LH-石油磺酸鹽的合成、表征及性能研究.pdf

1、石油磺酸鹽因其優(yōu)異的界面活性、與原油良好的配伍性能、以及成本低廉等優(yōu)點而成為三次采油中常用的表面活性劑。但原料油來源及組成的復雜性，使得制備得到的石油磺酸鹽在組成、平均分子量、分子量分布、分子結(jié)構(gòu)及界面活性等方面差異很大。本論文針對LH-油田某一區(qū)塊原油的開采需要，選用該油田自產(chǎn)的LH-減三線餾份油為原料油，發(fā)煙硫酸為磺化試劑，在實驗室合成了LH-石油磺酸鹽產(chǎn)品，并對其組成、結(jié)構(gòu)及分子量分布、驅(qū)油性能等進行了表征；比較了LH-石油磺酸鹽

2、與兩種市售的磺酸鹽在組成、分子量分布及對LH-油田的原油在界面活性等方面的差異；同時，還合成了一系列不同鏈長的烷基苯磺酸鹽，以進一步探討石油磺酸鹽的組成及結(jié)構(gòu)對LH-油田油水界面活性的影響規(guī)律。相關(guān)結(jié)果如下：
　　（1）本實驗室合成LH-石油磺酸鹽的最佳條件是：酸油比0.4:1、反應溫度50℃、反應時間40 min、溶劑1,2-二氯乙烷加入量10mL/10 g原料油。LH-石油磺酸鹽粗產(chǎn)品中有效活性物含量超過60％；FT-IR譜圖

3、表明它在1053 cm-1、1179 cm-1附近出現(xiàn)磺酸根的兩個特征伸縮振動吸收峰，NMR分析表明LH-石油磺酸鹽分子中平均含有2～3個芳環(huán)，烷基側(cè)鏈有30～32個碳原子，分子的平均甲基數(shù)為6～8個。同時，兩相滴定法測定其相對平均分子量為751.3 g/mol，電噴霧質(zhì)譜法測定其平均分子量為675.2 g/mol，且分子量主要分布在400-650和900-1100的范圍內(nèi)，該分布范圍相對較寬。
　　（2）無論是對稀油還是普通稠油

4、，單獨 LH-石油磺酸鹽降低油水界面張力的能力均較差，但在用無機鹽或弱堿（碳酸鈉）做助表面活性劑時，可以使LH-油田的稀油及普通稠油的油水界面張力降至10-2 mN/m及更低數(shù)量級。LH-石油磺酸鹽與非離子型表面活性劑6501復配時，在復配比例為10:90、20:80、30:70的條件下，可以使表面活性劑/稀油的油水界面張力達到超低（10-3 mN/m），并表現(xiàn)出很好的乳化性能；而在復配比例50:50的條件下，表面活性劑/普通稠油的油界

5、面張力可以達到10-4 mN/m數(shù)量級。室內(nèi)模擬驅(qū)油實驗的結(jié)果也表明 LH-石油磺酸鹽與6501的復配體系在復配比例20:80時，注入量為0.55 PV，驅(qū)油效率可提高至7.9%。
　?。?）在沒有任何助表面活性劑存在的條件下，重烷基苯磺酸鹽的界面活性最好，可以降低LH-油田的稀油I、稀油III及普通稠油的界面張力達到10-2 mN/m數(shù)量級，而LH-石油磺酸鹽與大慶石油磺酸鹽的界面張力均只能達到10-1 mN/m數(shù)量級；當磺酸鹽

6、表面活性劑與助表面活性劑碳酸鈉或氯化鈉復配后，LH-石油磺酸鹽對普通稠油的油水界面張力可以顯著降至10-3 mN/m數(shù)量級，而其它兩種磺酸鹽表面活性劑的界面張力只能達到10-2 mN/m數(shù)量級。這些結(jié)果說明：三種表面活性劑中，重烷基苯磺酸鹽是最適合LH-油田的表面活性劑，其次為LH-石油磺酸鹽或大慶石油磺酸鹽。這可能與重烷基苯磺酸鹽的相對平均分子量的大小及分子量分布范圍適中有關(guān)，而LH-石油磺酸鹽相對平均分子量較大且分子量分布較寬，大慶

7、石油磺酸鹽的平均分子量較小且分子量分布較窄。
　?。?）在表面活性劑有效濃度均為0.05%及碳酸鈉（1%）的協(xié)助下，不同鏈長烷基苯磺酸鹽表面活性劑降低稀油Ⅲ油水界面張力的次序為：十六烷基二甲基苯磺酸鈉的界面活性最好(<10-2 mN/m)，其次為十六烷基甲基苯磺酸鈉(5.4*10-2 mN/m)，而碳鏈較長的十八烷基甲基苯磺酸鈉的界面活性以及碳鏈較短的十四烷基甲基苯磺酸鈉的界面活性都較差，界面張力均不能達到10-2 mN/m數(shù)量級