新型雙子(Gemini)表面活性劑的合成及其在三次采油(EOR)中的應(yīng)用.pdf

1、提高水驅(qū)后剩余油采收率的三次采油技術(shù)研究，已成為油田開(kāi)發(fā)后期加強(qiáng)油田開(kāi)發(fā)的重要課題。上世紀(jì)80年代，堿/表面活性劑/聚合物(ASP)三元復(fù)合驅(qū)是在堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)和聚合物驅(qū)之上發(fā)展起來(lái)的三次采油技術(shù)，它是利用各驅(qū)油劑間的協(xié)同作用，不斷提高洗油效率且擴(kuò)大了驅(qū)替相的波及體積，從而大幅提高原油采收率的。選擇合適的表面活性劑體系，將油/水界面張力(IFT)降低至10 -3 mN/m數(shù)量級(jí)是該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。但是，目前我國(guó)尚未開(kāi)發(fā)出一種可以降低

2、油/水IFT 至超低水平的表面活性劑體系。國(guó)外公司開(kāi)發(fā)的少量品種，雖然可以將油/水IFT 降至超低水平，但是這些表面活性劑價(jià)格昂貴且無(wú)普適性，在使用過(guò)程中需要大量堿的協(xié)助，增加了使用成本。因此，開(kāi)發(fā)一種高效、實(shí)用、廉價(jià)的表面活性劑具有重大意義。 雙子(Gemini)表面活性劑是一種新型的表面活性劑。與普通表面活性劑相比，它具有更高的表(界)面活性、低臨界膠束濃度(cmc)和高效潤(rùn)濕性能等特點(diǎn)，這是目前三次采油中驅(qū)油用的任何一種表

3、面活性劑所無(wú)法比擬的。本研究以雙酚A、溴代烷(含碳數(shù)分別為10、12、14、16)、氯磺酸、三乙醇胺為主要原料，通過(guò)醚化反應(yīng)、磺化反應(yīng)和中和反應(yīng)從而合成了一種陰離子型雙醚雙苯磺酸鹽(DADPS)Gemini 表面活性劑：2，2-二(4-烷氧基-3-苯磺酸三乙醇胺)丙烷，系統(tǒng)命名法：5，5'-（2，2-丙撐基）二[(2-烷氧基苯磺酸三（2-羥乙基）銨]，并對(duì)合成的Gemini 表面活性劑利用紅外光譜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。 通過(guò)對(duì)該系列G

4、emini 表面活性劑的表面活性研究發(fā)現(xiàn)，其cmc為0.79～1.02mol ·L -1，表面張力(γ cmc)為28.4～33.2 mN ·m -1 。Gemini 表面活性劑降低油/水IFT的研究結(jié)果表明，在未添加任何助劑的情況下，可以將油/水IFT 降低至10 -3mN ·m -1的超低水平(DADPS-10 除外)，且維持時(shí)間較長(zhǎng)；同時(shí)，Gemini 表面活性劑表現(xiàn)出比普通表面活性劑更佳的與堿之間的協(xié)同效應(yīng)，且可以在較寬的礦化度

5、范圍內(nèi)維持超低的油/水IFT 。 利用接觸角測(cè)定儀為評(píng)價(jià)工具，研究結(jié)果表明，Gemini 表面活性劑可以將親油砂巖表面(大約11 0 °)改變?yōu)槿跤H水表面(大約40 °)，其潤(rùn)濕能力高于普通陰離子型表面活性劑，但低于普通陽(yáng)離子型表面活性劑；潤(rùn)濕能力隨疏水鏈長(zhǎng)度的增加而下降。采用靜態(tài)法，在45 ℃下研究表面活性劑油砂表面的吸附，Gemini 表面活性劑吸附性明顯低于普通表面活性劑，且符合Langmuir等溫吸附規(guī)律，NaOH和聚丙