有机添加剂对模拟油EACN值及动态界面张力的影响

本文通过改变两种石油磺酸盐的混合比例，配制出碳数最低值不同的一系列混合表面活性剂溶液作为标尺，考察了几种有机酸、十八醇、Ｓｐａｎ６０ 及两种卟啉（ ＯＥＰ和ＥＴＩＯ） 对正癸烷模拟油的ＥＡＣＮ 值及油水界面张力的影响。

重烷基苯磺酸盐的界面性质和驱油机理

重烷基苯磺酸盐是在三次采油中广泛采用的表面活性剂之一,但重烷基苯原料组成复杂导致最终磺化产物的驱油效果差异很大.实验通过柱层析的方法将重烷基苯分离成6个族组分,并对其中的二烷基苯、单烷基苯和二烷基茚萘满、烷基萘、多苯烷进行磺化,中和提纯后对各磺酸盐进行界面张力测定.通过对比不同矿化度下界面张力以及各组分复配后的界面张力,对原油等效烷烃数(EACN)以及各组分碳数最低值(nmin)测定,得出各组分之间协同效应的规律和复配机理,从而阐明了重烷基苯磺酸盐的驱油机理.通过研究十二烷基苯磺酸钠(LAS)与各组分之间的复配作用对上述规律和机理进行了进一步验证.

胜利原油活性组分对其与烷基苯磺酸盐溶液组成的体系油-水界面张力的影响

采用柱色谱四组分分离方法(SARA)对胜利原油进行分离,依次得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质;采用碱醇液法萃取胜利原油得到其酸性组分,测定了各原油活性组分模拟油与烷基苯磺酸盐配制的系列标准溶液组成体系的油-水界面张力。结果表明,原油的酸性组分在低质量分数时通过改变油相的等效烷烃碳数(EACN)影响体系的油-水界面张力;高质量分数时则与表面活性剂混合吸附,使得体系油-水界面张力大幅度升高。胶质对其模拟油-表面活性剂标准溶液体系的油-水界面张力的影响与酸性组分的规律一致;沥青质的界面活性弱于酸性组分,混合吸附能力较弱,高质量分数时使体系油-水界面张力小幅度升高;饱和分和芳香分只影响油相的性质。

脂肪醇聚氧乙烯醚(EO_6)磺酸盐的合成及性能研究

以C14～18的脂肪醇与环氧乙烷反应合成了系列脂肪醇聚氧乙烯醚,再以氢化钠为催化剂、丙烷磺内酯为磺化剂合成了脂肪醇聚氧乙烯醚(EO6)磺酸钠(14AES6,16AES6和18AES6)。通过测定反应时间与磺化率的关系,得到14AES6,16AES6和18AES6较佳的磺化时间;测定了产物在蒸馏水、油田采出水和CaCl2水溶液中的表面活性(cmc及其对应的γcmc);评价了产物与不同碳数烷烃及胜利临盘油田原油的界面张力,确定了原油的等效烷烃碳数。实验结果表明,14AES6,16AES6和18AES6的较佳磺化时间分别为8,12和16 h;3种产物在蒸馏水中的cmc为0.02%,0.01%和0.005%,γcmc分别为30.52,37.55和35.59 mN·m-1;在临盘油田矿化水中的cmc减小了0～0.01%,γcmc降低了0.81～1.38 mN·m-1;在3种不同浓度CaCl2溶液中16AES6的cmc均为0.005%,低于在蒸馏水中的情况,γcmc略有降低;16AES6和18AES6的最小烷烃碳数分别为10和12,通过测试含有助剂的18AES6体系与原油及烷烃间的界面活性得临盘油田原油的等效烷烃碳数为13。

系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成及其性能

以C14-18脂肪醇、环氧乙烷和丙烷磺内酯为原料合成了系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂,测试了表面活性剂的溶解性及其溶液的表面性质,讨论了临盘油田地层水和CaCl2溶液对其表面性质的影响。实验结果表明,环氧乙烷数为3的脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐表面活性剂中的脂肪醇碳原子数越少,在盐溶液中的溶解性越好。C14脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐表面活性剂在蒸馏水中的临界胶束浓度（cmc）略高于其在模拟临盘油田地层水中的cmc。当疏水基链长相同时,随环氧乙烷数的增加,脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂的cmc和其所对应的表面张力均呈增大的趋势。C16脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐表面活性剂在CaCl2溶液中具有良好的活性,抗盐能力较强。环氧乙烷数为6的脂肪醇聚氧乙烯醚（6）磺酸盐表面活性剂的界面活性明显低于环氧乙烷数为3的脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐。

羟磺基甜菜碱的界面性能研究

研究了羟磺基甜菜碱表面活性剂溶液与正构烷烃以及与沙特原油间的界面张力,系统考察了羟磺基甜菜碱的耐温性、耐盐性和稳定性。实验结果表明,羟磺基甜菜碱的等效烷烃碳数为12;随着NaCl质量分数的增加,羟磺基甜菜碱溶液与正构十二烷间的界面张力先下降再升高,并在NaCl质量分数为5%～7%时,体系能够达到超低界面张力;与沙特油田原油间的测试结果表明,质量分数为0.1%的羟磺基甜菜碱溶液在30～90℃和NaCl质量分数为2%～10%时均能达到超低界面张力,具有较高的界面活性,且在180 d内界面张力能够保持超低,稳定性良好。

拓扑指数法研究直链烷基芳基磺酸盐的构效关系

利用拓扑指数法研究了直链烷基芳基磺酸盐的分子结构与等效烷烃碳数和生物降解性的关系。根据分子结构的特点，用距离矩阵表征分子中原子的连接性，据此建立相应的定量结构性能关系式。计算了25个直链烷基芳基磺酸盐的等效烷烃碳数和19个直链烷基芳基磺酸盐的生物降解性，计算结果表明，计算值与文献值的相关系数分别为0．9972和0．9850，其相对误差范围分别为-14．38～0．46及-0．06～0．08。