付琛

[摘 要]表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)在調(diào)驅(qū)過(guò)程中對(duì)驅(qū)油效果具有重要的影響，降低油水界面張力的能力是選擇表面活性劑活性劑的首要指標(biāo)。本文選擇油田常用的陰離子表面活性劑，研究不同極性基的表面活性劑在油水界面的吸附行為。

[關(guān)鍵詞]表面活性劑 油水界面 吸附 界面張力

中圖分類號(hào)：O647.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）05-0113-01

1 引言

目前我國(guó)大部分油田已進(jìn)入高含水開發(fā)階段，水驅(qū)后殘余油分布越來(lái)越復(fù)雜。表面活性劑作為三次采油中的重要驅(qū)油劑，其分子結(jié)構(gòu)對(duì)驅(qū)油效果具有重要的影響。本文選擇油田常用的陰離子表面活性劑，研究不同極性基的表面活性劑在油水界面的吸附行為，考察油相、溫度及無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)表面活性劑界面活性的影響規(guī)律，探討不同類型的表面活性劑的適用條件，明確表面活性劑的耐鹽性能。

2 研究對(duì)象

油田常用的陰離子表面活性劑：十二烷基磺酸鈉（SAS），十二烷基苯磺酸鈉（SDBS），十二烷基硫酸鈉（SDS），聚氧乙烯月桂醇醚硫酸酯鈉（AES）。

3 研究?jī)?nèi)容

1.不同類型的表面活性劑在十二烷/水界面的界面張力

室溫條件下（25℃），油相為正十二烷，表面活性劑溶液濃度為0.7×10-2mol/L；測(cè)定四種表面活性劑在十二烷/水界面的界面張力，確定不同極性基對(duì)表面活性劑界面活性的影響規(guī)律。測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，在相同濃度條件下，AES分子極性基團(tuán)最大，增大了水相界面的過(guò)渡區(qū)域，能夠更大程度的降低油水界面的能量，因此界面活性最高，而SAS分子的極性基最小，與水分子的作用較弱，因此降低界面張力的效果較差。四種表面活性劑在正十二烷/水界面的界面張力大小依次為IFTAES

2.測(cè)定表面活性劑在不同烷烴/水界面的界面張力

室溫條件下（25℃），分別以正辛烷、正癸烷、正十二烷以及正十六烷作為油相，表面活性劑溶液濃度為0.7×10-2mol/L，測(cè)定SDBS、SDS、AES在不同烷烴/水界面的界面張力，確定表面活性劑與烷烴的最佳配伍性。測(cè)試結(jié)果如圖3。

由圖3可知，三種表面活性劑在不同油相中界面張力的變化規(guī)律基本相同，即隨著烷烴鏈長(zhǎng)度的增加，界面張力先減小后增加，并在癸烷/水界面處界面張力達(dá)到最低；隨著烷烴鏈長(zhǎng)度的增加，SDBS分子界面張力變化較??；SDS分子在四種烷烴中的界面張力較其它兩種表面活性劑偏高，SDS降低油水界面張力的能力較差；在癸烷、十二烷界面處，AES分子的界面張力比SDBS分子小，但在辛烷、十六烷界面處，SDBS分子降低油水界面張力的能力較強(qiáng)。綜上，癸烷與疏水碳鏈長(zhǎng)度為12的表面活性劑配伍性最好，能夠更好的降低油水界面張力。

3.陰離子表面活性劑的耐鹽性能研究

室溫條件下（25℃），表面活性劑溶液濃度為0.02 mol/L，表面活性劑選擇SDS和AES，分別測(cè)定不同鹽濃度下的界面張力。結(jié)果見圖4。

由圖4可知，隨著無(wú)機(jī)鹽濃度的增加，SDS與油相界面張力先減小后增大，在特定的無(wú)機(jī)鹽濃度下，體系界面張力會(huì)達(dá)到很低的值。這是因?yàn)榧尤霟o(wú)機(jī)鹽會(huì)在油水界面處的表面活性劑頭基附近吸附形成雙電層結(jié)構(gòu)，屏蔽了陰離子表面活性劑頭基之間的靜電排斥，促使表面活性劑在油水界面的吸附量增加，從而使界面張力逐漸降低。但當(dāng)無(wú)機(jī)鹽濃度太大時(shí)，界面處的雙電層被壓縮，使得界面處表面活性劑親水能力大幅度降低，從而導(dǎo)致體系界面張力值升高。從表1可知，SDS最適鹽度值較AES小。此外，對(duì)比表面活性劑與三種無(wú)機(jī)鹽離子的最適鹽度可知，鈣鹽、鎂鹽的濃度要遠(yuǎn)小于鈉鹽，因此無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)表面活性劑影響強(qiáng)度依次為：Ca2+>Mg2+>Na+。

小結(jié)

通過(guò)界面張力測(cè)量實(shí)驗(yàn)，從不同角度考察了十二烷基磺酸鈉（SAS），十二烷基苯磺酸鈉（SDBS），十二烷基硫酸鈉（SDS）以及聚氧乙烯月桂醇醚硫酸酯鈉（AES）這四種表面活性劑在烷烴/水界面的界面張力變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在室溫（25℃）條件下，四種表面活性劑都能夠降低正十二烷/水界面的界面張力，降低界面張力的能力依次為AES>SDBS>SDS>SAS。表面活性劑在不同烷烴/水界面的界面張力有所差異，隨著油相烷烴鏈長(zhǎng)度的增加，表面活性劑與油水之間的界面張力先減小后增加，并在癸烷/水界面處界面張力達(dá)到最小。當(dāng)有鹽離子存在時(shí)，加入少量無(wú)機(jī)鹽體系界面張力降低，加入大量無(wú)機(jī)鹽后體系界面張力升高；三種無(wú)機(jī)鹽離子的影響強(qiáng)度依次是：Ca2+>Mg2+>Na+。

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