合作客户/
拜耳公司 |
同济大学 |
联合大学 |
美国保洁 |
美国强生 |
瑞士罗氏 |
相关新闻Info
推荐新闻Info
-
> 超低界面张力环保型高温高盐油藏的驱油表面活性剂配方比例及制备(二)
> 超低界面张力环保型高温高盐油藏的驱油表面活性剂配方比例及制备(一)
> 表面张力和接触角的关系|宝玉石接触角的测量结果和表面张力计算方法(三)
> 表面张力和接触角的关系|宝玉石接触角的测量结果和表面张力计算方法(二)
> 表面张力和接触角的关系|宝玉石接触角的测量结果和表面张力计算方法(一)
> 抖淫安卓系统测定:温度范围内甲基九氟丁醚的液相密度与表面张力
> 一套低温、高压悬滴法表面张力实验测量系统实践效果(三)
> 一套低温、高压悬滴法表面张力实验测量系统实践效果(二)
> 一套低温、高压悬滴法表面张力实验测量系统实践效果(一)
> 不同温度下纯有机物液体表面张力估算方法及关联方程(二)
超低界面张力环保型高温高盐油藏的驱油表面活性剂配方比例及制备(一)
来源:汇通路桥集团试验检测有限公司 保定职业技术学院 浏览 12 次 发布时间:2025-11-14
随着我国陆上主力油田逐渐进入开发中后期,油藏开采环境日趋复杂,同一油藏在不同开发阶段的储层物性及滞留原油的组分均发生显著变化。具体表现为地层温度升高、地层水矿化度增大、原油中重质组分(如胶质、沥青质)含量上升,以及储层非均质性加剧。这些变化对化学驱油技术提出了前所未有的挑战,传统的单一化学剂驱油体系难以适应复杂多变的地质条件。因此,与之相应的化学驱油技术一直是提高石油采收率的主攻技术。
为了有效开采不同油藏环境下的原油,核心关键在于开发性能卓越的表面活性剂。其必须能够适应苛刻的油藏条件,并通过精确的分子设计,使其拥有合适的疏水基团架构和强效的亲水基团,从而在油/水界面实现高效吸附和超低界面张力。这深刻体现了表面活性剂分子结构与性能之间的构效关系。研究表明,疏水链的长度、分支度、芳环结构,以及亲水基团的类型(如磺酸基、羧酸基、聚氧乙烯醚)和连接方式,共同决定了其界面活性、耐温抗盐性、乳化稳定性及与聚合物的配伍性。
基于此背景,驱油技术已经从早期的单一碱水驱、聚合物驱,发展到以碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱(ASP)为代表的技术阶段。ASP技术曾大幅提高了采收率,但其依赖强碱(如NaOH)的弊端也日益凸显:碱的加入会与地层油藏中的酸性组分反应生成原位皂化物,虽可协同降低界面张力,但更易导致地层和井筒结垢、破坏储层基质结构、引发原油乳化难破乳等问题,对油田生产和环境造成负面影响。目前,ASP体系中使用的表面活性剂(如重烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐和石油羧酸盐等)虽成本较低、应用较广,但其性能高度依赖碱的“协同效应”。在无碱或弱碱条件下,它们难以独立地将油/水界面张力稳定降至超低水平,极大地限制了其在无碱体系中的应用前景。
鉴于我国多数低渗油田属于高温高矿化度油藏,开发能够在无碱条件下独立发挥高效洗油作用,并兼具优良的耐温抗盐性能、环境友好型的新型驱油用表面活性剂具有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种环保型表面活性剂组合物,该环保型表面活性剂组合物中引入了具有新型结构的阳离子表面活性剂,该阳离子表面活性剂的多羟基通过氢键把周围水分子编织成三维网络能够使得耐盐性、耐高温性能得到明显提升,从而有效提高洗油率和原油的采收率。此外,N,N-二羟乙基甘氨酸能够和阳离子表面活性剂之间相互交联,促进油-水乳化,降低界面张力。
本发明的目的之二在于提供一种环保型表面活性剂组合物的制备方法。该方法操作简单,可大规模生产,在工业化应用中具有广泛前景。
本发明的目的之三在于提供一种环保型表面活性剂组合物的应用,用于制备应用于高温高盐油藏的驱油表面活性剂。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现:
一种环保型表面活性剂组合物,按重量份数计,包括以下组分:阳离子表面活性剂55-60份、乳化剂40-45份、N,N-二羟乙基甘氨酸1-3份、溶剂20-25份;所述阳离子表面活性剂的结构为。
进一步地,所述阳离子表面活性剂的制备过程包括以下步骤:
(1)将维生素E、碳酸钾、碘化钾加入至溶剂中,然后加入2-溴乙基丙烯酸酯搅拌均匀并进行反应,反应完成后,将反应液进行萃取、洗涤、过滤、浓缩,制得中间体1;
(2)将N-苄基D-葡糖胺、中间体1和三乙胺加入溶剂中,室温反应,将反应液浓缩后纯化,制得中间体2;
(3)将中间体2加入至溶剂中,加入碘甲烷,室温反应,将反应液浓缩后纯化,即得阳离子表面活性剂。
本发明阳离子表面活性剂:通过将维生素E的酚羟基与2-溴乙基丙烯酸酯的溴发生亲核取代反应制得中间体1,中间体1的烯烃与N-苄基D-葡糖胺的胺基发生迈克尔加成制得中间体2,中间体2的叔胺发生烷基化制得阳离子表面活性剂。
进一步地,步骤(1)中,所述维生素E、碳酸钾、碘化钾、2-溴乙基丙烯酸酯的摩尔比为1:(2-2.5):(0.2-0.5):(1.5-1.8);所述维生素E和溶剂的用量比为10mmol:50-60mL,所述溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺。
进一步地,步骤(1)中,所述反应的温度为50~60°C,时间为2~3h。
进一步地,步骤(2)中,所述中间体1、N-苄基D-葡糖胺和三乙胺的摩尔比为5:(5-8):(5.5-8);中间体1和溶剂的用量比为5mmol:50-60mL,所述溶剂为甲苯;所述反应的时间为12-16h。
进一步地,步骤(3)中,所述中间体2、碘甲烷的摩尔比为1:(3-4);所述中间体2和溶剂的用量比为5mmol:50-60mL,所述溶剂为二氯甲烷;所述反应的时间为24-36h。
进一步地,所述乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40;所述溶剂为乙醇或水。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现:
本发明还提供环保型表面活性剂组合物的制备方法,所述环保型表面活性剂组合物的制备过程为:将阳离子表面活性剂、乳化剂、N,N-二羟乙基甘氨酸、溶剂混合均匀即可。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现:
本发明还提供所述环保型表面活性剂组合物的应用,用于制备应用于高温高盐油藏的驱油表面活性剂。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
1、本发明提供一种环保型表面活性剂组合物,该组合物中引入了具有新型结构的阳离子表面活性剂,该阳离子表面活性剂的多羟基通过氢键把周围水分子编织成三维网络能够使得耐盐性、耐高温性能得到明显提升,从而有效提高洗油率和原油的采收率。此外,N,N-二羟乙基甘氨酸能够和阳离子表面活性剂之间相互交联,促进油-水乳化,降低界面张力。
具体地,本发明阳离子表面活性剂通过多羟基与周围水分子形成三维网络,与季铵盐正电荷协同增强亲水性并屏蔽金属离子络合位点,显著提升耐盐性。该表面活性剂可静电吸附于岩石表面形成正电荷屏障,防止油滴再吸附,促进乳状液流动;同时其多羟基构建刚性水化壳削弱热扰动,醚键吸收分散热应力维持结构稳定,季铵盐正电荷提供静电屏蔽抑制金属离子配位进攻,使亲水区在高温盐水中仍保持致密水化层、高电荷密度和稳定构象,从而提高其在高温下的稳定性。此外,其疏水链通过疏水缔合在油水界面自组装,将界面张力降至超低水平并驱动残余油乳化,进一步在岩石表面形成双层/半胶束结构实现润湿反转,最终通过降低界面张力、促进乳化和实现润湿反转三大机制协同提高原油采收率。
2、本发明以溶剂为反应介质,促使酯基醚键与乳化剂分子中的醚键发生交联反应;同时,借助阳离子表面活性剂的羟基与N,N-二羟乙基甘氨酸的羟基进行进一步交联,共同构建稳定的空间网络结构。该结构中,N,N-二羟乙基甘氨酸的羧基发挥双重功能:其一,通过电子效应稳定阳离子表面活性剂所携带的正电荷;其二,凭借羧基负电性与岩石表面负电荷位点产生强静电作用,实现牢固结合,进而形成正电荷屏障。该屏障有效促进油-水乳化作用,并显著降低油水界面张力。
3、本发明提供一种环保型表面活性剂组合物的制备方法,该方法操作简单,可大规模生产,在工业化应用中具有广泛前景。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。实施例中未注明的具体条件,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器,如无特殊说明,均为通过市购渠道获得的常规产品。





