阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的实验研究
阴阳离子表面活性剂体系超低油水界面张力的应用
１ ４６
Ａ ｔ ｃａ
． Ｃ ． ｉ． ０ ２ ２ １， ４ －ｌ３ 一 Ｓｎ ２ １ ， ８（） １ ６ ５
Ｊｎ ａｙ ａｕ ｒ
ｗｗｗ． ｘ ．ｋ ．ｄ ．ｎ ｗｈ ｂｐ ｕｅ ｕｃ
［ ｔ ｌ】 Ａｒ ｃｅ ｉ
Ｓ ｅ ｇｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇ＆ Ｃｏ ｓ ｌｎ ．Ｌｄ， ｎ ｙｎ ５７ ２ ， ｈ ｎ ｏ ｇＰｒ ｖｎ ｅ Ｐ Ｃｈｎ ） ｈ ｎ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｕ ｔ ｇＣｏ， ｔ．Ｄｏ ｇ ｉｇ ２ ０ ６ Ｓ ａ ｄ ｎ ｏ ｉｃ ， Ｒ． ｉａ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｕｌ ａ １ ｗ ｎ ｅ ｆ ｃａ ｅ ｓｏ ｓ ｏｂ ａ ｎ ｄ ｉ ｅ ｌ ｔ ｉｗａ ｅ ｙ ｔ ｍｓ ｕ ｉｇ ｉ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｔ ． ｒ ｏ ｉｔ ｒａ ｉ ｌ ｎ ｉ ｎ ｗａ ｔ ｉ ｅ ｎ ｒ ａ ｉ ｉ ｏ ｌ ｔ ｒｓ ｓ ｅ ｓ ｎ ｏ ｔ ｓｃ — ｐ ｉ ｓ ｒ ｃ ａ ｔｓ ｓ ｅ ｓ Ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｓ ｌ ｂ ｌｙ ｏ ｈ ｏ ａ ｒ ｓ ｒａ ｔ ｎ ｓ Ｏ ｙ ｘ ｅ ｈ Ｉ ｎ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｕ ｆ ｔ ｎ ｙ ｔ ｍ ． ｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｏ ｕ ｉｔ ｆｔ ｅ ｉ ｎ ｐ ｉ ｕ ｆ ｃ ａ ｔ ，ｐ ＩＯ ｙ ｔ ｙ ｅ ｅ ｃ ａ ｎ ｗａ ａ ｉ
ｄ ｉ ｌ ．８ ６Ｐ ｏ ： ０３ ６ ／ ＫＵ． ＷＨＸＢ２ １ ２ １ ６ ０２ ８４
阴阳离子表面 活性剂体 系超低油水界面张 力的应用
韩 霞 程新皓 ’
王 江” 黄 建 滨
（ 京大学化学与分子工程学院， 北 北京 １０ ７ ； 胜利油 田胜利勘察设计研 究院， ０８ １ 山东 东营 ２ ７ ２ ） ５０ ６
三次采油表面活性剂的研究与应用进展(一)
目前主要存在的问题是液相 氧化工艺还未完全成熟，合成产品 收率较低．产品稳定性差．与碱、聚 合物的配伍性还有待改善。
【垒ｊ墨丛蕉墼垒竺
加快表面活性剂的国产化步伐。我国三 采研究人员陆续合成出一类结构与国外
ＯＲＳ类似的产品——重烷基苯磺酸盐
以上。并于２００１年５月在大庆采油四厂 杏二中油区进行了强碱／烷基苯磺酸盐， 部分水解聚丙烯酰胺三元复合驱现场试 验，初步结果表明，烷基苯磺酸盐的降水
增油效果良好。
ｌ墨ｌ丕渔整堕垒竺
与原油能形成超低界面张力的产品。而 石蜡基原油中的芳烃含量少。石油磺酸 盐生产中副产品高达６０％以上。生产成 本高．在经济方面及副产品的处理方面
经过国内中国石油勘探院、大庆油 田、北京化工大学、江南大学等单位的联 合攻关，烷基苯磺酸盐的研究取得了突 破性进展．吨级产品能与大庆不同采油
０ＲＳ一４１就是磺酸盐类表面活性剂的混
化度；（２）易被粘土表面吸附，即吸附损
厂的原油达到超低界面张力（１０－ｈｎＮ／ｍ），
合物．研究表明。这两种表面活性剂性能
耗大；（３）由于原料组成复杂，不同批次
司生产的表面活性剂有两大系列：’Ｉ稻
系列（主要用于单独的表面活性剂驱）和 ＰＥＴＲＯＳＴＥＰ ＥＯＲ系列：ＳＴＥＰＡＮ公司生 产的Ｂ系列：ＯＣＴ公司生产的ＯＲＳ系
列。其中Ｂ系列的Ｂ一１００和ＯＲＳ系列
的０ＲＳ－４ｌ都曾用到大庆油田的三元复 合驱现场试验当中。
国外的产品基本上都属于磺酸盐类 阴离子表面活性剂。下面主要介绍石油 磺酸盐、烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐、天 然羧酸盐等类型的驱油表面活性剂。
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文摘要：表面活性剂在石油工程的油气钻井、开采及储运中均有很广泛的应用。
综述了表面活性剂在石油工程中的研究及应用现状，由于国内一些大型油气藏已到开采后期，油田采收率较低，利用表面活性剂可以提高采收率。
高分子类型的表面活性剂既能提高波及系数，又能提高洗油效率，是很好的驱油助剂。
目前不少油田在开采低渗透油藏以及页岩油气藏，压裂液助剂的开发研究是现在及将来的一个研究热点。
关键词：表面活性剂；石油工程；应用；研究表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的，少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。
它们广泛用于日常生活[1，2]，以及石油工程。
例如，在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等；在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂（可用于乳化酸、泡沫酸，成胶和破胶、助排剂等）；在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等，于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。
目前国内一些大型油藏已到开发后期，原油采收率较低，可以采用化学驱进行驱油。
例如，大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。
对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺，其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。
根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类，可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型（包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等）表面活性剂。
现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述，以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。
1普通表面活性剂的研究及应用1.1阴离子型在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用摘要:综合介绍了阴-阳离子表面活性剂复配体系在各种物化性能的增效效应,例如降低表面张力的效能、表面张力的效率、降低临界胶束浓度的能力、改善表面吸附的能力,以及这些增效效应在去污、增溶、泡沫、润湿、乳化等方面的应用。
讨论了提高阴-阳离子表面活性剂之间的可配伍性之对策,诸如采用非等摩尔比复配、在离子型表面活性剂中引入聚氧乙烯链及加入非离子或两性表面活性剂进行调节等手段以优化配方性能和提高综合经济效益。
总结了阴—阳离子表面活性剂复配体系用于洗涤用品的可行性配方技术,即采取无机助剂、水溶性有机高聚物或非离子表面活性剂包裹阳离子表面活性剂的措施。
关键词:阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂;复配体系;增效效应;研究;应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在ｃｍｃ时的表面张力γｃｍｃ比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17Ｎ(ＣＨ3)3Ｂｒ(以下用Ｃ8Ｎ表示)与阴离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17ＳＯ4Ｎａ(以下用Ｃ8Ｓ表示)等摩尔复配体系的γｃｍｃ比两纯组分各自的γｃｍｃ低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2ｍＮ/ｍ,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14ｍＮ/ｍ和11ｍＮ/ｍ)。
双子表面活性剂表面活性的研究
１ — １ 、 ６— ４８ 一） ２— ６ ４ ４— ４ １ ４— １ 、（ 一 １ （＋）纯度 ，
８ ％ ，自制 ； ０ 十二 烷 基 三 甲基 溴化 铵 （ Ｔ Ｂ） 十 ＤＡ 、 四烷基 三 甲基溴化 铵 （ Ｙ Ｂ）分 析纯 。 ＴＡ ， 临盘采 油 厂 １１ 注 入 水 为 Ｎ Ｈ Ｏ 水 型 ， ３６站 ａＣ 离子组 成见 表 １ 。
体 与界面 化 学领 域 的研 究 热 点 。 目前 ， 国外一 些 研究 学 者 ¨－ 已合 成 出一 系列 阴离 子 、 ２ 阳离 子 、 非离 子及 两 性 型双 子 表 面活 性 剂 。２０ ０ １年 我 国 开始 进行双 子 表 面 活性 剂 的研 究 ， 善法 等 ∞ 唐 合成 了不 同类 型 的双 子 表 面 活性 剂 ， 对 其性 能 并 及应 用做 了 大量 研 究 。在 石 油开 采 应 用 中 ， 子 双 表 面活性剂 在提 高 驱 油效 率 方 面 已 有报 道 ］在 ，
精
６
细
石
油
化
工
进
展
第 １ ２卷第 １ ２期
ＡＤＶ ＡＮＣ Ｓ Ｉ Ｉ Ｅ Ｐ Ｔ ＣＨＥ Ｃ Ｓ Ｅ Ｎ Ｆ Ｎ Ｅ Ｒ０ ＭＩ ＡＬ
十 四烷 基链 的表 面活性 剂具有 同样 的特点． 。 表 ２ 双子表 面活 性剂 与对应 的传统 表 面活性 剂在 不 同含量 下的表 面张 力 比较
ＤＡ Ｔ Ｂ含 量 为 １ ×１ 时 ， 面 张 力 为 ２ ． ６ ０ ０ 表 ６ ３ ｍＮ ｍ。这表 明双子表 面活性 剂 在 较 低含 量 下 可 ／
达传统表面活性剂 Ｄ Ａ Ｔ Ｂ高含量下 的表面效果，
收稿 日 ： １ — ８ ０ 。 期 ２ １ ０ — １ ０ 作者简介 ： 马素俊 ， 硕士 ， 主要从事油层保护技术研究工作。
新型Gemini表活剂的合成及其降低油水界面张力性能
元 复合驱 油体 系可在水 驱基础 上提高 采收率 ３ １ ． ６百分
点ｌ ５ ］ 。 以苯 环或 二苯 为 连接 基 团 的长链 末 端取 代 的磺 酸盐 阴离 子型 Ｇ ｅ ｍｉ ｎ ｉ 表 面活性 剂 ， 质量 分数 在 ０ ． １ ０ ％～
０ ． ５ ０ ％时 ， 可 与原油达 到 １ ． ５ ￣ １ ０ ｍ Ｎ ／ ｍ 的界 面张 力 ， 能
入 蒸馏 水 ， 搅 拌使 其 混合 均匀 。 模 拟 大庆 油 田地 层水 为
室 内利 用 氯 化 钠 、 氯化钙 、 六 水 氯 化镁 、 氯 化钾 、 硫 酸 钠、 碳 酸钠 、 碳 酸 氢钠 配制 ， 组 成如 表 １所示 。
表 １ 模 拟 大 庆 油 田地 层 水 组 成
在 水驱 基础 上 提高 采 收率 ３ ６ ． ０百 分 点 。 。 。可 以看 出 ， Ｇ ｅ ｍｉ ｎ ｉ 表 面活性剂 与原 油界面张力降低到 １ ０ 之 ｍ Ｎ ／ ｍ 量
２ 降低 油水 界 面 张 力 性 能
油 水 界 面 张力 的 测 定 使 用 美 国 Ｔ ｅ ｘ ａ ｓ 一 ５ ０ ０ Ｃ型 旋
转界 面 张力仪 。 测试 温度 ： 大 庆 油 田原 油 为 ４ ５℃ ， 吉林
着Ｇ ｅ ｍ ｉ ｎ ｉ 型表 面活性 剂在 三次采 油 中的推 广应 用 。 本 文 以胱氨 酸钠 和油 酰氯为原 料 ，采用 ｌ 步 反应 合成 阴 离 子型 Ｇ ｅ ｍｉ ｎ ｉ 表 面 活性 剂— — 二 油酰 胺 基 胱 氨 酸 钠 （ Ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｄ ｉ ｏ ｌ ｅ ｏ ｙ ｌ ａ ｍｉ ｎ ｏ ｃ ｙ ｓ ｔ ｉ ｎ ｅ ， Ｓ Ｄ Ｏ Ｌ Ｃ ） ， 并研 究 了碱 、 金
７ ． ２ ｘ １ ０ ～ｍＮ ／ ｍ， 不 能降 到 １ ０ ｍＮ ／ ｍ量 级 。 实 验选 择 Ｎ ａ Ｏ Ｈ 作为 碱剂 ，考 察 了 Ｎ ａ Ｏ Ｈ质 量分
表面活性剂降低注水井注入压力室内实验研究
负荷 ， 注水能耗 增 加 ， 使 同时 长 期 高 压注 水 易 导致 套 管损坏 。低 渗透油 田储层 渗透 率低 、 隙小 、 道细 ， 孔 喉
、
过滤性能 好 （ 降度 为 １０～１０ｎ ｌ挂 片时 间为 ３ 沉 ２ ３ ＇ ， ｌ ｆ ０
ｗａ ｈ ｎ ｓ ｉ ｇ，Ｉ ｉ ｅ ｅ ｓ ｒ ｔ ｅａｅ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｃ ｎ ｍｙ ｔｇ ｔｅ ｎ ｔｅ ｔｃ ｎ ｌｇｃ ｌｔａ ｓｏ ａｉｎ． ｔ ｓ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｏ ｒｌｔ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｅ ｏ ｏ ｏ ｅｈ ｒｉ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｉａ ｒｎ ｆ ｒ ｔ ｍ ｏ
降 ４ ％ 左 右 。注 入 表 面 活 性 剂 体 系 后 ， 水 界 面 张 力 降 低 ， 余 油 饱 和 度 下 降 ， ８ 油 残 水相 相 对 渗 透 率 上 升 ， 入压 力下 降 。 注
关 键 词 表 面 活 性 剂 性 能 降 压 驱 替 压 力 室 内研 究
外 围油 田储 层渗 透率 低 ， 分井 区注水 井注入 压 部
Ｌ ｕ Ｊａ ｉ ｉｎ
（ ｏ ａ ｅｔｉ ｒＣ ． ｔ Ｔ ｄ ｙＦ ｒｌ ｅ ｏ Ｌｄ．Ｔｔｎｕ ｄｏ ｉｅＦｌ ｌ Ｈｕ ａ ｉｚ ｉ ｉｍ ｉｘｄ ｉａｅ ｎｎ，４ １ ０ ） ａ ｉ ２ ０ ６
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｓ ａ ｉｌ ｎ ｉａｅ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｆｔｅ ｐｏ ｕ ｕｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇｃ ｌａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ， ａ ｄ ｄｓ ｓｒ ｃ ｎ ｔｉ ｒ ｃｅ ｗｅ ｉ ｄｃ ｔｄ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒｎ ｅ ｏ ｈ ｒ ｄ ｃ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｉａ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒａ ｔ ｏ ｎ ｉ・ ｃ ｓｅ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｉａ ｒ ｓｏ ｍａｉｎ ｏ ｈ ｒｃ ｓ ｆｆｒｏ ｓｓ ｌ ｔ ｒｓａｌ ａｉｎ，ｔ ａ ｙ ｕｆｔ ｏ ｃ ｎ ｒｔ ｎ ａ ｄ ｗａｅ ｕ ｓ ｄ ｔ ｅｔｃ ｎ ｌｇｃ ｌｔａ ｆｒ ｔ ｆｔｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅｒ ｕ ｕｆ ｅ ｃｙ ｔｌｉ ｔ ｎ ｏ ａ ｚ ｏ ｉ ｎ ｌｓ ｌ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｔｒ ｔ ａ ｏ
阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的实验研究
将叔 胺 和 卤代烷烃 通 过“ 步 法” 成 阳离子 双 一 合
子 表 面 活 性 剂 系 列 ： １ －—２ ＧＳ ４２ １ 、 １ －— ＧＳ ２３ １ 、 １ －— ４ ＧＳ ４３ １ 、 Ｓ ４４ １ （ ： ｎｍ— ， ４ Ｇ １－ — ４ 注 ＧＳ — ｎ ｎ为 疏 水 烷 基 主 链 碳 数 ； 为联 结基 主链 碳数 ） ｍ ； 原 油 ： 度 为 ２ ３ ａ Ｓ 密 度 为 ０ ８ １７ ｇ 粘 ． ５ｍＰ ・ ， ． ９ ／
１ 实验 部 分
１ １ 实 验 仪 器 ．
的表 面活性 剂 ， 具有 较 低 的临 界胶 束 浓 度 和较 强 的 降低 油 水 动态 界 面 张力 的能 力ｌ ， １ 在化 学 驱提 高 采 ］ 收率领 域显 示 出 广 阔 的应 用 前 景 。 目前 ， 于 阳离 关 子双 子表 面活 性剂 降低 油水 动态 界面 张力 的研 究 比 较多 ， 但对 其 如何影 响油 水 动 态 界 面 张 力 以及 这 种 动态 界面 张力 与采 收 率 之 间 关 系 的研 究 较 少 ， 因此 开展 此方 面 的研究 ， 以 为 阳离 子 双 子 表 面 活性 剂 可 的应 用提 供理 论 和实践 方 面的依 据 。
在 ２ ℃条件 下 ， ５ 利用旋滴 界面张力仪 直接测 出 。
１ ３ ２ 岩 心 驱 替 实验 （ 温 条 件 下 ） ．． 常
（ ）抽 空 饱 和 岩 心 ， 定 岩 心 孔 隙 体 积 及 水 相 １ 测 渗 透率 ；
长碳链 离 子头基 联结基团 离子头基 长碳链
（ ）饱 和 油 ２Ｐ 以 上 ， 岩 心 出 口端 无 水 产 出 ２ Ｖ 至
率能 力方 面存在 明显 差异 ； 讨 了形成 这种规 律 的机 理 。 探
Gemini表面活性剂降低油水界面张力性能的研究
该研究 以重烷基苯和十二烷基苯为原料 ， 通过引入连接基 团，再通过磺化 ，中和得到一系列Ｇ ｍｉｉ ｅ ｎ表面活性剂 ，并研究 磺化 试剂及 其比例等对 于其驱 油 陛能 的影 响。对于驱 油来 说 ，油 水 界 面 张 力 越低 ， 面 活 性 剂 的驱 油性 能 越 好 ，在 实 际 表 油 藏 条 件 下 ，界 面 张 力 由２ ｍ 低 至 １一 ｍＮｍ‘ 下 ， ０ｍＮ’ 降 ０ 。 以 达 到 超 低 界 面 张 力 ， 能 使 残 留 在 岩 石 孔 隙 中 的 原 油 变 形 、启 才 动 和 流 动 。所 以 研 究 原 油 ／ 界 面 张 力 特 别 重 要 。 因 此 ， ｊ 水 Ｇ ｍｉｉ 面 活性 剂 的 应 用 基 础 性 能 主 要 是 从 其 降 低 油 水 界 面 ｅ ｎ表 张力方面考虑。 希望在对于合 成的一系列Ｇｅ ｎ表面活性 剂进 ｍｉｉ 行界面张力研究的基础 上 ， 找到一种适 合的表 面活性 剂，使 来 油 水界 面 张 力 降低 到 １～ｍ ｍ 下 ， 其 用于 驱 油 以提 高 ０ Ｎ・ 以 Ｊ为 原油采 收率 提供 指导 ，进一 步提 高原 油的产量。
２１年 第 １ ０１ 期
第３ ８卷 总 第 ２ ３期 １ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
广 东 化 工
ｗｗｗ．ｄ ｈ ｍ ．ｏ ｇ ｃ ｅ ｃ ｍ ５ｌ
Ｇｅ ｎ 表 面活 性 剂 降低 油水 界 面 张力 性 能 的研 究 ｍｉｉ
胡乐 ， 张丹 ，王希军 （．白求恩军医学院 文化教研室， １ 河北 石家庄 ００８ ； ． ５０ １ ２ 天津市市政工程研究院，天津 ３０７） ００４
ｆ 要 】 究 以重烷 基苯 和十 二烷 基苯 为原 料合 成磺 酸盐 型 阴离子 Ｇ ｍｉｉ 面活 性剂 ，并 用其 盐水 溶液 对原 油进 行界 面张 力测 试 ，研 究 摘 本研 ｅ ｎ表 了不 同条件 下台 成 出的 Ｇ ｍｉ ｅ ｎ 面 活性 剂及 其浓 度对 原 油界 面张 力 的影响 。测 试结 果 发现 以十 二烷 基苯 及 十二 烷基 苯和 重烷 基苯 复 配合 成 的 ｉ表 Ｇｅ ｎ 表面 活性 剂对 孤 岛 １Ｘ ７ ２油 样 的界面 张力 可降 低至 １ ｍＮｍ。 同时发现 磺 化试 剂 用量增 加会 使界 面张 力 上升 ，表面 活性 剂加 入量 ｍｉ ｉ ３Ｎ １ ０ 。 。
表面活性剂驱油技术试验技术研究汇报
01
02
03
表面张力
表面活性剂能够有效降低 油水界面张力，提高驱油 效率。
泡沫稳定性
在驱油过程中，表面活性 剂产生的泡沫具有较好的 稳定性，能够提高采收率。
耐温抗盐性
表面活性剂在不同温度和 盐度条件下仍能保持良好 的性能，适应范围广。
驱油效果评价
提高采收率
通过表面活性剂的应用，能够显著提高原油采收 率。
降低含水率
表面活性剂能够降低采出液的含水率，提高原油 品质。
减少油珠粘附
表面活性剂能够降低油珠与岩石表面的粘附力， 提高采出效率。
经济效益评价
降低成本
表面活性剂驱油技术能够有效降低采油成本，提高经 济效益。
增加产量
通过表面活性剂的应用，能够增加原油产量，提高生 产效益。
减少环境污染
表面活性剂驱油技术能够减少采油过程中对环境的污 染，降低环境治理成本。
研究多段塞驱油技术的可行性及其在复杂 油藏中的应用效果。
与其他技术的结合
环境影响评价
研究表面活性剂驱油技术与聚合物驱油、 二氧化碳驱油等其他提高采收率技术的结 合方式及其协同作用。
进一步开展表面活性剂驱油技术的环境影 响评价研究，确保技术的可持续发展。
谢谢观看
环境友好
表面活性剂驱油技术使用 的表面活性剂具有良好的 生物降解性，对环境影响 较小。
技术推广建议
加强技术培训
针对油田企业的技术人员， 开展表面活性剂驱油技术的 培训课程，提高技术应用能 力。
制定推广计划
制定详细的技术推广计划， 明确推广目标、时间表和实 施方案，确保技术的有效推 广。
合作研究与开发
注入阶段
将溶液注入到模拟油藏的模型 中，观察并记录驱油效果。
一种双子表面活性剂的合成及在采油中的应用
吁
吕
●
Ｚ
２ 结果 与讨论
２ １ ｌ ４－ ２ ｒ的红 外光 谱 图 ． ４ １ ４・ Ｂ
浓度 ／ ｏ ・ ｏ ｔｌ Ｌ
合 成 的 阳离子 双子 型 表 面活 性剂 １４． ２ ｒ ４ １ ４・ Ｂ
配制 浓 度 为 ２ ４×１ ｍｏ Ｌ的 １ ４． ． ０ ｌ ／ ４ １ 溶 ４水
液 ， ＸＺ２０型全 自动 界 面 张 力 仪 测定 溶 液 的表 用 Ｊ一０
面张力 ， 后再 配 制 一 系 列 浓 度 的准 溶 液 ， 别 测 然 分
定 其表 面 张力 ， 比单 链 单 头 基 表 面 活 性 剂 ， 现 对 发
入 三次 采油 阶段 ， 向地 层 注 入 能 引起 地 层 物 理 化 即
十 四烷 基二 甲基叔 胺 工业 级 ， 津市 奔腾 化 工 天
股份 有 限公 司
学变化 的流体或 能 量 ， 剩余 油 开采 出来 。化 学 驱 将
是三 次采 油 的一 部 分 ， 括 碱 驱 、 包 聚合 物 驱 、 面 活 表
１ ２期
＼ 哥 蝌 王 佳 ： 一种双子表面活性剂 的合成及 在采油中的应用 ∞ 如 ∞ 加 ∞ 如 ∞ ∞ 加 ｍ
２ ５ ９７
合成 的产物 有优 异 的表 面活性 。
１ ３ ２ 原 油一 体 系界 面 张 力 的 测 定 ．． 水
配制 一 系列不 同浓 度 的表 面 活 性剂 溶 液 ， 然后 将大 港油 田和 配 制 的溶 液 混 合 在 容 器 中 。用 ＸＺ Ｊ． ２０型全 自动 界 面 张力 仪 分 别 测 定 体 系 界 面 张 力 ， ０ 发 现 配制 的这几 组 溶液 都 能 将 张力 保 持 在 １ ～， ０ 适 合 做三 采驱 油剂 。
油田生产中表面活性剂的应用
油田生产中表面活性剂的应用引言：油田是指地下储存大量石油的区域，其中包括油层、油气藏、地下储罐等。
在油田开采和生产中，表面活性剂被广泛应用于提高采油效率、减少污染、改善油水界面性质等方面。
本文将介绍表面活性剂在油田生产中的应用，并对其效果和影响进行分析。
一、表面活性剂在油井起动和钻井液中的应用1.表面活性剂在油井起动中的应用：在油井起动过程中，表面活性剂可用于调整井液的黏度和界面张力，提高钻井的效率和稳定性。
一些非离子型和阳离子型表面活性剂可以改善水井循环性能，增加水力传导率，减小溢流井和高渗漏地层导致的起动困难。
2.表面活性剂在钻井液中的应用：钻井液是钻井过程中用于降低摩阻、冲刷岩粉和防止井壁垮塌的重要液体。
表面活性剂在钻井液中的应用可以起到很好的润滑和减摩作用，降低井下潜在的摩擦力，提高钻进速度，减少钻用能和材料消耗。
二、表面活性剂在采油过程中的应用1.表面活性剂在油水界面活性调整中的应用：油水界面活性调整是指通过调整油水界面的表面活性，使油-水界面张力降低，以改善采油效果。
表面活性剂可以在油水界面形成一层分散相，使油滴形成胶束，减少油滴之间的相互作用力，提高采油效率。
同时，表面活性剂还可以调整原油和水的互溶性，减少乳化现象，降低表面张力，改善水的渗透率。
2.表面活性剂在油藏酸化中的应用：油藏酸化是指通过注入一定浓度的酸液到油层中，以溶解岩石中的碳酸盐和硫酸盐矿物，改善油层渗透性的过程。
在油藏酸化过程中，表面活性剂可以增加酸液的渗透能力，促进酸液更好地与岩石反应，提高酸液的效果和利用率。
3.表面活性剂在油藏压裂中的应用：油藏压裂是指通过注入高压液体或气体到油层中，使油藏受力破裂，形成一系列裂缝，增加油层的渗透能力，促进油藏的开发。
在油藏压裂过程中，表面活性剂可以增加液体和油层之间的接触面积，增加液体的扩散速率，提高油藏压裂的效果和做工质量。
三、表面活性剂对油田环境的影响1.降低污染：表面活性剂可以减少储运过程中的油品泄漏和挥发，降低对土壤和水体的污染风险。
试析表面活性剂驱油技术
试析表面活性剂驱油技术一、表面活性剂的驱油机理通过考察表面活性剂分子在油水界面的作用特征、水驱后残余油的受力情况以及表面活性剂对残余油受力状况的影响，认为表面活性剂驱主要通过以下几种机理提高原油采收率。
1、降低油水界面张力机理在影响原油采收率的众多决定性因素中，驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数。
提高洗油效率一般通过增加毛细管准数实现，而降低油水界面张力则是增加毛细管准数的主要途径。
毛细管准数与界面张力的关系见下式：NC=νμW/σWO式中：NC——毛细管准数，无量纲；ν——驱替速度，m/s；μW——驱替液粘度，mPa·s；σWO——油和驱替液间的界面张力，MN/M。
NC越大，残余油饱和度越小，驱油效率越高。
增加μW和ν，降低σWO可提高NC。
其中降低界面张力σWO是表面活性剂驱的基本依据。
在注水开发后期，NC一般在10-6～10-7，NC增加将显著提高原油采收率，理想状态下，NC 增至10-2时，原油采收率可达100%。
通过降低油水界面张力，可使NC有2～3个数量级的变化。
油水界面张力通常为20～30mN/m，理想的表面活性剂可使界面张力降至（10-4～10-3）mN/m，從而大大降低或消除地层的毛细管作用，减少了剥离原油所需的粘附力，提高了洗油效率。
2、乳化机理油水系统中加入表面活性剂后，在一定条件下，可形成微乳液，从而降低或消除驱替流体与油之间的界面张力，使不流动的油能够流动，或将地层中分散的油聚集，形成一高含油饱和度带，将水驱残留下来的油驱替出来。
表面活性剂的注入类型见图（4-1），它包括：（a）表面活性剂注入体系（A），注入体系中只有表面活性剂和水，不含油；（b）常规的微乳液注入体系（M），注入体系的组成处于双结点曲线以上的单向区内；（c）非混相微乳液注入体系（I），它的体系组成位于双结点曲线以上或其临近的区域；（d）可溶性油注入体系（S），体系主要由无水的高浓度表面活性剂和可溶性油组成。
阳离子双子乳化剂
阳离子双子乳化剂阳离子双子乳化剂是一种具有阳离子表面活性剂特性的化合物，可以用于乳化、分散和稳定油水混合物。
它具有许多独特的性质和应用领域。
阳离子双子乳化剂具有良好的乳化性能。
在乳化过程中，它可以将油和水两相有效地分散并形成乳液。
这是由于阳离子双子乳化剂分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团，使其能够在油水界面上形成稳定的吸附层，从而减小了油水界面的表面张力，促使油和水的混合。
这一特性使得阳离子双子乳化剂在食品、化妆品、医药等领域中得到广泛应用。
阳离子双子乳化剂还具有优异的分散性能。
在分散过程中，它可以将固体颗粒有效地分散到液体介质中，形成均匀的分散系统。
这是由于阳离子双子乳化剂分子结构中的亲水性基团能够与固体颗粒表面形成强烈的相互作用，从而使固体颗粒分散均匀。
这一特性使得阳离子双子乳化剂在颜料、涂料、塑料等领域中得到广泛应用。
阳离子双子乳化剂还具有良好的稳定性。
在乳化和分散过程中，它能够形成稳定的胶束结构，使油水混合物或固体颗粒能够长时间保持分散状态，不易发生相分离或沉淀。
这是由于阳离子双子乳化剂分子结构中的疏水性基团能够相互作用形成胶束结构，从而增加了系统的稳定性。
这一特性使得阳离子双子乳化剂在涂料、胶粘剂、油田助剂等领域中得到广泛应用。
除了上述的乳化、分散和稳定性能外，阳离子双子乳化剂还具有一些其他的特性。
例如，它具有较低的表面张力，能够提高液体的润湿性和渗透性；它具有一定的抗静电性能，能够减少静电带来的不良影响；它具有一定的抗菌性能，能够抑制微生物的生长。
这些特性使得阳离子双子乳化剂在纺织、造纸、电子等领域中也得到了广泛应用。
阳离子双子乳化剂作为一种具有阳离子表面活性剂特性的化合物，在乳化、分散和稳定油水混合物方面具有独特的性能和应用领域。
它的乳化性能可以广泛应用于食品、化妆品、医药等领域；它的分散性能可以广泛应用于颜料、涂料、塑料等领域；它的稳定性能可以广泛应用于涂料、胶粘剂、油田助剂等领域。
超低界面张力表面活性剂分类及其应用
超低界面张力表面活性剂分类及其应用【摘要】超低界面张力表面活性剂是一种能够降低液体表面张力到极低水平的活性剂。
它们根据化学结构和电荷特性可以分为非离子型、阳离子型和阴离子型。
非离子型超低界面张力表面活性剂在工业领域被广泛应用，例如在油田开发中起到了重要作用。
阳离子型超低界面张力表面活性剂则在医药领域有着重要的应用，用于制备纳米药物载体等。
阴离子型超低界面张力表面活性剂则在日化、食品等领域有着广泛的应用。
这些表面活性剂的广泛应用为各行各业带来了许多好处，同时也为未来的研究提供了更多的可能性。
通过对这些超低界面张力表面活性剂的深入了解和应用，有望推动化工领域的发展。
【关键词】超低界面张力表面活性剂、非离子型、阳离子型、阴离子型、应用领域、工业、医药领域、研究背景、目的、总结、展望1. 引言1.1 研究背景超低界面张力表面活性剂是一种特殊类型的表面活性剂，其具有极低的表面张力和较高的表面活性。
在实际应用中，超低界面张力表面活性剂被广泛应用于液体分离、油水分离、润湿、抗菌、防锈和耐腐蚀等领域。
近年来，随着科技的不断发展，超低界面张力表面活性剂的研究也变得越来越重要。
传统的表面活性剂在低界面张力下，通常需要添加较大剂量以达到预期效果，且很难满足工业应用的需求。
相比之下，超低界面张力表面活性剂在较低浓度下即可达到较好的效果，且具有更多的应用优势。
研究超低界面张力表面活性剂的分类及其应用具有重要意义。
了解超低界面张力表面活性剂的分类及其应用领域，不仅可以帮助我们更好地掌握其特性和优势，还能为相关领域的研究和应用提供重要参考。
在这样的背景下，本文将对超低界面张力表面活性剂进行分类并探讨其在不同领域的应用，为进一步研究和应用提供参考和指导。
1.2 目的目的是对超低界面张力表面活性剂进行分类并探讨其在不同领域的应用。
通过深入研究表面活性剂的种类和性质，我们可以更好地理解它们在工业和医药领域的作用机制，为相关领域的发展提供更多的可能性和选择。
表面活性剂对溶液表面张力影响的实验研究
表⾯活性剂对溶液表⾯张⼒影响的实验研究⽬录1 绪论..................................................................... 错误！未定义书签。
1.1选题依据及背景 (2)1.2 泡沫研究的进展 (5)1.3 泡沫的应⽤ (6)1.3.1 泡沫在⽇化⾷品中的应⽤ (7)1.3.2 泡沫灭⽕ (7)1.3.3 泡沫在油⽥中的应⽤ (7)1.3.4 泡沫分离 (8)2 表⾯张⼒理论基础 (12)2.1 表⾯张⼒的定义和产⽣机理.......................... 错误！未定义书签。
2.2 表⾯张⼒的性质.............................................. 错误！未定义书签。
2.3表⾯张⼒的单位和⽅向 .............................................. 错误！未定义书签。
2.4临界胶束浓度................................................................. 错误！未定义书签。
2.5表⾯张⼒的测定⽅法................................................... 错误！未定义书签。
3 实验数据记录及分析....................................... 错误！未定义书签。
3.1 表⾯张⼒的测定实验...................................... 错误！未定义书签。
3.２实验数据记录及分析.................................... 错误！未定义书签。
3.2.1 实验数据的记录.............................................................. 错误！未定义书签。
表面活性剂影响界面现象分析
表面活性剂影响界面现象分析简介：表面活性剂是一类能够降低液体表面或界面张力的物质，广泛应用于日常生活和工业生产中。
在界面现象研究中，表面活性剂起到了重要的作用。
本文将探讨表面活性剂对界面现象的影响，并分析其原理和应用。
第一部分：表面活性剂的基本原理表面活性剂分为两种类型：阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
阳离子表面活性剂的分子在水溶液中具有正电荷，而阴离子表面活性剂的分子则带有负电荷。
这些表面活性剂分子可以在水中形成表面积大、有机物极性尾部和无机物极性头部的胶束结构。
第二部分：表面活性剂对界面现象的影响1. 降低表面张力：表面活性剂的作用之一是降低液体表面的张力。
当表面活性剂添加到液体中时，它们的分子聚集在液体表面，并形成一个分子薄膜，这个薄膜能够减少液体分子之间的吸引力，从而降低液体的表面张力。
2. 形成胶束结构：表面活性剂在溶液中能够形成胶束结构。
胶束是由表面活性剂分子聚集起来形成的微小粒子，其疏水性尾部聚集在胶束内部，而亲水性头部则暴露在胶束表面。
这种结构可以使胶束悬浮在溶液中，并且可以包裹住一些非极性或难溶于水的物质，以提高它们在水中的溶解度。
3. 影响界面张力：表面活性剂的存在可以改变液液界面或气液界面的张力。
在界面现象研究中，表面活性剂通过改变界面张力的大小和性质，影响了界面上的物理和化学过程。
例如，当表面活性剂存在于液液界面上时，它们可以减弱界面的张力，从而促进两相之间的质量传递和反应。
第三部分：表面活性剂的应用1. 清洁剂和洗涤剂：表面活性剂广泛应用于清洁剂和洗涤剂中。
它们能够降低液体的表面张力，使水更容易渗透到污渍中，提高清洁效果。
此外，表面活性剂还有助于分散和悬浮污渍颗粒，并起到乳化和去除油污的作用。
2. 乳化剂和分散剂：由于表面活性剂能够形成胶束结构，因此它们被广泛应用于乳液、乳胶和分散体系中。
表面活性剂可以稳定液滴或固体颗粒在液相中的分散状态，使它们不易聚集或沉降。
3. 药物传递系统：表面活性剂在药物传递系统中起到重要的作用。
表面剂对原油的界面张力作用原理
表面剂是一种可以降低液体表面张力的物质，它可以在液体表面形成一层薄薄的膜，从而降低液体表面的能量。
在原油开采和加工过程中，表面剂被广泛应用于提高原油采收率、降低原油粘度、减少管道压降等方面。
表面剂对原油的界面张力作用原理是什么呢？下面将从几个方面进行探讨。
一、原油的表面张力1. 原油是一种复杂的混合物，主要由碳氢化合物组成，其中含有大量的芳香烃、脂肪烃和烯烃等成分。
这些成分在液体表面形成了一层薄膜，使得原油表面呈现出一定的张力。
2. 原油的表面张力会影响到原油的流动性和可采性，高表面张力会使得原油在地下储层中难以流动，降低了原油的采收率。
二、表面剂的作用原理1. 表面剂分子可以在液体表面形成一层单分子厚的薄膜，改变液体表面的物理性质，使得表面张力降低。
2. 表面剂分子的两端有亲水基团和疏水基团，它能够在有机相和水相之间形成薄膜结构，从而降低界面张力。
三、表面剂对原油的应用1. 在原油开采过程中，表面剂可以降低原油与岩石表面之间的粘附力和界面张力，提高原油采收率。
2. 在原油加工过程中，表面剂可以降低原油的粘度，改善原油的流动性，减少原油在管道中的压降，降低能耗和运输成本。
四、表面剂的选择和应用1. 选择合适的表面剂对提高原油采收率和改善原油加工过程具有重要意义。
常用的原油表面剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂等。
2. 表面剂的应用需要考虑原油的成分和性质，以及地质条件和加工工艺等因素，综合考虑其优缺点，进行合理的选择和应用。
通过上述分析可以看出，表面剂对原油的界面张力作用原理主要是通过改变液体表面的物理性质，降低原油的表面张力，从而提高原油的采收率和改善原油的加工过程。
在实际应用中，需要根据原油的特性和工艺要求选择合适的表面剂，并进行合理的应用，以取得最佳的效果。
同时也需要注意表面剂的环境友好性和生物可降解性，以减少对环境的影响。
希望今后在原油开采和加工过程中，能够更加有效地利用表面剂，提高资源利用率和降低成本，为能源行业的可持续发展做出贡献。
表面活性剂溶液动态表面张力及吸附动力学研究
和 van HunseI 通过一系列的数学推导得出与 Word-
Tordai 方程形式一致的方程（扩散系数不同），并用
来成功地解释了 Brij-58 溶液的 DST 数据。由此说
明，在一定浓度范围内，若将胶束的影响归结为一定
吸附势垒的存在，胶束溶液的动态吸附机理亦可用
扩散控制模型描述。还有其他模型描述胶束溶液的
Dt #
（4）
b . t # 时刻，即 !（ t ）接近 !eg。在这种情形
下，次表面浓度接近于体相浓度，因此可不考虑 CS
的变化而将 t# 时的积分一。
! 由于 "Ct#
= C0 - CS = "
# 4 Dt
由 GibbS 公式有
（5）
d! = - IRT"dInC
（6）
在 t# 时，取 "C#0，通过计算可得出：
zgchenpubiicwhhbcn表面活性剂溶液动态表面张力及吸附动力学研究湖北大学化学与材料科学学院高分子材料湖北省重点实验室武汉430062本文简介了动态表面张力的定义测定方法及吸附动力学对非离子阴离子阳离子及两性表面活性剂溶液动态表面张力的研究情况进行了总结重点讨论了浓度温度添加剂及化学结构因素对动态表面张力的影响
性剂单体在本体溶液与表面间的传递过程，从而对
吸附动力学产生影响。由于胶束溶液的动态吸附机
理十分复杂，这里只作简单介绍。
胶束溶液中动态吸附模型可近似用图 2 表示。
在预胶束溶液中，只存在表面活性剂单体在本体溶
液与表面层之间的扩散交换，在胶束溶液中，表面活
性剂单体和胶束均参与扩散。而且，根据 Aniansson
Li Bengang Chen Zhengguo!! （FacuIty of Chemistry and MateriaI Science of Hubei University，The Hubei Province Key Laboratory
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第19卷 第4期2007年8月中国海上油气CHINA OF FSH OR E OIL AND GASVol.19 No.4Aug.2007第一作者简介:杨光,男,主要从事提高采收率技术研究。
地址:北京市东城区东直门外小街6号海油大厦(邮编:100027)。
E 2m ail:yang 2guang 4@cn 。
阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的实验研究杨 光1,2叶仲斌2 韩 明1 张 健1(11中海石油研究中心; 21西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室)摘 要 将叔胺和卤代烷烃通过/一步法0合成阳离子双子表面活性剂,通过岩心驱替实验,研究了不同阳离子双子表面活性剂在降低油水动态界面张力方面的能力及规律,以及动态界面张力特征与采收率之间的关系。
不同阳离子双子表面活性剂驱油,油水动态界面张力特征不同,在提高采收率能力方面存在明显差异;探讨了形成这种规律的机理。
关键词 阳离子双子表面活性剂 动态界面张力 提高采收率 降低油水动态界面张力的能力是评价表面活性剂的重要指标。
阳离子双子表面活性剂是一种新型的表面活性剂,具有较低的临界胶束浓度和较强的降低油水动态界面张力的能力[1],在化学驱提高采收率领域显示出广阔的应用前景。
目前,关于阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的研究比较多,但对其如何影响油水动态界面张力以及这种动态界面张力与采收率之间关系的研究较少,因此开展此方面的研究,可以为阳离子双子表面活性剂的应用提供理论和实践方面的依据。
双子表面活性剂可视为由2个或2个以上的同一或几乎同一的两亲成分、在其头基或靠近头基处由联结基团通过化学键将两亲成分连接在一起而成的表面活性剂[2]。
联结基团有柔性的(如聚亚甲基、聚氧乙烯基和聚氧丙烯基),也有刚性的(如含苯环的或杂原子的基团),双子表面活性剂是其中的二聚表面活性剂(其分子结构示于图1)。
图1 双子表面活性剂分子结构示意图1 实验部分111 实验仪器T EXAS O 500旋滴界面张力仪、JA 2003型电子天平、SG 83O 1双联自动恒温箱、SY O 03A 双柱塞微量平流泵、中间容器、压力表以及岩心夹持器。
112 药品及材料将叔胺和卤代烷烃通过/一步法0合成阳离子双子表面活性剂系列:GS 12O 3O 12、GS 14O 2O 14、GS 14O 3O 14、GS 14O 4O 14(注:GSn 2m 2n,n 为疏水烷基主链碳数;m 为联结基主链碳数);原油:粘度为2135mPa #s,密度为018917g/cm 3;蒸馏水以及人造岩心(岩心材料相同,渗透率和孔隙度差别不大)。
113 实验方法11311 界面张力测量在25e 条件下,利用旋滴界面张力仪直接测出。
11312 岩心驱替实验(常温条件下)(1)抽空饱和岩心,测定岩心孔隙体积及水相渗透率;(2)饱和油2PV 以上,至岩心出口端无水产出时结束;(3)水驱至岩心出口端含水98%;第19卷 第4期杨 光等:阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的实验研究245(4)注入阳离子双子表面活性剂,至出口端无产出油时结束。
2 实验结果与讨论211 阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的能力为了研究阳离子双子表面活性剂的分子结构与油水动态界面张力的关系,选择不同联结基主链碳数和不同疏水烷基主链碳数的阳离子双子表面活性剂作为研究对象,在不同浓度下考察阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的能力。
实验结果显示,依据降低油水动态界面张力的能力可将阳离子双子表面活性剂分为3类。
第1类是图2所示的能将油水动态界面张力降至超低(<10-3mN/m),且能够长时间维持的阳离子双子表面活性剂,如GS 12O 3O 12(506mg/L )、GS 12O 3O 12(1000mg/L)、GS 14O 4O 14(50mg/L)以及GS 14O 2O 14(50mg/L)。
图2 维持超低界面张力时间较长的动态界面张力曲线第2类是图3所示的能将油水动态界面张力降低至10-2数量级的阳离子双子表面活性剂,如GS 12O 3O 12(200mg/L)、GS 14O 4O 14(200mg/L)、图3 界面张力值维持在10-2数量级的动态界面张力曲线GS 14O 2O 14(112mg/L )以及GS 14O 2O 14(300mg/L)。
第3类是图4所示的能将油水动态界面张力降至超低,但维持超低界面张力的时间较短,最终的界面张力维持在10-2数量级的阳离子双子表面活性剂,如GS 14O 3O 14(102mg/L)和GS 14O 3O 14(300mg/L)。
图4 维持超低界面张力时间较短的动态界面张力曲线212 油水动态界面张力特征与采收率的关系为了研究油水动态界面张力特征与采收率的关系,针对不同动态界面张力特征,分别选择2种驱替液进行驱油实验,以便最大限度地减少误差。
其中,对于能够维持超低界面张力时间较长的情况,选择GS 12O 3O 12(506mg/L)和GS 12O 3O 12(1000mg/L)作为驱替液;对于能够达到超低界面张力但维持超低界面张力时间较短的情况,选择GS 14O 3O 14(102mg/L)和GS 14O 3O 14(300mg/L)作为驱替液;对于不能达到超低界面张力、最终界面张力值维持在10-2数量级的情况,选择GS 12O 3O 12(200mg/L)和GS 14O 4O 14(200mg/L)作为驱替液。
驱油实验结果见表1。
因为人造岩心所用材料相同,并且岩心渗透率和孔隙度差别不明显,所以本次实验忽略岩心物性对采收率的影响。
据表1数据,不同阳离子双子表面活性剂动态界面张力特征与采收率的关系有如下的规律:(1)维持超低界面张力时间较长的阳离子双子表面活性剂,如GS 12O 3O 12(506mg/L)和GS 12O 3O 12(1000mg/L),表面活性剂驱采收率最高。
(2)对比GS 14O 3O 14(300mg/L)和GS 12O 3O 12(200mg/L)的驱油实验数据发现,二者的平衡界面张力都在10-2的数量级,但由于GS 14O 3O 14(300表1阳离子双子表面活性剂驱油实验结果驱替液类型(浓度)IFT最低值(mN/m)平衡IFT(m N/m)渗透率(mD)水驱采收率(%)表面活性剂驱采收率(%)最终采收率(%)GS12O3O12(506mg/L)0100517010051714189251623124818 GS12O3O12(1000mg/L)0100125010012511136261323164919 GS14O3O14(102mg/L)0100092010184015126251918104319 GS14O3O14(300mg/L)0100131010133014193251518174412 GS12O3O12(200mg/L)0104800010480016189261812193917 GS14O4O14(200mg/L)0102510010440018157281013164116mg/L)存在10-3数量级的瞬时超低界面张力,其表面活性剂驱采收率明显高于GS12O3O12(200mg/ L)。
据此可以得出:油水瞬时动态界面张力在提高采收率方面具有一定的作用。
(3)从GS12O3O12(200mg/L)和GS14O4O14 (200mg/L)的驱油实验数据可以看到,平衡界面张力在10-2数量级的阳离子双子表面活性剂在提高采收率方面有一定的作用,但与存在超低界面张力的阳离子双子表面活性剂相比,其提高采收率的能力相差很多。
213阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的机理对于阳离子双子表面活性剂在降低油水动态界面张力方面所表现出的不同动态规律的机理,在此进行初步的探讨。
(1)阳离子双子表面活性剂分子能够快速地运移至油水界面,从而迅速降低油水界面张力。
这主要是由于阳离子双子表面活性剂靠化学键连接2个离子头基,这就降低了电荷斥力在吸附过程中所起的作用,从而使阳离子双子表面活性剂分子能够迅速到达油水界面,最终使阳离子双子表面活性剂分子在界面紧密排列,形成一种动态平衡。
(2)阳离子双子表面活性剂降低油水动态界面张力的动态过程表现出2种情况:一种情况是界面张力随时间呈递减趋势,最后趋于平稳,这种情况占大多数,并且可以用扩散控制吸附机理解释,即表面活性剂分子扩散到油水界面是时间的函数;另一种情况是界面张力随时间的变化是先递减、后递增(主要指GS14O3O14(102mg/L)和GS14O3O14(300mg/ L)降低油水动态界面张力特征),对于产生这种现象的原因,有研究者解释为原油中活性物质的存在与阳离子双子表面活性剂分子争夺在界面上的吸附量[3]。
笔者认为产生这种现象的原因主要是阳离子双子表面活性剂GS14O3O14具有特殊的分子结构,在溶液中GS14O3O14自聚,产生了不同于其它阳离子双子表面活性剂的胶团形态,从而影响其在油水界面的吸附过程,最终导致其在降低油水动态界面张力方面区别于其它阳离子双子表面活性剂。
关于这方面的内容还有待于进一步的探索。
3结论(1)阳离子双子表面活性剂在降低油水动态界面张力方面表现出3种不同的特征:维持超低界面张力的时间较长;能达到超低界面张力但维持超低界面张力的时间较短;不能达到超低界面张力,最终的界面张力值维持在10-2数量级。
(2)不同阳离子双子表面活性剂驱油,油水动态界面张力特征与采收率之间关系表现为:维持超低界面张力时间较长的阳离子双子表面活性剂驱油采收率最高;油水瞬时动态界面张力在提高采收率方面具有一定的作用;平衡界面张力在10-2数量级且不存在超低界面张力的阳离子双子表面活性剂能在一定程度上提高采收率。
致谢:本文研究过程中得到西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室陈洪副研究员以及中海石油研究中心向问陶高级工程师、周薇工程师的帮助,在此表示衷心感谢。
参考文献[1]陈洪.油气开采用表面活性剂的合成及性能研究[D].成都:西南石油学院,2004.[2]赵剑曦.新一代表面活性剂:Gemin is[J].化学进展,1999,11(4):348O357.[3]CH ATT ERJEE J,NIKOLOW A,WASAN D T.Measurementof ultra2low interfacial tension with application to su rfactant en han ced alkaline s ystem s[J].Ind.Eng.CHem.Res.,1998,37(1):2301O2306.收稿日期:2006O11O13改回日期:2007O01O29(编辑:张敏)(英文摘要下转第250页)计算地应力的问题,由成像测井资料计算得出的安棚油田地应力值与地应力实测结果基本一致,精度较高。