新型多功能表面活性剂的开发和选用

1、新型多功能表面活性剂的开发和选用单组分表面活性剂的分子結构中U不再含单一亲水基团或单一亲油基团，而且含多种亲水基或亲油基t且注匝提高抗敲、耐温性能.降低成本，加强特种表面活性剂(如亂表面活性剂h叙f表而活性剂等)的研究阴.具体有*(1)提寫抗盐能力为了捉高表面活性別的抗盐能力可在分F结构中引入非离T-舉氧烷基或在阴离子型分子屮引入阳离子型亲水星.或引人同种或并种的刃一个或多个的阴离子亲水展"(?)增强耐淋件能在表面活性剂的分子结构中引入碼修战Th时謡性能强的特征基团，或辅以K它合适的助刑，可竹效地捉高其驱油时的咐温性能.降低成本首先是选用廉价的表面活性剂然后将茸改性成术较低的表面活性

2、剂主要有三类】木廡索磺酸盐类、不需加增效剂的表而活性剂类和竣酸盐表而活性剂类.1尸木质索礁酸盐类表面活性剂的亲油性不够，在改性时35引入亲油性的基团.如烷基化、謎化成取代反应等可以引入烷烧链得到成本较低的木庾慕确酸盐改性产捅都能便H标硕油样品与驰油剂间的界面张力达到10dmN7m以卜竣酸盐类表血活性剂一般水溶性琏一些*需引入亲水件旱HL12表面活性剂驱油机理111降低油水界面张力机理注水采油以后.剧余油以不连续的油块披圈闭在油藏岩石孔隙中,作用于油珠I;的两个主要作用力楚粘滞力和毛细管力.在岖油过程中,二g的比率决定T微观曲油效率oStegemeier145-471把农面活性剂提乱采收率的机理

3、分丸两大类.一是改变牯滯力和毛细讼力的比值，二是改变流体的相休积.即右锻观上启动驗油*并在宏观I:进行驱替.降低油水界術张力机理是毛细进数的概念.如卜'式：其中,M为毛细管数,人为驱替液速度,农为驱替液粘度.为油一水界面张力,N越人驱油效率越岛。般矿场的驱枠液速度人变化不丿、，町以通过增加张和降低加来达到提高毛细管数的冃的,在表面活性剂的水溶液中加入聚合物可以増加g为了用化学法进步采出原油，E细管数耍增加到io3t*i(r2左右在具体油液条件下，可以用降低油水界而张力的方法使毛细管数増加3*个数足级。一般原油冰界而张力在2030mN/m范鬧内,使用适十的表而活性剂体系,界而张力可以降到

4、超低界而张力(10-3mN/m),从ifu达到驱油的耍求。可以石出，趙低界血张力町以极人地提岛E细管tt.换句话说.如果油水界血上的界面张力泉油珠通过地层岩石孔隙时阻止油珠变形的上耍因索，那么降低界浙张力就可减少变形的阻力，便廉油可以在通常的注水压差卜被驱出.另外,界面怅力的降低可使岩石由油湿变为水湿,减小岩石对原油的束缚力,使油滴更易启动，可见趙低界面张力是表面活性剂的驱油机理之一.乳化机理表面活性剂体系对股油具冇较强的乳化能力,在油水两相流动剪切的条件下,能迅送将岩石表面的原油分散、剥离，形成水包油(0/W)型乳状液,从而改善油水两相的流度比,提高波及系数。同时,由于表面活性剂在油滴表面吸

5、附而使油滴带有电荷.油滴不易重新粘回到地层表而，从Ifu破夹带看流向采油井鬧)。聚并形成油带机理从地层表面洗F來的油滴越来越多，它们在向前移动时可相互破撞,便油珠聚并成油带.油带又和更多的油珠合并,促便残余油向生产井进一步驱替.润湿反转机理研究结采农明，驱油效率9岩石的汹湿性密切相关.油湿农而导致驱油效率差，水湿*血导致報油效率好。合适的表面活性剂，町以使原油与岩石间的润漫接tk角增加，使岩石表面由油湿性向水湿性转变.从而降低油滴在岩石表面的黏附功.改变原油的流变性机理原油中因含仃胶质、沥青质、石蜡等而具有非牛顿流体的性质,其黏度随剪切应力的变化而变化.这是因为原油中胶质、沥青质和石第类高分子

6、化合物易彤成空间网状结枸，在原油流动时这种结构部分破坏，破坏用度号流动速度冇关.十原油静II:时，恢换网状结构:重新流动时,粘度就很大.原油的这种非牛顿性质直接影响驱油效率和波及系数,使原油的采收率很低。提高这类油田的采收率需改善异常原油的流变性,降低其粘度和极限动剪切应力。而用表而活性剂水溶液驱油时.一部分表而活性剂溶入油中,験附在沥青质点上，町以增强其溶剂化外丸的牢周性，减弱沥青质点间的相互作用，削弱原油中大分子的网状结构,从而降低原油的极限动剪切应力,提高采收率【刘.1.3表面活性剂结构与性能的关系表面活性剂的亲油基对性能的影响?面活性剂的亲油基可以是单催的，也可以是双縫的、肚链的或者是

7、支链的烷基炖类,也町以是喩礦化合物、硅氧烷或芳香绘类所以它们的亲油（筑水）性能因其结构的不同也存在着基异。对表ifii活性剂的同系物而育，其亲油性是随亲油基链长的增加而增强.相反在水中的溶解度随Z减弱。实验早C证实离子型表而活性剂就是如此，它随看温度的升岛，溶解度缓慢增大，十温度升至某一点时.滨解度迅速增大。此点训所谓的KrafR.*.（缩写为Kp）换才之,离产型表而活性剂的亲油性随着亲油基碳数的增加而Kp点增高，溶度减小，反Z亦然.同系物降低表面张力的规律:随着亲油基碳链的増长其降低表面张力的效率增高,这是闵为在同系物中碳链增长，非极性增大，极性相对减小，所以分子的亲水性降低，从而更易在表而

8、层上吸附，使那表而活性剂降低表面张力效率提高.同系物中亲油展链长对沁以及泡沫稳定性的影响大致规律为：随着亲油堆链长的增加，gm减小且泡沫稳定性增强。此外，在研究同系物亲油皐结构（f链或支链）对性能影响时已证明：人部分肚诜表而活性剂降低表Ifii张力的效率大于支链的:然而降低表面张力的效力则恰恰相反,UH支链的大于直链的。在乳化、起泡和洗涤的实际应用中,亲油基为直链的表而活性剂优于支徒的：但是润湿、渗透作用则以支链者为佳。表面活性剂亲水基对性能的影响各种亲水基由组成和结构乞不相同，所以亲水性能也不相同.亲油基相同（指组成和诜长相同）而亲水基亲水性越强的表而活性剂.水溶性则越好,溶解度越大.不过在

9、考虑溶解度时，还要注意表面活性剂的亲水基类型、介质条件仃温度。如两性表面活性剂的溶解度与ph值仃关。pH人r或小r等电点时溶解度人.pH等等电点时溶解度用小离子型表面活性剂的溶解度受温度影响,lillKp越小.水溶性愈好,溶解度愈大.对于非离子表面活性剂,特别是聚氧乙烯盘非离子表面活性剂来说,随着温度的升高.其溶解度降低,当温度升至-定值后,表面活性剂溶液由澄清变为浑浊，此时的温氏松为&lhi活件剂的浊/-（Cloudpoint）.IB离于衣血沾件刑的亲水性受聚氧乙烯徒的聚合度大小制约，聚氧乙烯链聚介度越大，亲水性越强，溶解度愈大，浊点越高卩»关分了虽对性能的影响则冈表而活性

10、剂类刘而异。对离产型、两性熨表面活性剂.当亲水基选定后，其分子址的大小.仅由亲油宰篠傩长度的堀减而立.也就是说，亲油基碳徒长度增加，分子呈增大，反Z亦然.其基木性能（溶解度、g降低农ihi张力）、应用性能（乳化、润湿、分散与洗涤）随分子盘变化戏律与前述的表而活性剂同系物对性能的影响相同.然而聚储型非离子表面活性剂却别有特色它的亲油基和亲水基的分子St都是可以人为调整的如聚朋熨IE离子表而活性剂不但亲水基聚氧乙烯诜可用环氧乙烷加成摩尔数调整，而且亲油基聚氣内烯链也可用环氧丙烷加成的靡尔数调整.所以导致其性能变化多堆.表面活性剂的物理化学性质与其结构密切相关，探i：表nil活性剂化学结构上j性能间的关系仃助于11:确合理地选择、使用表面活性剂何。烷基苯磺酸盐是H前投入三元复合驱矿场试验的上要収油用表而活性剂关于烷基苯磺酸盐结构与性能的关系国外研究所用表ifii活性剂多为不同链长的混合物不能准确反应其构