表面活性劑復(fù)配體系對(duì)驅(qū)油過程的影響機(jī)制研究.pdf

1、表面活性劑在驅(qū)油過程中，能夠降低油水界面張力，提高毛細(xì)管數(shù)，從而提高原油流經(jīng)孔喉時(shí)的通過率。目前常用的驅(qū)油用陰離子型表面活性劑大多抗鹽能力較差，不能適用于高鹽油藏，從而一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。研究發(fā)現(xiàn)，陰、陽離子復(fù)配表面活性劑具有最強(qiáng)的協(xié)同作用，常常表現(xiàn)出優(yōu)于單種表面活性劑的界面性質(zhì)，其在提高石油采收率方面具有巨大的應(yīng)用潛力。迄今為止，僅對(duì)使用陰離子和陽離子表面活性劑的混合物進(jìn)行了少量的研究。鑒于此，本論文借助計(jì)算機(jī)分子模擬技術(shù)從分

2、子水平研究油/水界面層內(nèi)陰離子表面活性劑以及陰/陽離子復(fù)配表面活性劑的微觀性質(zhì)，揭示、豐富和完善表面活性劑的微觀驅(qū)油機(jī)理。主要工作如下:
　　論文的第二部分采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究鈣鹽對(duì)油水界面上的壬基酚聚醚羧酸鈉OPCNa、Meta-SOPCNa、Ortho-SOPCNa的影響。研究結(jié)果表明:Ca2+會(huì)破壞-COO-周圍的水化層，降低表面活性劑的親水性，從而影響到表面活性劑的性能。而表面活性劑Meta-SOPCNa中-COO-

3、與Ca2+間的結(jié)合能壘相對(duì)較大，意味著Ca2+更難穿過-COO-周圍的水化層與之結(jié)合，可以保持更好的親水性，因此具有更強(qiáng)的抗鈣鹽能力。
　　論文的第三部分采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究不同摩爾比的壬基酚聚醚羧酸鈉(PE2CNa)和十八烷基三甲基氯化銨(OTAC)復(fù)配表面活性劑體系在油水界面吸附性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:復(fù)配體系中，在靜電作用和疏水尾鏈C-H作用下，油水界面上表面活性劑排列更緊密，可形成更致密的表面活性劑吸附層;相比于單種P

4、E2CNa或OTAC體系，復(fù)配體系中隨著另一種表面活性劑摩爾比的增加，原表面活性劑親水頭基與水分子間的作用不斷減弱，親水頭基周圍水化水?dāng)?shù)逐漸減少，親水性逐漸降低。因此，利用PE2CNa和OTAC親水性的差異，可通過PE2CNa與OTAC間的復(fù)配，得到相對(duì)較佳的親水親油平衡值，從而獲得較低的油水界面張力，提高采油率。
　　在論文的第三部分的工作基礎(chǔ)上，論文的第四部分進(jìn)一步地探討鈣鹽對(duì)不同摩爾比的PE2CNa和OTAC復(fù)配表面活性劑體

5、系在油水界面單分子吸附層性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:鈣鹽存在下，由于強(qiáng)靜電作用，Ca2+會(huì)優(yōu)先吸附于界面層表面活性劑附近，中和屏蔽部分電荷，減弱了表面活性劑對(duì)反離子Na+作用;同時(shí)，由于界面附近富集的Ca2+對(duì)Na+的靜電排斥作用，使得Na+主要分布于水相中;Ca2+對(duì)OTAC頭基周圍水化層的影響較小，而對(duì)PE2CNa頭基周圍水化層影響較大。在摩爾比為2∶8的體系中，過剩的OTAC對(duì)PE2CNa的靜電屏蔽作用最強(qiáng)，更大程度地減弱-COO-對(duì)C