驱油用表面活性剂

一、前言 表面活性剂是一类具有两亲结构的特殊化学物质，它们能够吸附在表（界）面上，在加入量很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质，从而产生一系列的应用功能。表面活性剂分子结构由亲水基和疏水基（也称亲油基）两部分组成。其中，亲油基一般由长链烃基构成，结构上差异较小，以碳氢基团为主，碳原子在8～20之间；亲水基部分的基团种类繁多，差别较大，一般为带电的离子基团和不带电的极性基团。表面活性剂被称作“工业味精”，可以用于洗涤、润滑、食品、化妆品、农业、采油等多个行业，多个领域。在油田作业中，表面活性剂可用于油田钻井、采油和集输环节。用于采油时，能够做驱油剂、堵水剂、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂以及油井的清蜡和防蜡。目前，表面活性剂驱油主要是用于各种化学驱油方法中。     

Monte Carlo模拟设计油基钻井液乳化剂结构

以正十六烷代表基油主要成分,水作为水相主要成分,运用Monte Carlo分子模拟对不同脂肪酸亲油链段与十六烷间的相互作用以及不同亲水基团与水相间的相互作用进行研究.研究表明亲油链段中,油酸、亚油酸和12-羟基十八碳烯酸三种不饱和烃类脂肪链与十六烷之间的相容性优于其他脂肪链,可作为油基钻井液乳化剂亲油链段使用;亲水链段中,羟基与水相间相容性显著优于其他基团结构的亲水基团,可作为油基钻井液乳化剂亲水基团使用.     

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。     

第18讲:表面活性剂的特性及应用:乳化剂和破乳化剂

正本文介绍了表面活性剂的分类、性质、作用原理和主要品种,重点阐述了乳化剂/破乳化剂2类表面活性剂的应用情况,展望了乳化剂/破乳化剂的发展趋势。表面活性剂(Surfactant)是指一种能显著降低液体表面张力,或改变2种液体之间或液体与固体之间界面张力的物质。它由亲水的极性部分和亲油的非极性部分组成。极性基团可为羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可以是羟基、     

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。     

CO2泡沫体系性能改善方法的研究进展

目前CO_2泡沫体系性能改善的方法包括:(1)表面活性剂分子结构优化,包括加强亲水基团、优化疏水基团和引入亲CO_2基团;(2)表面活性剂复配协同,包括阴/非离子表面活性剂复配、阴/两性离子表面活性剂复配和非/两性离子表面活性剂复配;(3)聚合物提高基液黏度,改善液膜黏弹性;(4)纳米颗粒改善泡沫气/液界面性质。本文就以上方面展开综述,介绍了研究进展、作用机制和存在问题,并对下一步研究进行了展望。     

双子(Gemini)表面活性剂合成及性能评价

研究合成了一种阴离子型双醚双苯磺酸盐Gemini表面活性剂,该表面活性剂可在无碱,质量浓度为35 mg·L-1条件下,将油水界面张力降至1.2×10-3 mN·m-1的超低水平;可有效改变岩石表面润湿性,可将亲油表面改变为弱亲油表面,可将亲水表面改变为弱亲水表面;利用该Gemini表面活性剂配制的三元复合驱(ASP)驱油体系相比常规驱油体系,表现出更高的驱替效率.     

Gemini咪唑表面活性剂水溶液中构效关系的拓扑研究

采用拓扑系统研究了系列离子液体型Gemini咪唑表面活性剂(ILGIS)水溶液中的构效关系及其水合作用机理。研究结果表明,ILGIS分子疏水烷基尾链与亲水极性基团间可相互影响,且极性基团总电荷与烷基尾链端基电荷受联接基团长度的影响较为显著,两者均随联接基团长度的增加而增大。当水分子数为1~3时,ILGIS分子极性基团与水分子以1∶1型氢键形成水合团簇体;当水分子数增至4~5时,ILGIS分子极性基团与水分子以1∶2型或2∶2型氢键形成环形或笼状水合团簇体。ILGIS烷基尾链端基带有部分电荷,在相互聚集时存在静电排斥力,当ILGIS分子数较少时,其静电排斥力较弱,可忽略;随ILGIS分子数的增多,其静电排斥力逐渐增大,不利于胶束体的形成。     

表面活性剂剥离固体表面原油机理

 在原油中加入了含非离子-阴离子型表面活性剂NPM-4-4的NaCl水溶液, 观察在表面活性剂作用下原油从固体表面剥离的现象. 当在原油中加入表面活性剂溶液后, 油-水界面张力迅速降低, 在亲油固体表面上, 界面张力降低到一定程度后, 原油与固体的接触角变小,形成油珠, 并且油珠被不断拉长直至拉断. 对于亲水固体表面, 如果油珠体积较小, 在表面活性剂作用下, 油珠不断收缩, 同时由于表面活性剂对吸附在油-固界面上的胶质和沥青质成分的渗透增溶作用,体积较小的油珠会从固体表面完全脱落; 对于体积较大的油珠, 在表面活性剂作用下, 油珠被拉长, 使部分油珠脱落, 剩余的部分油珠继续收缩, 直到全部脱落. 分别从杨氏议程和油珠整体受力的角度分析了油珠从固体表面脱落的机理, 证明了实验现象.     

新型季铵盐 Gemini表面活性剂润湿性能测定与润湿模型建立

为了揭示季铵盐型Gemini表面活性剂的润湿性能及润湿动力学机制,采用悬滴法测定了817、A37、A42、G50、G51及G53共6种季铵盐型Gemini表面活性剂溶液在亲水/亲油云母表面的润湿角变化过程,比较并筛选出了具有较好润湿反转性能的表面活性剂。通过对润湿机制的分析,建立了表面活性剂溶液在云母表面的润湿模型并用实验数据进行验证。结果表明,G51、817对天然云母片表面的润湿反转效果较好,通过静电引力在云母表面物理吸附,可分别将亲水云母表面转变为强亲油与弱亲油表面;G50、G53对亲油处理后的云母片润湿反转效果较好,通过范德华力和静电引力在云母表面物理吸附,可将亲油云母表面转变为弱亲水表面。建立的润湿模型与实验数据间的相关判定系数为0.8803数0.9988,可用于表征表面活性剂溶液在云母表面的润湿过程。     

表面亲油纳米二氧化硅改变岩石表面润湿性的研究

实验研究了注水井增注用的4种商品表面亲油改性纳米二氧化硅改变岩石表面润湿性的能力。kg为0．01～0．1时的胜利义北砂岩岩心，洗油后浸泡在盐水中使表面亲水，注入0．5～3．0PV1．5g／L的纳米二氧化硅柴油悬浮液，静置不同时间，用自吸吸入法测定岩心相对润湿指数W（水、油润湿指数之比）。结果表明,W值随注入量增大按指数关系减小，注入量3PV时达到稳定值，注入量相同时随静置时间（18～40小时）延长而减小；在注入量2PV、静置40小时条件下除829外的3种样品使亲水岩心（W=1．7）变亲油（W〈1．0），俄罗斯产品101效果最好。W=0．5。用光学投影法测量并图示了表面亲水岩石薄片依次浸泡在煤油、纳米二氧化硅柴油悬浮液、盐水中时接触角随浸泡时间的变化。在煤油中，大理石和灰岩表面变亲油，纳米二氧化硅处理使接触角略有增大；在盐水中，经101处理的大理石表面亲油性至少维持500小时，其余样品处理的大理石迅速变为亲水。各种样品处理的亲油灰岩表面在盐水中经过～0～70小时（样品101）先后变为亲水。玻璃表面在煤油中仍亲水。不同纳米二氧化硅处理玻璃的效果各不相同：迅速亲油化（101和727），～60小时后变亲油（829）。接触角增大但仍亲水（902）；处理后的亲油玻璃表面在盐水中迅速变强亲水。纳米二氧化硅不能使石英表面亲油化。图6表4参6。     

表面活性剂的界面及胶体性质

<正> 就表面活性剂的溶解度、克拉夫特点、浊点、界面活性、胶束、协合效应及乳化HLB值等性质进行了理论阐述。一、表面活性剂的溶解度表面活性剂是由亲水基和亲油基构成的两亲分子。亲水基对周围的水相具有很大的亲和性,而亲油基对水的亲和性很小,因此亲     

醚基取代三环[5,2,1,O~(2,6)]癸基磺酸盐的合成

<正> 一、前言现代科学技术的发展,对表面活性剂的品种要求不断扩大。分子中具有一个活性基团的表面活性剂,已不能满足需求。在分子中除了亲水基团外,还含有某些特殊基团的表面活性剂开始出现,本研究即属于这一类,有些部门在使用的表面活性剂配方中还需要添加助剂成     

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     

驱油用无碱表面活性剂

表面活性剂的分子结构由长链的亲油基团和亲水性的离子基团构成，这种结构的化合物分子在溶液中能定向地吸附于两相界面上，从而改变两相的界面性质。利用表面活性剂的这一特性，通过降低油水界面张力，能够将原油从岩石微孔道中驱出，达到提高采收率的目的。由于表面活性剂的使用环境是在油藏中，因此温度、矿化度、二价离子、复杂的原油性质及长时期的作用，对表面活性剂提出了更高的要求。根据表面活性剂自身的结构和性能、油藏使用环境的特殊性，选取不同类型表面活性剂，研究在无碱条件下的界面活性，为下一步的无碱化复合驱提供实验依据。     

非离子、阳离子表面活性剂与驱油表面活性剂的协同效应

研究了驱油表面活性剂与非离子、阳离子表面活性剂的协同效应.表面活性剂之间的复配效果不仅与表面活性剂之间能否形成紧密的混合胶束有关,而且与油相性质如碳数、分子结构及水相性质如矿化度及电解质组成有关.当油相碳数较低时,Tween类非离子表面活性剂的亲油基在界面上插入油层较浅,在和阴离子表面活性剂形成混合胶束时其庞大体积的亲水基在水相中插入较深,对混合胶束形成的空间位阻作用较小,因此可形成较紧密的胶束而改善界面活性.Tween 80由于其亲油基碳链较长,在和阴离子表面活性剂形成混合胶束时,其庞大体积的亲水基离得较远,对混合胶束形成的空间位阻作用较小,而使减小阴离子表面活性剂离子端电荷间静电作用的屏蔽效应居于优势,因而界面活性有较大改善.阳离子表面活性剂CTMAB加入阴离子表面活性剂中由于其正负离子之间的引力使胶束更加紧密,界面活性得到改善,但只发生在矿化度较低的情况下.当矿化度较高时,反离子浓度增加,从而压缩表面活性剂的双电层,减弱了表面活性剂离子头上电荷对周围表面活性剂离子头的电荷作用力.     

地下岩石的润湿性分析 ——与李正科先生商榷

岩石的主要矿物是极性物质,地层水的极性比油强,因此,岩石是亲水的,地下没有亲油的岩石。岩石的亲水性质保证了油气运移的顺利进行,亲油岩石把油气散失在运移途中而无法聚集成藏。实测的相渗曲线表明了岩石的亲水性质。油藏压力的正常分布也是岩石亲水性质的证明。亲油岩石根本无法作为盖层封堵油气,只能散失油气。实验室测量到的亲油岩石,没有代表地下情况,因而是没有实际意义的。     

原位微乳液表活剂体系研制及在降压增注中的应用

低渗透油藏储量丰富,但孔喉细小、渗流阻力高.为解决表面活性剂在高温、高盐低渗透油藏中提高驱油效率的问题,研发了一种包含阴非离子表面活性剂和阳非离子表面活性剂的阴阳复合微乳液表面活性剂体系.通过在表面活性剂的活性分子中设计特种基团,达到兼具耐温性和结构可调控性;在设计合成阴非离子表面活性剂的基础上,与含有阳离子基团的表面...     

阳离子型Gemini表面活性剂对固体表面润湿反转行为的研究

本文采用油/水/固三相接触角法研究了阳离子Gemini表面活性剂(GS12-2-12)分别改变亲油/亲水云母表面润湿性的能力,利用原子力显微镜考察了Gemini表面活性剂在亲油/亲水云母表面润湿反转前后的吸附形貌.实验结果表明,在GS12-2-12浓度为800mg/L时均能使亲油表面和亲水表面发生润湿性反转.原子力显微镜吸附形貌分析数据证明润湿反转的本质是Gemini表面活性剂在固体表面形成单层吸附的结果.对于亲水固液界面,Ca2+和Na+都能够使GS12-2-12改变固液界面润湿能力增强;而使亲油固液界面的润湿能力减弱.在Na+或Ca2+存在下,GS12-2-12溶液在亲油云母表面接触角均随pH值的增加而减小;而在亲水云母表面接触角随着pH值的增加而增加.图16表2参18     

国外文摘

非离子两亲马来酸二酯在自由基乳液聚合 中作可聚合表面活性剂的应用 带有聚环氧乙烷亲水链的一种非离子两亲马来酸二酯(Sinnoester CPM1),在苯乙烯与丙烯酸丁酯进行间歇式自由基乳液聚合中用作可共聚表面活性剂。在此聚合过程中多掺入这种表面活性剂,可获得良好的稳定性。 Polym.Bull.(Berlin).-1999,42(3).-287～294(英)