新型胺醚类双子表面活性剂驱油性能评价及应用

针对胜利油田低渗透油藏水驱开发中低注入能力、低采液速度、低采出程度的难题,提出了新型胺醚类双子表面活性剂驱油技术。对驱油用新型胺醚类双子表面活性剂进行了分子结构设计,评价了不同分子结构时的界面性能,优选出界面性能最好的样品G-3,进行了不同浓度时的乳化性能和驱油性能评价,并结合微观刻蚀玻璃模型阐明了驱油机理。实验结果表明:质量分数为0.2%的新型胺醚类双子表面活性剂溶液能将油水界面张力降低到0.0039 mN/m,此时能与原油形成稳定的乳状液,乳状液液滴粒径为12μm;对于渗透率为6.966 mD的岩心,水驱后注入0.5 PV质量分数为0.2%的新型胺醚类双子表面活性剂G-3溶液,再次水驱采收率提高值达9.6%,降压率达17.4%;微观驱油机理为降低油水界面张力和残余油乳化聚并。该驱油技术在胜利油田低渗透区块进行了矿场试验,实施后区块水井的注入能力提高了2倍,油井的日增油量为5.7 t/d,含水率下降了11.0%,截至2023年6月区块累积增油量为1791 t,取得良好的开发效果。

新型磺酸盐双子表面活性剂的合成与性能

本文以三亚乙基四胺和长链溴代烷烃(含碳数分别为12、14和16)为原料,无水乙醇为溶剂合成中间体,再将其与3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠反应,合成系列不同疏水链长的新型磺酸盐Gemini表面活性剂C_(n)-N_(4)-C_(n)(n=12,14,16)。采用红外光谱与核磁共振氢谱对中间体和目标产物结构进行分析,判定本文所合成的最终产物符合预期。通过表面张力的测定,发现C_(12)-N_(4)-C_(12)具有较强的降低表面张力的能力,可以将其降至21.45 mN/m;此外,它的抗盐性能也是最强的,当w(C_(n)-N_(4)-C_(n))=0.1%~0.5%可以抵抗48000 mg/L的矿化度,而且溶液始终呈澄清状态。随着疏水碳链数量的增加,抗盐性能下降,即C_(16)-N_(4)-C_(16)<C_(14)-N_(4)-C_(14)<C_(12)-N_(4)-C_(12);C_(14)-N_(4)-C_(14)的乳化力最佳,达77.5%,即3种表面活性剂的乳化性能强弱顺序:C_(14)-N_(4)-C_(14)>C_(16)-N_(4)-C_(16)>C_(12)-N_(4)-C_(12)。

双子表面活性剂为模板纳米二氧化钛的制备及光催化活性

以脱氢松香为原料,通过化学合成的方法制备出一种新颖的双子表面活性剂,采用FT-IR及1 HNMR对其结构进行确证;以酞酸四正丁酯(TNB)为起始原料,通过加入自制的双子表面活性剂,采用水热合成法制备了平均粒径为8.81nm的锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒;利用FT-IR、TEM、XRD对纳米二氧化钛进行表征;以紫外光为光源,罗丹明B(RhB)为模型污染物考察了纳米二氧化钛的光催化活性,结果表明其催化活性优于未加表面活性剂制备的纳米二氧化钛,且在紫外光下反应3h,RhB的降解率为99.7%,基本完全降解。

含双子表面活性剂的新型油相材料制备与性能研究

为了增强乳化炸药的稳定性和爆炸性能,在传统基于失水山梨醇单油酸酯(Span80)和聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)的复合油相材料中加入阳离子双子表面活性剂18-2-18,设计了一种新型复合油相材料,并以此制备了乳化炸药,测试了复合油相材料主要性能参数,考察了18-2-18含量对乳化炸药的乳胶基质粘度、内相粒径及爆炸性能的影响。结果表明:加入18-2-18的新型复合油相材料的酸值、水分、粘度、滴熔点等指标均达到工业生产标准;与传统复合油相材料相比,新型复合油相材料中的18-2-18含量为0.7%时,其乳化剂含量从38.0%降低至23.7%,降低了复合油相材料的生产成本;乳胶基质内相粒径由4.00μm减小到1.22μm,提高了乳胶炸药的稳定性;乳化炸药爆速达到5042 m·s^(-1),且20次高低温循环后仍然能够稳定爆轰,爆速为4512 m·s^(-1)。

两性双子表面活性驱油剂的制备及其性能

为了有效提高致密油藏渗吸驱油采收率,以脂肪酸甲酯磺酸钠为原料制备了一种两性双子表面活性剂驱油剂,对双子表面活性剂驱油剂进行表征及性能评价,并结合高压压汞和岩心核磁共振技术分析岩心的启动尺寸。结果表明:双子表面活性剂驱油剂具有较高的表界面活性,表面张力最低为27.1mN/m,临界胶束浓度为100ppm左右,当浓度为500ppm时油水界面张力达到超低界面水平;其能够使改性石英片接触角降低至28.2°;渗吸采出程度达到18.64%;在90℃、10×10^(4)ppmNaCl和5×10^(3)ppmCaC_(2),矿化度下均能达到超低界面水平;最大增容粒径可达325.8nm;静态洗油效率最大为67.46%。高压压汞曲线与核磁共振曲线的转换系数C值为857nm/ms,能启动岩心最小孔隙直径为21.7018nm。

双子表面活性剂疏水链对油水界面行为的影响

双子表面活性剂(Gemini surfactants)已经被认为是传统的单子表面活性剂的新型替代品。然而,双子表面活性剂对油水界面影响的微观机制还没有被充分理解,通过构建了具有不同疏水链长度的双子表面活性剂并利用耗散粒子动力学(DPD)模拟研究了双子表面活性剂对油水界面行为的影响,研究结果表明,双子表面活性剂的表面活性随着疏水链长度的增加而增加,这也促使油水界面从层状转变为乳状液滴形态。温度的上升有利于降低油水界面张力使混合体系转变为乳液状态。表面活性剂疏水尾链和油珠之间的相互作用随着疏水尾链长度的增加而增加。

14-1-14双子表面活性剂的合成及性能评价

为进一步提高鄂尔多斯盆地DS特低渗油田水驱开发后的采收率,研制了一种适合特低渗油田的新型磺酸盐双子表面活性剂14-1-14,并评价其界面活性、润湿性能、防膨性能和降压增注效果。结果表明,这种双子表面活性剂具有出色的界面活性,能够将油水界面张力降低到10^(-3) mN·m^(-1)的量级;此外,该双子表面活性剂还具有良好的润湿改变能力和防膨性能;当浓度为0.05wt%~0.5wt%时,注入14-1-14双子表面活性剂溶液,降压率最高可达28.92%,水相渗透率最高提升23.09%。上述实验结果表明,14-1-14双子表面活性剂对提高特低渗油田的采收率具有较好的推广应用前景。

有机双子硅表面活性剂在乳头前药浴液中的应用

对一种新型有机双子硅表面活性剂乳头前药浴液进行凝聚性能测试、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌灭菌测试,及挤奶前乳房细菌杀灭效果测试。结果表明,该新型前药浴液在奶牛乳头上具有良好的凝聚不滴落性能,相比某市售产品,具有更好的杀菌性能,且在奶牛挤奶前的使用效果更加出色。综上,该新型前药浴液不仅能减少使用量,而且具有良好的杀菌性能。

以双子表面活性剂为模板剂的纳米氧化锌的制备

以六水合硝酸锌和氢氧化钠为原料,双子表面活性剂1,4-正丁烷双(二甲基十六烷基溴化铵)为模板剂,采用直接沉淀法和水热合成法制备了纳米氧化锌.通过X射线衍射法和扫描电子显微镜分别对氧化锌的晶体结构和形貌进行了研究.结果表明,直接沉淀法和水热法所得纳米氧化锌的结构均为纤锌矿结构,但双子表面活性剂的加入、溶剂组成以及体系碱性变化都会对纳米氧化锌的形貌产生影响.以双子表面活性剂为模板时,直接沉淀法得到的纳米氧化锌为片状花瓣,而水热合成法得到的纳米氧化锌为针状花瓣.在水热合成法中,以双子表面活性剂为模板剂,随着体系中乙醇浓度的增加,花状氧化锌变为球状,而随着体系碱性的增强,针状纳米氧化锌被腐蚀,针状花瓣数目减少.

非对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能

以十二烷基二甲基叔胺、盐酸、环氧氯丙烷为原料,合成了中间体N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基十二烷基氯化铵,后与3种不同烷基链长的长链烷基叔胺反应,得到3种非对称Gemini季铵盐阳离子表面活性剂(Ⅰ～Ⅲ)。通过IR光谱,1HNMR确证了中间体及目的产物的结构。测定了产物的临界胶束浓度cmc及γcmc。cmc分别为1 07×10-3mol·dm-3、1 99×10-3mol·dm-3和9 55×10-3mol·dm-3,γcmc分别为40 9mN·m-1、48 0mN·m-1和50 9mN·m-1。结果表明:所合成的非对称Gemini季铵盐阳离子表面活性剂具有较高的表面活性。

双子表面活性剂体系的界面活性研究

测定了阳离子型双子表面活性剂烷基 α ,ω 双二甲基烷基溴化铵以及它与普通表面活性剂复配体系的表面张力。结果表明 :双子表面活性剂的表面活性大大高于普通表面活性剂 ,双子表面活性剂溶液的表面活性受其联接基团的影响远大于其烷基链的影响。通过研究阳离子型双子表面活性剂 /阴离子普通表面活性剂复配体系和阴 /阳普通表面活性剂复配体系的协同效应 ,发现双子表面活性剂与普通表面活性剂有很好的复配协同效应 ,这主要是由双子表面活性剂的特殊结构造成的。

系列阳离子双子表面活性剂的合成及其表面活性的研究

合成了一系列新型的阳离子双子表面活性剂二溴化-N,N'-二(二甲基烷基)乙二铵(12-2-m',m'=4,8,12,16),初步研究了其水溶液的表面活性和电导率性质.结果表明,此类表面活性剂的表面活性与所含疏水尾基的碳数密切相关.

季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性

以吗啉和溴代烷为原料,合成了两种季铵盐双子表面活性剂(m-6-m,m=10,12),并用IR和1HNMR表征了其结构。测得28℃时,12-6-12和10-6-10的表面张力(γCMC)分别为26.45 mN/m和25.55 mN/m;临界胶束浓度(CMC)分别为1.0 mmol/L和3.1 mmol/L;pC20值分别为3.48和3.03;比表面过剩(Γmax)分别为2.72×10-6mol/m2和2.80×10-6mol/m2;分子最小截面积(Amin)分别为0.611 nm2和0.593 nm2。结果表明,该季铵盐双子表面活性剂与相同离子头基及烷基链的单季铵盐表面活性剂相比,CMC低一个数量级,γCMC相差不大。

疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂的相互作用

制备了一种脂肪酸酯双磺酸盐型双子表面活性剂,利用粘度法、界面张力法和原子力显微镜研究了疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂在溶液中的相互作用.实验结果表明:疏水缔合聚丙烯酰胺在溶液中能够通过自组装形成疏水微区并发展成网络结构,疏水微区与表面活性剂在溶液中能形成混合胶束;当一定量的表面活性剂加入时,对疏水缔合聚丙烯酰胺的自组装起促进作用,而过多双子表面活性剂的加入又会对聚合物分子的自组装起抑制作用,从而显著影响疏水缔合聚丙烯酰胺的溶液性质,随着表面活性剂浓度的增加,聚合物溶液粘度先增加、再降低;同时,疏水缔合聚丙烯酰胺对双子表面活性剂的界面性能也有较大影响,聚合物的加入使双子表面活性剂降低油/水界面张力的能力下降,油/水界面张力达到平衡所需时间延长.

双子表面活性剂Dynol-604溶液的动态表面张力研究

通过测定双子表面活性剂 Dynol-6 0 4的动态表面张力 ( DST) ,研究了温度和浓度等对其 DST的影响 ,详细表征了 DST随时间的变化过程 ,计算了动态表面张力的各种参数 ( ti,t*,tm,R1 /2 ) .结果表明 ,其表面张力降低迅速 ,γm 值也很低 .探讨了上述参数的物理意义和变化规律 .

一种阴离子型双子表面活性剂的合成与表征

以乙二胺、2-溴乙基磺酸钠、月桂酸等为主要原料制备了阴离子型双子(gemini)表面活性剂N,N′-乙撑双[(N-乙磺酸钠)-十二酰胺](DTM-12),以IR和1HNMR对其结构进行了表征。该目标产物水溶液的cmc(5.0×10-4mol/L)是十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠的1/20和1/16,γcmc(29.7 mN/m)比它们低8 mN/m^10 mN/m。DTM-12分别与DTAB和Triton X-100组成的复配体系在摩尔比为3∶7时,cmc达到1.06×10-4mol/L和0.49×10-4mol/L,γcmc达到25.4 mN/m和31.7 mN/m,DTM-12表现出较好的协同效应。DTM-12还具有良好的润湿力。

双子表面活性剂结构对性能的影响

综述了双子表面活性剂亲水头基的性质、疏水尾基的性质及长度、连接基的性质及长度、反离子等结构参数对其溶解性、表面活性、胶束形状、起泡性及钙皂分散能力等的影响。双子表面活性剂是一类新型表面活性剂,具有临界胶束浓度低、表面活性高、增黏能力强等一系列优异性能,这些优良性能使其具有良好的应用潜力。指出了结构参数对于双子表面活性剂有针对性的应用的重要意义,并展望了这类表面活性剂的应用前景。

双子表面活性剂的研究进展

复合驱是一种继聚合物驱之后的三次采油新方法,它可以充分发挥各化学剂的增效协同作用,大幅度提高驱油效率。从复合驱油对表面活性剂的要求出发,分析了传统表面活性剂面临的挑战,对具有发展前景的双子表面活性剂的结构与性能及国内外的研究状况进行了评述。指出新型复合驱油技术的关键是研制抗盐性能强的双子表面活性剂。

阳离子型双子表面活性剂在制备耐高温、高矿化度泡排剂中的应用

常规泡排施工中,泡排剂一般适用于90℃以下及矿化度小于100 000 mg/L的地层,阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用。针对高温、高矿化度产水气井的特点,通过深入研究表面活性剂理论,确立了通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂进行复配的方式来获得在高温、高矿化度下具有良好的起泡性、稳泡性以及携液速率的泡排剂GWJ。研究表明,在温度为160℃、矿化度为250 000 mg/L下,其初始起泡体积与泡沫半衰期分别达到1 860 m L和620 s,证明泡排剂GWJ具有优良的耐高温与耐高矿化度性,可以满足高温、高矿化度产水气井的泡排施工要求。

一种阳离子双子表面活性剂压裂液的研究及应用

以二乙醇基脂肪胺和1,4-二溴丁烷为主要原料合成了一种C22季铵盐型双子表面活性剂,研究了该新型阳离子表面活性剂压裂液(GY_VES)的流变特性及破胶性能。实验结果表明,该双子表面活性剂压裂液在低浓度下就可以形成较稳定的蠕虫状胶束结构,且在高温下具有良好的剪切稳定性,该压裂液在110℃下剪切120min依然保持较高的黏度,含1%NH4Cl的GY_VES压裂液在120℃的黏度可维持在30 mPa·s;在低于100℃,0.1rad/s角频率下测量其动态流变性能,测得的弹性模量大于损耗模量,表明其具有高弹性特性,并且表现出良好的支撑悬浮性能;极性大的溶剂比极性小的溶剂对流体黏度的影响小;同时该压裂液在遇到混合烃或地层水稀释时,能迅速破胶。现场实验结果表明,GY_VES压裂液比瓜胶压裂液施工后的日均产量提高近一倍,应用前景广阔。