阴阳离子表面活性剂混合体系对原油的乳化及增粘行为

利用阴阳离子表面活性剂复配技术,实现了高含水量原油体系的乳化及增粘. 通过调整表面活性剂分子结构,解决了阴阳离子表面活性剂复配体系在油田模拟水中的溶解度问题. 确定了相关体系高含水量油包水（W/O）乳状液的表面活性剂浓度,研究了可以产生高含水量油包水乳状液的油水混合体积比范围,并研究了温度、pH值、油水混合比例和离子强度对乳化及增粘作用的影响. 获得了一系列具有优良乳化效果和乳状液稳定性的体系,其中部分体系粘度可增大80倍. 这对于三次采油提高采收率有重要意义.     

模拟乳状液中微小液滴间的相互作用力

对商品化的DCAT21表面/界面张力仪进行改造, 用于直接测量液滴间相互作用力, 同时用数码摄像头Digital 3.0观察记录两液滴接近, 挤压, 排液, 聚并等过程. 研究发现, 溶液中微小液滴间的相互作用力随距离的变化曲线能够提供分散液滴的行为特征信息: 曲线上不同阶段的斜率反映力的大小; 从液滴接触后到聚并前的挤压距离反映液滴的稳定性. 表面活性剂种类不同, 对两液滴聚并所起的稳定作用不同, 非离子表面活性剂具有较好的稳定作用. 溶液中聚合物分子在薄液膜中形成具有一定强度的层状结构, 阻碍液滴聚并, 受力曲线呈阶梯状.     

金属阳离子对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响及其降黏机理研究

聚丙烯酰胺(HPAM)是油田常用的驱油聚合物,用油田污水配制HPAM溶液易导致其黏度明显降低,影响驱油效果。依据埕东油田污水实测的各种金属阳离子含量来配制HPAM溶液,测得各金属阳离子对其黏度影响由大到小的顺序为:Na⁺>Fe²⁺>Ca²⁺>K⁺>Mg²⁺;通过红外光谱和扫描电镜分析金属阳离子导致HPAM溶液降黏的机理,Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺主要是通过与HPAM链上的羧酸根阴离子静电引力相互作用,降低HPAM分子表面原有的电荷密度,造成分子链卷曲,同时减弱了极性基团的溶剂化能力,释放大量的"束缚水",从而使黏度显著降低;Fe²⁺离子主要是与水中溶解氧共同作用,引发自由基反应,导致HPAM骨架水解断裂,致使黏度显著降低。     

亚铁离子对驱油聚合物溶液黏度的影响及其降黏机理

采用NaOH沉淀法去除胜坨油田T28区污水含有的亚铁离子(Fe2+),使配制的聚合物溶液黏度增加,通过红外光谱仪(IR)、荧光光谱仪及扫描电子显微镜(SEM)对Fe2+的降黏机理进行了分析。 结果表明,采用NaOH沉淀法处理Fe2+含量为5.9 mg/L的污水,控制pH=9,聚合物溶液的黏度可由19.17 mPa·s提高到92.50 mPa·s。 Fe2+使聚合物大分子发生断链,分子间的缔合作用减弱,破坏了分子链间形成的空间网络结构,导致溶液黏度显著降低;当用NaOH处理Fe2+后形成了Fe(OH)2沉淀而析出,同时使聚合物分子链间形成致密的空间网络结构。     

钙离子对表面活性剂单层膜聚集结构的影响

采用分子动力学模拟研究了气液界面上钙离子对阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠单层膜聚集结构的影响.结果表明,单层膜结构与表面覆盖度及Ca2＋离子存在与否均有关系.Ca2＋离子能够压缩表面活性剂极性头使聚集结构排列更加紧密,均力势体现了Ca2＋离子与极性头之间的结合能力强弱,二者之间的相互作用与稳定的溶剂分离极小值有关,而Ca2＋离子需要克服一个溶剂能障才能与之发生相互作用,并引起极性头周围水分子结构的重排.模拟表明,分子动力学方法可以在分子水平上研究无机盐离子对表面活性剂单层膜水化结构的影响,解释无机盐离子在界面膜中的动力学行为.