流体间界面张力的热力学研究进展(非表面活性剂体系)

流体间的界面张力是石油工业、化工、湿法冶金及环境保护等领域中重要的基础数据。界面现象的统计力学研究已取得了很大的发展。文中介绍了近年来国内外在非表面活性剂体系界面张力的热力学研究方面的进展 ,主要包括如下 3个方面 :非表面活性剂体系界面张力的数据来源 ;界面张力的热力学研究 ,强调了泛函理论和微扰理论的应用 ;分子模拟方法在界面张力研究中的应用。     

新型缔合聚合物与表面活性剂的相互作用

通过对新型疏水缔合聚合物和表面活性剂二元体系的流变性及其聚表体系与模拟油之间的界面张力的研究,发现新型疏水缔合聚合物NAPs与表面活性剂SDBS之间存在明显的相互作用,并在一定条件下出现协同效应,聚表体系的体相粘度在某一表面活性剂浓度下出现最大值。聚表相互作用使它与模拟油之间出现最低界面张力的表面活性剂浓度增加,且界面张力要高于单独表面活性剂溶液与模拟油之间的界面张力。     

三元复合驱体系/大庆原油间界面张力研究

研究了彬表面活性剂／聚合物三元复合驱体系与大庆原油间形成低界面张力的特性。结果表明：在降低界面张力方面，碱与表面活性剂之间存在显著的协同效应。而聚合物与碱、聚合物与表面活性剂之间不存在明显的协同效应。本文还初步探讨了超低界面张力的形成机理，并研究了碱浓度、表面活性剂浓度对复合体系／大庆原油间界面张力的影响。     

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。     

胜利油田孤东原油超低界面张力驱油体系研究

采用旋转滴法测定了单一表面活性剂体系、复配表面活性剂体系与孤东原油的动态界面张力。实验结果表明,单一表面活性剂体系超低界面张力维持时间较短,将甜菜碱表面活性剂(C18BE)与α-烯烃磺酸盐(AOS)表面活性剂复配后,可以使油水界面张力降至10-4m N/m。在此基础上,对这一复配体系的最佳复配比例进行了研究,最终优选出适合孤东原油的超低界面张力驱油体系。     

NNMB/NAPS二元体系与原油界面张力研究

室内在模拟中原油田油藏温度条件下研究了双子表面活性剂NNMB与疏水缔合聚合物NAPS二元复合体系与原油的界面张力。考察了NNMB、NAPS、NaCI对二元体系/原油界面张力的影响。结采表明:NAPS对NNMB溶液界面张力值没有明显的影响;NNMB/NAPS二元体系中加入一定量的氛化钠,可以增加表面活性剂降低界面张力的效率;该体系与原油间的最低瞬态界面张力均低至 10^-3mN/m。这种新型二元体系对于高矿化度油藏提高原油采收率具有很大的应用前景。.     

系列芳香烃在土壤中洗脱规律的分子动力学模拟

以十六烷基间二甲苯磺酸钠为表面活性剂, 分别以苯、 萘、 菲、 芘为芳香烃相, 采用全原子分子动力学模拟方法, 研究芳香烃相改变对芳香烃/水界面性质的影响, 并分析界面厚度、 界面生成能、 界面张力、 表面活性剂分子与芳香烃分子间的径向分布函数和配位数以及芳香烃相与水相的扩散系数. 结果表明: 当芳香烃相为菲时, 界面厚度、 界面生成能和配位数最大； 界面张力及芳香烃相与水相的扩散系数最小, 具有较好的增溶和相容性, 但洗脱速率最慢.     

无碱二元复合体系驱油机理研究

依据毛管数理论,传统观点认为界面张力越低,采收率越高,因此超低界面张力一直是评价表面活性剂界面活性的重要指标。基于并联岩心物理模拟试验研究了界面张力与提高采收率的关系,发现非均质油藏条件下低界面张力体系采收率高于超低界面张力体系。通过室内试验研究驱油体系形成乳液状态及粒径分布规律,揭示采收率与乳液粒径之间的关系。研究认为,低界面张力体系形成的乳液液滴粒径与高渗透层喉道尺寸匹配,能够有效封堵高渗透层,迫使更多注入液转向进入低渗透层,在扩大波及体积的基础上提高洗油效率,因此低界面张力体系比超低界面张力体系具有更好驱油效果。     

改性木质素磺酸盐与石油磺酸盐的复配研究

在木质素磺酸盐分子中引入亲油基团进行改性，改性后的木质素磺酸盐具有较高的表面和界面活性，与石油磺酸盐复配，可产生超低界面张力。研究表明，复杨体系中木质素组分含量越高，表面活性剂浓度越高，达到最低界面张力所需时间越短；ＮａＯＨ的浓度大高，界面张力升高。探讨了改性木质素磺酸盐在复配体系中的作用，为木质素在三次采油中的应用提供了理论依据，并具有实际应用意义。     

针对高矿化度油田二元复合体系配方优选

室内研究筛选聚合物-表面活性剂二元复合体系配方,测得不同质量分数的NB—01表面活性剂与不同浓度ZL—II型和KYPAM聚合物复配的油水界面张力。NB—01表面活性剂在保持较高的活性剂浓度时(大于等于0.2%),能够形成10-3mN/m数量级超低界面张力,而在低活性剂浓度时(小于等于0.1%),难以形成超低界面张力。SS活性剂在浓度为0.3%和0.2%时,与KYPAM和ZL—Ⅱ聚合物在浓度为1 500 mg/L时复配,可以明显降低油水界面张力。通过在SS与KY-PAM和ZL—Ⅱ二元体系中加入不同含量的NaCl,得出在SS/KYPAM二元体系中,加入1.0%NaCl,能有效改善体系的界面张力。天然岩心验证实验得知,ZL—Ⅱ/SS+NaCl体系化学驱采收率与KYPAM/SS+NaCl体系化学驱采收率基本相当。     

BHJ甜菜碱型表活剂的特性评价

通过对两种BHJ甜菜碱型表面活性剂复配体系的界面特性评价,以确定其在大庆油田的适应性。并在此基础上对比了BHJ甜菜碱型表活剂与重烷基苯磺酸盐的吸附损失。同时对适合大庆油田复配体系进行了化学结构的表征及红外光谱分析。评价结果表明:针对不同采油厂,两种BHJ表面活性剂复配的比例不同,但均能形成超低界面张力(<10-3数量级)。无论是在S、SP、ASP体系,磺基甜菜碱的吸附量均低于羧基甜菜碱,羧基甜菜碱的吸附量均低于重烷基苯磺酸盐。     

BHJ甜菜碱型表活剂的特性评价

本文通过对两种BHJ甜菜碱型表面活性剂复配体系的界面特性评价以确定其在大庆油田的适应性。并在此基础上对比了BHJ甜菜碱型表活剂与重烷基苯磺酸盐的吸附损失,同时对适合大庆油田复配体系进行了化学结构的表征及红外光谱分析。评价结果表明：针对不同采油厂,两种BHJ表面活性剂复配的比例不同,但均能形成超低界面张力(<10-3数量级),无论是在S、SP、ASP体系,磺基甜菜碱的吸附量均低于羧基甜菜碱,羧基甜菜碱的吸附量均低于重烷基苯磺酸盐。     

十六烷基三甲基溴化铵和3种十二烷基阴离子表面活性剂复配驱油体系的性能

研究3种不同亲水基结构的阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠(sodium alkyl benzene sulfonate,ABS)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基羧酸钠(sodium dichloroisocyanurate,SDC)）与阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(cetyltriethyl ammonium bromide,CTAB))的复配体系的性能,考察复配体系的相容性、泡沫量、泡沫稳定性、接触角、表面张力和界面张力.研究结果表明,阴阳离子复配体系在摩尔比接近1∶1时,整个体系的泡沫性能下降,表面张力和界面张力趋于最大值,接触角趋于最小;在SDC-CTAB体系中,当w(CTAB)=10%~30%时,复配体系和胜利油田的原油形成超低界面张力.     

聚–表二元驱油体系性能对比研究

基于不同分子结构,探讨了表面活性剂分子与聚合物分子、高价金属离子的相互作用机理,认为与钙离子结合能力排序为：十二烷基硫酸钠> 部分水解聚丙烯酰胺> 十二烷基苯磺酸钠,从而导致聚–表二元复配体系黏度的差异。同时,驱油体系驱油实验的结果表明,驱油效率主要受到体系黏度、油水界面张力的影响,但驱油体系性能相近的情况下,具有更大分子截面积的表面活性剂,在驱替过程中,会表现出较好的界面张力保持能力,得到相对较高的驱油效率。     

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。     

石油磺酸盐与聚丙烯酰胺的配伍性研究

用相态实验方法研究了助剂ＮＰＣ－７、环烷基油和石蜡基油等对石油磺酸盐ＫＰＳ－ＯＪ２Ｗ与部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）配伍性的影响,并初步考察了体系与原油间界面张力的变化情况。实验结果表明,助剂ＮＰＣ－７和环烷基油可以有效地改善石油磺酸盐ＫＰＳ－ＯＪ２Ｗ和ＨＰＡＭ的配伍性,但与环烷基油的加入量有关。环烷基油对体系与原油间界面张力的影响不大,而助剂ＮＰＣ－７使体系与原油间的界面张力提高了约一个数量级     

三元体系的界面特性对驱油效率的影响机制

大量实验表明,不同碱浓度、相同界面张力的三元驱油体系的驱油效果不同。除了体系黏弹性差异之外,影响驱油效果的因素还可能与界面黏弹性有关。针对这一现象,分别使用相同界面张力、不同界面黏弹性的三元复合体系和相同界面黏弹性、不同界面张力的三元复合体系进行微观驱油实验,通过实验分析油水界面黏弹性、界面张力对驱油效率的影响机制。结果表明:三元体系的界面张力、界面黏弹性均对驱油效率有影响,降低界面张力和界面黏弹性均有利于残余油乳化及驱油效率的提高;三元体系的界面张力低、界面黏弹性低,驱油效率高;随着界面张力和界面黏弹性的降低,三元复合体系对残余油的乳化作用由乳化油滴向乳化油丝转变。上述规律与贝雷岩心实验结果一致。     

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.