油酸鈉溶致液晶體系的物化性能及其在多孔介質的滲流研究.pdf

1、油酸鈉(OAS)是一種羧酸鹽類的表面活性劑，能降低水溶液的表面張力和油/水之間的界面張力，在溶液中形成多種締合結構如膠束、微乳液、溶致液晶、囊泡等，這些締合結構的物理化學性質在生物、醫(yī)藥、三次采油、合成材料等方面得到重視和應用。本論文考察了油酸鈉水溶液的平衡表面張力、動態(tài)表面活性及油水間的界面張力；研究其溶致液晶的物化性能如(微結構與微粘度和粘彈性的關系等)；在水驅后進行溶致液晶驅替試驗，分析溶致液晶的物化特性與室內模擬驅替效果之間的關

2、系，探討溶致液晶體系的驅油機理，并希望能為溶致液晶在三次采油中的應用提供理論指導。 用Kruss型表面張力儀和最大泡壓法動態(tài)表面張力儀測定油酸鈉水溶液的平衡表面張力、動態(tài)表面張力。臨界膠團濃度(cmc)和臨界膠團濃度時表面張力γcmc是衡量表面活性劑溶液表面活性的主要性能參數(shù)，油酸鈉的水溶液在25℃的cmc為1.03×10-3mol/dm3，γcmc為24.0mN/m。用Ward-Tordai和Rosen兩種方法處理實驗數(shù)據得出

3、：只有濃度大于cmc的溶液才表現(xiàn)出較高的動態(tài)表面活性；升高溫度可提高OAS溶液的動態(tài)表面活性，但效果沒有濃度那么明顯；增大pH值同樣也能提高動態(tài)界面活性，pH=11時，動態(tài)界面活性最高。 驅油體系注入地層與原油的接觸是一個動態(tài)過程；研究油水的界面張力十分重要。用Texas-500旋滴界面張力儀測定油酸鈉與原油、模擬油間的油水界面張力，考察加鹽、堿對油水界面張力的影響。結果發(fā)現(xiàn)：隨OAS濃度增大，IFT時間效應減小，IFTmin相

4、差不大；OAS的水溶液加鹽NaCl，存在最佳鹽度為4.0g/L左右，此時瞬時界面張力最低，且時間效應最??；加Na2CO3開始階段，IFT隨時間升高而降低，后期有所回升，前期是鹽效應與堿效應共同作用的結果，后期由于加鹽的效應。 表面活性劑聚集體的流變性質與聚集體的微觀結構及其內部基團間的相互作用有直接關系，可以從流變測量的結果得到體系內部微觀結構的許多信息。就溶致液晶的屈服應力值而言，層狀最大，六角次之，立方的最小。應力掃描表明：

5、層狀液晶和六角液晶儲能模量的臨界應力值小于其損耗模量的臨界應力值，儲能模量大于損耗模量，說明層狀和六角狀液晶的彈性性質比粘性性質突出；而立方液晶損耗模量大于儲能模量，且損耗模量的臨界應力值小于儲能模量的臨界應力值，說明立方液晶的粘性性質比彈性性質突出。幾種液晶的粘度隨剪切速率的變化曲線及頻率掃描、蠕變回復曲線也各不相同，這主要是由于它們的微觀結構不同的緣故。 在水驅后，分別用層狀液晶、六角液晶、立方液晶、膠束、聚合物、ASP進行

6、室內模擬驅替實驗。就驅替效率而言，液晶高于膠束、聚合物和ASP；而三種液晶中立方液晶最高，六角次之，層狀最低。結合流變性質的測量結果及界面活性的測量，探討溶致液晶體系在多孔介質中的滲流機理。 本論文的創(chuàng)新點：1.較為系統(tǒng)地研究了油酸鈉/油酸/鹽水體系溶致液晶的流變性質，實驗結果驗證了‘溶致液晶的流變性質可以用來區(qū)分其微觀結構’這一最新觀點。 2.首次將油酸鈉/油酸/鹽水體系中各種不同微觀結構的溶致液晶，用于室內模擬驅油實