碱与表面活性剂在油水界面上的协同作用

通过对比油/碱(O/A)、油/碱-表面活性剂(O/AS)体系的动态界面张力,发现加入碱降低油水界面张力(DIFT_(min)),而高碱浓度下,界面张力反而升高;加入表面活性剂后,低碱浓度时界面张力升高,而高碱浓度下体系的界面张力显著降低.通过对比相同离子浓度下NaOH与NaOH-NaCl溶液与重油的界面张力发现,OH-也对高碱浓度下界面张力的升高具有重要的影响;通过测定油碱作用后从油相扩散至水相的总碳含量(TOC)的变化,发现油相扩散至水相的组分的量增加.综合考虑上述实验结果,认为NaOH和外加表面活性剂在油水界面上的协同作用为:NaOH与重油潜在的界面活性物质作用生成原位表面活性剂,外加表面活性剂取代原位表面活性剂在油水界面上发生吸附,促进原位界面活性物质离开油水界面,从而使得原油中潜在的界面活性物质得以与原油反应,进而生成更多的原位界面活性物质从而降低油水界面张力.     

三元复合驱中碱提高采收率作用机理

研究三元复合驱中碱提高采收率作用机理,对更好地应用其具有重要技术指导作用。设计了界面张力、吸附、乳化、润湿性等多组单一变量对比实验及微观模型、天然岩心驱油实验,研究了碱提高采收率作用机理。结果表明:碱与原油反应生成的表面活性剂。快速地吸附在油水界面上;碱迫使更多的外加表面活性剂进入油水界面,从而增加了界面层中表面活性剂浓度,达到了协同降低油水界面张力作用。碱电离的阴离子与外加表面活性剂在储层基质表面竞争吸附,增加了基质表面负电荷,使其对外加表面活性剂静电斥力加大,降低了外加表面活性剂吸附量。生成的表面活性剂乳化油相,使碱具备了乳化作用。在流动剪切作用下,生成的表面活性剂不断渗入膜状残余油与基质之间,改变了油/基质间、水/基质间界面张力,破坏了油-水-基质之间的原平衡体系,使润湿性由憎水亲油变成亲水憎油。碱提高采收率幅度可达近5%,具备显著提高采收率效应。     

流体间界面张力的热力学研究进展(表面活性剂体系)

表面活性剂在工业和日常生活中的应用十分广泛。研究表面活性剂体系的界面张力在理论上和实践上都有重要意义。文中介绍了近年来国内外在含表面活性剂体系界面张力的热力学方面的研究进展 ,主要包括如下 3个方面 :表面活性剂体系界面张力的数据来源 ;界面状态方程在表面活性剂体系中的应用以及分子模拟方法在表面活性剂体系界面张力研究中的应用。强调了统计缔合流体理论及分子模拟方法在此研究领域的重要性。     

表面活性剂对气体水合物界面张力的影响

表面活性剂能够减小液体的表面张力以及两相液体间的界面张力,界面张力的减小有利于促进气体水合物快速形成和提高水合物储气能力.为定量研究两相液体间界面张力对气体水合物形成的影响,用界面张力仪实测不同温度时蒸馏水、HCFC-141b的表面张力以及HCFC-141b/蒸馏水、HCFC-141b/十二烷基硫酸钠溶液(0.247%)、HCFC-141b/十二烷基磺酸钠溶液(0.245%)、HCFC-141b/十二烷基苯磺酸钠溶液(0.057 6%)的界面张力,测试结果表明,表面活性剂对降低两相液体间界面张力的作用十分明显,其中十二烷基苯磺酸钠溶液对降低界面张力最为突出,降到HCFC-141b/蒸馏水界面张力值的9%左右,为定量研究气体水合物等优选表面活性剂提供了科学的依据.     

新型阴离子-非离子表面活性剂界面张力的研究

实验考察了5种自制的阴离子-非离子表面活性剂与桩西106-15-X18脱水原油在55℃下的动态界面张力与水相矿化度之间的关系.阴离子-非离子表面活性剂在水相中的质量浓度为1g.L-1.实验发现:所研究的表面活性剂与原油之间的动态界面张力受矿化度的影响明显,一定范围内,矿化度的增加有利于界面张力的降低,当矿化度增加到一定程度时界面张力又呈现增大的趋势.对于9AS-0-4、12AS-0-4、13AS-0-4三种表面活性剂,在相同的矿化度条件下,9AS-0-4的界面活性最好,12AS-0-4则略差;表面活性剂亲油基相同的情况下,随分子中氧丙烯链节长度的增加,表面活性剂的最佳盐含量依次降低,可以通过在表面活性剂中引入氧丙烯链节的方式来达到调节表面活性剂亲水亲油平衡之目的.     

丙烯酰胺共聚物与表面活性剂复配体系研究

利用锥板粘度计和旋滴界面表张力仪研究了丙烯酰胺 ( AM) - N-乙烯基 - 2 -吡咯烷酮 ( VP) - 2 -丙烯酰胺基 - 2 -甲基丙磺酸 ( AMPS) ( AM- VP- AMPS)共聚物水溶液与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 ( C18H2 9Na O3 S)及中性表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚 ( OP- 1 0 )的相互作用以及该复配体系与原油之间界面张力 .研究结果表明 :AM- VP- AMPS共聚物水溶液与表面活性剂复配会降低水相 /油相界面张力 ,阴离子表面活性剂 ( C18H2 9Na O3 S)会引起共聚物水溶液表观粘度的下降 ,而中性表面活性剂 ( OP- 1 0 )对共聚物水溶液表观粘度影响不大     

癸基甲基萘磺酸盐表面活性剂合成及性能研究

以甲基萘和溴代癸烷为原料,合成癸基甲基萘中间体,经磺化、提纯,得到高纯度的癸基甲基萘磺酸盐表面活性剂.采用HPLC测定了表面活性剂的纯度,为97%.利用IR、UV及ESI-MS对其结构进行了表征.研究了癸基甲基萘磺酸盐表面活性剂的表面活性和油水界面性能,讨论了表面活性剂质量分数、氢氧化钠质量分数对表面活性剂水溶液/山东胜利油田原油界面张力的影响.结果表明,癸基甲基萘磺酸盐表面活性剂具有很高的降低溶液表面张力和油/水界面张力的能力和效率;临界胶束浓度为0.26 mmol·L-1,该浓度下的表面张力为31.61 mN·m-1,动态界面张力最低值达到2.59×10-6mN·m-1.癸基甲基萘磺酸盐表面活性剂有望成为较理想的三次采油用表面活性剂.     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。     

聚表二元相互作用对提高采收率的影响研究

实验证明,聚合物和表面活性剂之间存在相互作用。由于高分子聚合物的增黏作用,表面活性剂分子在聚合物溶液中的运移速度明显降低,使得界面张力的稳定时间变长;同时,由于聚合物分子和表面活性剂分子在油水界面上的竞争吸附,通常情况下二元共存时的界面张力比单一表面活性剂时的界面张力高。此外,对于不同的二元体系,二元共存时的溶液黏度与单一聚合物溶液的黏度也可能不同。首先对聚表二元共存时的界面张力和溶液黏度进行了测试,然后采用多元回归方法得到了聚表二元共存时的界面张力表征模型;并将该模型应用在数值模拟模型中进行了编程求解;最后以五点法井网的四分之一为研究对象,对比了聚表二元的相互作用对提高采收率的影响。     

磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用研究

为了提高驱油用表面活性剂降低油水界面张力的能力,以提高原油的采收率.合成了磺酸盐型Gemini表面活性剂,并将其与石油磺酸盐复合,采用tx-500界面张力仪测定了复合体系降低油水界面张力的能力.研究表明:当质量分数为1%时,磺酸盐型Gemini表面活性剂-石油磺酸盐复合体系能降低油水界面张力至4×10-4～6×10-4 mN·m-1.磺酸盐型Gemini表面活性剂的加入使得磺酸盐型Gemini表面活性剂与石油磺酸盐之间产生协同效应,提高了原油的采收率.     

双子表面活性剂与原油组分相互作用研究

针对五里湾油田长6油藏地层水和脱水原油特征,双子表面活性剂A2可以实现超低界面张力。为了探索双子表面活性剂与原油组分间的构效关系,采用原油柱色谱分离方法对原油各组分进行了分离,获知了原油的基本组成;并对双子表面活性剂A2与原油各组分之间的界面张力进行了测定。结果表明,该表活剂在0.5~0.02%的浓度范围内均具有高的界面活性,可以令原油实现超低界面张力,证实了原油中非烃组分对超低界面张力的产生具有至关重要的作用;即双子表活剂与非烃组分之间存在协同效应。     

分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配及油水界面张力

考察了pH值、温度和时间对分子沉积膜驱剂在大庆原油和孤岛原油/水中的分配及油水界面张力的影响。结果表明,pH值增加,分子沉积膜驱剂在油水相中的分配系数增加,界面张力降低,但总体上分配系数较低;温度升高,分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配系数和界面张力均有所降低;在约196h后,分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配达到平衡。分子沉积膜驱剂向界面扩散和吸附的动力学过程缓慢;随着时间的增加,分子沉积膜驱剂溶液与孤岛原油界面张力先迅速降低后缓慢降低,并没有出现象表面活性剂那样的低界面张力;NaCl浓度对油水界面张力的影响不大;分子沉积膜驱剂在孤岛原油中的溶解度大于在大庆原油中的溶解度,且相同条件下的界面张力更低。     

石油磺酸盐对玻璃纤维聚结脱水性能的影响

目前,关于纤维表面水滴聚结与脱落过程的研究多为定性分析,缺乏相关实验数据,并且各种因素对纤维聚结脱水效果的影响并不清晰。针对以上问题,搭建了一套可视化微流道实验系统;在航空煤油-水体系中加入表面活性剂石油磺酸盐,制备了两种不同界面张力的乳状液;利用建立的实验系统观测在不同界面张力下纤维表面水滴的聚结与脱落过程,并讨论了影响水滴聚结与脱落的主要因素。结果表明：在18 mN/m的界面张力下,最大水滴粒径在前3 min增长较快,在3 min后增长较为缓慢;在8 mN/m的界面张力下,在前6 min最大水滴粒径的增长趋势较为平缓,6 min后最大水滴粒径几乎不再增长,并且在聚结初始阶段水滴呈单侧分布;水滴单位面积的表面活性剂分子数存在饱和值,当达到饱和值时,水滴被表面活性剂分子完全包围,很难与其他水滴发生聚结行为;在18 mN/m的界面张力下,流场流速是引起水滴断裂脱落的主要原因;在8 mN/m的界面张力下,水滴的断裂脱落不仅受流场流速的影响,而且还与表面活性剂的含量有关。     

石油磺酸盐对玻璃纤维聚结脱水性能的影响

目前,关于纤维表面水滴聚结与脱落过程的研究多为定性分析,缺乏相关实验数据,并且各种因素对纤维聚结脱水效果的影响并不清晰。针对以上问题,搭建了一套可视化微流道实验系统;在航空煤油-水体系中加入表面活性剂石油磺酸盐,制备了两种不同界面张力的乳状液;利用建立的实验系统观测在不同界面张力下纤维表面水滴的聚结与脱落过程,并讨论了影响水滴聚结与脱落的主要因素。结果表明：在18 mN/m的界面张力下,最大水滴粒径在前3 min增长较快,在3 min后增长较为缓慢;在8 mN/m的界面张力下,在前6 min最大水滴粒径的增长趋势较为平缓,6 min后最大水滴粒径几乎不再增长,并且在聚结初始阶段水滴呈单侧分布;水滴单位面积的表面活性剂分子数存在饱和值,当达到饱和值时,水滴被表面活性剂分子完全包围,很难与其他水滴发生聚结行为;在18 mN/m的界面张力下,流场流速是引起水滴断裂脱落的主要原因;在8 mN/m的界面张力下,水滴的断裂脱落不仅受流场流速的影响,而且还与表面活性剂的含量有关。     

(W/O)/W乳化液膜体系的界面状态方程

本在Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附式的基础上，结合乳化液膜膜相中“有效浓度”的概念，提出了乳化液膜的界面状态方程，利用该界面状态方程，本进一步研究了乳化液膜膜相中表面活性剂“有效浓度”与乳化液－外相水间界面张力的关系。同时，对搅拌机槽缺乏几何条件和操作参数对界面张力的影响进行了讨论，所建模型与实验数据吻合较好。     

乳化液膜体系的界面状态方程(英文)

本文在Langmuir等温吸附式的基础上,结合乳化液膜(LSMs)膜相中“有效浓度”的概念,提出了乳化液膜的界面状态方程.利用该界面状态方程,本文进一步研究了乳化液膜膜相中表面活性剂“有效浓度”与乳状液-外相水间界面张力的关系.同时,对搅拌机槽缺乏几何条件和操作参数对界面张力的影响进行了讨论.所建模型与实验数据吻合较好.     

烃基苯磺酸盐表面活性剂AS的合成及其水溶液与原油的界面活性

以石油中间产品为原料合成了烃基苯磺酸盐表面活性剂 AS- 4,AS- 5,AS- 6。实验表明 ,AS水溶液 /碱 /原油体系具有 1 0 -2 m N/m以下的最小界面张力。讨论了异构体组分相对含量 ,合成的起始原料 ,平均分子量对 AS产物水溶液与原油的界面活性的影响。     

大庆减压渣油馏分油水界面张力的研究

采用超临界萃取分离技术 ,将大庆减压渣油按相对分子质量分割为 17个馏分 ,并对各馏分进行了化学组成分析和紫外光谱测定。在此基础上 ,采用吊环法对各馏分在不同条件 (馏分质量分数、油相组成、盐的种类及质量分数、水相 pH值 )下的油水界面张力进行了研究。结果表明 ,大庆减渣馏分相对分子质量逐渐增大 ,氢碳原子比逐渐下降 ,芳香共轭结构逐渐增多 ;随着馏分在油相中质量分数的增大 ,界面张力下降 ,且下降趋势相似 ,总体降幅不大 ;随着油相中庚烷的增多 ,界面张力降低。水相中CaCl2 使得油水界面张力上升 ,而NaCl或KCl对油水界面张力影响较小。水相 pH值在酸性范围内变化时 ,基本不影响油水界面张力 ,pH值在碱性范围内增大时 ,界面张力降低。     

色谱分离对三元复合体系界面张力的影响及对策

针对三元复合驱由于存在色谱分离现象而改变了体系原有性质的问题,利用实验室优选超低界面张力的三元复合体系进行填砂管流动实验,展开色谱分离对三元复合体系界面张力影响的研究。以"突破时间"和"产出时差"两个参数描述色谱分离程度,测定每次出口端采出液120min时的界面张力。研究表明:复合体系中的三种化学剂间存在色谱分离现象,聚合物最早突破,表面活性剂最后突破;表面活性剂与聚合物之间的色谱分离程度最明显,聚合物与碱之间的色谱分离程度最小;色谱分离使三元复合体系界面张力由10-3数量级增加到10-2数量级,影响了三元复合体系的驱油效果,因此降低表面活性剂在地层中的损失将成为降低色谱分离程度的主要措施。采用槐糖脂作为牺牲剂代替部分表面活性剂放在三元复合体系前注入地层,可以有效降低色谱分离的影响,更有效地提高最终采收率。