石油磺酸盐产品对不同油水体系适应性的研究
对于国民经济来说,石油是一种战略物能源,对社会和经济的发展举足轻重。在油田开采的过程中,受地质条件等因素的影响,地下石油储量只有一部分能被开采出来,大量难动用储量难以被开发和利用。随着提高油田采收率技术的不断演进,于上世纪八十年代逐渐形成了化学复合驱技术,利用表面活性剂、碱、和高分子聚合物之间的有机复合,提升驱油剂之间的协同作用,从而大幅提高驱油效率,这种技术也是目前提高原油采收率的主流技术之一。 石油磺酸盐是一种阴离子表面活性剂,通常以原油、拔顶原油和石油馏分原料,经过磺化反应、中和反应及产品分离提纯后得到最终石油磺酸盐产品。在实际生产中,由于不同地区的原料油成分复杂、组成不同,且磺化剂及磺化条件不尽相同,使合成石油磺酸盐的性能、结构均有较大差异,而石油磺酸盐的界面活性又受其结构组成、平均当量、当量分布和组分间的协同作用的影响。 工业生产中,一般选择含芳烃的原料油作原料磺化合成石油磺酸盐,磺化反应采用20％-60%的发烟硫酸或三氧化硫,可具有较高的平均当量,较好的亲水亲油性能。同时,在磺化过程中,磺化温度最好不要过高,反应时间不能过长。目前国内外对石油磺酸盐生产工艺的研究集中在原料油的选择、磺化反应条件的探索、磺化反应器的设计和磺化工艺的优化上。 研究发现,石油磺酸盐是由亲油基和亲水基组成,是不同平均分子量组成的混合物,当量和当量分布不仅影响石油磺酸盐的溶解度,同时还影响其降低界面张力的能力及耐盐和吸附性能。 在油水体系中,以下因素能够对石油磺酸盐界面张力产生不同影响:在平衡油水体系中,石油磺酸盐分子依据亲油性强弱分布在油相、油水界面和水相,分布在水界面的石油磺酸盐分子吸附层决定了油水体系的界面张力。原油的性质对复合驱体系油水界面张力有很大影响,不同油田甚至同一油田不同区块原油的性质都相同。无机盐会改变表面活性剂分子在溶液中的形态和在油水中的分布,在低盐浓度下,表面活性剂集中在水相中,在高盐浓度下,表面活性剂则集中在油相中。碱与原油中的活性成分反应生成具有表面活性的皂化物,这种皂化物与外加表面活性剂之间的协同效应,使体系能在较宽的碱浓度和表面活性剂浓度范围内产生超低界面张力。 目前,不论是室内研究还是矿场实验,石油磺酸盐已取得显著效果。不同来源的石油磺酸盐由于碳数不同、支链的组份不同,它们之间复配更有利于胶束的稳定,显示出更佳的界面活性使其配伍更加合理。为了提高石油磺酸盐在溶解性、界面活性、降低底层吸附性等方面的性能,通常将其与其它种类表面活性剂复配使用。 实验证明,孤东油样的饱和烃含量明显比孤岛的含量高,而胶质和沥青质含量相对较低。不同区块的地层注入水,总矿化度有较大差异,地层水中的镁、钙离子会使复合驱与原油间的界面张力产生影响,镁离子对于降低界面张力有促进作用,钙离子对界面张力有较清晰的最大浓度适应范围。不同的研究区块运用不同的磺化基液,当石油磺酸盐的当量大幅提升时,容易导致石油磺酸盐亲油性太强,在高矿化度的条件下,产品活性组分容易穿过油水界面进入油滴中,无法在油水界面形成稳定的富集,不利于界面张力降低。
石油磺酸盐;油水体系;界面张力;吸附性能
中国海洋大学
硕士
李春虎
2014
中文
TE39;O625.751
42
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）