【摘要】：隨著三次采油技術(shù)在我國油田的應(yīng)用,磺酸鹽表面活性劑作為產(chǎn)量最大、使用最廣的驅(qū)油用表面活性劑,市場前景廣闊。然而,油田中大量使用石油磺酸鹽和重烷基苯磺酸鹽,其原料為不可再生資源,且純度低,價格相對較高。開發(fā)環(huán)保、原料廉價、易得、綜合性能優(yōu)良的新型驅(qū)油表面活性劑一直是中石油在油田開發(fā)領(lǐng)域中的一項重要課題,也是油田在提高原油采收率技術(shù)方面亟待解決的關(guān)鍵問題之一。腰果酚作為一種廉價可再生的生物質(zhì)資源,來源廣泛、價格低廉,且分子中同時含有長鏈親油基和活性酚羥基,可替代石油酚,設(shè)計合成高效、低廉的生物基驅(qū)油表面活性劑。本論文根據(jù)該研究熱點,結(jié)合驅(qū)油表面活性劑的性質(zhì),采用工業(yè)級的天然生物質(zhì)腰果酚為原料,通過常規(guī)有機(jī)反應(yīng),合成了系列腰果酚基驅(qū)油表面活性劑,并對其溶液性質(zhì)及驅(qū)油性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)以工業(yè)級生物質(zhì)腰果酚為原料,采用醚化反應(yīng),胺化反應(yīng)以及季銨化反應(yīng)合成了8種腰果酚基表面活性劑,季銨化條件優(yōu)化結(jié)果表明,反應(yīng)溫度為85℃、n_(3-氯-2-羥基丙磺酸鈉)與n_(腰果酚叔胺)比為3:1、溶劑V_(異丙醇):V_水為2:1時,系列腰果酚基驅(qū)油表面活性劑的收率均在80%以上。采用IR和~1H-NMR證實所合成的系列腰果酚基表面活性劑的結(jié)構(gòu)與所設(shè)計的結(jié)構(gòu)相符。(2)采用吊片法測定了系列腰果酚基驅(qū)油表面活性劑的表面活性的結(jié)果表明,系列腰果酚基兩性表面活性劑具有較好的表面活性,臨界膠束濃度(cmc)均在10~(-4)mol/L,臨界膠束濃度下的表面張力(γ_(cmc))在30-32mN/m之間;且隨著與季銨離子相連烷基鏈的增長,表面張力降低,膠束標(biāo)準(zhǔn)自由能ΔG_(mic)升高,吸附的熱力學(xué)自由能(ΔG_(ads))降低;CNBS-Cn-S中的SO_3~-相較于CNBS-Cn-C中的COO~-具有更大的平均最小面積(A_(min))。(3)腰果酚基驅(qū)油表面活性劑在不同體系下的界面活性與乳化性能的研究結(jié)果表明,單一的表面活性劑體系,當(dāng)CNBS-C1-S濃度為4.00g/L時,界面張力為3.66×10~(-4)mN·m~(-1);當(dāng)CNBS-C1-S濃度為0.23wt%時,乳狀液最為穩(wěn)定。表面活性劑與堿體系,當(dāng)堿濃度為1.50wt%,CNBS-C1-S濃度為3.00g/L時,界面張力為1.15×10~(-3)mN·m~(-1);當(dāng)堿濃度為1.49wt%,CNBS-C1-S濃度為0.23wt%時,乳狀液最為穩(wěn)定。表面活性劑-堿-聚合物體系,當(dāng)CNBS-C1-S濃度為3.0g/L,堿濃度為1.50wt%,聚合物濃度為300mg/L時,界面張力達(dá)到可達(dá)2.34×10~(-3)mN·m~(-1);當(dāng)堿濃度為1.49wt%,CNBS-C1-S濃度為0.23wt%,聚合物濃度增加至900 mg/L時,乳狀液最為穩(wěn)定。(4)紫外分光光度法研究腰果酚基驅(qū)油表面活性劑在油砂上的吸附性能結(jié)果表明,隨著溶液中表面活性劑濃度的升高,在油砂上的飽和吸附量先升高后變化較小;鹽和堿濃度的變化油砂上飽和吸附量影響較小;醇的加入使油砂上的飽和吸附量降低。采用巖心驅(qū)替實驗考察了腰果酚基驅(qū)油表面活性劑在不同體系下的驅(qū)油性能結(jié)果表明,在單一表面活性劑驅(qū)油體系下,當(dāng)腰果酚基表面活性劑濃度為0.30wt%時,可提高原油采收率14.67%;在表面活性劑-堿二元驅(qū)油體系下,當(dāng)腰果酚基表面活性劑濃度為0.30wt%、堿濃度為1.20wt%時,可提高原油采收率25.28%;在表面活性劑-聚合物二元驅(qū)油體系下,當(dāng)表面活性劑濃度為0.30wt%、聚丙烯酰胺(2500萬分子量)濃度為1000mg/L時,可提高原油采收率24.22%。在表面活性劑-堿-聚合物三元混合驅(qū)油體系下,當(dāng)腰果酚基表面活性劑濃度為0.30wt%、堿濃度為1.5wt%、聚丙烯酰胺(2500萬分子量)濃度為800mg/L時,后續(xù)化學(xué)驅(qū)采收率為33.87%。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ423;TE357.46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2695139