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文檔簡介

驅油用表面活性劑概述表面活性與表面活性劑某些物質能使溶劑的表面張力降低的性質稱為表面活性。具有表面活性的物質叫表面活性物質。1.肥皂、洗滌劑等;(含雜質出現最低點)2.乙醇、丁醇、醋酸等低級醇酸;

3.無機物、蔗糖等。表面活性劑定義:加入很少量即能降低溶劑(一般為水)的表面張力,改變體系界面狀態,從而產生潤濕、乳化、增溶、起泡等一系列作用(或其反作用),以達到實際應用要求的一類物質。表面活性的性質表面活性劑的親水親油平衡表面活性劑的HLB值的范圍為l~40由小到大親水性增強。一般HLB小于10則認為親油性好,大于10則認為親水性好。現用的HLB值均以石蠟的HLB=0、聚乙二醇的HLB=20和十二烷基硫酸酯鈉鹽的HLB=40作為標準。陰、陽離子表面活性劑的HLB在1~40之間,非離子表面活性劑的HLB在1~20之間。HLB的范圍及其應用HLB值用途1~33~67~98~1813~1515~18消泡劑W/O乳化劑潤濕劑O/W乳化劑洗滌劑增溶劑HLB值與溶解性的關系

HLB值

溶解性

1~33~66~88~1010~1313以上

不分散微分散攪拌下分散成乳液形成穩定乳液半透明乃至透明透明溶液

表面活性劑的分類1.降低油水界面張力,使殘余油變為可流動油當油水界面張力降低時,油滴容易變形,油滴通過喉道時,阻力減小。這樣在親水巖石中處于高度分散狀態的二次殘余油就會被驅替出來,形成流動油。2.改變巖石表面的潤濕性表面活性劑驅油機理3.增加原油在水中的分散作用隨著界面張力的降低,原油可以分散在活性水中,形成O/W型乳狀液,表面活性劑起穩定劑作用。同時,由于表面活劑在油滴表面的吸附而使油滴帶有電荷,油滴就不易重新粘回到地層表面。4.聚并形成油帶機理表面活性劑驅油機理石油磺酸鹽是目前油田應用最為廣泛的驅油用表面活性劑,是由富芳烴原油磺化得到的產物。該產品界面活性高,原料來源廣,生產工藝簡單、成本低、與原油配伍性好易與二價、三價陽離子形成沉淀物、耐鹽性較差。同時由于原料組成復雜,不同批次產品穩定性較差,嚴重影響了產品在高溫、高鹽油藏中的應用陰離子型表面活性劑兩性表面活性劑表面活性劑分子中既有陰離子親水基又有陽離子親水基而呈現兩性,常用的是甜菜堿兩性表面活性劑。按照分子中陰離子親水基團類型,可分為羧酸型、磺酸型、硫酸酯鹽型,目前以羧酸型和磺酸型應用最為廣泛。由于該類型表面活性劑屬于陰、陽離子同體,分子內電荷中和,對外顯示電中性,具有非離子型表面活性劑的耐鹽性,又具有溶解性好、界面活性高等離子型表面活性劑的特點。磺基甜菜堿型表面活性劑還存在著以下問題:1)生產成本高、生產工藝復雜。2)產品應用的成熟度不高。非離子型表面活性劑表面活性劑在水溶液中不能電離成離子,以分子或膠團狀態存在于溶液中。主要包括聚氧乙烯型非離子表面活性劑、多元醇型非離子表面活性劑和烷基醇酰胺型非離子表面活性劑以及聚醚型等非離子表面活性劑的耐鹽、耐多價陽離子性能好,臨界膠束濃度低在地層中的穩定性差,巖石對它的吸附量比對陰離子表面活性劑的吸附量高,而且非離子表面活性劑不耐高溫,價格也高。Gemini表面活性劑是通過連接基團或鏈節把兩個或多個單頭單尾傳統表面活性劑連接成一種具有多親水頭基多疏水尾鏈的表面活性劑,也是20世紀末出現的新型表面活性劑,它的親水頭基可以是陽離子、陰離子、非離子、兩性離子,疏水基團可以為碳氫鏈或碳氟鏈。該類型表面活性劑具有臨界膠束濃度低、界面活性高、耐溫抗鹽、低吸附損耗等優點;但目前國內尚未見可以直接應用于礦場驅油用的工業化產品,其主要原因是Gemini表面活性劑合成工藝復雜、成本高、收率低,這也是制約Gemin表面活性劑礦場應用的關鍵。Gemini表面活性劑高分子表面活性劑聚表劑以聚丙烯酰胺碳氫鏈為骨架,在碳—碳柔性主鏈的側基上通過一定接枝共聚手段,引入大量非離子親油非極性基團,根據親水親油平衡值,主鏈側基上同時引入了強極性親水基團,從而形成了多元接枝雙親性(既親水又親油)的共聚物表面活性劑在不用堿的條件下把增粘、降低流度比、擴大波及系數;降低油水界面張力、提高對原油的增溶能力和乳化能力等優勢于一身。AP:200mg/L(×600)AP:200mg/L(×800)AP:200mg/L(×1000)AP:200mg/L(×1500)聚表劑AP:1600mg/L(×600)AP:1600mg/L(×800)AP:1600mg/L(×1000)HPAM:1600mg/L(×600)聚表劑無機鹽對表面活性劑體系的表面活性有明顯影響。它的加入可以壓縮表面及膠團周圍擴散雙電層,因而減弱吸附層和膠團中表面活性離子之間的斥力,使之排列得較為緊密,其結果是cmc和cmc值均有所降低。但這種協同作用主要表現在離子型表面活性劑與無機鹽混合溶液中。無機鹽對非離子表面活性劑的cmc影響較小;對表面張力的降低也不明顯。在形成膠束的聚集數上,無機鹽能明顯地促進離子型表面活性劑聚集,而對非離子表面活性劑的影響不大。無機鹽對表面活性劑的影響在表面活性劑溶液中,加入少量的長鏈有機物質,能顯著提高表面活性劑的表面活性,即使cmc和cmc值明顯減小。長鏈脂肪醇的存在對于表面活性劑溶液的表面張力、cmc及其他性質(如乳化、增溶、發泡及穩泡等)均有顯著影響。這種作用的大小隨脂肪醇碳氫鏈的加長而增大,并能將溶液表面張力降低至一般表面活性劑溶液不能達到的水平(如約20mNL-1)。極性有機物對表面活性劑的影響

陰非表面活性劑是分子結構中同時具有陰離子和非離子親水頭基的表面活性劑,主要通過在陰離子型表面活性劑親水頭基上引入一定量的非離子性鏈節而制備的,該類型產品主要包括烷氧基羧酸鹽、烷氧基硫酸酯鹽、烷氧基磺酸鹽,其性能取決于陰離子基團類型、烷氧基類型和鏈節大小、親油基類型和大小。與石油磺酸鹽表面活性劑相比,陰非兩性表面活性劑的最大特點是抗鹽耐溫能力強、地層吸附損失小。

陰非表面活性劑表面活性劑的復配產生加和增效作用衡量表面活性劑的活性大小,主要考察其溶液表面(界面)張力降低的程度和臨界膠束濃度的大小。一般情況下,性能優良的表面活性劑能夠在較低的濃度下,使溶液的表面(界面)張力下降到

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