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《四川大学》 2007年
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新型抗油、抗盐起泡剂体系的研究

赖崇伟  
【摘要】: 表面活性剂被广泛应用于石油天然气工程,对表面活性剂进行合成、改性、复配研究以扩大其应用范围是石油天然气工程化学处理剂研究发展的一个重要方向。 表面活性剂的分子结构、官能团和分子量等决定了其在三次强制采油(EOR)和强制采气(EGR)工艺中使用的表面活性和应用效果。表面活性剂的表面活性包括表面张力、临界胶束浓度(cmc)、发泡性能以及分散、乳化能力等,这些性质都受到表面活性剂的结构和使用环境的影响。 在油气田钻井过程中,矿化水被吸收进入含油、含气岩层的微通道中,阻止了油、气通过这些微通道,从而降低了油气采收率。表面活性剂以其低界面张力和高起泡性能,在含盐、含油介质中作为驱水剂使用。但是,一般表面活性剂只能在去离子水中有大大低界面张力的性能和高起泡性能,在钻井过程的使用条件下,由于含盐、含油的工作介质而降低或失去这些性能。因此,具有特殊结构和官能团的新型抗油、抗盐表面活性剂的设计和应用,在EOR、EGR工艺中显得十分重要。 通过大量的文献调研和实验研究,我们从顺丁烯二酸酐、聚乙二醇、全氟辛酸、二甲基丙二胺等原料出发,合成了类似双子表面活性剂结构的表面活性剂。并且利用含活性基团的不饱和单体聚合合成了具有抗油、抗盐能力的梳状结构的大分子表面活性剂。该表面活性剂,分子量大,在分子骨架上具有多种活性基团,如叔胺基团、羧酸盐基团、含氟烃链、磺酸盐基团和磷酸酯基团等。这些活性基团极大的改善了表面活性剂的亲水亲油性能,提高了表面活性剂在含油、含盐介质中的驱液能力。磺酸盐基团和磷酸盐基团在含油、含盐介质中,有助于提高表面活性剂的起泡性能,因而减弱了油的消泡作用。电正性的叔胺基团和含氟基团在表面活性剂分子上,有助于提高抗油性和抗盐性。 为了评价表面活性剂的应用效果,我们利用常规的手段对表面活性剂溶液的表面张力、泡沫性能、携水能力以及表面活性剂的合成进行了详细的研究。将合成的梳状大分子表面活性剂,按照一定比例和表面活性剂CAB、CHSB进行复配得到了优良的抗油、抗盐起泡剂复配体系。 实验结果表明,在一般油、气井的使用介质(矿化度7.5万ppm,含油量10%,温度60~80摄氏度)中,该起泡剂具有非常优异的泡沫性能。在表面活性剂使用浓度小于1%时,其罗氏泡沫高度初始值介于190~250mm,3min后泡沫高度达到210~350mm,泡沫携液量达到80%以上。对于不同的工作介质,起泡剂的使用量存在最佳值;在使用介质恶化的条件下(含油量或矿化度较高时),也可以通过适当的提高起泡剂的使用量得到较好的泡沫性能。综合而言,该起泡剂体系由于其具有优良的抗油抗盐特性和泡沫性能,使其在三次强制采油、采气中比原有一般起泡剂有很好的应用前景。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE39

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【引证文献】
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