双子表面活性剂表面活性的研究.pdf

2 0 1 1 年 l 2月 马素俊等 双子表面活性剂表面活性的研究 5 双子表 面活性剂表面活性 的研究 马素俊 孙玉海 冯茜 马天态 杨景辉 中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院 东营 2 5 7 0 0 0 摘要 利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂 考察了双 子表面活性剂的表面活性 并将其与对应的传统表面活性剂进行了对比 结果表明 双子表面活 性剂具有较强的耐温抗盐性能 且在较低含量下降低表面张力的能力明显优于对应的传统表面活 性剂 可用于高矿化度和温度为 7 0 9 O 的油藏 关键词 阳离子双子表面活性剂 杂双子表面活性剂 表面活性 双子表面活性剂是近年来研究较多的新一代 表面活性剂 因其特殊结构而使其具有一些特殊 的性质 如低I临界胶束浓度 高表 界面活性 良好 的水溶性和润湿性等 2 0世纪 9 0年代初 双子 表面活性剂在世界范围内引起极大关注 成为胶 体与界面化学领域的研究热点 目前 国外一些 研究学者 2 已合 成出一 系列 阴离子 阳离子 非离子及两性 型双子表 面活性剂 2 0 0 1年我 国 开始进行双子表面活性 剂的研究 唐 善法等 合成 了不同类型的双子表面活性剂 并对其性 能 及应用做了大量研究 在石油开采应用中 双子 表面活性剂在提高驱油效率方面已有报道 在 油田开发方面具有广阔的应用前景 J 我们利用胜利油田临盘采油厂的注入水配 制了不 同含量的双子 表面活性 剂 考察 双子 表 面活性剂联 结基 长 度对 表 面 张力 的 影 响及 阳 离子 杂双子 表 面活性 剂 的耐温 抗 盐性 能 为 双子表面活 性剂 在 实 际油 藏 中应 用 提供 了理 论 和实践指 导 1 实验部分 1 1 主要仪器与试剂 S V T 2 0型旋转滴 张力仪 D a t a p h y s i cs 公司 天平 恒温水浴 T C一 2 0 2 D 美国 B r o o k fie l d 双子表 面活性 剂 1 2 2 1 2 l 4 3 1 4 1 4 4 1 4 1 4 6 1 4 8 一 一 2 1 6 纯度 8 0 自制 十二烷基三 甲基 溴化铵 D T A B 十 四烷基三甲基溴化铵 T Y A B 分析纯 临盘采油厂 1 3 1 6站注入水为N a H C O 水型 离子组成见表 1 表 1 临盘采油厂 1 3 1 6站注入水离子组成 mg L 离子含量 数据 离子含量 数据 K 4 N a 2 7 9 6 8 Cl 一 2 5 5 95 Ca 2 2 3 6 5 S O4 1 81 4 4 Mg 2 2 9 6 5 HCO1 2 91 58 阳离子 3 3 2 9 8 阴离子 7 2 8 9 7 矿化度 1 0 6 1 9 5 1 2实验方法 盐水 配 制 按 照 m N a C 1 m C a C 1 m Mg C 1 6 H 2 O 7 0 6 0 4质量 比配制 3种 不同含量的盐水 表面活性剂溶液 的配制 用临盘采油厂 1 3 1 6 站注入水及不同含量的盐水配制不同含量的表面 活性剂溶液 表面张力测定方法 采用 S V T 2 0旋转滴张力 仪测定表面活性剂溶液表面张力 2 结果与讨论 2 1 双子表面活性剂与对应的传统表面活性剂 的性能比较 用 1 3 1 6站注入水配制 了不同含量的两种双 子表面活性剂溶液及其对应的传统表面活性剂溶 液 在 7 0 下 采用旋转滴法测定其表面张力 结 果见表 2 当表面活性剂溶液含量 质量分数 下 同 1 0 0 1 0 时 双子表面活性剂在降低表面 张力的能力上没有明显优势 当 l 2 2一l 2含量 为 0 1 1 0 时 表面 张力 为 2 5 5 4 mN m 而 D T A B含量 为 1 0 1 0 时 表 面 张力 为 2 6 3 6 mN m 这表 明双子表 面活性剂在较低含量下可 达传统表面活性剂 D T A B高含量下的表面效果 收稿 日 期 2 0 1 1 0 8 0 1 作者简介 马素俊 硕士 主要从事油层保护技术研究工作 6 精细石油化工进展 第 1 2卷第 1 2期 ADV ANC E S I N F I N E P E T R0 CHE MI C AL S 十四烷基链的表面活性剂具有同样的特点 表 2 双子表面活性剂与对应的传统 表面活性剂在不同含量下的表面张力比较 2 2 联结基长度对表面张力的影响 以 1 4一 s一1 4型双子表面活性剂为例 用采 油厂 1 3 1 6站注入水配制了不 同含量的表面活性 剂溶液 在 7 0 下 测定其表面张力 结果见图 1 图 1 双子表面活性剂的联结基长度对 表面张力的影响 从图 1 看出 随着联结基长度增加 双子表面 活性剂临界胶束浓度降低 当含量大于1 0 X 1 0 时 双子表面活性剂 的表面张力趋于稳定 Z a n a等 考察双子表面活性剂 1 2一 s 一1 2系 列表面张力 结果表明当S 5时 临界胶束浓度 随着 s 增加而增加 当 s 5时 临界胶束浓度随 着 s 增加而降低 1 4一 s 一 1 4 联结基越长 临界胶 束浓度越低 其变化与 1 2一s一1 2的变化趋势不 同 而其他系列的双子表面活性剂I临 界胶束浓度 与联结基间关系的文献报道较少 因此 需作进 一 步研究 2 3 温度对表面张力的影响 临盘采油厂储层温度一般在9 0 以下 考察 温度对 阳离子双子表面活性剂和杂双子表面活性 剂表面张力的影响 结果见 图 2和图 3 从 图 2 看出 随着温度升高 1 4 3 1 4表面活性剂表面 张力降低 但降低幅度不大 这说明该双子表面活 性剂具有较强的耐温性能 从图 3可看 出 7 0 时 8 一 一 2 1 6 杂双子表面活性剂的表面 活性最好 9 0 时的表面活性次之 5 0 时的表 面活性最差 8 一 一2 1 6 含量 为 1 0 0 1 0 时 表 面 张 力 分 别 为 2 3 1 9 2 O 7 l 2 1 3 1 m N m 变化不 大 因此 这两种表面活性 剂均能应用于 7 0 9 0 的油藏 图 2 1 4 3 1 4双子表面活性剂在不同温度下 表面张力随含量的变化曲线 图 3 8 一 一 2 1 6 杂双子表面活性剂在 不同温度下表面张力随含量的变化 曲线 2 4矿化度对表面张力的影响 按 m N a C 1 m C a C 1 2 m M g C 1 2 6 H 2 O 7 0 6 0 4 质量比配制 3种不同含量的盐水 再分 别用此 盐水 配制不 同含量8 一 一 2 1 6 杂 双子表面活性剂 考察矿化度对表面张力的影响 结果见图4 图4 8 一 一 2 1 6 杂双子表面活性剂在 不同矿化度下表面张力随的变化曲线 2 0 1 1年 1 2月 马素俊等 双子表面活性剂表面活性的研究 7 从图4可看出 8 一 一 2 1 6 在高含量 下矿化度对表面活性影响很 小 在低含量下 随着 矿化度增加 双子表面活性剂表面活性增强 且临 界胶束浓度明显降低 这说明该类型表面活性剂 具有很强的抗盐能力 可应用于高矿化度油藏 3 结论 1 针对 1 4一 s 一1 4双子表面活性剂 联结基 长度对双子表面活性 剂表面张力影响较小 且表 面活性剂联结基越长 则临界胶束浓度越低 2 双子表面活性 剂在未添加任何 助剂 下 在较低含量下 可达到对应的传统表面活性剂在 高含量下的表面效果 3 8 一 一2 1 6 杂双子表面活性剂具 有较强抗盐性能 能应用于高矿化度油藏 4 1 4 3 1 4和 8 一 一 2 1 6 双子表 面活性剂均具有 良好的耐温性能 可应用于 7 O一 9 0 的油藏 参考文献 1 L i u L R o s e n M J T h e i n t e r a ct i o n o f s o m e n o v e l d i q u a t e r n a r y G e mi n i s u r f a ct a n t s w i t h a n i o n i c s u r f a ct a n t s J J C o l l o i d I n t e r f a ce S ci 1 9 9 6 1 7 9 4 5 4 4 5 9 2 Z a n a R B e n r r a o u M R u e ff R A l k a n e d i y l a l p h a o m e g a b i s d i me t h y 1 a k y l a m m0 n i u m b r o m i d e s u r f a cta n t s 1 e f f e ct o f t h e s p a ce r ch a in l e n g t h o n t h e cr it ica l mice U e co mn ce n tr a t io n a n d m i ce l i n o i z a t i o n d e g r e e J L a n g m u i r 1 9 9 1 7 l 07 2 1 7 8 1 3 胡龙江 于涛 双子表面活性剂的合成及性能研究 D 大庆 大庆石油学 院 2 0 0 4 4 唐善法 王力 郝明耀 等 双子表面活性剂 C 1 2 2 1 2 2 B r 表面活性与驱油效率研究 D 钻采工艺 2 0 0 7 3 0 4 1 2 7 1 2 8 5 赵秋玲 G e m i n i表面活性剂的合成及性能研究 D 武汉 武汉大学 2 0 0 5 6 孙玉海 董宏伟 冯玉军 等 系列阳离子双子表面活性 剂的合成及其表面活性的研究 J 化学学报 2 0 0 6 6 4 1 8 1 9 2 5 1 9 2 8 7 陈洪 油气开采用表面活性剂的合成及性能研究 D 成 都 西南石油学院 2 0 0 2 Re s e a r ch o n S ur f a ce Act iv it y o f Ge min i S u r f a ct a n t M a S u j u n S u n Y u h a i F e n g Q ia n M a T ia n t a i Y a n g J in g h u i O i l P r o d u ct io n T e ch n o l o g y I n s t it u t e o f S in o p e c S h e n g l i O i e l d C o m p a n y D o n g y in g 2 5 7 0 0 0 A b s t r a ct A g e mi n i s u r f a ct a n t o f d if f e r e n t co n ce n t r a t i o n s w a s p r e p a r e d w it h t h e in j e ct e d w a t e r o f L in p a n Oi l P r o d u ct i o n P l a n t o f S h e n g l i O il f ie l d a n d t h e s u rf a ce a ct iv i t y o f t h i s g e min i s u r f a ct a n t wa s s t u d ie d a n d co m p a r e d wit h t h a t o f co n v e n t i o n a l s u r f a ct a n t s Acco r d in g t o t h e r e s u l t s t h is g e min i s u r f a ct a n t h a s g o o d h e a t r e s i s t in g a n d s a l t r e s is t i n g p r o p e r t ie s wi t h t h e ca p a ci t y o f r e d u ci n g s u rf a ce t e n s io n a t s ma l l e r co n ce n t r a t io n s ig n ifi ca n t l y b e t t e r t h a n t h a t o f co n v e n t io n al s u r f a ct a n t s T h is g e min i s u r f a ct a n t ca n b e u s e d in t h e o il r e s e r v o ir w it h h ig h s a l i n i t y a t 7 0 t o 9 0 o C K e y w o r d s ca t i o n i c g e m i n i s u r f a ct a n t h e t e ro g e m i n i s u r f a ct a n t s u rf a ce a ct i v i t y KB R公 司向 L G化学公司转让苯酚技术 K B R公司于