聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系，通过流变性实验，分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物／表面活性剂二元复合体系流变性的影响；通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验，分析了聚合物／表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响，研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明，实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力，表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中，形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂／聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用，使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且该二元体系的粘弹性越大，采收率越高。界面张力由10^-2mN／m降至10^-3mN／m时的最终采收率均高于界面张力为10^-2mN／m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。     

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。     

Gemini表面活性剂在固液界面的吸附

介绍了一类新型表面活性剂-Gemini表面活性剂，综述了Gemini表面活性剂在固液界面的吸附。     

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。     

十二烷基甜菜碱/十二烷基硫酸钠复配体系与原油间的界面张力

通过界面张力测定，研究了两性表面活性剂十二烷基甜菜碱（C12BE）与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）复配体系的界面活性，结果表明，C12BE与SDS复配，其界面尖性产生较强烈的增效作用，C12BE／SDS＝6：4（摩尔比）时增效作用最显著，比此配比的C12BE／SSDS作为复配表面活性剂FS，采用旋离法探讨了FS／碱／聚乙二醇PEG20000与弧乐原油体系的动态界面张力（IFT），并考察了离子强度和烷醇酰胺对体系IFT的影响，发现了碱与外加表面活性剂FS之间存在明显的协同效应，使界面张力达到超低的条件：适宜的离子强度及烷醇酰胺加量，而聚乙二醇PEG2000的加入既改善了体系的流度，又可延长低界面张力状态稳定存在的时间，但对体系界面张力所能达到的最低值影响不大。     

3种不同物质的动态界面剪切粘度研究

用日本协和界面剪切粘度计测定了壬基酚聚氧乙烯（4）醚、油酸钠及固体颗粒的动态界面剪切粘度。结果表明，非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯（4）醚、阴离子表面活性剂油酸钠在适当浓度下，其界面剪切粘度随时间延长而逐渐降低，最后趋向稳定；固体颗粒蒙脱土界面剪切粘度随时间延长而逐渐上升，然后趋向平衡。这说明不同物质形成的油水界面剪切粘度的动态变化明显不同。     

非离子Gemini表面活性剂在固-液界面吸附的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo方法对非离子Gemini表面活性剂在固-液界面的吸附进行了模拟,得到了吸附层厚度、吸附量和链节密度分布,并用两阶段吸附模型拟合了吸附等温线。同时,对Gemini表面活性剂和传统表面活性剂在界面的竞争吸附进行了模拟。结果表明:随着对比温度的升高,单一非离子Gemini表面活性剂在疏水性界面的吸附层厚度减小,吸附量降低,吸附等温线符合两阶段吸附模型。在相同能量参数下,Gemini表面活性剂在界面吸附的能力远比传统表面活性剂在界面吸附的能力强,它可将表面上已吸附的传统表面活性剂解吸下来,从而影响界面性质。     

表面活性剂和固体粒子对动态界面剪切粘度的影响

对表面活性剂和固体粒子参与形成的油水界面膜的动态界面剪切粘度性质进行了研究．结果表明非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯（4）醚（polyoxyethylene（4）nonyl phenyl ether）、阴离子表面活性剂油酸钠在0．04％（质量分数）浓度下其界面剪切粘度随时问延长而逐渐降低，然后趋向恒定；而蒙脱土界面剪切粘度随时间延长而逐渐上升，然后趋向恒定．     

阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附机制

目的将热力学数据与动力学知识及结构信息相结合,概述离子型表面活性剂在二氧化硅固-液界面上的吸附过程。方法通过阐述阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附热力学数据与其动力学研究结果,介绍表面活性剂在固-液界面上的吸附机制及模型建构。结果阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附机制主要受浓度、界面性质、吸附等温线、表面活性剂链长、表面电荷等因素的影响。结论表面活性剂在基质上形成的离散聚集体及形貌会影响其在固-液界面上的吸附形态,同时提出了可能的吸附机制。     

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。     

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.     

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。     

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小.在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高.界面张力由10-2 mN/m降至10-3 mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2 mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率.     

阴离子双子表面活性剂分子结构对其溶液表、界面活性的影响

在合成一系列阴离子双子表面活性剂的基础上,使用表面张力仪和旋转滴界面张力仪考察了阴离子双子表面活性剂分子结构(亲水头基、疏水碳链、间隔基团)对其溶液表、界面活性的影响。研究发现,疏水链和间隔基团碳数相同时,磺酸盐双子表面活性剂具有更高的表面活性,羧酸盐双子表面活性剂的界面活性更高。间隔基团碳数相同时,随着疏水链碳数增加,双子表面活性剂的表面活性、降低溶液表面张力的能力、吸附效率均先上升后降低,界面活性升高。疏水链碳数相同时,随着间隔基团碳数增加,双子表面活性剂表面活性、降低溶液表面张力的能力、吸附效率均先上升后降低,界面活性降低。结果表明,阴离子双子表面活性剂分子结构的变化影响到其溶液的表、界面活性,在一定的条件下,调整阴离子双子表面活性剂分子结构可以使其溶液具有较为优异的表、界面活性。     

聚氧丙烯醚型表面活性剂结构及矿化度对油水界面张力的影响

实验选用9AS-n-0、13AS-n-0系列氧丙烯聚醚型表面活性剂,使用Texa-500型界面张力仪在55℃时不同矿化度条件下,测定了表面活性剂水溶液与桩西106-x18-15脱水原油间的界面张力,研究了矿化度及表面活性剂分子结构与油水界面张力的关系.研究发现,随着矿化度的增加,界面张力不断降低,在某一特定值时,界面张力达到最小值;随着氧丙烯链的增长,达到低界面张力所需矿化度的区域是逐渐降低的;研究还发现,含有分支结构的13AS-n-0系列表面活性剂的界面活性要比9AS-n-0好.     

驱油用表面活性剂的发展及界面张力研究

综述了驱油用磺酸盐表面活性剂、羧酸盐表面活性剂、非离子-阴离子两性表面活性剂、烷基多糖苷表面活性剂、Gemini表面活性剂、甜菜碱表面活性剂的发展,指出Gemini表面活性剂、甜菜碱表面活性剂在油田中应用需解决的问题和国外近年较重视驱油用非离子-阴离子表面活性剂的趋势;总结了表面活性剂分子结构与降低界面张力性能的关系,指出研究甜菜碱类表面活性剂低界面张力形成机理对指导新型表面活性剂的合成有重要意义.     

羧甲基化的非离子型表面活性剂与石油磺酸盐的复配试验

对羧甲基化的非离子型表面活性剂进行了应用研究，考察了这种非离子－阴离子两性活性剂的耐盐能力和界面张力，研究了与石油磺酸盐复配的性能。试验表明，这种两性活性课题卫石油磺酸复配，不仅能大大改善石油碘酸盐的耐盐性能。而且由于存在界面张力协同效应，不需添加低分子量的醇即能使复配体系与癸烷的界面张力达到超低，适合于高矿化度地层驱油。     

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.     

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。     

表面活性剂与电火花线切割用工作液

本文从界面化学的角度介绍了表面活性剂在快走丝电火花线切割加工中的应用。实验证明，可以通过选择添加表面活性剂的办法来改变工作液的有关物理性能，使其满足线切割加工的需要，进而提高加工速率。