阴离子_非离子表面活性剂复配体系的稠油降粘性能研究_李芳田
阴非离子复配微乳液体系优选及驱油效果
阴非离子复配微乳液体系优选及驱油效果殷代印;贾江芬【摘要】针对阴非离子表面活性剂复配微乳液体系优选,研究不同摩尔比情况下的界面张力和乳化率的大小,优选出复配表面活性剂合适的摩尔比.利用天然岩心微乳液驱油实验说明微乳液驱提高采收率的效果,现场数值模拟应用技术验证微乳液驱油实验的准确性.结果表明,优选出的最佳微乳液驱油体系是质量分数为4％,摩尔比3:7的烷基酚聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠,质量分数为2％的正丁醇,质量分数为0.8％的NaCl.与水驱相比,微乳液驱提高采收率增幅可达到13.06个百分点,采收率提高效果较为显著.现场数值模拟技术的应用结果表明,天然岩心的驱油实验的实验值与理论值相差不大,整体曲线拟合误差不超过3个百分点,具有较高的准确性.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】4页(P1105-1108)【关键词】阴非离子表面活性剂;摩尔比;微乳液驱;数值模拟【作者】殷代印;贾江芬【作者单位】东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】TQ016微乳液是一种由水、油、表面活性剂和助表面活性剂组成的热力学稳定性体系。
常用的表面活性剂主要分为阴离子型、非离子型、两性离子型3种，不同类型的表面活性剂其表现出的性能有所不同[1-3]。
Garciaa研究表明，单独使用聚氧乙烯型非离子表面活性剂难以在油水面之间形成超低界面张力。
Lawson发现，非离子型表面活性剂在地层中具有较高的吸附性。
将两种类型表面活性剂复配使用不仅可以形成超低的界面张力还可以加强乳液的稳定性，从而进一步提高原油采收率。
赵国玺等研究了十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的表面活性，引入了EO理论，证明了胶束作用更强[4-6]。
目前研究较多的是不同类型的阴非离子表面活性剂复配，但是对于复配比的研究鲜有报道。
本文针对复配表面活性剂的比例进行研究，优选出最佳微乳液体系进行驱油，利用实际现场数值模拟技术验证驱油实验的准确性，为理论提供依据。
可提高渗吸效率的阴非离子型表面活性剂制备与性能评价
随 着 非 常规 油 气 资源 勘 探 开发 的不 断 发展 ，体 积 压 裂 通 过 沟 通 地 层 微 裂 缝 形 成 复杂 缝 网 提 高 导 流 能 力 成 为 该类 储 层 增 产 的 主要 技 术 方 向ｎ。］。非 常规 油 气 藏 储 集 层 具 有 微 纳 米 级 吼道 ，孔 吼半 径 小 ，压裂 在 形 成复 杂 缝 网 的 同时通 过 人 为 改变 岩 石 润湿性 ，借助毛细管力发生渗吸效应 ，实现油水置 换 ，补 充地层能量 ，对 提高单井产量具有 积极作用 ］。 因此 ，研发一种可以改变岩石润湿性从而发生渗吸 作 用 的 表 面 活 性 剂 显 得 尤 为 重 要 。 目前 对 渗 吸 的 研究 主要 集 中在渗 吸作 用影响因素及 表面活性剂 对 渗 吸作 用 的 影 响机 理 方 面 。研 究 者 认 为 影 响 渗 吸作用 的主要 因素为润湿性 、界面张力 和毛细管力 ］。 表 面 活性 剂 通 过 单 分 子层 吸 附机 理 、离 子 对 机 理 及 胶 束 增 溶 机 理 ｎ叫可 以改 变 岩 石 表 面 润 湿 性 和 油 水界 面张力等 ，进而提高渗吸效率 。表面活性剂在
微 裂 缝 细 小 吼道 发 生 渗 吸 效 应 可 以 提 高单 井 产 量 成 为 近 年 来 非 常 规 油 气 藏 开 发 取 得 的 重要 技 术 认 识 。 目前 ，国 内外 均有 以表 面活 性剂 作 为压 裂段 塞 的现 场 增产 试 验 ，如靖 安 油 田采 用 表 面 活性 剂 ＷＬＷｎ 、美 国耶 茨 油 田（Ｙａｔｅｓ Ｆｉｅｌｄ）采 用 烷 基 醇 聚 氧 乙烯 醚 ｎ 均 取 得 了较 为 良好 的增 产 效 果 。笔 者 以烷 基 醇 醚 为原 料 合 成 了一 种 阴非 离 子 型 表 面活 性剂 ，通过核磁共振仪表征 了产物的分子结构 ，研 究了表面活性剂 的临界胶束浓度 、界 面张力 、润湿 性 和渗 吸效 率 。
非离子表面活性剂在粘土表面的吸附作用研究进展李自强
非离子表面活性剂在粘土表面的吸附作用研究进展李自强石油工程10-9班李自强学号：20100221152012年12月5日(中国石油大学石油工程学院，北京102249)摘要：这篇论文研究非离子表面活性剂的发展和其在粘土表面的吸附作用。
非离子表面活性剂分子靠与氢键吸附与范德华力与粘土颗粒表面相连，能降低水土界面张力、改善疏水化合物的亲水性和土壤分散程度等性能。
分析烷醇酰胺类、石油环烷酸二乙醇酰胺、阴-非离子型表面活性剂复配体的研究进展。
最后，提供了一组非离子表面活性剂在油田上的用途。
关键词：非离子表面活性剂；粘土吸附；研究进展与应用1 引言表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业及高新技术领域，是当今最重要的工业助剂，其应用已渗透到几乎所有的工业领域[1]。
表面活性剂的种类较多，其中水溶性的表面活性剂占总量70%以上，而非离子型又占表面活性剂25%左右[2]。
非离子表面活性剂是一种在水中不离解成离子状态的两亲结构的化合物，其分子中的亲油基团与离子型表面活性剂的亲油基团大致相同，其亲水基团主要是由具有一定数量的含氧基团（如羟基和聚氧乙烯链）构成。
近20多年来，非离子表面活性剂发展极为迅速，应用越来越广泛，今后数年仍会保持这一势头。
[1]2 吸附机理及作用方式2.1分子性质非离子表面活性剂在水溶液中以中性非离子分子或胶束状态存在，不会离解成带电的阴离子或阳离子，不会通过静电力产生吸附作用。
它的疏水基是由含活泼氢的疏水性化合物如高碳脂肪酸、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺等提供的，其亲水基是能与水形成氢键的醚基、自由羟基的化合物如环氧乙烷、多元醇、乙醇胺等提供的[3]。
2.2固液界面吸附模型[1]一种非离子型表面活性剂在固液界面上吸附的模型如图1所示。
该模型按表面活性剂浓度将吸附过程分为5个阶段。
现总结如下：第I阶段，分子无规则地平躺于界面上；第II阶段，界面上铺满了平躺的分子；第III阶段，浓度进一步增加，吸附的分子开始不再限于平躺的状态，依据分子的憎水基对界面的润湿性的反应（偏离或偏向界面或者不发生变化）分为三种子情况；第IV阶段里，浓度已达临界交束浓度（CMC），体相溶液中开始大量形成胶团，分子开始采取定性吸附，吸附量急剧增加；此后第V阶段里，分子在界面上形成双分子膜或表面胶团，可使吸附量加倍。
精细化学品工业
阴 离子 , 非离子表面 活性 剂 复配 体 系 的 稠 油 降 粘性 能 研 究
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絮凝剂根据其组分 可 分为无机絮凝剂 有机絮凝剂 和 生 大类
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超 稠 油 复配 处 理剂 的研 制 与 性能评 价〔 〕李殿 国 辽 河油 刊
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阴-非离子表面活性剂复配修复石油污染的土壤
阴-非离子表面活性剂复配修复石油污染的土壤张伟娜;殷永泉;冉德钦;崔兆杰【摘要】采用阴离子表面活性剂SDS与非离子表面活性剂OP-10复配在振荡和超声2种条件下淋洗修复土壤.实验结果表明:超声淋洗比振荡淋洗好,且去除率与溶液浓度、pH、液固比、温度和淋洗时间成正相关,淋洗的最佳条件是:SDS和OP-10复配溶液(复配质量比为50∶1)质量浓度为5 g/L,pH为7,液固比为20 mL/g,温度为25℃,超声淋洗30 min,或者振荡淋洗2h.无机盐离子对去除率也有影响,CaCl2,KCl和NH4Cl对SDS/OP-10溶液的复配淋洗有消极影响,Na2CO3,Na2SiO3对淋洗有积极影响,而NaCl对淋洗影响不大.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(034)003【总页数】5页(P279-283)【关键词】表面活性剂;石油污染;土壤修复;淋洗【作者】张伟娜;殷永泉;冉德钦;崔兆杰【作者单位】山东大学环境科学与工程学院,山东济南250100;山东大学环境科学与工程学院,山东济南250100;山东大学环境科学与工程学院,山东济南250100;山东大学环境科学与工程学院,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】X53通信作者：殷永泉(1966-)，男，山东龙口人，山东大学副教授，主要从事环境化学、环境监测与评价等方面研究.土壤是重要的环境要素之一，是一切生物赖以生存的基础.近年来，随着石油勘探开发以及石油加工等一系列过程的迅速发展，石油污染土壤问题日益凸显[1-3].石油类污染物进入土壤后，不仅会破坏土壤结构，降低土壤质量，还会通过迁移转化、地表迳流以及食物链等途径对大气、水环境、食品安全和人身健康构成严重威胁.石油污染已经引起世界各国的普遍关注，成为环境领域重要的社会和环境问题.因此，对石油污染土壤进行修复迫在眉睫[4].在众多石油污染土壤的修复方法中，淋洗修复是少数几个可以彻底去除污染物的方法之一，也是研究较多的方法[5-8].表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)是一种常用的阴离子表面活性剂，其与非离子表面活性剂复配淋洗研究较多，Urum[9]等研究了SDS淋洗修复的卷缩机理，冉德钦[5]等研究了SDS和吐温-80(TW-80)复配淋洗修复石油污染土壤.有关烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)淋洗研究较少.OP-10具有很好的乳化、润湿、匀染和扩散等性能，耐酸、碱、硬水，可与各类表面活性剂复配使用.本文分别在振荡和超声2种条件下采用SDS与OP-10复配淋洗修复石油污染的土壤，探讨了各实验条件对土壤中石油去除率的影响，为表面活性剂淋洗修复石油污染土壤提供一定的技术支持.1 实验部分1.1 实验土壤本实验所用土壤取自孤岛油区，将土壤混合均匀，室温条件下自然风干，除去残根、石块等杂物，研磨，过0.180 mm筛，然后将土样储于棕色的广口瓶内备用.供试土壤的理化参数见表1.表1 所用土壤的理化参数Tab.1 Physical and chemical parameters of soilpHw(水)/%w(盐)/%w(油)/%7.61.191.551.2 实验方法称土样2.5 g于100 mL具塞锥形瓶中，加入SDS和OP-10复配质量比为50∶1的表面活性剂淋洗液，置于恒温振荡器或超声清洗器上淋洗一定时间.静置后，弃去上清液，将土壤在105 ℃时干燥1 h.冷却后，用二氯甲烷超声萃取，用紫外分光光度法测石油含量，测定波长为254 mm，计算石油去除率.2 结果与讨论2.1 表面活性剂质量浓度对石油去除率的影响在表面活性剂修复淋洗石油污染土壤过程中，表面活性剂的质量浓度影响石油去除率，实验结果见图1.SDS和OP-10复配淋洗时，超声淋洗比振荡淋洗去除率高.超声淋洗时产生的辐射压和声微流对锥形瓶中各物质起到搅拌作用，引起土壤颗粒之间的摩擦，导致表面活性剂吸附量较少[10-11].当表面活性剂质量浓度较低时，石油去除率随质量浓度的增加成线性增长，当质量浓度达到5 g/L时，土壤中易解吸的石油组分已被去除，去除率趋于稳定，不再随质量浓度增加而增加.当表面活性剂质量浓度过高时，不仅会造成药剂浪费和土壤二次污染，还会导致絮凝物质的产生，与土壤结合形成乳状物[12-13].这些乳状物既会降低表面活性剂的可利用性，又会阻塞土壤空隙，降低污染物和表面活性剂的流动性，影响淋洗效果.本实验从经济和环保的角度考虑，选用表面活性剂的质量浓度是5 g/L.图1 表面活性剂浓度对石油去除率的影响图2 pH对石油去除率的影响 Fig.1 Crude oil removal as function of concentration of surfactant solution Fig.2 Crude oil removal as function of pH2.2 pH对石油去除率的影响pH是表面活性剂淋洗石油的一个重要参数，对石油淋洗效果的影响结果见图2.SDS和OP-10复合淋洗时，超声淋洗比振荡淋洗去除率高.石油的去除率随pH值的升高而升高.当pH值较低时，阴离子表面活性剂会吸附到土壤表面[14]，降低了表面活性剂的利用率.随着pH值的增加，土壤颗粒表面的负电荷增加，表面活性剂分子与土壤颗粒之间的吸附作用降低，排斥作用增加，且固液相之间的界面张力降低[15]，利于提高石油去除率.2.3 液固比对石油去除率的影响液固比是表面活性剂淋洗液体积与待修复土壤的质量比例，液固比对石油淋洗效果的影响见图3.SDS和OP-10复合淋洗时，超声淋洗比振荡淋洗去除率高.当液固比小于10 mL/g时，随液固比增加去除率增加较快，液固比为10～20 mL/g时，去除率增加相对较慢，当液固比大于20 mL/g时，去除率趋于平稳.当液固比过小时，易发生乳化作用，减弱石油的流动性，不利于搅拌[16].随着液固比的增加，表面活性剂胶体粒子量随之增加，胶体与土壤的接触机会增加，石油去除率升高[17].液固比过大会造成药剂和能量浪费[1].为了保证去除效果并节约淋洗液用量，实验选取的液固比为20 mL/g.2.4 温度对石油去除率的影响温度对表面活性剂的活性、吸附性和溶解度有很大影响，淋洗温度对石油去除率的影响见图4.SDS和OP-10复配淋洗时，超声淋洗比振荡淋洗去除率高.石油去除率随温度升高而升高.温度小于20 ℃或大于30 ℃时，去除率幅度变化较大，当温度在20～30 ℃之间时，去除率幅度变化较小.温度较低时，石油污染物吸附在土壤表面，淋洗效果较差.而随着温度的升高，石油的吸附性降低，表面活性剂的CMC降低，使得胶体数量增加，增溶效果提高，去除率升高[15,18].当温度过高时，不仅会造成能耗增加，还会使OP-10的表面活性和溶解度降低，此外高温会使水分蒸发，影响淋洗效果.图3 液固比对石油去除率的影响 Fig.3 Crude oil removal as function of the ratio of liquid to solid图4 淋洗温度对石油去除率的影响Fig.4 Crude oil removal as function ofwashing temperature2.5 淋洗时间对石油去除率的影响淋洗时间也是一个重要的淋洗条件，其对石油去除率的影响见图5.SDS和OP-10复合淋洗时，超声淋洗比振荡淋洗去除率高,超声淋洗可以大幅度缩短淋洗时间.石油的去除率随淋洗时间的延长而升高.振荡淋洗时，时间小于2 h，去除率随时间变化相对较快，超过2 h时，去除率基本趋于平稳；超声淋洗时，时间小于30 min，去除率随时间变化相对较快，超过30 min时，去除率基本趋于平稳.当淋洗时间不足时，淋洗不完全，去除率较低.在一定时间范围内，随着淋洗时间延长，表面活性剂和污染物的接触角增加，使得固相中的污染物向液相中移动，从而提高淋洗效率[17]，当移动达到平衡时淋洗率不再提高.2.6 无机盐离子对石油去除率的影响在表面活性剂溶液中加入某些无机盐离子作为助剂，对土壤的淋洗修复效率也有影响，见图6.CaCl2，KCl和NH4Cl对SDS和OP-10的复配淋洗有消极影响，可称这3种盐为消极助剂.CaCl2对去除率的消极影响最大，NH4Cl的消极影响最小.随着CaCl2和KCl添加量的增加，去除率变化不大.而随着NH4Cl添加量的增加，去除率变化较大.Na2CO3，和Na2SiO3对淋洗有积极影响，称这2种盐为积极助剂.NaCl对去除率影响较小，可视为对淋洗没有影响.图5 淋洗时间对石油去除率的影响 Fig.5 Crude oil removal as function of washing time图6 无机盐对石油去除率的影响 Fig.6 Crude oil removal as function of salt钙离子既可增加水的硬度，又能和SDS电离出的阴离子反应降低淋洗去除率[5]，所以CaCl2对去除率的消极影响较大.钠离子和钾离子既能增加离子胶束的扩散双电层，提高表面活性剂活性[5]，对淋洗产生积极影响；又能从土壤中交换出钙离子，减少SDS的有效作用物质的量，破坏复配体系，对淋洗产生消极影响.钠离子的这2种能力相当，所以对淋洗影响不大，而钾离子对淋洗产生的消极影响大于积极影响，导致KCl对淋洗产生消极影响.NH4Cl为强酸弱碱盐，水解使溶液酸性增强，导致去除率相对较低.Na2CO3和Na2SiO3为强碱弱酸盐，水解使表面活性剂溶液碱性增强，且其电离产生的阴离子可与溶液中存在的钙离子产生沉淀，有利于提高石油去除率.Na2SiO3及其水解产物还能吸附到土壤颗粒表面，形成一层保护膜，防止解吸出的石油再次被土壤吸附[19].3 结论SDS/OP-10复配淋洗在超声条件下淋洗去除率比振荡时去除率高.淋洗效果与表面活性剂溶液浓度、pH、液固比、温度和淋洗时间成正相关，淋洗的最佳条件是：SDS和OP-10复配溶液(复配质量比为50∶1)质量浓度为5 g/L，pH为7,液固比为20 mL/g.温度为25 ℃，超声淋洗30 min，或者振荡淋洗2 h,无机盐离子对去除率也有影响.CaCl2，KCl和NH4Cl对SDS/OP-10溶液的复配淋洗有消极影响，Na2CO3和Na2SiO3对淋洗有积极影响，而NaCl对淋洗影响不大.参考文献:[1] MEGHARAJ M, RAMAKRISHNAN B, VENKATESWARLU K, et al. Bioremediation approaches for organic pollutants: A critical perspective [J]. Environ Int, 2011,37(8):1362-1375.[2] ZHAO Dongfeng, LIU Chunshuang, LIU Lihong, et al. Selection of functional consortium for crude oil-contaminated soil remediation [J]. Int Biodeterior Biodegrad, 2011, 65(8): 1244-1248.[3] WANG Hao, CHEN Jiajun. Enhanced flushing of polychlorinated biphenyls contaminated sands using surfactant foam: Effect of partition coefficient and sweep efficiency[J]. Journal of Environmental Sciences, 2012,24(7)：1270-1277.[4] LóPEZ-VIZCAíNO R, SáEZ C, CANIZARES P, et al. The use of a combined process of surfactant-aided soil washing and coagulation for PAH-contaminated soils treatment[J]. Sep Purif Technol, 2012,88(22): 46-51. [5] 冉德钦. 异位淋洗法修复石油污染土壤[D]. 山东大学, 2012.RAN Deqin. Remediation of petroleum-contaminated soil by ex-situ washing[D]. Shandong University, 2012.[6] ZHANG Ming Zhang, ZHU Lizhong. Effect of SDBS-Tween 80 mixed surfactants on the distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil-water system[J]. J Soils and Sediments, 2010,10(6):1123-1130.[7] MOLDES A, PARADELO R, RUBINOS D, et al. Ex Situ treatment of hydrocarbon-contaminated soil using biosurfactants from lactobacillus pentosus[J]. J Agric Food Chem, 2011,59(17):9443-9447.[8] FRUTOS FJG, PéREZ R, ESCOLANO O, et al. Remediation trials for hydrocarbon-contaminated sludge from a soil washing process: Evaluation of bioremediation technologies[J]. J Hazard Mater, 2012, 199- 200(15):262-271.[9] URUM K, PEKDEMIR T.Evaluation of biosurfactants for crude oil contaminated soil washing[J].Chemosphere,2004,57(9):1139-1150. [10]JI Guodong, ZHOU Cui,ZHOU Guohui.Ultrasound enhanced gradient elution of super heavy oil from weathered soils using TX100/SBDS mixed salt micellar solutions[J].Ultrason.Sonochem.2011,18,506-512.[11]SON Y, NAM S,ASHOKKUMAR M,KHIM J,et parison of energy consumptions between ultrasonic,mechanical, and combined soil washing processes[J].Ultrason.Sonochem.2012,19,395-398.[12]CLIFFORD S.Removal of organic contamination from Buffalo River sediment by froth flotation[J].Miner Metall Process,1993,10(4):195-199. [13]SOMASUNDARAN P, ZHANG L, ZHENG J,et al.Removal of nonvolatile hydrophobic compounds from soils by flotation boratory investigation using a mechanically agitated machine[J].Adv Environ Res,1997,1:157-165.[14]URUM K, PEKDEMIR T,ROSS D,et al.Crude Oil Contaminated Soil Washing in Air Sparging Assisted Stirred Tank Reactor Using Biosurfactants[J].Chemosphere,2005,60(3):334-343.[15]ZHU Kun,HART W,YANG Jiantao.Remediation of Petroleum-Contaminated Loess Soil by Surfactant-Enhanced Flushing Technique[J].J Environ Sci Health,Part A:Toxic/Hazard Subst EnvironEng,2005,40(10):1877-1893.[16]PARIA S.Surfactant-enhanced remediation of organic contaminated soil and water[J].Adv.Colloid Interface Sci,2008,138(1):24-58.[17]周波. 表面活性剂[M].北京：化学工业出版社, 2006.[18]高建, 李鑫钢,曹宏斌.土壤治理中的胶态气泡悬浮液清洗技术[J].环境污染治理技术与设备,2000,1(1): 16-19.GAO Jian,LI Xingang,CAO Huibin.Washing Wasted Soil by Colloidal Gas Aphron Suspensions Technology[J].Tech Equip Environ PollutControl,2000,12(1):16-19.[19]刘程，李江华，刘博，等.表面活性剂应用手册[M].3版.北京：化学工业出版社，2004.。
降粘剂BHJN-14在稠油管输中的应用
羧基、 巯基等极性基团相互形成氢键 ， 产生很大的 内聚力 ， 多个胶质、 使 沥青质分子堆积在一起形成
细 ＡＶ ＤＡ
Ａ
石
化
工
进
展
ＮＣＥＳ Ｉ 兀 Ｎ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩ ＡＬＳ Ｎ Ｅ Ｃ
第 １ 卷第 ５ １ 期
的 Ｏ Ｗ 乳状液 ， ／ 降粘效率高 ； ②形成 的 Ｏ Ｗ 乳 ／ 状液 不 能 太 稳 定 ， 则 影 响 下 一 步 的 原 油 脱 否 水 。
摘 要 针对渤海某平 台的稠油乳状液筛选出降粘效果最好的稠油降粘剂 Ｂ Ｊ Ｈ Ｎ—ｌ 。它 由 ４
阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂 复配而成 ， 以将油 包水 （ ｏ） 可 ｗ／ 乳状液反 相成为水包油 （ ／ 乳状液 ， ｏ ｗ） 大大降低产液的表观 粘度 ， 药剂 中 Ｂ Ｊ １ Ｈ Ｎ一 ４含量为 １ ％时降粘率达到９ ． ％。进 ８４
乳化降粘的关键是选择质优、 价廉 、 高效的乳
化 降粘 剂 。较好 的乳化 降粘剂应具 有以下 ２个 特
性： ①对稠油具有较好的乳化性 ， 能形成比较稳定
收稿 日期 ：０ ９—１ ２０ ２—０ 。 １ 作者简介 ： 方健 ， 天津大学化学工艺专业硕士， 中海发展 采 在 油技术服务公司油 田化学 分公司从 事海 上平 台化学药 剂现 场技术试验与服务 工作。
一
步对 Ｂ Ｊ Ｈ Ｎ一１ ４开展浓度梯 度 和脱水影 响试 验 ， ｌ Ｎ一１ Ｂ｛ Ｊ ４含量高 于 ５０ ０
ｇ时降 粘率达 到
９ ％ 。现场应用结果表 明， Ｉ Ｎ一１ ５ Ｂ－ Ｉ Ｊ ４含量为１０￣ ０ ２ ５０
效能。
ｇ 时即可稳定控制海管压降 ， 效果优于同
浓度下的破乳剂 ， 保证井 口压力的稳定和生产 的正 常进行 ， 使用过程 中不影响现用破乳剂 的脱 水 关键词 降粘剂 表面活性剂 乳化降粘 稠油 水包油乳状液
稠油降粘剂复配及降粘效果研究
提高稠油流动性能 ， Ｊ实验室 内通常选用经济并 且 已经工业化的常用降粘剂进行复配 ， 从而优选 出降粘效果好的配方 ， 提高降粘效率和经济价值 。 笔者针对河南某油 田高粘度、 组成复杂 的稠油， 开 展复配型降粘剂研究 ， 优化复配型降粘剂对高粘度
定稠油粘度 ， 然后加入一定量降粘剂 ， 用玻璃
棒 搅拌 ， 至 均 匀 乳化 ， ０℃下 测 定 乳 化 液 的 直 在４
粘度 。降粘率计算公式 如下 ：
１： ，
７０ ／
×１ ０ ０ ％
原油的适应性、 组分间的配伍性及协 同效应 ， 提高
稠油的降粘能力， 解决该种稠油开采、 输送等问题。
１ 实， ％
乳 化稠油 ， 着碱性 增 大 ， 化稠油 由黑 色变 成 咖 随 乳 啡 色 ， 色 逐 渐 变浅 ， 颜 乳化 液 粒径 也 逐渐 变 小 ， 从
２ １ 温 度对 稠油 的降粘效 果 ． 稠 油粘度 随温 度 的变 化 如 图 １所 示 。 由图 １
可见 ， 温度低于６ ｏ℃时， 度随温度升高急剧下 粘 降； 温度高于６ Ｏ℃时， 度随温度 升高缓慢下 降 粘 并逐渐趋于稳定。这是 由于温度升高 ， 分子布朗 运动加快 ， 稠油分子链呈现舒展状态 ， 分子间的运
明， 稠油粘度随着温度上升而下降 ， 当温度 高于６ ０℃时 ， 粘度 随温 度升 高下降 缓慢并 逐渐趋 于稳 定。等量等温试验条件下选取的 ５ 种降粘剂 中 Ａ Ｓ Ｅ 的降粘效果最好 ， 的降粘剂复 配体 系最佳 确定
复配条件为 ： Ｅ Ａ Ｓ用量Ｏ ２ ， ． ％ 温度８ Ｏ℃ ，Ｐ一１ Ｏ ０用量０ ２ ， ． ％ 十二烷基磺酸钠 用量０４ ， ．％ 此时降粘
２０ ０９年 ９月
非离子与阴离子表面活性剂复配制备石蜡微乳液
乳液形成过程中 ， 助表面活性剂（ 一般是醇类） 也是
５］ 。 非常重要的组成部分 ［
。 但未改性固体石蜡的微乳体系较
本文以非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚和 阴离子表面活性剂脂肪醇醚磷酸酯钾盐复配为乳化 以正戊 醇 为 助 剂 ， 研制一种稳定性与流动性均 剂， 好、 半透明 、 粒径小于 １ ０ ０ｎ ｍ 的 石 蜡 微 乳 液。 本 文
Ｐ ｒ ｅ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐ ａ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｎ Ｗ ａ ｘ Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｅ ｍ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｗ ｉ ｔ ｈ ｐ Ｎ ｏ ｎ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ
） １ ０ ０ ６－３ ９ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ２ ０ ２－０ ０ １ ２－０ ４ 文章编号 ：
非离子与阴离子表面活性剂复配制备石蜡微乳液
１， ２ ３ 李凤艳１， 代党会 ， 赵天波
（ 北京石油化工学院化学工程学院 ，北京 １ 北京化工大学化学工程学院 ，北京 １ １． ０ ２ ６ １ ７； ０ ０ ０ ２ ９； ２． ） 北京理工大学理学院 ，北京 １ ３． ０ ０ ０ ８ １ 摘 要： 阴离子表面活性剂脂肪醇醚磷酸酯钾盐和助剂正戊醇， 利用非离子表面活性剂辛基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 ， 对石蜡微乳液的制备进行了研究 。 选用均匀 设 计 与 调 优 软 件 对 表 面 活 性 剂 的 配 比 进 行 设 计 与 调 优 ， 考察了表面活 （ ， ， 。 性剂间的协同作用 。 乳化剂的最佳配方 （ 质量分数 ） 为 ：Ｏ 正戊醇（ Ｐ－４ ８ ２． ４ ７％ ） ＭＯＡ－３ Ｐ Ｋ（ １ １． １ １％ ） ６． ４ ２％ ） ／ ， 研究结果表明当乳化剂质量分数为 ５％ ， 固含量为 ２ 搅拌速度 ６ 乳化时间为 ４ 可制 备 出 ５％ ， ０ ０～８ ０ ０ｒ ｍ ｉ ｎ ０ｍ ｉ ｎ时 ， 性能稳定的石蜡微乳液 。 关键词 ： 石蜡微乳液 ； 表面活性剂 ； 粒径 ； 均匀设计 ： ／ 中图分类号 ： Ｅ ６ ２ ６． ８； ＴＱ ４ ２ ３． ９ ２ 文献标识码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６－３ ９ ６ Ｘ． ２ ０ １ ２． ０ ２． ０ ０ ４ Ｔ ｊ
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时 , 降粘
率达
, 再增加复配体系加量 , 降粘率趋于稳
定 。 这 是 由于 当油 水 混 合体 系 中复 配 体 系浓 度 达
临界 浓 度 时 , 即 可 形 成 较 稳 定 的
型乳状液 。
实验 中还看 出 , 复配体 系加量越大 , 形成 的乳状液
稳定性越好 。
一 一 —一 — 产产碑口
浅僻据辞
的临界胶束浓度 比单 一组 分 降低 , 同时 阴离子 表 面活性剂可 以提高非离子表面 活性剂 的浊点 。
阴离子 非 离子表面活性剂 复配体 系的制备及
降粘效果评价方法
阴离子 非离子表面催化剂复配体 系的制备
以多种 阴离子 、非 离子表 面活性 剂 和 助剂 为
原 料 , 通过 复配 和筛选 , 在 常温 常压下 配制成 阴离
率计算公式如下 。
其中
下牛
月
—沉 降脱 水 率 ,
—乳 化 液 总 含 水 量 ,
— ,
乳化 液 总 出水量 ,
结果与讨论
阴 离子 非 离子表面活性剂 复配体 系对 不 同
区块稠油的 降粘效果
采用东辛油 田辛
断 块 辛 、 及 永 断 块
的稠油 , 阴离子 非离子表面活性剂复配体 系加量
, 温度为 ℃ , 考察复配体系对不 同区块稠
表 面 活 性 剂 具 有 的 特 性 。 一 般 认 为 , 月艺刀 值 为
一 可用作水包油
型乳化剂川 。 多种表
面 活 性 剂 的 复 配 体 系 其 月艺刀 值 是 每 一 种 表 面 活 性 剂 的 月艺刀 值 与 其 质 量 分 数 乘 积 之 和 。 表 面 活
性 剂 复 配体 系 的 儿召 值 在 左 右 时 , 浊 点 约 为
精细石油化工进展 烧
第 卷第 期
温 度 对 降粘效 果 的影 响
原 油粘度 对 温度 变化非 常敏感 , 温度 升 高 , 粘
度 明显 下 降 , 而 原 油形成 的
型乳化液却对 温
度 不 敏 感 。 这 是 由于 稠 油 中胶 质 和 沥 青质 含量 较
高 , 其在低温下易发生 聚集 , 使油变稠 而原油乳
为宜 。
阴离子 非离子表面活性剂复配体 系加量对
降粘效 果 的影响
采用 辛
断块 稠 油 , 温度 为 ℃ , 原 油含
水量
, 考察 阴离子 非离子表面 活性 剂复配
体系加量对 降粘率 的影 响 , 结 果 见 图 。 从 图
可看 出 , 随着 阴离子 非离子表面活性剂复配体 系
加量增加 , 降粘 率增 加 , 当加 量 达
表面活性剂 降粘及复配增效机理探讨
表面 活性 剂 降粘 机理
表 面 活性 剂降粘 机理通 常归结 为 乳化 降
粘 在表面活性剂作用下 , 使油包水 型乳状液反相
成为水包油型乳状液而降粘 。
破乳降粘 表 面
活性 剂使油包 水 型 乳 状 液破 乳 而 生 成 游离水 , 根
据游离水量和流速 形成水 套油 心 而 降粘 。
化 液 中 由于 阴离 子 非 离子表 面 活 性剂 复 配体 系
的存 在 , 阻止 了胶 质 沥 青 质 的低 温 聚集 。 其 他 条
件不变 , 复配体 系加量
辛 ,
断块 稠 油及
其
型 乳化液 的粘 温 曲线见 图 。
侧姆三川
一 原油
一 原油乳化油
、、、
匕
‘‘
一臼
温度 ℃
图 辛 断块稠油及其
型
乳化 液 的粘温 曲线
以上时 , 油 水混合体 系 的水 主要 以 游离
态存在 , 加人 阴离子 非离子表 面 活性 剂复配体 系
后 能形成较稳定 的
型乳状液 , 混合体系的粘
度 主要取决 于水外相 , 降粘效果 明显 。 因此 , 对含
水量较低 的稠 油油 藏采 用化学 降粘开采时 , 应 适
当加人水 , 原油含水量 以
有水 时则 向油 水 界 面迁 移 , 形 成
型乳状液 ,
增大原 油粘度困 , 加人降粘剂很难达 到化学降粘
的 目的 。 由于 原 油 含 游 离 水 太 低 , 加 人 复 配 体 系
后原来的
型乳状液不能迅速发生反相 , 油水
混 合体 系 的粘度 主要 取 决 于 油外 相 。 当原 油 含 水
量达
直 至 乳 化 均 匀 。 在 ℃用
一 型旋转粘度计
测 定乳 化液 的粘度 专 。 降粘率计算公式 如下
卫鱼二鱼
甲
— 其 中
降粘率 ,
— 和
原油样 的原始粘度 ,
·
— ,
加降粘剂后原油样 的粘度 ,
·
。
沉 降脱水 率的测 定方法
用具塞 量筒 量取
上述乳化液 , 在 ℃
恒温 静 置
, 记 录总脱水体 积 , 沉 降脱 水
,
一
魏武编译 有机概念 图及其应用 北京 中国轻工 业 出版社 ,
一
叨 , 一 如
杨锦宗 , 张淑芬 表 面 活性剂 的复配及 工 业 应 用 日 用化学 工
业,
,
一
张琪 , 万仁溥 采 油工程方 案设计 北 京 石 油工业 出版 社 ,
田
可
君
理
叮
价
呷
,
,
了
呷
,
,
,
,
一
而
,
卯
一
邵
呷 ,
,
,
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, 复配
体 系加量
。 在此条件下 , 对东辛油 田不 同
区块 稠 油 的降粘率达
以上 , 沉 降脱 水率达
以上 。
阴离子 非离子表 面活性剂复配体系具有
较 好 的稠油 降粘性 和耐温性 , 且制备工艺 简单 , 成
本较低 , 易于实施 。
采用化学降粘法进行稠油开采时 , 建议对
不 同区块 的稠 油 有 针对性 地 选 择 稠油 降粘 剂 , 达
了最佳条件 原 油含水量
, 阴离子 非离子表面 活性剂 复配体 系加量
。 在 此 条件 下 , 对 东
辛 油 田 不 同区 块 稠油 的降粘率达
以上 , 沉 降脱水 率达
以上 。
关 键 词 阴 离 子 非 离子 表 面 活 性 剂 复配 体 系 稠 油 降粘
稠油井较为分散 的普通稠油油藏 , 采用蒸汽 吞吐或蒸汽驱 开发成本 高 , 这类 普通稠 油油藏 的 开采一般是根 据地层 条件和原油 性质 , 在进行水 驱开发的过程 中 , 寻找一些 常规工艺 与特殊工艺 相结合 的形 式 进 行生 产川 。 其 中 , 化 学 降粘 法是 较 为常 用 的稠 油 开 采 方 法 之 一 。 由于 原油 中正 构 烷烃碳数 分布 的多元性和胶质沥青质结构的复杂 性 , 降粘剂对 原油有很强 的选择性 , 要找到适 用于 所有原 油 的降粘 剂几乎是不 可 能 的川 。 研究 表 明 , 多种表 面活性剂及各类助剂复配作为降粘剂 , 可扩大适 用 范 围也可 提高降粘效果 。
印年 月
李 芳 田 等 阴 离 子 非 离 子表 面 活 性剂 复 配 体系 的稠 油 降粘 性 能研究
降粘率的测定方法
在
烧 杯 中加 人 一 定 量 的 稠 油 , 在
℃恒 温 水 浴 中静 置 后 , 用
一 型旋转粘
度计测定稠油 的粘度 ,。 , 然后 加人一定量 阴离
子 非离子表 面活性剂复配体系 , 用玻璃棒搅拌 ,
由图 可 以看 出 , 温度升高 , 原油粘度 明显 降
低 ,而
型乳化液 的粘度 随温度 升高变化很
小 。 从实验过 程 还 看 出 , 当温度 毛 ℃时 , 温度
越高 ,
型乳化液越易形成 , 化学 降粘 的效果
也越好 , 但形成 的乳化液稳定性 变差 。 这说 明此
阴 离 子 非 离 子 表 面 活 性 剂 复 配 体 系具 有 良好 的
吸
附降粘 表面活 性 剂 分子 吸附于 管壁上 或油 层 间
而减少 摩 擦 阻 力 。 这 种 降粘 机 理 往 往 同 时存
在 , 但表面 活性剂 和条件不 同时 , 起 主导作用 的降
粘 机 理 也 不 同 〔 〕。
表 面 活 性 荆 的 刀王刀 值 对 稠 油 降 粘 的 影 响
刀乙召 值 是 表 面 活 性 剂 的 亲 水 亲 油 平 衡 值 , 是
精细石油 化工进展
弓
另
第 卷第 期
阴离子 非离子表面活性剂复配体 系的 稠油 降粘性能研究
李芳田 王德 山 黄 敏
中国石化胜 利油 田 有 限公 司 东辛采油厂 , 东营
摘 要 以 多种 阴离子 、非离子 表面 活 性剂 和 助 剂 为原 料 , 通 过 复配 和 筛选 , 制得 阴离 子 非
离 子 表 面 活性 剂 复 配 体 系 。 考察 了 原 油 含 水 量 复 、 配 体 系加 量 和 温 度 对 其 降粘 效 果 的 影 响 , 确 定
到更好 的稠油降粘效果和较高的经济效益 。
参考文献
田 仲强 , 黄敏 , 田荣恩 等 胜 利油 田稠 油 开采技 术现 状 特 种 油
气藏 , 田 ,
一
周凤 山 , 吴 瑾 光 稠 油 化 学 降粘技 术研 究 进 展 油 田 化 学 ,
田,
一
尉 小 明 , 刘喜林 , 王 卫 东 稠 油 降粘 方 法 概 述 精 细 石 油 化 工 ,
油 田 化学专业 ,
年毕业 于 石 油大学 石 油 工 程 专业 , 长