支链化聚氧乙烯醚磺酸盐溶液的界面张力性质

利用旋转滴界面张力仪研究了不同烷基链长的支链脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐异十六烷基聚氧乙烯醚磺酸盐(i-C16EO5S)、异十八烷基聚氧乙烯醚磺酸盐(i-C18EO5S)和异十二烷基聚氧乙烯醚磺酸盐(i-C20EO5S)溶液与正癸烷之间的动态界面张力,考察了表面活性剂质量分数、盐质量分数、二价离子对界面张力的影响.实验结果表明:与相同链长的直链表面活性剂相比,支链化结构有利于界面张力的降低,适宜条件下iC16EO5S的界面张力可达10-2 m N/m数量级;Na Cl可加快i-CnEO5S向界面的吸附速度,高盐质量分数条件下i-CnEO5S的动态界面张力出现最低值,曲线呈现"V"形,且瞬时界面张力可达10-3 m N/m数量级;二价离子的存在促进表面活性剂吸附膜的紧密排列,低浓度条件下有利于界面张力的降低,但二价离子浓度较高时破坏表面活性剂的亲水亲油平衡,造成界面张力稳态值明显升高.     

反应型非离子聚氨酯表面活性剂的合成及性能

以聚乙二醇、甲基丙烯酸、异佛尔酮二异氰酸酯和烷基醇为原料,合成了3种反应型非离子聚氨酯表面活性剂;并利用红外光谱、核磁共振和表面张力仪对其结构及表面活性进行了表征.结果表明:所合成的反应型聚氨酯表面活性剂具有较好表面活性,其临界胶束浓度数量级可达10-5;以十二醇所制的反应型聚氨酯表面活性剂(PU3)在临界胶束浓度为0.054 mmol/L时,可使水溶液的表面张力降低到35.5 mN/m.     

超低界面张力驱油用表面活性剂的研究及应用

以十二烷基甜菜碱和脂肪酸酰胺两种表面活性剂为主要原料,研发了一种高活性、耐温、抗盐、超低界面张力的表面活性剂CS-6.实验结果表明:在40℃~80℃、矿化度10 000~100 000mg/L、表面活性剂溶液浓度0.3%~0.6%的情况下,油水间的界面张力均可达10-4mN/m数量级.同时该表面活性剂体系具有较好的乳化能力,且抗吸附性强,驱替实验效果良好.     

二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的合成及其溶液性质

以工业品壬基酚和多聚甲醛为原料,草酸为催化剂,合成二（2-羟基-5-壬基苯基）甲烷,经环氧乙烷加合合成二聚壬基酚聚氧乙烯醚（GNP）,然后以氨基磺酸为磺化剂,以及氢氧化钠中和合成二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠（GNPES）。以芘为荧光探针、二苯甲酮为猝灭剂,用稳态荧光探针法测定了合成的GNPES和壬基酚聚氧乙烯醚（NPES）的临界胶束浓度、不同表面活性剂浓度下的胶束聚集数。研究了亲水基团氧乙烯基团单元数变化对GNPES和NPES聚集性质的影响,考察了胶束聚集数的浓度效应。结果发现GNPES表面活性剂的临界胶束浓度比NPES表面活性剂的临界胶束浓度低一个数量级,显示了较好的表面活性,但在降低表面张力的能力方面GNPES表面活性剂相比,没有显著差别,基本上相同。随着亲水基团的增长,GNPES表面活性剂和NPES表面活性剂的临界胶束聚集数（Nm）明显增大,且GNPES表面活性剂临界胶束聚集数（N）的增大趋势要强于NPES表面活性剂。     

适合海水二元复合驱配方研究——以埕岛油田为例

为加快海上油田开发速度,针对海水矿化度高、Ca2+、Mg2+浓度高的特点,从活性剂抗钙镁能力、界面张力、聚合物速溶等方面对二元复合驱体系的性能进行了研究。结果表明:S-1、S-2两种表面活性剂浓度为0.3%时可使原油界面张力达到10-4m N/m,两种表面活性剂具有较宽的浓度窗口,油藏适应性好。当Ca2+、Mg2+浓度达到2 500 mg/L时界面张力仍能达到10-3m N/m,具有良好的抗钙镁能力。新2#和新5#聚合物在海水条件下溶解性能和增粘性能较好。聚合物对活性剂降低界面张力能力影响较小。室内物模试验表明二元复合驱室内可提高采收率26.1%。海上油田实施二元复合驱,有利于为加快开发速度,最大限度提高采收率。     

两性孪联表面活性剂的合成及其协同效应

通过月桂醇与2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷低温酯化反应及与N,N-二甲基十二胺在65℃下亲核溶剂中开环反应合成了两性孪联表面活性剂(C12H25OPO-(O)O(CH2)2(CH3)2N+C12H25,C12-C12),其临界胶束浓度为0.009 2 mmol/L,最低表面张力为25.61 mN/m。采用界面张力法考察了两性表面活性剂C12-C12在癸烷中与十二烷基硫酸钠(SDS)的协同作用。不加电解质时,二者混合胶束能产生协同作用,但在降低界面张力上不具备协同作用;在质量分数为7%的NaCl溶液体系中,电解质降低了SDS/癸烷的界面张力,促进了SDS向胶束中转移,复配体系C12-C12/SDS/癸烷/NaCl具有降低界面张力效率、形成胶束能力的协同作用。     

Gemini表面活性剂N,N’-双脂酰基乙二胺二乙磺酸钠的性能研究

采用乙烯基磺酸钠、乙二胺、高级脂肪酸等为主要原料,通过加成和酰化反应合成了一系列Gemini表面活性剂——N,N’-双脂酰基乙二胺二乙磺酸钠,考察了其表面张力、乳化性、增溶性和泡沫性等,并与传统表面活性剂进行了比较。结果表明,N,N’-双辛酰基乙二胺二乙磺酸钠（DTM-8）、N,N’-双癸酰基乙二胺二乙磺酸钠（DTM-10）、N,N’-双月桂酰基乙二胺二乙磺酸钠（DTM-12）的临界胶束浓度（cmc）分别为2.0,0.5,0.4 mmol/L,比传统表面活性剂低约一个数量级;临界胶束浓度下的表面张力分别为35.0,26.7,20.8 mN/m。DTM-8,DTM-10,DTM-12对正己烷的最大增溶量分别为0.85,0.87,0.91,高于十二烷基苯磺酸钠（0.64）和十二烷基三甲基氯化铵（0.68）;表面活性剂的乳化能力,起泡性和稳泡性均随着烷酰基碳链的增长而增强。     

不对称双季铵盐表面活性剂的合成

以1,2-二溴乙烷、N,N-二甲基十烷基叔胺和N,N-二甲基十二烷基叔胺为原料合成了C10—C2—C12型不对称双季铵盐表面活性剂,考察了原料摩尔比、温度对合成反应的影响,得到合成产品较佳的工艺条件,在此条件下产品收率达90%,含量高于86%.与普通型表面活性剂相比,临界胶束浓度(cmc)低2~3个数量级,具有较高的表面活性.     

枝状Gemini咪唑表面活性剂的合成、表征及性能

为研究枝状连接基对Gemini咪唑表面活性剂性能的影响,以2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇为连接基合成枝状的Gemini咪唑表面活性剂2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇([Cn-P-Cn]Br2),其中n=10,12,14.通过表面张力法和电导法测量其表面活性并计算25℃时胶束形成的各项性能参数:临界胶束浓度(ccmc)、表面饱和吸附量(Γcmc)、表面活性剂分子在空气/水界面的最小横截面积(Amin)、效率因子(pC20)和表面压(πcmc)等.结果表明,不同链长的3种表面活性剂具有很高的表面活性,所有表面活性剂胶束形成的吉布斯自由能(ΔGm)均为负值,说明常温常压下胶束的形成是自发过程.     

烷醇酰胺表面活性剂在降压增注技术中的性能与应用研究

针对我国油田部分注水井注入压力高、注水驱替效率低的情况,进行了烷醇酰胺表面活性剂在降压增注技术中的性能与应用研究.室内完成了烷醇酰胺表面活性剂体系界面张力、界面张力稳定性能研究以及岩心驱替评价试验研究.实验结果表明,烷醇酰胺表面活性剂油水界面张力达到10^-2mN/m数量级,且具有较好的界面张力稳定性,同时也验证了烷醇酰胺表面活性剂具有较强的抗盐能力和较大的吸附量.岩心驱替评价实验表明,烷醇酰胺表面活性剂对岩心的降压效果较好,降低了注入聚合物溶液压力20%以上.同时,为进一步验证表面活性剂降压增注技术的可行性,对大庆油田采油二厂的7口井进行了表面活性剂现场注入实验,取得了显著的降压增注效果,单井最长增注量达3 600 m^3,单井有效期最长达130天.     

大庆油田鼠李糖脂生物表面活性剂提高采收率

为了研究和评价大庆油田生物表面活性剂提高采收率技术,在大庆油田油层（原油、水质以及温度等）条件下,进行了鼠李糖脂生物表面活性剂提高采收率实验研究。结果表明,单独的鼠李糖脂与大庆原油的界面张力不能达到10^-3mN/m数量级的超低值;但与用大庆馏分油磺化合成的石油磺酸盐PSD－2复配,在表面活性剂总浓度为0．4％、NaOH为1．0％时,该体系与大庆原油的界面张力达到了10^-3mN/m数量级的超低值;进一步研究还表明,向含1．2％NaCO3的磺酸盐B－100体系中加入0．1％鼠李糖脂发酵液,不仅可使界面张力降低到10^-4mN/m数量级的超低值,还可使价格昂贵的表面活性剂B－100的静态吸附量降低30％左右。岩心驱替试验表明,驱油过程中明显形成了油墙,含水由98％降到了50％,比水驱提高采收率20％OOIP（原始地质储量）左右,显示了大庆油田开展生物表面活性剂提高采收率方法的良好前景,并为大庆油田三次采油技术提供了一种新的高效廉价驱油剂。     

丙三醇为联接基的新型表面活性剂的合成及表征

采用丙三醇三缩水甘油醚、长链醇和1,3-丙烷磺内酯为原料合成一系列新型三聚阴离子表面活性剂,该分子结构中含有6个抗盐性能优良的醚键和3个抗温性优良的磺酸根基团。采用红外光谱、元素分析法、质谱及差示扫描量热法对合成的表面活性剂进行结构表征和耐温实验。测试了25℃下,疏水链碳数为12的该类表面活性剂临界胶束浓度低至6.67×10-5 mol/L,对应的表面张力为25.78mN/m。实验结果表明,该类表面活性剂的表面活性优于相应碳链的常规表面活性剂;并且疏水链长度的增大,有利于表面活性的提高。     

Gemini表面活性剂的驱油体系研究

研究了Gemini表面活性剂用于油田驱油体系的一系列应用性能:通过对热稳定性的考察,发现其初始分解温度均远高于地下油藏的温度75～90,℃;通过对界面张力的考察,发现Gemini H单剂在加入量为0.1%时,就可以使油水界面张力降到超低的10-3mN/m的数量级;而且Gemini H加入到聚丙烯酰胺溶液中不会使其黏度下降,在加入一定浓度的范围内,还会使溶液黏度略有提高,Gemini H完全可以作为驱油助剂的活性剂组分,用以提高原油的采收率.     

阴⁃非离子表面活性剂对稠油乳化的影响

为了探究不同类型阴⁃非离子表面活性剂对稠油乳化的影响,获得其构效关系,针对某油田某稠油区块原油,选择了6种单体型阴⁃非离子表面活性剂C14E3C、C14E5C、C14E7C、C14E9C、C16E3C、C18E3C,两种Gemini型阴⁃非离子表面活性剂OP4、OP15,利用旋转滴界面张力仪和稳定性分析仪,考察了表面活性剂质量分数、油水质量比以及聚合物对油水界面张力、原油乳状液粒径、稳定性等的影响规律。结果表明,单体型随着氧乙烯（EO）基团的增加,乳状液的稳定性变化不大,而烷基链的增长会小幅度增加乳状液的稳定性。对于Gemini型阴⁃非离子表面活性剂,EO基团个数的增加会小幅度增加乳状液的稳定性。单体型相较于Gemini型有较小的分子尺寸,界面张力稳态值普遍偏低。同时,聚合物的加入会提高乳状液的稳定性。     

铝酸钠溶液分解过程表面活性剂在晶种界面的吸附

目的研究四种阴离子表面活性剂和两种非离子表面活性剂在晶种氢氧化铝界面上的吸附行为,探讨铝酸钠溶液种分过程添加剂的复配依据.方法采用紫外可见分光光度计,测定各种表面活性剂的吸附平衡时间及吸附等温线,研究了几种表面活性剂在氢氧化铝界面的吸附规律.结果阴离子表面活性剂随碳链的增长,其临界胶束浓度值相应地减少;表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度后,吸附等温线为线性;温度升高会降低阴离子表面活性剂的吸附,而非离子表面活性剂的吸附量增大.结论十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸、硬脂酸钠、聚乙二醇和Span80 6种表面活性剂的最佳添加量(CMC)分别为8.62×10-7mol/g、8.66×10-7mol/g、5.38×10-7mol/g、5.54×10-7mol/g、2.17×10-7mol/g和1.82×10-7mol/g,对工业生产中如何配制添加剂具有指导意义.     

耐吸附低张力二元复合体系界面特性研究

为了探索一种耐吸附、低张力二元复合体系的界面特性,利用Texas-500型旋滴界面张力仪以及岩心渗流装置,进行了体系初始界面张力以及模拟地层渗流过程中动态界面张力的测定;通过静态吸附实验明确复合体系中活性剂吸附量以及吸附对界面张力影响。结果表明,新型无碱二元复合体系界面张力在活性剂质量分数低至0.05%、聚合物质量浓度高至2 500mg/L,亦可形成10-3数量级;活性剂吸附量较小,一次吸附后各界面张力依旧可以维持10-3数量级。动态渗流实验结果显示,即使考虑吸附及稀释作用,在距离模型入口端3/5处二元体系动态界面张力依旧可以维持10-3数量级。     

苯并咪唑季铵盐表面活性剂的合成及性能

以邻苯二胺和月桂酸为原料,合成了中间体2-十一烷基苯并咪唑,进一步与苄基氯反应合成了阳离子表面活性剂1,3-二苄基-2-十一烷基苯并咪唑季铵盐（UBS）。通过IR和1 H-NMR对中间体及目标产物进行了结构表征。研究了UBS在水溶液中的表面活性。35℃下,它的临界胶束浓度（CMC）为0.51mmol/L,临界胶束浓度时的表面张力（γCMC）为39.6mN/m;随着温度降低,其CMC略有减小,γCMC升高。比较了UBS与常见表面活性剂LAS和OP-10的泡沫性能,UBS的发泡能力强于LAS和OP-10,稳泡性较低。     

低渗透油田降压增注剂室内研究

针对低渗透油田存在注入压力过高,在室内一定条件下对一种活性水体系(降压增注剂)WH-S的临界胶束浓度、界面张力、润湿性及降压效果进行了研究。结果表明,当WH-S溶液质量浓度为50mg/L左右时,降低油水界面张力效果最好。WH-S溶液具有良好地降低油水界面张力、改变岩石润湿性的作用。降压实验结果表明,该降压增注剂的降压幅度能达到20%以上,具有明显地降压增注作用,表现出很好的应用前景。     

阳离子表面活性剂在石英表面吸附行为的分子动力学模拟

为深入了解支链化对阳离子表面活性剂在水/石英界面吸附性质的影响,用分子动力学方法模拟十六烷基醚羟丙基季铵盐(C₁₆PC)和支链十六烷基醚羟丙基季铵盐(C_<sub>16GPC)在水/石英界面的单层和双层吸附行为,分析了不同浓度(即分子排列紧密程度)下表面活性分子的倾斜角、界面层厚度、水分子和尾端碳原子密度排布。结果表明：C_<sub>16GPC在较低浓度(分子平均占有面积0.466 nm²)形成紧密的吸附单层,明显低于C₁₆PC(0.272 nm²),说明支链结构有利于阳离子表面活性剂在水/石英界面的吸附,且在高浓度下C_<sub>16GPC被压缩的优先顺序依次为：主链>长支链>短支链。直链的C₁₆PC在较紧密的吸附单层上形成类似半胶束的双层结构;而支链的C_<sub>16GPC则是通过上下层长支链尾对尾的方式形成双层结构。     

茶皂素的提取及其溶液的表面性质

采用醇提法提取油茶饼粕中的茶皂素,考察了溶液pH值和电解质浓度对茶皂素表面张力和表面扩张模量的影响.结果表明:pH值升高,临界胶束浓度增大,表面扩张模量下降;电解质的加入对茶皂素的表面张力和临界胶束浓度影响不太,但会破坏表面活性剂分子在溶液表面上的氢键作用,从而降低表面扩张模量.在中性条件下茶皂素的表面扩张模量较大,可达200 m N/m以上,这可能是茶皂素泡沫稳定的主要原因.