脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐耐温、耐盐性及驱油体系的研究

论文摘要

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（AESO）是一类耐高温、耐盐、耐高价离子的非离子-阴离子型表面活性剂,特别适宜用于高温、高矿化度、高钙镁离子浓度油田的三次采油。就其合成方法而言,已有很多报道,但在国内外还未能工业化生产。本文主要从工业化考虑,以廉价的AES为原料,亚硫酸钠/亚硫酸氢钠混合物为磺化剂,反应生成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。初步试验表明,反应温度、反应时间、物料配比对实验结果的影响较大。通过正交实验得到最佳反应条件:反应温度为160℃、反应时间为4h、磺化剂Na2SO3与NaHSO3质量比为5:1、AES与磺化剂摩尔比为1:3。在此条件下,AES的转化率达到98.5%,AESO的收率为85.5%,AES还有一部分水解成脂肪醇聚氧乙烯醚。用Texas-500型旋滴界面张力仪测定脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐与原油间的界面张力。为了模仿油田地层水,在实验用水中加入一定量NaCl、MgCl2、CaCl2,测不同温度、不同盐度、不同高价离子浓度条件下脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐与原油间界面张力,通过界面张力的变化来判断脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的耐温、耐盐、耐高价离子能力。结果表明:单独用脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐复配的三元复合体系与原油的界面张力达不到超低（10-3mN/m）,但脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐具有较强的耐温、耐盐、耐高价离子能力。与重烷基苯磺酸盐（HABS）复配,油水界面张力可以达到超低,且大大提高HABS的耐盐、耐高价离子能力。实验表明:85℃、NaCl含量8%条件下,Ca2+、Mg2+浓度达到1000mg/L,脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐和重烷基苯磺酸盐混合物复配的三元复合体系的油水界面张力仍然可以达到超低,说明在高温、高矿化度、高Ca2+、Mg2+条件下脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐和重烷基苯磺酸盐混合物满足三次采油的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 三次采油的定义
• 1.3 三次采油的发展史
• 1.4 三次采油的方法
• 1.5 目前常用的驱油方法-- 三元复合驱研究及应用现状
• 1.5.1 三元复合驱的作用机理
• 1.5.2 三元复合驱对表面活性剂的要求
• 1.6 表面活性剂驱的分类
• 1.7 表面活性剂驱的研究现状
• 1.8 脂肪醇（烷基）聚氧乙烯醚磺酸盐的优势
• 1.9 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的应用需求
• 1.10 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐合成的路线
• 1.10.1 利用Strecker 反应
• 1.10.2 由聚氧乙烯醚硫酸盐转变成聚氧乙烯醚磺酸盐
• 1.10.3 利用磺烷基化反应
• 1.10.3.1 醇（酚）醚与2-羟乙基磺酸钠的反应
• 1.10.3.2 醇（酚）醚与2-氯乙基磺酸钠的反应
• 1.10.4 醇（酚）醚与丙烷磺内酯反应
• 1.10.5 利用烯烃（主要是乙烯醚和烯丙基醚）的加成反应
• 1.10.5.1 采用乙烯醚与亚硫酸氢钠的反应
• 1.10.5.2 采用烯丙基醚与亚硫酸氢钠的加成，反应式为
• 第二章：脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成
• 2.1 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐含量的测定
• 2.1.1 标准阳离子溶液—海明溶液的配制
• 2.1.2 混合指示剂的配制
• 2.1.3 单体活性物含量的测定
• 2.1.4 AESO 中AES 的除去
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及仪器
• 2.2.2 合成方法
• 2.2.3 产物分析
• 2.2.4 结果与讨论
• 2.2.4.1 磺化剂的选择
• 2.2.4.2 不同温度、不同PH 值条件下AES 的水解
• 2.2.4.3 优化工艺合成条件
• 2.2.4.4 质普分析
• 2.3 结论
• 第三章 系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的表面性质
• 3.1 表面张力的测定
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 二次蒸馏水的制备
• 3.1.4 实验方法
• 3.1.5 结果与讨论
• 3.2 润湿能力的测定
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.4 结果与讨论
• 3.3 乳化能力的测定
• 3.3.1 实验试剂
• 3.3.2 实验方法
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.4 泡沫能力的测定
• 3.4.1 实验试剂
• 3.4.2 实验仪器
• 3.4.3 实验方法
• 3.4.4 结果与讨论
• 3.4.4.1 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐分子结构和其稀溶液中表面膜的性质
• 3.4.4.2 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐在不同浓度时的泡沫性能
• 2+对脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐泡沫性能的影响'>3.4.4.3 Ca²⁺对脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐泡沫性能的影响
• 3.5 结论
• 第四章 系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的油水界面张力
• 4.1 界面张力的测试原理和条件
• 4.1.1 实验方法和仪器
• 4.1.2 测定原理
• 4.1.3 实验步骤
• 4.1.4 计算
• 4.2 实验仪器与试剂
• 4.3 界面张力测试
• 4.3.1 不同浓度下系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐界面张力
• 4.3.2 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的耐盐性能
• 4.3.3 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐耐高价离子性能
• 4.3.4 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐耐高温能力
• 4.4 结论
• 第五章 混合表面活性剂在ASP 三元复合体系应用
• 5.1 ASP 三元复合驱中各组分的作用
• 5.1.1 碱在三元复合驱中的作用
• 5.1.2 聚合物在三元复合驱中的作用
• 5.1.3 表面活性剂在三元复合驱中的作用
• 5.2 混合表面活性剂在ASP 三元复合体系中的应用
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 碱对ASP 三元复合体系油水界面张力的影响
• 5.2.3 ASP 三元复合体系的耐盐能力
• 5.2.4 ASP 三元复合体系的耐高价离子能力
• 5.2.5 ASP 三元复合体系的耐温能力
• 5.2.6 ASP 三元复合体系耐温、耐盐、耐高价离子综合能力
• 5.3 结论
• 第六章 总论
• 致谢
• 参考文献
• 硕士阶段发表论文