羧酸盐双子表面活性剂耐温清洁压裂液——以在塔里木盆地致密砂岩气藏应用为例

为构筑新型低伤害耐温性清洁压裂液,在合成表征系列羧酸盐双子表面活性剂、测试其水溶性的基础上,采用MR301界面流变仪考察了分子结构（疏水链长度及联接基碳数）、浓度、纳米粒子含量对羧酸盐双子表面活性剂增稠清洁压裂液效果的影响,并按行业标准SY/T 5107—2005评价了羧酸盐双子表面活性剂—纳米粒子清洁压裂液性能,用FT—IR和1H—NMR谱图确认了产物为所需的合成结构,水溶性实验确立系列羧酸盐双子表面活性剂溶解温度为34～65℃。黏度测试结果表明：①疏水链碳数越多,羧酸盐双子表面活性剂增稠能力越强,溶液黏度突变升高对应活性剂浓度越小;②疏水链碳数相同,联结基碳数增加,其增稠能力越强,耐温性越好;③ 0.04%纳米ZnO可使3%DC16-4-16溶液高温（100℃）黏度由10 m Pa·s升至30 m Pa·s;④最优羧酸盐双子表面活性剂耐温清洁压裂液配方是3%DC16-4-16＋0.04%纳米ZnO,其具有良好的耐高温剪切稳定性、携砂稳定性及快速破胶性。该清洁压裂液应用于塔里木盆地致密砂岩气藏效果良好。

羧酸盐双子表面活性剂溶液黏度行为研究

在合成系列羧酸盐双子表面活性剂的基础上,采用MR301界面流变仪考察了质量分数、分子结构(疏水链长度及联接基碳数)、温度、剪切速率、无机盐对羧酸盐双子表面活性剂溶液黏度的影响,并用扫描电镜(SEM)观察其胶束微观结构。黏度测试结果表明,疏水链碳数(10≤m≤16)越多,羧酸盐双子表面活性剂增稠能力越强,溶液黏度突变所需活性剂质量分数越小;疏水链碳数(m=16)相同,联结基碳数(s=2、3、4)增加,其增稠能力越强,耐温性越好;随着无机盐质量分数的增加,羧酸盐双子表面活性剂DC 16-2-16溶液黏度先升高后降低,离子强度越强的无机盐其最佳加量越小;微观结构检测的SEM图证实了增长疏水链长度可以促进羧酸盐双子表面活性剂溶液中的胶束从线形向网状转变。

连接基对双子表面活性剂2C_(12)H_(25)C_nAm表/界面性质的影响

通过三步反应合成出一系列不同碳原子数连接基阴离子双子表面活性剂(N,N′-双十二烷基-双羧丙酰基-烷撑二胺(2C12H25CnAm,n=2,3,4)。三种表面活性剂都具有低临界胶束浓度,且都能高效地降低表面张力。通过pC20,CMC/C20,pC30,CMC/C30参数分析了它们的吸附和胶束化行为。表面活性剂CMC值随连接基长度的增加先减小再增大,在n=3时达到最小2.17×10-5 mol/L;界面张力值随着连接基长度的增加而减小,最小可达到1.87mN/m。

阴离子双子表面活性剂/Bola盐体系中蠕虫胶束的形成与性质

研究了一种羧酸盐双子表面活性剂C122C12与一类Bola盐混合体系的流变行为。在Bola盐的作用下,C122C12在较低浓度下即可生成蠕虫胶束。随着Bola盐比例的增大,蠕虫胶束快速生长,体系粘度显著提升。在较高的Bola盐浓度下,溶液中的胶束产生分枝,引起体系粘度的下降。随着联接链长度的增加,Bola盐的头基电荷密度减小,对蠕虫胶束生长的促进作用减弱。

羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了2种表面活性剂,用1 HNMR、ESI-MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXC6A和DXC8A的最低表面张力(γCMC)分别为31.85mN/m和28.76mN/m,临界胶束浓度(CMC)分别为2.32×10-4 mol/L和1.41×10-5 mol/L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。

羧酸盐Gemini表面活性剂的合成方法

羧酸盐Gemini表面活性剂性质温和、易生物降解、原料天然,是一类很有发展潜力的表面活性剂。分别从联接基团加入法、极性头基加入法、疏水链基加入法等合成方法的角度,对阴离子羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成路线进行了概述。以期对新型双子表面活性剂的工业化有所促进。