关键词:
表面活性剂
表面张力
起泡
缓蚀
乳化
摘要:
由于国内一些大型油气藏处于开采后期,表面活性剂在油气开发中的应用越来越受到重视,在油气钻井、开采及储运中得到广泛应用。本文合成了三个系列表面活性剂,并分别对其进行表面张力评价、起泡性能评价、稳泡性能评价、缓蚀性能评价、乳化能力评价。在此基础上,通过显微技术分别观察泡沫微观结构变化情况,揭示不同泡沫衰变机理以及泡沫稳定性之间关系,概括如下:(1)以十六烷基三甲基氯化铵、氢氧化钠、氢氟酸、溴化钠、碘化钠为原料合成系列新季铵盐型阳离子表面活性剂。当温度为70℃时,CTAF、CTAC、CTAB、CTAI均可以有效降低溶液表面张力。其中,CTAI降低表面张力效果最佳,最低表面张力可达26.5mN/m。四种表面活性剂溶液最佳起泡浓度均为2.0g/L,CTAF在不同温度下均具有良好起泡能力与泡沫稳定性,其泡沫衰变机理为气体扩散。在5%盐酸溶液中,四种不同表面活性剂具有显著的缓蚀效果。其中,当温度为30℃,浓度为5.0mg/L时,CTAI缓蚀率可达94.20%。表面活性剂溶液浓度为5.0g/L时,通过乳化作用形成乳状液较为稳定。(2)以十六烷基三甲基氯化铵、氢氧化钠、乙酸、丙酸、丁酸、月桂酸为原料合成新季铵盐型阳离子表面活性剂。当温度为25℃时,CTAA、CTAP、CTAU、CTAL均可以有效降低溶液表面张力,其中,CTAA最低表面张力为33.7mN/m,在本系列表面活性剂中降低表面张力效果最好。四种表面活性剂溶液最佳起泡浓度为3.0g/L,温度、甲醇、无机盐对表面活性剂溶液起泡能力影响较大。在凝析油存在下,CTAP具有较为显著的起泡性能。当凝析油含量为0%时,起始泡沫体积可达410m L,当凝析油含量为3%时,泡沫体积可达720mL。在5%盐酸溶液中,四种不同表面活性剂具有一定的缓蚀效果。其中,当温度为30℃,浓度为30mg/L时,CTAA缓蚀率可达94.67%。(3)以十六烷基三甲基氯化铵、氢氧化钠、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸为原料合成新季铵盐型阳离子表面活性剂。当温度为25℃时,CTAO、CTAM、CTASU、CTAG、CTAA、CTASE均可以有效降低表面张力。其中,CTAO最低表面张力为32.0mN/m,在本系列表面活性剂中降低表面张力效果最好。六种表面活性剂溶液最佳起泡浓度均为2.0g/L。在甲醇存在的条件下,表面活性剂溶液产生的泡沫稳定性较差。当无水氯化钙浓度为250g/L时,CTASU溶液的泡沫体积为405m L,半衰期为4.02min。说明CTASU具有良好的抗盐性。CTAO、CTAM的泡沫形成后不发生变化,始终为球形,而CTASU、CTAG、CTAA、CTASE的泡沫在形成3min后会由球形变为多边形。在5%的盐酸溶液中,六种不同表面活性剂具有一定缓蚀效果。其中,当温度为30℃,浓度为30mg/L时,CTAO缓蚀效率可达93.00%。