驅(qū)油用石油磺酸鹽結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、目前三次采油用表面活性劑主要是重烷基苯磺酸鹽和石油磺酸鹽。重烷基苯磺酸鹽只有在強(qiáng)堿條件下才能表現(xiàn)出良好的油水界面性能，而強(qiáng)堿對地層會造成嚴(yán)重破壞，因此，開發(fā)能在弱堿條件下使用的表面活性劑驅(qū)油體系具有重要意義。石油磺酸鹽在弱堿條件下具有良好的油水界面性能，且價格低廉，是下階段重點開發(fā)的品種。但是石油磺酸鹽產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，難以達(dá)到穩(wěn)定高效驅(qū)油的要求，因此需要對其結(jié)構(gòu)性能關(guān)系進(jìn)行深入研究，確定其中的關(guān)鍵組份。 本文采用液液萃取法將石

2、油磺酸鹽分離成當(dāng)量不同的三個組分，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能研究。采用電噴霧質(zhì)譜法、紅外光譜法、1H-NMR、13C-NMR以及元素分析法考察了石油磺酸鹽三個組分的組成結(jié)構(gòu)。分別考察了石油磺酸鹽及其組分的油水動態(tài)界面張力行為。結(jié)果表明，苯萃取的組分(當(dāng)量為400左右)降低界面張力的能力遠(yuǎn)勝于另外兩個組分，所以前者在降低界面張力中起著關(guān)鍵作用。但是，分離前的石油磺酸鹽比分離出來的任何一個組分的界面性能都要好，在最佳條件下可將動態(tài)界面張力降到10-

3、5mN·m-1，說明各組分間存在著協(xié)同效應(yīng)。但是，這些組分仍然是混合物，無法進(jìn)一步考察表面活性劑分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，因而有必要合成系列烷基芳基磺酸鹽純化合物。 本文從分子設(shè)計角度出發(fā)，合成了系列烷基芳基磺酸鹽表面活性劑。研究了篩選出的催化劑催化芳烴(包括苯、甲苯、二甲苯、四氫萘、甲基萘)與烯烴的烷基化反應(yīng)，考察了反應(yīng)條件對烷基化反應(yīng)的影響，優(yōu)化條件后可使烯烴轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％以上，產(chǎn)物選擇性達(dá)到100％。采用發(fā)煙硫酸對合成的烷基

4、芳烴中間體進(jìn)行磺化，經(jīng)分酸、中和、除鹽后得到系列烷基芳基磺酸鹽表面活性劑，采用兩相滴定法確定純度在95％以上，采用ESI/MS和IR對系列磺酸鹽產(chǎn)品進(jìn)行表征。 研究了系列長鏈烷基芳基磺酸鹽表面活性劑驅(qū)油體系與大慶原油間的動態(tài)界面張力行為。詳細(xì)考察了表面活性劑濃度、堿度及鹽度對各表面活性劑驅(qū)油體系界面張力行為的影響。結(jié)果表明，動態(tài)界面張力在合適的條件下可以達(dá)到超低，其最小值在最佳條件下甚至可達(dá)10-6 mN·m-1。 考察