耐温抗盐表面活性剂构效关系研究

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化学驱油是三次采油的主要方法,而表面活性剂驱在化学驱油中占有重要地位。对于普通油藏而言,表面活性剂驱油剂已有规模化产品,在提高采收率方面也已取得理想效果。但对于高温高盐油藏,在普通油藏中应用成功的化学剂在油藏条件下结构易改变,导致现有驱油剂往往起不到应有效果。因此,近年来对耐温抗盐表面活性剂体系的探讨倍受关注。从三次采油的前景看,提高表面活性剂的耐温抗盐能力是一项极为紧迫而重要的工作,尤其对较高矿化度的油藏而言,研究耐温抗盐的表面活性剂驱油体系更具实际意义。  本文简化复合驱体系的影响因素,以纯化合物和模拟油为研究对象,系统研究了表面活性剂-模拟油体系各影响因素对界面张力的作用机制。在此基础上,研究了表面活性剂-原油体系的界面张力性能,对模型体系研究中得出的结论进行验证。  通过目前的研究工作,可以获得以下认识:  ①甜菜碱分子吸附到界面上时,其亲水基近似平铺在界面上。亲油基尺寸较大的甜菜碱BSB,其as较直链的ASB大,与正癸烷的界面张力比ASB体系低,证实了表面活性剂分子在界面上占据的空间大小是超低界面张力不可或缺的重要因素。  ②脂肪酸分子可以与表面活性剂分子在界面混合吸附成膜,使界面张力显著降低。当脂肪酸分子烷基链大于12时,分子间协同效应的增强可使界面张力达到超低。说明“链长相容性”对界面张力有重要影响。  ③原油中界面活性最强的酸性组分会在界面上与表面活性剂分子混合吸附,导致水相一侧排列疏松。高浓度时,不利于与亲油基体积较大的BSB形成低张力。对于ASB,高浓度时,混合吸附可以弥补表面活性剂分子本身亲油基体积较小的不足,达到低张力。实验结果表明,原油各组分对界面张力影响的强弱顺序是酸性组分>胶质>芳香份>沥青质>饱和份。  ④发现C8POxEOyS分子在界面上的尺寸随时间发生变化。界面分子的PO链节向油相伸展会减小分子的横截面积。对于PO/EO=1的分子结构,当界面致密吸附膜的形成速度快于PO链节完全伸展的速度时,动态界面张力会出现V形,且瞬时最低张力可达超低。当PO/EO>1时,稳态界面张力易达到超低水平。  ⑤原油中复杂的活性组分通过混合吸附会改变C8POxEOyS的界面张力,瞬时及稳态超低张力都不再出现。  ⑥聚合物会减慢表面活性剂分子吸附到界面上的速度,破坏C8PO6EO6S形成瞬时超低张力的条件,使曲线从V形变为L形。
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