阴-非Gemini聚醚磺酸盐表面活性剂起泡性能

阴-非Gemini聚醚磺酸盐以不同氧乙烯(EO)结构单元的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3、AEO-5、AEO-7)、1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、马来酸酐等为原料合成。结构式命名为ANG n-m-n,n=3、5、7(分别代表C_(12)H_(25)O(C_2H_4O)_3H、C_(12)H_(25)O(C_2H_4O)_5H、C_(12)H_(25)O(C_2H_4O)_7H),m=Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(分别代表乙二醇、丙二醇、丁二醇)。测定了9种不同结构的阴-非Gemini聚醚磺酸盐表面活性剂的起泡性能。结果表明,在质量分数为0.2%、EO结构单元相同时,随着链接基链长的增加,起泡高度逐渐增大;链接基相同时,随EO结构单元的增加,起泡高度逐渐增大,总体上链接基越短,泡沫稳定性越好。随着盐浓度增加,ANG 7-Ⅳ-7起泡高度和半衰期(t_(1/2))先增加后降低。NaCl质量浓度为20g/L时的起泡高度为167.2 cm,t_(1/2)为1163 s;CaCl2质量浓度为1 g/L时的起泡高度为161.4cm,t_(1/2)为1131 s。随着温度升高,起泡高度先增加后减小,在50C时达到最大值151.5cm,t_(1/2)逐渐降低。随着不同醇体积分数增加,起泡高度和t_(1/2)先增加后降低,最佳醇加量为乙醇4%、异丙醇3%、正丁醇2%。

阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成研究进展

介绍了磺酸盐型、羧酸盐型和其他类型阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成研究进展,简述了阴-非离子型Gemini表面活性剂与其他表面活性剂复配体系的性能特点及相关应用,并对阴-非离子型Gemini表面活性剂的发展趋势进行了展望。

阴-非离子型Gemini表面活性剂的胶束化热力学性能

采用表面张力法研究了9种阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化的热力学性质,并考察了温度与分子结构对胶束化的影响。实验结果表明,阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化是一个自发过程,主要来自熵驱动,温度升高不利于胶束化,且标准熵变对标准吉布斯自由能变的贡献有下降趋势,标准焓变对标准吉布斯自由能变的贡献有增大趋势;阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化存在焓熵补偿现象,焓熵补偿温度均在(307±2)K范围内,基本不随阴-非离子型Gemini表面活性剂的分子结构的改变而变化,随联接链增长或氧乙烯结构单元数目的增加,形成胶束的能力与稳定性均提高,随温度的升高,形成胶束的能力与稳定性均下降;临界胶束浓度的对数与联接链长度呈线性关系。

脂肪醇嵌段聚醚硫酸盐的合成与性能

以脂肪醇嵌段聚醚即一种脂肪醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、氨基磺酸为原料,尿素为催化剂,合成了硫酸酯盐延展型阴-非离子表面活性剂,采用红外光谱对其结构进行了表征,采用浊度法、滴体积法、分水时间法、分散指数法对其低温溶解性能、表面性能、乳化性能、分散性能进行了测定。采用单因素实验法,研究了反应温度、反应时间、催化剂用量、原料配比等因素对产物中活性物含量的影响,并确定了最佳合成反应条件。结果表明,在反应温度100℃、反应时间3 h、催化剂用量为反应物总质量的1%、n(嵌段聚醚)∶n(氨基磺酸)=1∶1.5条件下,产物中活性物含量达到96.49%。

新型阴—非离子表面活性剂

用AEO-9、三溴化磷、双酚A、氢氧化钠、氯磺酸等为原料合成了一种以双酚A为支撑基的双磺酸盐型表面活性剂。该表面活性剂的水溶液在25℃时的临界胶束浓度cmc≈2.5×10-4mol/L,表面张力γcmc≈22.3 mN/m。同传统的磺酸盐表面活性剂相比临界胶束浓度低32～39倍,表面张力低16～18 mN/m。所合成的双磺酸盐型表面活性剂与CTAB组成的复配体系具有协同效应,当二者复配比例为1∶2时,它的cmc和γcmc值分别为0.1 mmol/L和22.5 mN/m,表明复配体系比单一组分具有更高的表面活性。

饱和腰果酚聚氧乙烯醚磺酸盐的界面性能

阴—非离子型表面活性剂既具备阴离子表面活性剂的耐高温性能,又具备非离子表面活性剂耐盐性好的特点。利用饱和腰果酚聚氧乙烯醚为原料,合成一种阴—非型表面活性剂,通过碱化和磺化反应,最终得到的产物为饱和腰果酚聚氧乙烯醚磺酸盐,活性物含量为17.9%。模仿大庆油田地层条件下测量油水界面张力时,饱和腰果酚聚氧乙烯醚磺酸盐型阴—非离子表面活性剂可使界面张力降低至3.57×10-3mN/m。

羧酸盐Gemini表面活性剂合成及性能

以脂肪醇聚氧乙烯醚为原料,合成了羧酸盐阴-非Gemini表面活性剂,针对胜利油田某区块的油水,进行了表面活性剂的耐温抗盐性能、聚表配伍性能试验。结果表明,其耐盐可达50000mg/L、抗钙镁离子达到1000mg/L、耐温性能达90℃,聚表配伍性能良好,具有应用于三次采油(EOR)先导试验的前景。

耐温抗盐型复合表面活性剂驱油体系的合成及应用

为解决高温、高矿化度油藏注水开发效果差的问题,通过室内实验,合成了一种新型阴-非离子表面活性剂AN-2,复配以磺酸盐型Gemini表面活性剂GS-1,研制出一种耐温抗盐型高效复合表面活性剂驱油体系。对体系性能进行了室内评价,结果表明:体系具有良好的耐温抗盐性能,在温度140℃、矿化度30×104mg/L时,界面张力仍可以达到10-3 m N/m数量级,在125℃下老化30 d后仍能保持超低界面张力水平;体系的动态吸附量较小,在地层中的吸附损失较少;当注入0.3 PV的驱油体系时,能够使岩心水驱后的采收率增加15%以上。现场应用结果表明,施工后区块内生产井产液量、产油量明显上升,含水率下降,取得明显增油效果。