正負(fù)離子表面活性劑混合水溶液性質(zhì)研究.pdf

1、本文以十六烷基三甲基溴化銨/十二烷基硫酸鈉混合溶液為研究對(duì)象，探索了正負(fù)離子表面活性劑雙水相的相行為、混合體系表界面活性以及流變性質(zhì)，并對(duì)體系微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究。同時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)了本體系在三次采油中的重要作用。首先，通過(guò)測(cè)定體系的相行為，研究了鹽對(duì)雙水相形成及相區(qū)變化的影響規(guī)律：鹽的陽(yáng)離子主要對(duì)陰離子雙水相區(qū)(ATPSa)產(chǎn)生影響，鹽的陰離子主要對(duì)陽(yáng)離子雙水相區(qū)(ATPSc)產(chǎn)生影響，隨著鹽離子半徑的增大，影響程度越大。對(duì)于混合體系

2、所呈現(xiàn)的有規(guī)律的相區(qū)變化，實(shí)驗(yàn)中從表面活性方面對(duì)其進(jìn)行了探索。利用K-12表界面張力儀和Texas-500型懸滴界面張力儀測(cè)定了體系的表界面張力。正負(fù)離子表面活性劑混合后能導(dǎo)致體系表面張力明顯下降(低于30mN/m)，并產(chǎn)生超低界面張力(最低可降至10-4mN/m數(shù)量級(jí))。鹽的加入可以使體系表面張力和界面張力下降至更低。 其次，利用RV20粘度計(jì)研究了體系的特殊流變性質(zhì)。當(dāng)混合系統(tǒng)呈現(xiàn)均相透明時(shí)，體系主要表現(xiàn)為牛頓型流體，而在乳

3、光及沉淀區(qū)域主要表現(xiàn)為假塑性流體，鹽的加入對(duì)體系的流型基本沒(méi)有影響。在表面活性劑總濃度一定的條件下，在陽(yáng)離子雙水相及其鄰近區(qū)域和陰離子雙水相區(qū)及其鄰近區(qū)域各出現(xiàn)一明顯的粘度峰。鹽的加入，不僅不會(huì)降低體系的粘度，反而使粘度明顯升高。鹽通過(guò)加固表面活性劑有序組合體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致體系具有更強(qiáng)的抗剪切能力。特殊添加劑水楊酸鈉通過(guò)改變反離子層的狀態(tài)，使有序組合體與水介質(zhì)作用力增強(qiáng)，體系粘度呈數(shù)倍增加。 然后，利用冷凍蝕刻儀及電子顯微鏡技術(shù)、激光

4、拉曼光譜儀測(cè)定了體系的微觀結(jié)構(gòu)。推斷靠近中間的雙水相區(qū)的富表面活性劑相為層狀液晶或六方液晶結(jié)構(gòu)，靠近兩側(cè)的富表面活性劑相為立方液晶結(jié)構(gòu)。高粘區(qū)與鄰近雙水相富表面活性劑相可能有相似的微觀結(jié)構(gòu)。 最后，首次對(duì)正負(fù)離子表面活性劑混合體系在三次采油中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，油藏溫度、油藏礦化度條件下體系的洗油能力、粘度穩(wěn)定性等均超過(guò)目前油田使用的聚丙烯酰胺驅(qū)油體系。正負(fù)離子表面活性劑混合體系這種集高活性和高粘度于一身的特性，使其在三