(石油分子与岩石表面的距离)为0.12 nm处,空白原油体系峰值为11.432;CTMAB,PGFE,SDS原油体系的最高峰值依次为10.084,9.902,8.047,峰值越低,原油分子与岩石的相互作用力越弱,故SDS的驱油效果最佳。模拟结果与实验结果相吻合,解释了表面活性剂的驱油机理。     

乳液表面活性剂驱数值模拟方法研究与应用

乳液表面活性剂驱是化学驱提高采收率的新方法,在一定的油水比条件下,该类型的表面活性剂能够与油水作用形成高粘度油包水型乳液,扩大波及体积,其驱油机理与传统的聚合物、表面活性剂不同,无法通过现有的数值模拟方法及软件反映。为准确反映乳液表面活性剂的驱油特征,在室内实验结果分析的基础上,明确了乳液表面活性剂驱乳化增粘的主要机理,建立了表征乳液流动特征的数学模型,并实现了相应的数值模拟方法。通过室内实验模型的拟合和矿场模型的应用,验证了数学模型与数值模拟方法的正确性,研究了乳液表面活性剂驱提高采收率效果与乳液粒径、渗透率、非均质性等因素的关系,对比了乳液表面活性剂与常规表面活性剂的驱油效果。结果表明,乳液的粒径中值与孔喉的匹配关系对乳液的稳定性与粘度有较大影响,相比常规表面活性剂,乳液表面活性剂由于较好的流度控制作用能够进一步提高原油采收率。     

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。     

表面活性剂/盐/油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发,研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应.油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度,从而影响界面张力,随着油相中油酸甲酯浓度的增加,油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负,协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关.提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法,用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致.图6参7     

表面活性剂/盐/油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发,研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应。油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度,从而影响界面张力,随着油相中油酸甲酯浓度的增加,油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负,协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关。提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法,用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致。图6参7     

表面活性剂／盐／油酸甲酯模拟油体系协同效应机理研究

从油相性质和水相性质对具有一定亲水-亲油能力的表面活性剂在油水界面上吸附的影响出发，研究模拟油中的有机添加剂(有机酸、长链醇)和不同结构的原油酸性活性组分与外加表面活性剂之间以及不同亲水、亲油能力的二元混合表面活性剂之间在降低界面张力方面的协同效应。油相中的油酸甲酯通过改变外加表面活性剂在油、水相之间的分配而影响界面浓度，从而影响界面张力，随着油相中油酸甲酯浓度的增加，油相中有机活性物质与不同结构的外加表面活性剂之间的协同效应有正有负，协同效应是正还是负与具体的水相性质密切相关。提出了判别表面活性剂与模拟油中有机物降低界面张力方面协同效应正负的经验方法，用该经验方法得出的结果与实验结果完全一致。图6参7