【摘要】：針對塔中402CⅢ高溫高鹽油藏對化學(xué)劑要求苛刻的難題,開展了耐溫抗鹽表面活性劑驅(qū)油體系的研究。本文設(shè)計并合成了一種新型的陰非離子表面活性劑——脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽(ACS),實現(xiàn)了在塔中油藏溫度110°C、礦化度11.5×10~4mg/L、鈣鎂離子含量7654mg/L條件下達(dá)到超低油水界面張力,在高溫高鹽油藏化學(xué)驅(qū)中有很大的應(yīng)用潛力。首先,以廉價的脂肪胺聚氧乙烯醚為原料,采用烯烴加成法,通過烯丙基化和磺化兩步反應(yīng)合成了不同結(jié)構(gòu)的脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽(ACS)。以十二胺聚氧乙烯醚(5)為原料確定了烯烴加成法的最佳合成條件,通過紅外和核磁表征確定了終產(chǎn)物為脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽,其熱分解溫度在300~375oC之間,具有良好的熱穩(wěn)定性。6種產(chǎn)物中十二胺聚氧乙烯醚(2)磺酸鹽ACS-1202的臨界膠束濃度為0.172mmol/L,此時的表面張力為29.96mN/m,表面活性最好。其次,采用實驗與分子模擬相結(jié)合的方法,探究了溫度和鹽離子對脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑在油水界面吸附行為的影響規(guī)律。界面張力實驗結(jié)果表明,脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽分子含有叔胺基、乙氧基和磺酸基三種親水基團(tuán),水合作用強(qiáng),耐溫抗鹽性好。分子動力學(xué)模擬結(jié)果顯示,叔胺基和乙氧基對鹽離子不敏感,同時磺酸基有很好的抗鹽作用,抗鹽能力排序為Na~+Ca~(2+)Mg~(2+)�；撬峄蜏匦院�,高溫下親水頭基無明顯聚集,油水界面張力的變化是疏水尾鏈團(tuán)聚導(dǎo)致的;高溫下烷烴鏈柔韌性增強(qiáng),表面活性劑膜團(tuán)聚嚴(yán)重,油水界面張力先降低后升高。分子模擬方法得出的油水界面張力變化規(guī)律與實驗結(jié)果相吻合。最后,通過系統(tǒng)全面的性能評價和對比,發(fā)現(xiàn)6種產(chǎn)物中ACS-1202降低界面張力能力最強(qiáng),塔中油藏條件下油水界面張力為0.0046mN/m;熱穩(wěn)定性好,老化30天期間油水界面張力維持在10~(-3)mN/m數(shù)量級。以ACS-1202為主劑,與磺基甜菜堿THSB構(gòu)筑了可達(dá)超低界面張力的耐溫抗鹽表面活性劑驅(qū)油體系,加和增效作用明顯;驅(qū)油體系配方為0.2%ACS-1202+0.02%THSB時,油水界面張力可降至0.0021mN/m,采收率增值為5.20%,大于單組分的采收率增值4.26%,有一定的提高采收率效果,并通過微觀可視化實驗進(jìn)一步研究了驅(qū)油機(jī)理。
【圖文】：

思路 途徑提高耐溫性 主鏈骨架或側(cè)鏈功能基團(tuán)以-C-C-、-C-N-、-C-S-為主，避免酯基和醚基的存在磺酸基提高抗鹽（抗鈣鎂離子）性 非常大的疏水支鏈增加乙氧基數(shù)-C=C-磺酸基增強(qiáng)降低界面張力能力 調(diào)整官能團(tuán)數(shù)量，調(diào)整親水親油平衡疏水尾鏈含碳數(shù)與油相相近，或包含苯環(huán)且支化度高，降低界面張力能力強(qiáng)通過分析反應(yīng)與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，根據(jù)預(yù)期的性能進(jìn)行分子設(shè)計，并提出合成方法與工藝，整個過程可歸納為“應(yīng)用 性能 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 合成”。據(jù)此，本文所合成的耐溫抗鹽表面活性劑的設(shè)計過程如圖 2-1 所示。疏水基以-C-C-、-C-N-為主

應(yīng)確實生成了脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽。2.3.2 核磁分析本文合成的脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸鹽及其原料和中間體的核磁共振譜圖如圖2-4所示。a. AC-1205 原料abdec
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE39;TQ423

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本文編號：2585055