油田表面活性剂乳化性能评价实验
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文摘要：表面活性剂在石油工程的油气钻井、开采及储运中均有很广泛的应用。
综述了表面活性剂在石油工程中的研究及应用现状，由于国内一些大型油气藏已到开采后期，油田采收率较低，利用表面活性剂可以提高采收率。
高分子类型的表面活性剂既能提高波及系数，又能提高洗油效率，是很好的驱油助剂。
目前不少油田在开采低渗透油藏以及页岩油气藏，压裂液助剂的开发研究是现在及将来的一个研究热点。
关键词：表面活性剂；石油工程；应用；研究表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的，少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。
它们广泛用于日常生活[1，2]，以及石油工程。
例如，在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等；在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂（可用于乳化酸、泡沫酸，成胶和破胶、助排剂等）；在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等，于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。
目前国内一些大型油藏已到开发后期，原油采收率较低，可以采用化学驱进行驱油。
例如，大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。
对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺，其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。
根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类，可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型（包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等）表面活性剂。
现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述，以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。
1普通表面活性剂的研究及应用1.1阴离子型在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。
Gemini表面活性剂的合成、表征及性能测定——油田化学专业综合实验
以 对 ｃ 图可得 一直 线 ， 作 由直 线斜 率可 求得 厂 ， 再根 据式 （ ） ２ 计算 口 ：
０ ＝１ （ Ｆ ／ Ｌ ） （） ２
式 中 ￡为 阿伏伽 德 罗常 数 。 酸 化是 油气 田增 产增 注 的重要 措施 之 一 ， 在石 油工 业 中得 到 了广泛 的应 用 。酸化 使 用 的 酸液 注 入 地 层 的过程 会严 重腐 蚀地 面管 道及 井筒 管 壁 ， 而且 Ｆ ｎ 对地层 产 生永 久损 害 ， 以酸 液 中必须加 入 缓 ｅ会 所
活性剂 ； ④ 特殊 结构 阳离子 型 Ｇ ｍｉｉ 面 活性 剂 的合 成 ： ｅ ｎ表 联接 基 团结 构 特 殊 、 疏水 基 团特 殊 、 非对 称 阳离 子 型 Ｇ ｍ ｎ 表 面 活性剂 、 ｅ ｉｉ 多烷基 多季 铵盐型 Ｇ ｍ ｎ 表 面活性 剂 的合成 。 ｅ ｉｉ 本 实 验 采 用 第 一 种 方 法 ， 』， 一 甲基 十 二 烷 基 叔 胺 和 ｌ ４二 溴 丁 烷 反 应 ， 备 双 季 铵 盐 型 以 ｖＪ 二 ７ ｖ ，一 制 Ｇ ｍｉ 表面活性 剂 Ｂ Ａ 。 ｅ ｎ ｉ Ｑ Ｓ 表面 张力 的测 定方 法通 常有 ： 金板法 、 铂 铂金 环法 、 滴体积 法 、 大气 泡压力 法 等 。本 实验采 用铂金 最
板法 测定表 面活性 剂水 溶液 的表面 张力 。
基金资助 ： 长江 大 学 教 学 研究 项 目（ Ｙ ０ ０ ２ ） Ｊ２ １０ １
第 ３期
赖 璐 等 ： ｅ ｉｉ 面 活 性 剂 的 合 成 、 征 及 性 能测 定 — — 油 田化 学 专 业 综 合 实 验 Ｇ ｍｎ表 表
６ ３
主或ｉ ＿ ｉ ｉ＿
１ 实 验 目的
兰 ：
实验一 乳化剂性能测定
实验一乳化剂性能测定一、概述：乳化剂(emulsifier)是一种分子中具有亲水基和亲油基的表面活性剂，可介于油和水的中间，使不相溶的一种液体很好地分散于另一种液体中，形成稳定的乳浊液，是食品加工中十分重要的一类食品添加剂，其具有稳定食品乳浊液的功能。
乳化剂的性能可用其乳化剂起泡性、乳化容量和乳化稳定性来表示。
所谓乳化剂的起泡性是指在一定条件下，乳化剂、油脂与水的混合，在高速搅拌下形成泡沫的多少。
乳化容量是指在一定条件下，单位数量的乳化剂在形成O/W乳浊液体系时所能乳化的油脂的最大量。
而乳化稳定性则表示其对所形成的乳浊液的稳定性的能力。
食品多是由乳浊液组成或含有乳浊液体系，对该体系的稳定作用是食品科学及加工中十分关注的问题。
不同的乳化剂具有不同的乳化性能，其对乳浊液的稳定作用是决定其在食品加工中如何使用的重要依据。
二、实验目的1.掌握常用的乳化剂的性能。
2.掌握判断食品乳化剂性能的方法三、实验原理乳化剂在泡沫中的界面活性：一般在水和油相之间存在着很强的表面张力，即使高度搅拌，也不能使其相混合。
通过添加一定的乳化剂，降低界面的表面张力，搅拌过程中使得空气较容易被搅打进去，可获得稳定性高的较多泡沫。
因此，通过测量搅打后溶液形成泡沫的多少，可以测定乳化剂的性能。
乳化剂的乳化稳定性与它们和油脂的结合强度相关，结合强度越大，稳定性越好。
当将乳化剂形成的乳浊液进行离心处理时，由于受到离心力的作用，乳化剂与油脂的结合程度会受到破坏，继而发生乳化剂与油脂的分离现象。
根据离心处理后油脂的分层情况，可以判断乳化剂的乳化稳定性。
四、实验原料与仪器1.实验原料：单硬脂酸甘油酯、花生油2.仪器：离心机、烧杯、量筒五、实验方法1.乳化剂起泡性能的测定起泡能力及其起泡稳定性测定：乳化剂和水、油的混合液（水：油=9：1），用高速组织捣碎机搅拌30s后，转入量筒中，马上测定泡沫高度，来表示起泡能力的大小。
静止24hr后再测其泡沫高度，来观测其泡沫稳定性。
表面活性剂的性能测试实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除表面活性剂的性能测试实验报告篇一：表面活性剂性能与测试方法表面活性剂性能与测试方法1表面活性剂主要包括三方面的性能表征：产物结垢表征（或叫产品分析，用来验证合成的是否为目的产物）、产品表面化学性能测定（用以了解产物的结构和性质具有重要意义）、产品应用性能测定（实际应用效果）1.1产物结构表征：红外、质谱（分析相对分子质量）、x射线衍射光谱、扫描电镜、固体核磁共振、差示扫描量热法、透射电镜、动态光散射、等离子体发射光谱（元素分析）、酸碱滴定；1.2产品表面化学性能测定：表面张力、临界胶束浓度、胶束聚集数、c20（表面张力作图可得）、krafft点、胶束尺寸及分布、胶束形态、电导率、分散力、增溶能力、耐硬水能力、亲水和亲油的平均值、润湿作用测定（接触角法）、溶液的流变性（和粘度有关系）和动态变频扫描测定；1.2.1性能测试方法1.2.1.1表面张力表面张力的测试方法包括：吊环法、拉起液模法、最大气泡法、线圈法、滴体积法；采用bZY-A型自动表面张力仪,用拉起液膜法测定溶液的表面张力,温度为(20〒0.2)℃,溶液配制后静置30min,使表面活性剂溶液达到平衡,测量时铂金板应充分被溶液润湿。
表面张力数据为测量3次的平均值。
1.2.1.2电导率的测量用二次蒸馏水配置一系列不同浓度的gemini表面活性剂的水溶液，于超级恒温槽恒温（25℃）静置分散均匀，用DDs-11A型电导率仪分别测量其电导率，以电导率对浓度作图，曲线的转折点所对应的浓度即为表面活性剂的临界胶束浓度cmc。
1.2.1.3临界胶束浓度（可通过电导率或者表面张力，均是采用作图法）作表面张力(γ)-浓度对数(lgc)曲线,曲线上转折点的相应浓度即是表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)。
1.2.1.4胶束聚集数以芘(py)为荧光探针物质(p),二苯甲酮(DpK)为猝灭剂(Q),对样品在浓度为10倍的cmc胶束聚集数(nm)进行测定。
表面活性剂的性能测定与评价
浊点是非离子表面活性剂的一个特性参数，其受表面活性剂的分子结构和共 存物质的影响。表面活性剂在水溶液中，当温度升到一定值时，溶液中出现浑浊， 而不完全溶解的现象，此时的温度称为浊点温度。 3、 表面活性剂的表面张力及 CMC 的测定
0, 1.0101 , 1.0102 , 1.0103 , 1.0104 , 1.0105 mol / L 的 SDBS 溶液各 10ml，分别用滴管准确加入原油（或煤油）10ml，盖上试管塞子，每支试管 上下震荡 30 次。 （2）将震荡后的试管立即垂直放在试管架上，同时开始计时，并每隔 3min 记录一次试管中分出水的体积（若分出水的速度较快，可每 1min 记录一次），共
力与溶质浓度的关系，则可作出 -c 曲线，并在此曲线上任取若干个点作曲线
的切线，这些曲线的斜率即为浓度对应的 d /dc,将此值代入公式可求出此浓度
时的溶质吸附量。 表面活性剂的临界胶束浓度是表面活性剂非常重要的性质。若使溶液的表面
扩大，需对体系作功，增加单位表面积，对体系做的可逆功称为表面张力或表面
亚甲基蓝属阳离子型有色物，在容量分析中可作指示剂使用，当它遇阴离子 表面活性剂时，生成不溶于水而溶于氯仿的产物，使氯仿层色泽变深；如果实验 液中含有阳离子表面活性剂，由于阴阳离子表面活性剂的结合，使亚甲基蓝脱离
阴离子表面活性剂而从氯仿中重新回到水中，使氯仿色泽变浅。 2、 表面活性剂克拉夫特点和浊点
在一定温度、压力下，溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之 间的关系，可用吉布斯吸附等温式表示：
Γ= 式中 Γ-吸附量（mol/L）
表面活性剂性能评价及驱油效果测试
2020年第1期随着油田开发的深入进行，常规注入水驱油已经难以满足油田增产的需求[1,2]。
针对水驱后期含水率高的问题，石油科技工作者提出应用三次采油技术提高原油采收率，该技术的发展对于各大油田产量增加以及石油行业的进步起着至关重要的作用[3-5]。
表面活性剂作为一种高效界面活性化学剂经常被利用到三次采油的过程中。
绝大多数表面活性剂具有亲水基团和亲油基团，这使得表面活性剂拥有良好的两亲性能，从而使表面活性剂表现出良好的乳化降黏效果，降低油水之间的界面张力，进而达到提高原油采收率的目的[6-8]。
如今，三次采油对于表面活性剂的要求越来越高，不仅要求低界面张力和低吸附值，更要求其与油藏配伍性较好，且价格低廉。
国内已经有大量的石油科研工作者对驱油用表面活性剂的研制和发展做了大量工作，研制出一众性能较好的驱油用表面活性剂。
本文针对其中3种典型的表面活性剂进行筛选和性能评价[9,10]。
1实验部分1.1设备及用品参考所研究的内容，结合实验室自身的硬件条件，准确合理的设计本次室内物理模拟实验。
实验所需要的表面活性剂：A 、B 、C 类3种表面活性剂（有效含量为48%）。
实验用水为矿化度5000、10000、20000mg ·L -1的NaCl 盐水。
实验用油为D 油田原油，黏度9.5MPa ·s 。
DV-1型布氏黏度计（Brookfield 公司）；界面张力仪；E30-H 型电动搅拌器（OUHIR 公司）；平流泵（北京卫星制造厂）；手摇泵（海安县石油科研仪器有限公司）等。
表面活性剂性能评价及驱油效果测试刘博宇（大庆油田第一采油厂第一油矿，黑龙江大庆163318）摘要：本文针对3种类型表面活性剂，开展了表面活性剂药剂筛选、性能评价以及驱油效果实验研究。
结果表明，随着表面活性剂浓度增加，3种表面活性剂溶液与原油间界面张力降低，其中C 类表面活性剂体系界面张力最低，洗油能力最强，同时C 类表面活性剂体系还表现出较好的抗吸附能力和驱油效果；对比3种表面活性剂体系，A 类面活性剂表现出良好的耐温性能和耐盐性。
油田生产中表面活性剂的应用
油田生产中表面活性剂的应用引言：油田是指地下储存大量石油的区域，其中包括油层、油气藏、地下储罐等。
在油田开采和生产中，表面活性剂被广泛应用于提高采油效率、减少污染、改善油水界面性质等方面。
本文将介绍表面活性剂在油田生产中的应用，并对其效果和影响进行分析。
一、表面活性剂在油井起动和钻井液中的应用1.表面活性剂在油井起动中的应用：在油井起动过程中，表面活性剂可用于调整井液的黏度和界面张力，提高钻井的效率和稳定性。
一些非离子型和阳离子型表面活性剂可以改善水井循环性能，增加水力传导率，减小溢流井和高渗漏地层导致的起动困难。
2.表面活性剂在钻井液中的应用：钻井液是钻井过程中用于降低摩阻、冲刷岩粉和防止井壁垮塌的重要液体。
表面活性剂在钻井液中的应用可以起到很好的润滑和减摩作用，降低井下潜在的摩擦力，提高钻进速度，减少钻用能和材料消耗。
二、表面活性剂在采油过程中的应用1.表面活性剂在油水界面活性调整中的应用：油水界面活性调整是指通过调整油水界面的表面活性，使油-水界面张力降低，以改善采油效果。
表面活性剂可以在油水界面形成一层分散相，使油滴形成胶束，减少油滴之间的相互作用力，提高采油效率。
同时，表面活性剂还可以调整原油和水的互溶性，减少乳化现象，降低表面张力，改善水的渗透率。
2.表面活性剂在油藏酸化中的应用：油藏酸化是指通过注入一定浓度的酸液到油层中，以溶解岩石中的碳酸盐和硫酸盐矿物，改善油层渗透性的过程。
在油藏酸化过程中，表面活性剂可以增加酸液的渗透能力，促进酸液更好地与岩石反应，提高酸液的效果和利用率。
3.表面活性剂在油藏压裂中的应用：油藏压裂是指通过注入高压液体或气体到油层中，使油藏受力破裂，形成一系列裂缝，增加油层的渗透能力，促进油藏的开发。
在油藏压裂过程中，表面活性剂可以增加液体和油层之间的接触面积，增加液体的扩散速率，提高油藏压裂的效果和做工质量。
三、表面活性剂对油田环境的影响1.降低污染：表面活性剂可以减少储运过程中的油品泄漏和挥发，降低对土壤和水体的污染风险。
中国石油大学_表面活性剂的性能测定与评价
中国石油大学 油田化学 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号: 姓名:教师:同组者:表面活性剂的性能测定与评价一、实验目的1.学会一种表面活性剂的表面张力的测定原理和方法，并掌握由表面张力计算临界胶束浓度（CMC ）的原理和方法，学习Gibbs 公式及其应用。
2.学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法，并掌握超低界面张力在三次采油中的作用原理。
3.学会观察表面活性剂溶液与原油混合后的乳化现象；并掌握用不稳定系数法评价表面活性剂的乳化能力。
二、实验原理表面活性剂分子是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物，当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向，从而使表面自由能明显降低。
1.表面活性剂的表面张力及CMC 的测定单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质，表面张力就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高，则溶质在表面相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度；若溶质使液体的表面张力降低，则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。
溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定温度、压力下，溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系，可用吉布斯（Gibbs ）吸附等温式表示：dcd RT c σ-=Γ （1）式中：Г——吸附量（mol/L ）c ——吸附质在溶液内部的浓度（mol/L ） σ——表面张力（N/m ）R ——通用气体常数（N ·m/K ·mol ） T ——绝对温度（K ）通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系，则可作出σ-c 曲线，并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线，这些曲线的斜率即为浓度对应的d σ/dc ，将此值代入公式（1）可求出在此浓度时的溶质吸附量。
表面活性剂的临界胶束浓度（CMC ）是表面活性剂溶液非常重要的性质。
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油田表面活性剂乳化性能评价实验研究【摘要】设计三种表面活性剂，通过表面活性剂浓度、水油比及不同浓度体系的实验对比研究，确定了不同条件下各类型表面活性剂的最优类型。
实验结果显示：（1）dy-w、dh-w、lh-s表面活性剂低、中、高三种浓度驱油体系，均能够满足沈24块乳化驱油和后续破乳处理；（2）水油比越大，乳化破乳时间越长，有利于乳化驱油；（3）在析水率为50%时， dh-w所需时间最长，乳化性能最好
【关键词】活性剂乳化驱油体系破乳
evaluation of performance to surface acting
agent emulsification：a case from the
shen24 of liaohe oilfield
zhangliang
（shengyang oil production company of liaohe oilfield，shengyang 110316，china）
【abstract】 design three saa， through the comparative study of concentration ， water-oil ratio and different concentration system， confirm the best form of saa in different conditions. the study result shows：（1）all the saa about low， middium， high concentration in the system of dy-w、dh-w、lh-s， can meet emulsify drive and sequel break the emulsion in shen 24；（2） higher water-oil ratio ，the time
of break emulsion is longer， it is favour of emulsify drive；（3） when the water separation ratio is 50%，the able of emulsify about dh-w is the best one.
【keywords】 active agent emulsify the system of drive oil break the emulsion
油田经水驱结束后，地层中还存在大量不流动的残余油[1]。
这些不动的残余油遇到表面活性剂驱油体系后，在油水界面处很快就发生乳化。
随着驱油体系的注入，乳化的范围也越来越大，被乳化了的小油珠，在液流中可变形，流动阻力变小，以利流动。
这样，原来不流动的残余油，经过乳化，使大体积分散成小的体积而减小运动阻力，又重新流动起来。
乳化分散的小油珠，随着驱油体系夹带运移富集起来，形成高含油饱和度带，驱油体系不断注入，油相不断被采出。
然而，乳化虽然有利于驱动不流动的原油，但过强的乳化性能会造成产出液破乳困难，增加产出液处理成本[2，3]，因此有必要研究表面活性剂的乳化性能及破乳性能。
1 表面活性剂驱油体系设计
应用表面活性剂提高采收率有两种不同的方法：第一种是注入低浓度大段塞表面活性剂溶液；第二种则是注入小段塞高浓度表面活性剂溶液。
本项目针对沈24块表面活性剂驱的需求，设计了低浓度、中浓度、高浓度三种驱油体系（见表2-1）。
2 实验方法
乳化实验是将表面活性剂溶液与原油按不同比例（5：1、5：2、
5：3、5：4、5：5）混合在一起，然后摇晃3～5min将之摇匀，静置后，根据实验要求在不同时间（0.5、1、2、4、8、12、16、24h）进行读数。
读数时，读出从乳状液中析出的水相的体积，析水率按以下公式计算：
（2-2）
式中：-析水率，%；-破乳后的水相体积，m3；-原始乳液的水相体积，m3。
析水率反映了表面活性剂的乳化性能，析水率越大，说明表面活性剂体系的乳化性能不好；相反，则表明其乳化性能较好。
3 实验结果与分析
3.1 表面活性剂浓度对乳化效果的影响
用沈24块地层模拟水配制碱浓度一定（naoh，1.2wt%），表面活性剂浓度不同（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4wt%）的溶液，在水油比为5：5时，评价dy-w、dh-w、lh-s的乳化和破乳能力（见图1）。
图1可见，dy-w、dh-w、lh-s主要表现为浓度越高，析水率越低，析出水的速度越慢。
在浓度高于0.2wt% 时，活性剂溶液具有较强的乳化性能，形成的水包油型乳状液较稳定，在7h内析水率未超过50%；在0.05wt%～0.15wt%浓度时乳状液稳定性较差，在4h 内析水率就达到了50%。
乳状液稳定的决定性因素是界面膜强度，当表面活性剂浓度较低时，界面上吸附的分子较少，膜的强度也差，乳状液稳定性较差；随着表面活性剂浓度的增大，活性剂分子在界
面膜上吸附的越多，界面膜的强度增大，因此形成的乳状液较稳定。
在浓度低于0.2wt%时，在12h左右析水率就达到了100%；0.2～0.4wt%在24h左右完全破乳。
另外，图比较可以看出，dy-w、dh-w、lh-s表面活性剂低、中、高三种浓度驱油体系体系，在12h内具有良好的乳化能力，且在24h 左右完全破乳，可见能够满足沈24块乳化驱油和后续破乳处理。
3.2 水油比对乳化效果的影响
配制表面活性剂（dy-w、dh-w、lh-s，0.3wt%）和碱（naoh，1.2wt%）复合体系，按照水油比（5：1、5：2、5：3、5：4、5：5）与沈24块模拟油混合，测定析水率（见图2）。
图2复合体系各比例（5：1、5：2、5：3、5：4、5：5）都能达到完全乳化，有利于对水驱后残余油进行驱替。
另外，水油比不同时，油水破乳情况不同，随着水油比的增大，析水时间变长。
水油比5：1、5：2时，在0.5h内就开始破乳分相，而在5：3、5：4、5：5在1h后才开始出现破乳分相。
水油比为5：4、5：5时，在12h内析水率只有50%，可见形成的乳状液在较长时间内都能保持乳化状态。
因此，水油比越大，乳化破乳时间越长，有利于乳化驱油。
3.3 dy-w、dh-w、lh-s三种浓度体系的乳化性能
从图3可以看出，在析水率为50%时，dy-w、dh-w、lh-s三种表面活性剂中dh-w所需时间最长，低浓度时为5.2小时，中浓度时为8.5小时，高浓度时为12.5小时，也就是说dh-w乳化性能最
好。
4 结语
（1）dy-w、dh-w、lh-s表面活性剂低、中、高三种浓度驱油体系体系，在12h内具有良好的乳化能力，且在24h左右完全破乳，可见能够满足沈24块乳化驱油和后续破乳处理。
（2）水油比越大，乳化破乳时间越长，有利于乳化驱油。
（3）在析水率为50%时，dy-w、dh-w、lh-s三种表面活性剂中dh-w所需时间最长，低浓度时为5.2小时，中浓度时为8.5小时，高浓度时为12.5小时，也就是说dh-w 乳化性能最好。
参考文献：
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