驅(qū)油用表面活性劑研究進(jìn)展

驅(qū)油用表面活性劑概述表面活性與表面活性劑某些物質(zhì)能使溶劑的表面張力降低的性質(zhì)稱(chēng)為表面活性。具有表面活性的物質(zhì)叫表面活性物質(zhì)。1．肥皂、洗滌劑等；（含雜質(zhì)出現(xiàn)最低點(diǎn)）2．乙醇、丁醇、醋酸等低級(jí)醇酸；

3．無(wú)機(jī)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(tài)，從而產(chǎn)生潤(rùn)濕、乳化、增溶、起泡等一系列作用（或其反作用）,以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求的一類(lèi)物質(zhì)。表面活性的性質(zhì)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(qiáng)。一般HLB小于10則認(rèn)為親油性好，大于10則認(rèn)為親水性好。現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)。陰、陽(yáng)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(yīng)用HLB值用途1～33～67～98～1813～1515～18消泡劑W/O乳化劑潤(rùn)濕劑O/W乳化劑洗滌劑增溶劑HLB值與溶解性的關(guān)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(wěn)定乳液半透明乃至透明透明溶液

表面活性劑的分類(lèi)1．降低油水界面張力，使殘余油變?yōu)榭闪鲃?dòng)油當(dāng)油水界面張力降低時(shí)，油滴容易變形，油滴通過(guò)喉道時(shí)，阻力減小。這樣在親水巖石中處于高度分散狀態(tài)的二次殘余油就會(huì)被驅(qū)替出來(lái)，形成流動(dòng)油。2．改變巖石表面的潤(rùn)濕性表面活性劑驅(qū)油機(jī)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(wěn)定劑作用。同時(shí)，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(jī)理表面活性劑驅(qū)油機(jī)理石油磺酸鹽是目前油田應(yīng)用最為廣泛的驅(qū)油用表面活性劑，是由富芳烴原油磺化得到的產(chǎn)物。該產(chǎn)品界面活性高，原料來(lái)源廣，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、與原油配伍性好易與二價(jià)、三價(jià)陽(yáng)離子形成沉淀物、耐鹽性較差。同時(shí)由于原料組成復(fù)雜，不同批次產(chǎn)品穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品在高溫、高鹽油藏中的應(yīng)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(yáng)離子親水基而呈現(xiàn)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(tuán)類(lèi)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(yīng)用最為廣泛。由于該類(lèi)型表面活性劑屬于陰、陽(yáng)離子同體，分子內(nèi)電荷中和，對(duì)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(diǎn)。磺基甜菜堿型表面活性劑還存在著以下問(wèn)題：1）生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜。2）產(chǎn)品應(yīng)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(tuán)狀態(tài)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(jià)陽(yáng)離子性能好,臨界膠束濃度低在地層中的穩(wěn)定性差,巖石對(duì)它的吸附量比對(duì)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(jià)格也高。Gemini表面活性劑是通過(guò)連接基團(tuán)或鏈節(jié)把兩個(gè)或多個(gè)單頭單尾傳統(tǒng)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(jì)末出現(xiàn)的新型表面活性劑，它的親水頭基可以是陽(yáng)離子、陰離子、非離子、兩性離子，疏水基團(tuán)可以為碳?xì)滏溁蛱挤?。該?lèi)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(yōu)點(diǎn)；但目前國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)可以直接應(yīng)用于礦場(chǎng)驅(qū)油用的工業(yè)化產(chǎn)品，其主要原因是Gemini表面活性劑合成工藝復(fù)雜、成本高、收率低，這也是制約Gemin表面活性劑礦場(chǎng)應(yīng)用的關(guān)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?xì)滏湠楣羌?，在碳—碳柔性主鏈的?cè)基上通過(guò)一定接枝共聚手段，引入大量非離子親油非極性基團(tuán)，根據(jù)親水親油平衡值，主鏈側(cè)基上同時(shí)引入了強(qiáng)極性親水基團(tuán)，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(kuò)大波及系數(shù)；降低油水界面張力、提高對(duì)原油的增溶能力和乳化能力等優(yōu)勢(shì)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(wú)機(jī)鹽對(duì)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(tuán)周?chē)鷶U(kuò)散雙電層，因而減弱吸附層和膠團(tuán)中表面活性離子之間的斥力，使之排列得較為緊密，其結(jié)果是cmc和cmc值均有所降低。但這種協(xié)同作用主要表現(xiàn)在離子型表面活性劑與無(wú)機(jī)鹽混合溶液中。無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑的cmc影響較?。粚?duì)表面張力的降低也不明顯。在形成膠束的聚集數(shù)上，無(wú)機(jī)鹽能明顯地促進(jìn)離子型表面活性劑聚集，而對(duì)非離子表面活性劑的影響不大。無(wú)機(jī)鹽對(duì)表面活性劑的影響在表面活性劑溶液中，加入少量的長(zhǎng)鏈有機(jī)物質(zhì)，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(zhǎng)鏈脂肪醇的存在對(duì)于表面活性劑溶液的表面張力、cmc及其他性質(zhì)(如乳化、增溶、發(fā)泡及穩(wěn)泡等)均有顯著影響。這種作用的大小隨脂肪醇碳?xì)滏湹募娱L(zhǎng)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(dá)到的水平（如約20mNL-1）。極性有機(jī)物對(duì)表面活性劑的影響

陰非表面活性劑是分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有陰離子和非離子親水頭基的表面活性劑，主要通過(guò)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(jié)而制備的，該類(lèi)型產(chǎn)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(tuán)類(lèi)型、烷氧基類(lèi)型和鏈節(jié)大小、親油基類(lèi)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(diǎn)是抗鹽耐溫能力強(qiáng)、地層吸附損失小。

陰非表面活性劑表面活性劑的復(fù)配產(chǎn)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(yōu)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