论文部分内容阅读
油藏润湿性的变化是在化学复合驱中提高采收率的重要影响因素，在一定条件下甚至起决定性作用。表面活性剂在固/液界面的定向吸附和聚集可以改变固体表面的润湿性。因此，固/液界面表面活性剂的吸附是强化采油技术中的一项重要研究课题。论文以三次采油为背景，对低溶液浓度下阳离子表面活性剂在固/液界面的吸附层结构和吸附行为进行了研究，并考察了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与新型Gemini双子表面活性剂1,2-亚乙基-双(十六烷基三甲基溴化铵)(16-2-16)在电荷分布不同的两类粘土上的吸附行为，以期为阳离子表面活性剂在三次采油中的应用提供理论依据。主要研究工作包括以下几个部分。
运用电化学方法测量了烷基铵类和溴代吡啶阳离子表面活性剂在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上的吸附层厚度，对阳离子表面活性剂在带电固体表面的吸附行为及吸附层结构进行了探讨。结果表明，随着表面活性剂溶液浓度的增加，几种阳离子表面活性剂在ITO上的吸附由单层结构过渡到类似双层结构。
通过对吸附过程中电化学参数的监测，实验观察到了十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和CTAB在ITO表面的动态吸附过程。两种表面活性剂在不同浓度溶液条件下，均表现出不同的动态行为：低浓度下为吸附层厚度逐渐增加的过程；在0-8cmc时吸附表现出两阶段动态过程；cmc以上，吸附层厚度迅速达到最大值，随后略有减小，这种动态行为可由胶团直接吸附到固体表面得到合理的解释。
粘土矿物表面覆盖的油膜可占油藏相当大的一部分，而且很难通过常规方法采出。本文选用两种类型的粘土(高岭土和蒙脱土)，对常规表面活性剂CTAB和Gemini表面活性剂16-2-16在粘土表面的吸附行为进行比较研究，并通过XRD实验，从微观结构方面对两种阳离子表面活性剂在蒙脱土表面的吸附形态进行表征。实验发现，粘土/水溶液界面上Gemini表面活性剂16-2-16与CTAB的摩尔吸附量相当，表明两个亲水头基中仅有一个基团发生吸附。研究结果还表明，16-2-16在粘土上的吸附效率高于CTAB，粘土表面的电荷密度是影响阳离子表面活性剂吸附量的主要因素。