極性界面的改性與表面性質(zhì)研究.pdf

1、本文所研究的極性界面的改性與表面性質(zhì)研究是對油田地層界面進行改性并對改性后的表面進行的研究。這里所說的油田地層主要指易吸水膨脹黏土的表面，即膨潤土（其中包括蒙脫土、高嶺土、伊利石、綠泥石）的表面。這些黏土是地層的黏合劑，如果遇水膨脹就容易出砂，抑制其膨脹就可以避免地層出砂，從而保護地層。對這些物質(zhì)表面的改性研究實質(zhì)是通過化學(xué)試劑與黏土、砂等表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的方式，有目的的改變其表面的性質(zhì)，以滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。 表

2、面改性的研究已有較長的時間，不僅成為表面化學(xué)中的熱門課題，也是界面工程中的重要研究課題之一。表面改性的方法有很多，總體上分為化學(xué)法和物理法。表面化學(xué)改性是通過表面改性劑與物質(zhì)表面進行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的方式完成改性，從而改變固體表面的潤濕性、界面張力、接觸角及電性質(zhì)等物理化學(xué)性質(zhì)。這是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的改性方法之一。 界面改性往往根據(jù)特定的應(yīng)用背景和應(yīng)用領(lǐng)域而進行，表面改性劑改性對固體表面性質(zhì)的影響有許多問題值得探討，它在

3、各方面的實際應(yīng)用更為重要。界面改性的研究與推廣應(yīng)用極大地推動了化工、材料和礦產(chǎn)資源等領(lǐng)域的技術(shù)進步，多年來的研究與實際生產(chǎn)應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟和社會效益。 本文所研究的極性界面的改性與表面性質(zhì)研究的創(chuàng)新點是將黏土、砂表面等負性界面的親水羥基與其它基團發(fā)生化學(xué)吸附，形成牢固的表面膜，有效地降低界面的吸附能力。一方面，使油能夠迅速脫附；另一方面，不引起黏土膨脹。 本文極性界面的改性與表面性質(zhì)研究內(nèi)容分為兩個部分：

4、第一章，一種強洗油能力的多功能界面活性陽離子聚合物復(fù)配體系PF-C的研究；第二章，降濾失劑AM/AMPS的合成及性能評價。 第一章主要是研究以聚多二甲胺基N-乙基丙烯酰胺為主要成分的聚合物復(fù)配體系處理油土砂的能力及對其表面性質(zhì)的影響，以及其對黏土的影響，并討論了PF-C的作用機理。主要內(nèi)容如下： (1)合成了聚多二甲胺基N-乙基丙烯酰胺與烯基雙環(huán)咪唑啉封端聚醚，并與抗鹽性活性劑DM-1復(fù)配成多功能陽離子聚合物體系PF-C

5、，與玉門石油磺酸鹽、破乳劑、M-510等對比，考察了PF-C的應(yīng)用性能。 (2)由石英砂、蒙脫土、高嶺土及原油制成油土砂樣，與水或20％PF-C水溶液以10：4的質(zhì)量比混合，測得PF-C使水的表面張力降低，水在石英砂上的接觸角大幅升高，原油在砂土表面的黏附功大幅減小，洗油效率視原油不同在95％～100％。 (3)在一專門設(shè)計的儀器上，測得2小時內(nèi)黏土不從20％PF-C水溶液中吸水。已被水充分溶脹的人造巖心注入PF-C后滲

6、透率可基本恢復(fù)。 (4)在勝利濱南油田單6、單10區(qū)塊出砂嚴重的6口蒸汽吞吐稠油井，在注氣末期伴隨蒸汽(200～300m3)注入0.5％～1.0％PF-C，使生產(chǎn)周期平均延長55天，周期產(chǎn)油量平均增加333t。 第二章主要是合成了降濾失劑AM/AMPS共聚物，并對合成條件以及其性能進行了初步探討。主要內(nèi)容如下： (1)研究并合成了一種降濾失劑AM/AMPS共聚物，并對其合成條件進行了探討。 (2)通過耐溫