中国石油大学 油田化学实验表面活性剂的性能测定与评价-
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油田表面活性剂乳化性能评价实验研究【摘要】设计三种表面活性剂,通过表面活性剂浓度、水油比及不同浓度体系的实验对比研究,确定了不同条件下各类型表面活性剂的最优类型。
实验结果显示:(1)dy-w、dh-w、lh-s表面活性剂低、中、高三种浓度驱油体系,均能够满足沈24块乳化驱油和后续破乳处理;(2)水油比越大,乳化破乳时间越长,有利于乳化驱油;(3)在析水率为50%时, dh-w所需时间最长,乳化性能最好【关键词】活性剂乳化驱油体系破乳evaluation of performance to surface actingagent emulsification:a case from theshen24 of liaohe oilfieldzhangliang(shengyang oil production company of liaohe oilfield,shengyang 110316,china)【abstract】 design three saa, through the comparative study of concentration , water-oil ratio and different concentration system, confirm the best form of saa in different conditions. the study result shows:(1)all the saa about low, middium, high concentration in the system of dy-w、dh-w、lh-s, can meet emulsify drive and sequel break the emulsion in shen 24;(2) higher water-oil ratio ,the timeof break emulsion is longer, it is favour of emulsify drive;(3) when the water separation ratio is 50%,the able of emulsify about dh-w is the best one.【keywords】 active agent emulsify the system of drive oil break the emulsion油田经水驱结束后,地层中还存在大量不流动的残余油[1]。
复合表面活性剂驱油剂的性能评价王骁轲;赵金麟【摘要】表面活性剂驱油已成为现阶段提高驱油效果最常用的方法.本实验主要评价几种驱油用表面活性剂降低油水界面张力的能力,考察溶液浓度对其界面性能的影响.同时,以析液半衰期测定为评价指标,对其乳化能力进行考察.通过对表观黏度的测定,评价几种驱油用聚合物稳定性.最终评价聚合物与表面活性剂复配之后对界面张力产生的影响.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】4页(P41-43,55)【关键词】表面活性剂;驱油;界面张力;乳化能力;聚合物【作者】王骁轲;赵金麟【作者单位】西安石油大学,陕西西安 710065;西安石油大学,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TE357.46石油生产有三个过程,分别是钻井、采油和集输。
总结以上三个过程,表面活性剂是解决其中存在的问题的关键因素。
三次采油中最主要的方法就是化学驱,其中表面活性剂驱在化学驱中有不可轻视的地位,表面活性剂不但可以作为主剂还可以作为辅助试剂,对提高采收率起到很大作用,故在采油过程中大量使用[1-7]。
1 实验部分1.1 主要原料和试剂实验所用原料和试剂主要有:驱油剂A、驱油剂B、聚合物A、聚合物B、地层水、甲醛、苯甲酸钠、柠檬酸钠。
1.2 主要实验仪器实验主要仪器有:旋转液滴界面张力仪(XZD5)、六速旋转黏度计(ZNN-D6)、分析天平(BS124s)、智能恒温磁力搅拌器、电热恒温水浴锅(DK-98-ⅡA)。
1.3 实验步骤1.3.1 界面张力测定步骤将配制好的0.1%和0.2%以及其他一些浓度的表面活性剂水溶液静置备用。
将离心管取出后,且分三步清洗,第一步石油醚清洗,第二步清水清洗,第三步即使用待测样品润洗即可。
接通界面张力仪电源,预热到60℃时,参照XZD5-旋转液滴界面张力仪使用方法进行注样。
将已注样的离心管按要求放入旋转轴,将压缩帽旋紧后即刻启动转速阀并且手动调节转速,并不断观察油滴变化,调节仪器,尽量保持油滴在离心管中间位置不变,读数方便。
油田表面活性剂乳化性能评价实验研究【摘要】设计三种表面活性剂,通过表面活性剂浓度、水油比及不同浓度体系的实验对比研究,确定了不同条件下各类型表面活性剂的最优类型。
实验结果显示:(1)DY-W、DH-W、LH-S表面活性剂低、中、高三种浓度驱油体系,均能够满足沈24块乳化驱油和后续破乳处理;(2)水油比越大,乳化破乳时间越长,有利于乳化驱油;(3)在析水率为50%时,DH-W所需时间最长,乳化性能最好【关键词】活性剂乳化驱油体系破乳Evaluation of performance to surface actingagent emulsification:A case from theShen24 of Liaohe oilfieldZhangliang(Shengyang oil production company of liaohe oilfield,shengyang 110316,China)【Abstract】design three SAA,through the comparative study of concentration ,water-oil ratio and different concentration system,confirm the best form of SAA in different conditions. The study result shows:(1)all the SAA about low,middium,high concentration in the system of DY-W、DH-W、LH-S,can meet emulsify drive and sequel break the emulsion in Shen 24;(2)higher water-oil ratio ,the time of break emulsion is longer,it is favour of emulsify drive;(3)when the water separation ratio is 50%,the able of emulsify about DH-W is the best one.【Keywords】active agent emulsify the system of drive oil break the emulsion油田经水驱结束后,地层中还存在大量不流动的残余油[1]。
表面活性剂实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解表面活性剂的特性、作用机制以及其在不同条件下的表现,通过实验操作和数据观察,掌握表面活性剂的基本性质和应用。
二、实验原理表面活性剂是一种能够显著降低液体表面张力的物质,其分子结构通常由亲水基团和疏水基团组成。
亲水基团倾向于与水分子相互作用,而疏水基团则倾向于避开水相。
当表面活性剂溶于水中时,它们会在溶液表面定向排列,从而降低表面张力。
此外,表面活性剂还能在溶液中形成胶束,当浓度达到一定值时,胶束的形成会导致溶液性质发生显著变化。
三、实验材料与设备1、实验材料十二烷基硫酸钠(SDS)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)氯化钠去离子水油酸钠2、实验设备表面张力仪恒温槽磁力搅拌器容量瓶移液管烧杯四、实验步骤1、表面张力的测定用去离子水清洗表面张力仪的测量探头,并用滤纸擦干。
配制一系列不同浓度的表面活性剂溶液,如 0001 mol/L、0005 mol/L、001 mol/L 等的 SDS 溶液和 CTAB 溶液。
将恒温槽温度设定为 25℃,待温度稳定后,将配制好的溶液放入恒温槽中恒温 15 分钟。
用表面张力仪测量各浓度溶液的表面张力,每个浓度测量三次,取平均值。
2、临界胶束浓度(CMC)的测定按照上述方法测定不同浓度表面活性剂溶液的表面张力。
以表面张力对浓度的对数作图,曲线的转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度(CMC)。
3、离子强度对表面活性剂性能的影响配制一定浓度的 SDS 溶液和 CTAB 溶液,并向其中分别加入不同量的氯化钠,改变溶液的离子强度。
测定加入氯化钠后溶液的表面张力和 CMC。
4、表面活性剂的乳化性能测定将等量的油和水分别加入两个烧杯中,向其中一个烧杯中加入适量的表面活性剂(如油酸钠),用磁力搅拌器搅拌。
观察并比较两个烧杯中油和水的乳化情况。
五、实验数据与结果1、表面张力测定结果不同浓度 SDS 溶液的表面张力数据如下:|浓度(mol/L)|表面张力(mN/m)|||||0001|728||0005|605||001|552|不同浓度 CTAB 溶液的表面张力数据如下:|浓度(mol/L)|表面张力(mN/m)|||||0001|705||0005|582||001|456|2、临界胶束浓度(CMC)的测定结果通过作图法,得到 SDS 的 CMC 约为 0008 mol/L,CTAB 的 CMC约为 0002 mol/L。
2023年11月第38卷第6期西安石油大学学报(自然科学版)JournalofXi’anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Nov.2023Vol.38No.6收稿日期:2022 09 02基金项目:中石油重大科技项目“塔里木盆地深层油气高效勘探开发理论及关键技术研究”(ZD2019-183-007)第一作者:李隆杰(1995 ),男,博士研究生,研究方向:化学法提高采收率理论与技术。
E mail:1647677003@qq.comDOI:10.3969/j.issn.1673 064X.2023.06.011中图分类号:TE357.46文章编号:1673 064X(2023)06 0084 09文献标识码:A普通稠油化学驱用表面活性剂研究李隆杰1,朱杰1,毛源2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;2.中石化胜利油田河口采油厂,山东东营257299)摘要:近年来对驱油用表面活性剂的研究发现,同样能够达到超低油水界面张力的表面活性剂的驱油效果不同,因此需要进一步考察表面活性剂的各项性能与采收率间的关系。
以胜利油田孤东稠油为研究对象,通过将脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC)分别与烷醇酰胺(6501)、油酸酰胺丙基甜菜碱(OAB)、油酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱(OHSB)复配,构建了3套超低界面张力体系:0.3%6501/AEC(1∶1)、0.3%OAB/AEC(1∶1)、0.3%OHSB/AEC(1∶1)。
乳化能力、润湿性、洗油能力等评价实验以及填砂管物模驱油实验结果表明,油水界面张力低且在固体表面吸附后润湿性保持亲水或弱亲水的表面活性剂体系的洗油能力最佳、驱油效率最高;表面活性剂的洗油能力和驱油效率直接相关,而乳化能力和洗油能力、驱油效率没有必然联系。
关键词:表面活性剂驱;超低界面张力;乳化;润湿性;提高采收率;驱油效果StudyonSurfactantsUsedinChemicalFloodingforCommonHeavyOilReservoirLILongjie1,ZHUJie1,MAOYuan2(1.SchoolofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),Qingdao,Shandong266580,China;2.HekouOilProductionPlant,SinopecShengliOilfield,Dongying,Shandong257299,China)Abstract:Throughtheresearchonsurfactantsusedforoildisplacementinrecentyears,itisfoundthatthesurfactantsthatcanalsoa chieveultra lowoil waterinterfacialtensionhavedifferentoildisplacementeffects.Therefore,itisnecessarytofurtherinvestigatetherelationshipbetweenthevariouspropertiesofsurfactantsandrecoveryefficiency.Threeultra lowinterfacialtensionsystems,including0.3%6501/AEC(1∶1),0.3%OAB/AEC(1∶1),0.3%OHSB/AEC(1∶1),wereobtainedbycompoundingfattyalcoholpolyoxyeth yleneethercarboxylate(AEC)withalkanolamide(6501),oleateamidepropylbetaine(OAB)andoleicacidamidepropylhydroxy sulfobetaine(OHSB),respectively.TakingGudongheavyoilfromShengliOilfieldastheresearchobject,theevaluationexperimentsofemulsificationability,wettability,andoilwashingabilityofthreesystems,aswellastheoildisplacementexperimentresultsofsandpackingtube,showthatthesurfactantsystemwithlowoil waterinterfacialtensionandmaintaininghydrophilicityorweakhydrophilicityafteradsorptiononthesolidsurfacehasthebestoil washingabilityandthehighestoildisplacementefficiency;Theoil washingabilityofsurfactantsaredirectlyrelatedtooildisplacementefficiency,whiletheiremulsificationabilityisnotnecessarilyrelatedtotheoilwashingabilityandoildisplacementefficiency.Keywords:surfactantflooding;ultra lowinterfacialtension;emulsification;wettability;enhancedoilrecovery;oildisplacementeffect[Citation]李隆杰,朱杰,毛源.普通稠油化学驱用表面活性剂研究[J].西安石油大学学报(自然科学版),2023,38(6):84 92.LILongjie,ZHUJie,MAOYuan.Studyonsurfactantsusedinchemicalfloodingforcommonheavyoilreservoir[J].JournalofXi’anShiyouUni versity(NaturalScienceEdition),2023,38(6):84 92.李隆杰等:普通稠油化学驱用表面活性剂研究引 言地层温度下黏度低于3000mPa·s的普通稠油可以采用注水方式开发。
竭诚为您提供优质文档/双击可除表面活性剂的性能测试实验报告篇一:表面活性剂性能与测试方法表面活性剂性能与测试方法1表面活性剂主要包括三方面的性能表征:产物结垢表征(或叫产品分析,用来验证合成的是否为目的产物)、产品表面化学性能测定(用以了解产物的结构和性质具有重要意义)、产品应用性能测定(实际应用效果)1.1产物结构表征:红外、质谱(分析相对分子质量)、x射线衍射光谱、扫描电镜、固体核磁共振、差示扫描量热法、透射电镜、动态光散射、等离子体发射光谱(元素分析)、酸碱滴定;1.2产品表面化学性能测定:表面张力、临界胶束浓度、胶束聚集数、c20(表面张力作图可得)、krafft点、胶束尺寸及分布、胶束形态、电导率、分散力、增溶能力、耐硬水能力、亲水和亲油的平均值、润湿作用测定(接触角法)、溶液的流变性(和粘度有关系)和动态变频扫描测定;1.2.1性能测试方法1.2.1.1表面张力表面张力的测试方法包括:吊环法、拉起液模法、最大气泡法、线圈法、滴体积法;采用bZY-A型自动表面张力仪,用拉起液膜法测定溶液的表面张力,温度为(20〒0.2)℃,溶液配制后静置30min,使表面活性剂溶液达到平衡,测量时铂金板应充分被溶液润湿。
表面张力数据为测量3次的平均值。
1.2.1.2电导率的测量用二次蒸馏水配置一系列不同浓度的gemini表面活性剂的水溶液,于超级恒温槽恒温(25℃)静置分散均匀,用DDs-11A型电导率仪分别测量其电导率,以电导率对浓度作图,曲线的转折点所对应的浓度即为表面活性剂的临界胶束浓度cmc。
1.2.1.3临界胶束浓度(可通过电导率或者表面张力,均是采用作图法)作表面张力(γ)-浓度对数(lgc)曲线,曲线上转折点的相应浓度即是表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)。
1.2.1.4胶束聚集数以芘(py)为荧光探针物质(p),二苯甲酮(DpK)为猝灭剂(Q),对样品在浓度为10倍的cmc胶束聚集数(nm)进行测定。
表面活性剂吸附能力评价实验【摘要】通过时间、固液比、浓度因素对表面活性剂吸附能力的影响研究,确定了不同条件下各类型表面活性剂的最优类型。
实验结果显示:(1)活性剂吸附量在24h后基本不受吸附时间的影响,达到吸附平衡;(2)液固比达到10:1以后吸附量基本不变,达到饱和吸附;(3)在浓度为0.05~0.4wt%时,三种表面活性剂随浓度的增大,吸附量均先增大后趋于平稳;(4)面活性剂浓度越高,界面张力抗吸附能力越强。
【关键词】表面活性剂吸附能力液固比浓度The study of experiment about the Absorptive capadity of SAAChen Haibo(Engineering and Technology Department of Oil Recovery Plant No. 3,Daqing Oilfield,Daqing 163712,P. R China)【Abstract】study the affect of time ,solid-fluid ratio,concentration to the absorptive capacity of SAA,confirm the best form of SAA in different conditions. The study result shows:(1)the absorbance of active agent will be absorption equilibrium in 24 hours,and it will not be affect by time;(2)absorbance will not change again when solid-fluid ratio attain 10:1;(3)when the concentration augment ,the absorbance augment first and smoothly then;(4)when the concentration is higher,the combat absorptive capacity of IFT is power 【Keywords】SAA absorptive capacity solid-fluid ratio oncentration在复合驱油中,表面活性剂的吸附损耗是人们普遍关心的问题[1]。
表面活性剂实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是研究不同类型表面活性剂的性能和特点,包括其乳化、起泡、去污等能力,并通过实验数据和现象的分析,深入了解表面活性剂的作用机制和应用范围。
二、实验原理表面活性剂是一类能够显著降低液体表面张力的物质。
它们的分子结构通常由亲水基团和疏水基团组成,这种特殊结构使得表面活性剂能够在溶液中定向排列,从而改变溶液的表面性质和界面行为。
乳化作用是指表面活性剂能够使互不相溶的两种液体形成稳定的乳状液。
起泡作用则是由于表面活性剂降低了液体的表面张力,使得气泡更容易形成和稳定存在。
去污作用则是表面活性剂能够将污垢从物体表面分散、乳化和去除。
三、实验材料与仪器1、实验材料十二烷基苯磺酸钠(阴离子表面活性剂)脂肪醇聚氧乙烯醚(非离子表面活性剂)油酸三乙醇胺(阳离子表面活性剂)食用油墨汁污垢布片蒸馏水2、实验仪器电子天平恒温水浴锅搅拌器具塞量筒表面张力仪比色管四、实验步骤1、表面张力的测定用电子天平准确称取一定量的表面活性剂,用蒸馏水配制成不同浓度的溶液。
使用表面张力仪测定各溶液的表面张力,记录数据。
2、乳化性能的测定在具塞量筒中分别加入等量的食用油和蒸馏水,然后分别加入不同类型和浓度的表面活性剂,剧烈振荡后静置,观察并记录乳液分层所需的时间。
3、起泡性能的测定在一定量的蒸馏水中加入适量的表面活性剂,用搅拌器搅拌一定时间,然后迅速倒入具塞量筒中,记录产生泡沫的体积和泡沫消失一半所需的时间。
4、去污性能的测定将污垢布片分别浸泡在含有不同表面活性剂的溶液中,在恒温水浴锅中加热一定时间后,取出布片,用清水冲洗干净,对比去污效果。
五、实验结果与分析1、表面张力测定结果随着表面活性剂浓度的增加,溶液的表面张力逐渐降低。
不同类型的表面活性剂降低表面张力的能力有所不同,其中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的效果较为显著。
2、乳化性能结果非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚在较低浓度下就表现出较好的乳化性能,乳液分层时间较长;阳离子表面活性剂油酸三乙醇胺的乳化效果相对较弱。
2020年第1期随着油田开发的深入进行,常规注入水驱油已经难以满足油田增产的需求[1,2]。
针对水驱后期含水率高的问题,石油科技工作者提出应用三次采油技术提高原油采收率,该技术的发展对于各大油田产量增加以及石油行业的进步起着至关重要的作用[3-5]。
表面活性剂作为一种高效界面活性化学剂经常被利用到三次采油的过程中。
绝大多数表面活性剂具有亲水基团和亲油基团,这使得表面活性剂拥有良好的两亲性能,从而使表面活性剂表现出良好的乳化降黏效果,降低油水之间的界面张力,进而达到提高原油采收率的目的[6-8]。
如今,三次采油对于表面活性剂的要求越来越高,不仅要求低界面张力和低吸附值,更要求其与油藏配伍性较好,且价格低廉。
国内已经有大量的石油科研工作者对驱油用表面活性剂的研制和发展做了大量工作,研制出一众性能较好的驱油用表面活性剂。
本文针对其中3种典型的表面活性剂进行筛选和性能评价[9,10]。
1实验部分1.1设备及用品参考所研究的内容,结合实验室自身的硬件条件,准确合理的设计本次室内物理模拟实验。
实验所需要的表面活性剂:A 、B 、C 类3种表面活性剂(有效含量为48%)。
实验用水为矿化度5000、10000、20000mg ·L -1的NaCl 盐水。
实验用油为D 油田原油,黏度9.5MPa ·s 。
DV-1型布氏黏度计(Brookfield 公司);界面张力仪;E30-H 型电动搅拌器(OUHIR 公司);平流泵(北京卫星制造厂);手摇泵(海安县石油科研仪器有限公司)等。
表面活性剂性能评价及驱油效果测试刘博宇(大庆油田第一采油厂第一油矿,黑龙江大庆163318)摘要:本文针对3种类型表面活性剂,开展了表面活性剂药剂筛选、性能评价以及驱油效果实验研究。
结果表明,随着表面活性剂浓度增加,3种表面活性剂溶液与原油间界面张力降低,其中C 类表面活性剂体系界面张力最低,洗油能力最强,同时C 类表面活性剂体系还表现出较好的抗吸附能力和驱油效果;对比3种表面活性剂体系,A 类面活性剂表现出良好的耐温性能和耐盐性。
SH系列表面活性剂筛选与评价-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:针对江汉油区高矿化度、高地层温度地层条件研制出抗盐耐温的阴-非离子型SH系列表面活性剂。
通过溶解配伍性实验、界面张力测试, 筛选出耐温抗盐的SH01、SH03两种表面活性剂。
二者的乳化性、长期稳定性、抗盐性和耐温性能均较好, 且SH03表面活性剂性能优于SH01, 在低浓度下SH03表面活性剂可有效降低油水界面张力。
实验表明, 用浓度为0.3%的SH03表面活性剂0.3PV驱替岩芯, 采收率可提高6%。
关键词:表面活性剂; 耐温性; 耐盐性; 界面张力;Abstract:Heat-resistance and salt-tolerance surfactants, Yin-non-ionic type SH series, are developed aiming at hypersalinity and high formation temperature conditions in Jianghan Oilfield.Two surfactants (SH01 and SH03) are screened out through dissolution compatibility experiment and interfacial tension test.They are good at emulsibility, long-term stability, salt tolerance and heat resistance.SH03 is better than SH01 in performance and can reduce oil-water interface tension.the experiment shows that recovery efficiency can be increased by 6% by using 0.3 PV SH03 with 0.3% concentration to displace rock core.Keyword:Surfactant; Heat Resistance; Salt Tolerance; Interfacial Tension;江汉油区为盐湖沉积环境, 发育了下第三系沙市组上段-新沟嘴组下段及潜江组两套成盐成油岩系。
中国石油大学 油田化学 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号: 姓名:教师:同组者:表面活性剂的性能测定与评价一、实验目的1.学会一种表面活性剂的表面张力的测定原理和方法,并掌握由表面张力计算临界胶束浓度(CMC )的原理和方法,学习Gibbs 公式及其应用。
2.学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法,并掌握超低界面张力在三次采油中的作用原理。
3.学会观察表面活性剂溶液与原油混合后的乳化现象;并掌握用不稳定系数法评价表面活性剂的乳化能力。
二、实验原理表面活性剂分子是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物,当它们以低浓度存在于某一体系中时,可被吸附在该体系的表面上,采取极性基团向着水,非极性基团脱离水的表面定向,从而使表面自由能明显降低。
1.表面活性剂的表面张力及CMC 的测定单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质,表面张力就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高,则溶质在表面相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度;若溶质使液体的表面张力降低,则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。
溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定温度、压力下,溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系,可用吉布斯(Gibbs )吸附等温式表示:dcd RT c σ-=Γ (1)式中:Г——吸附量(mol/L )c ——吸附质在溶液内部的浓度(mol/L ) σ——表面张力(N/m )R ——通用气体常数(N ·m/K ·mol ) T ——绝对温度(K )通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系,则可作出σ-c 曲线,并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线,这些曲线的斜率即为浓度对应的d σ/dc ,将此值代入公式(1)可求出在此浓度时的溶质吸附量。
表面活性剂的临界胶束浓度(CMC )是表面活性剂溶液非常重要的性质。
三次采油用表面活性剂研制与评价摘要:为研制三次采油用高效低廉表面活性剂,应用气相色谱、红外光谱、核磁共振等分析方法,对原油进行了组分与结构分析,根据构效关系研制了LHB-1表面活性剂。
表面活性剂结构表征与性能评价结果表明,表面活性剂主要组分碳数与原油主要烃含量的碳数分布一致,油水界面张力达到超低,在岩心表面浓度吸附损失低。
关键词:原油分析三次采油表面活性剂研制与评价化学复合驱是继聚合物驱后一种更有潜力的三次采油技术,而化学复合驱配方中表面活性剂的筛选与研制是决定试验成功的关键[2]。
目前化学驱用表面活性剂品种较多,普适性很差,使得在筛选评价表面活性剂工作中,每种原油都需要筛选不同的表面活性剂,给评价工作带来很大的重复工作量[1,4]。
特别是尽管筛选评价的表面活性剂在室内评价各项指标较好,但能够应用矿场试验的却很少,多存在表活剂吸附大、性能不稳定、成本高、安全环保不合格等问题。
因此,如何有效地合成出性价比高、安全环保的表面活性剂工业化产品,已经成为人们十分关心的问题。
一、实验1.试剂与原油试剂:正已烷,二氯甲烷,乙醇,NaOH,Na2CO3等,均为分析纯试剂。
原油:辽河油田某区块脱水原油。
2.主要仪器设备7890A/5975C型气质联用仪,A V400型核磁共振波谱仪,Lambda 35型紫外可见分光光度计,1100 LC/MSD Trap型二维液相色谱-离子阱质谱联用仪,VERTEX 70型傅立叶变换显微红外/拉曼光谱仪等。
3.原油组分分析分别利用红外、紫外光谱、GC-MS和核磁共振仪分析方法,测定分析原油组分、特征基团、碳链分布及结构特征。
4.性能测试界面张力测试:按照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6424-2000中的方法测量,采用Texas-500C型旋转滴超低界面张力仪测定随时间变化的油-水界面张力,每个试样的测量时间为2h,以达到其平衡界面张力。
表面活性剂吸附量测试:根据表面活性剂结构,利用紫外可见分光光度计在205nm波长下测试溶液吸收值。
表面活性剂乳化力测试与评价实验报告
实验名称:表面活性剂乳化力测试与评价
实验目的:通过测试表面活性剂的乳化能力,并根据实验结果评价其乳化性能。
实验原理:表面活性剂具有一定的乳化能力,即能将油性物质分散在水中形成乳液。
乳化实验中通过测定表面活性剂在一定条件下与油相的最大乳化比例,来评价其乳化能力。
实验仪器与材料:
1. 表面活性剂试样
2. 精密天平
3. 稀释烧杯
4. 油相液体(石油油、棕榈油等)
5. 搅拌机
6. 离心机
实验步骤:
1. 向稀释烧杯中加入表面活性剂试样,精确称量并记录。
2. 向试管中加入一定量的油相液体,精确称量并记录。
3. 向试管中加入一定量的水相液体,精确称量并记录。
4. 将试管置于搅拌器中,以一定的搅拌速度搅拌一定时间。
5. 将试管离心一定时间,待油相和水相分离后,记录试管中油相液体的质量。
6. 计算表面活性剂乳化比例,并根据实验结果评价表面活性剂的乳化能力。
实验结果与分析:
将每组实验数据代入公式计算得到表面活性剂的乳化比例,通过比较各个表面活性剂的乳化比例来评价其乳化能力。
根据实验结果可见,不同表面活性剂的乳化能力不同,评价结果可根据实验需求进行调整。
实验结论:
通过本次实验,可以测试不同表面活性剂的乳化性能,并通过评价结果来选择适合的表面活性剂用于乳液制备等领域。
同时,实验结果也为相关研究提供了参考和依据。
烷基苯磺酸盐类表面活性剂研究及评价摘要:三元复合驱驱油机理研究结果表明,只有当表面活性剂的平均当量和当量分布与原油的平均分子量和碳链分布相匹配时,才能使三元体系与原油形成超低界面张力;同时考虑到原料结构性能与界面张力稳定性密切相关,所以在合成三采用表面活性剂时,需对现有的重烷基苯进行一定程度的处理。
关键词:烷基苯磺酸盐表面活性剂性能评价一、烷基苯磺酸盐的性能评价在较宽的活性剂浓度(0.05 wt %~0.3 wt % ,有效)和碱浓度(0.6 wt %~1.2 wt %)范围内烷基苯磺酸盐复合体系均能与原油形成超低界面张力达10-3mNPm 数量级或更低[1]。
1.体系特点1.1在较低的浓度下能使油水形成超低界面张力三元复合驱体系很重要的一个特性是可以大幅度降低油水之间的界面张力,一般为10 mN,m数量级,从而达到提高原油采收率的目的。
而要求在较低的浓度下达到这一要求,主要是考虑到三元复合驱的经济性。
从大庆油田目前的情况来看,达到这一要求是没有问题的?东吴公司重烷基苯磺酸盐产品在质量分数为0.05%、碱质量分数为0.6%的情况下,即可以使大庆油田的大部分油水间的界面张力达到要求。
1.2原料组成较为清晰从产品目前的应用实践来看,表面活性剂的分子量应该有一定的分布范围,以提高与原油的配伍性,但原料过于复杂,也会造成影响产品质量因素的复杂化,给产品的稳定性带来影响。
与石油磺酸盐相对比,重烷基苯的组成还是相对比较清晰的。
到目前为止,已经大致搞清了重烷基苯原料由二烷基苯单烷苯、烷基萘满(茚满)及烷基萘和二苯基烷等组成,为下一步的稳定生产创造了条件。
1.3适用范围较广与产品的指向性以烷基苯磺酸盐为主剂的三元复合驱体系与原油的配伍性较好这里所说的产品指向性是指一个复配体系,只是针对于一个特定的油水而开发,一般只针对一种油水有作用。
对于不同的油田,甚至同一油田的不同区域,则需要不同的复配体系来适应不同的要求。
注水井降压增注用杂双子表面活性剂的研制及性能评价1. 研究背景及意义随着石油资源的日益枯竭,注水采油已经成为提高油田产能和延长油井寿命的重要方法之一。
在注水过程中,水与油逐渐混合,使得油的粘度降低,从而促进油的运移。
同时,由于地层中水的压力较大,需要对注水井进行降压来防止井底垮塌。
为解决注水井降压和增注的问题,研究和开发高效的降压增注剂成为注水采油领域的热门话题。
其中,表面活性剂作为降压增注剂的一种,因其分子结构独特,能改变液体界面的性质,在注水采油中发挥了重要作用。
杂双子表面活性剂是一类同时具有阳离子、阴离子和非离子三种活性基团的表面活性剂,其分子结构和性质特殊,可用作注水井降压增注剂。
因此,本文旨在研究杂双子表面活性剂在注水井降压增注领域的应用性能,为开发高效的注水采油技术提供一定的理论和实践依据。
2. 研究内容及方法2.1 研究内容本文主要研究以下内容:1.合成一种具有优异性能的杂双子表面活性剂,用于注水井降压增注。
2.对杂双子表面活性剂的性质进行表征分析,包括表面张力、临界胶束浓度、界面电荷等。
3.研究杂双子表面活性剂对注水井的降压增注效果,并与传统增注剂进行比较评价。
2.2 研究方法1.合成杂双子表面活性剂:采用化学合成方法,通过两种或两种以上的活性基团反应形成杂双子表面活性剂。
2.分析杂双子表面活性剂的性质:使用表面张力仪、紫外吸收光谱仪、荧光光谱仪等仪器对杂双子表面活性剂的性质进行分析。
3.评价降压增注效果:采用模拟实验和现场实验相结合的方法,对杂双子表面活性剂的注水井降压增注效果进行评价。
3. 研究进展及结果分析3.1 杂双子表面活性剂的合成经过多次实验和对比分析,我们成功合成了一种具有优异性能的杂双子表面活性剂。
该杂双子表面活性剂含有一种阳离子和一种阴离子活性基团,具有较低的临界胶束浓度和较强的表面张力降低效果。
3.2 杂双子表面活性剂的性能表征经过实验表征分析,我们发现该杂双子表面活性剂的界面电荷呈现非离子性质,且表面张力随浓度增加呈现出线性降低趋势。
中国石油大学油田化学实验报告实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓名: 教师: 王增宝同组者:表面活性剂的性能测定与评价一、实验目的1.了解用指示剂和染料通过显色反应鉴别表面活性剂类型的原理和方法;2.了解离子型表面活性剂克拉夫特点和非离子型表面活性剂浊点的测定方法及不同类型表面活性剂的使用性质;3.学会一种表面活性剂的表面张力的测定原理和方法,并掌握由表面张力计算临界胶束浓度(CMC)的原理和方法,学习Gibbs公示及其应用;4.学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法,并掌握超低界面张力在三次采油中的作用原理;5.学会观察表面活性剂溶液与原油混合后的乳化现象;并掌握用不稳定体系数法评价表面活性剂的乳化能力。
二、实验原理表面活性剂分子是由具有亲水性的极性集团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物,当它们以低浓度存在于某一体系中时,可被吸附在该体系的表面上,采取极性基团向着水、非极性基团脱离水的表面定向,从而使表面自由能明显降低。
表面活性剂广泛用于石油、纺织、农药、采矿、食品、民用洗涤等各个领域,具有润湿、乳化、洗涤、发泡等重要作用。
1.表面活性剂克拉夫特点和浊点离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小,但随温度升高而逐渐增加,当达到某特定温度时,溶解度急剧陡升,把该温度称为临界溶解温度(又称克拉夫特点)浊点是非离子型表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂的分子结构和共存物质的影响。
表面活性剂在水溶液中,当温度升到一定值时,溶液出现浑浊。
而不完全溶解的现象,此时该温度称为浊点温度。
2.表面活性剂的表面张力由于静吸引力的作用,处于液体表面的分子倾向于到液体内部来,因此液体表面倾向于收缩。
要扩大面积,就要把内部分子移到表面来,这就要克服静吸引力做功,所做的功转变为表面分子的位能。
单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质,表面张力就会发生变化。
中国石油大学油田化学实验报告实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓名: 教师: 王增宝同组者:表面活性剂的性能测定与评价一、实验目的1.了解用指示剂和染料通过显色反应鉴别表面活性剂类型的原理和方法;2.了解离子型表面活性剂克拉夫特点和非离子型表面活性剂浊点的测定方法及不同类型表面活性剂的使用性质;3.学会一种表面活性剂的表面张力的测定原理和方法,并掌握由表面张力计算临界胶束浓度(CMC)的原理和方法,学习Gibbs公示及其应用;4.学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法,并掌握超低界面张力在三次采油中的作用原理;5.学会观察表面活性剂溶液与原油混合后的乳化现象;并掌握用不稳定体系数法评价表面活性剂的乳化能力。
二、实验原理表面活性剂分子是由具有亲水性的极性集团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物,当它们以低浓度存在于某一体系中时,可被吸附在该体系的表面上,采取极性基团向着水、非极性基团脱离水的表面定向,从而使表面自由能明显降低。
表面活性剂广泛用于石油、纺织、农药、采矿、食品、民用洗涤等各个领域,具有润湿、乳化、洗涤、发泡等重要作用。
1.表面活性剂克拉夫特点和浊点离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小,但随温度升高而逐渐增加,当达到某特定温度时,溶解度急剧陡升,把该温度称为临界溶解温度(又称克拉夫特点)浊点是非离子型表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂的分子结构和共存物质的影响。
表面活性剂在水溶液中,当温度升到一定值时,溶液出现浑浊。
而不完全溶解的现象,此时该温度称为浊点温度。
2.表面活性剂的表面张力由于静吸引力的作用,处于液体表面的分子倾向于到液体内部来,因此液体表面倾向于收缩。
要扩大面积,就要把内部分子移到表面来,这就要克服静吸引力做功,所做的功转变为表面分子的位能。
单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质,表面张力就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高,则溶质在溶液相表面层的浓度小雨在溶液相内部的浓度;若溶质使液体的表面张力降低,则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。
这种溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定的温度、压力下,溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系,可用吉布斯吸附等温式表示:式中Г——吸附量(mol/L);C ——吸附质在溶液内部的浓度(mol/L);σ——表面张力(N/m);R ——通用气体常数(N.m/K.mol);T ——绝对温度(K)。
若dσ/dc<0,溶质为正吸附;若dσ/dc>0溶质为负吸附。
通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系,即可做出σ——c曲线,并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线,这些曲线的斜率即为浓度对应的dσ/dc,将此值代入公式可求出在此浓度时的溶质吸附量。
表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂溶液非常重要的性质。
若使液体的表面扩大。
需对体系做功,增加单位表面积时,对体系做的可逆功称为表面张力或表面自由能。
他们的单位分别是N·m-1和J·m-2,在因次上是相同的。
表面活性剂在溶液中能够形成胶束时的最小浓度称为临界胶束浓度,在形成胶束时,溶液的一系列性质都发生改变,原则上,可以用任何一个突变的性质测定值,但常用的是表面张力—浓度对数图法。
该法适合各种类型的表面活性剂,准确性好,不受无机盐的影响,只是当表面活性剂中混有高表面活性的极性有机物时,曲线中出现最低点。
表面张力的测定方法也有多种,较为常用的方法有最大压差法、滴体积(滴重)法和拉起液膜法(吊环法及吊片法)。
吊环法把一圆环平置于页面,测量将环拉离液面所需最大的力,由此可计算出液体的表面张力。
假设当环被拉向上时,环就带起一些液体。
当提起液体的质量mg与沿环液体交界处的表面张力相等时,液体质量最大。
再提升则液环断开,环脱离液面。
设环拉起的液体呈圆筒形,对环的附加拉力(即除去抵消环本身的重力部分)P为:P=mg=2πRγ+2π(R+2r)γ=4π(R+r)γ+4πRγ式中,m为拉起来的液体质量,R为环的内半径,r为环丝半径。
实际上,是自是不完善的,因为实际情况并非如此,而是如图所示。
因此对式子还需要加以校正。
于是得:γ=(P/2πR)×F从大量的实验分析与总结,得出校正因子F的计算公式为:式中:P——显示的读数值,mN/m;C——环的周长,cm;R——环的半径,cm;D——下相密度(30℃),g/ml;d——上相密度(30℃),g/ml;r——环丝半径,cm。
2. 表面活性剂的油水界面张力的测定在地层温度下,表面活性剂溶液与原油的界面张力在10的零次方到负六次方 mN/m 的范围,可用旋滴法测定该体系的油水界面张力,为选择各种鱼原油形成低或超低界面张力的驱油剂溶液提供基础依据。
该方法是将油珠悬浮在水或水溶液中,在高速绕水平轴旋转下降油珠拉成柱形,柱体的直径与界面张力有关。
在相同条件(转速、油水相密度差)下,油珠直径越小,界面张力越低。
旋滴法测定界面张力时,油滴在样品管中高速旋转,呈椭球形,椭球的长轴直径为L,短轴直径为D,当L/D ≥4时,界面张力按下式计算:4r3 2ρω∆=IFT式中ρ∆——油水密度差,kg/m;ω——样品管转动的角速度,rad/s;r ——油滴短轴半径,m又可写为:231n d 2336.1ρρ)(∆=IFT 当L/D 〈4时,修正。
3. 表面活性剂的乳化张力的测定表面活性剂分子具有亲水基和亲油基,可分布在油水界面上,这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油(O/W )乳状液。
水包油乳状液的形成与稳定性对于化学驱和稠油乳化降黏具有重要作用,例如化学驱中乳化-携带、乳化-捕集、自发乳化等机理的发生,稠油乳化降黏中原油乳化分散机理的发生都是以水包油乳状液的形成为前提条件的。
因此表面活性剂是提高石油采收率的十分重要的一类添加剂。
表面活性剂的乳化能力可用不稳定系数法进行评价。
乳状液的稳定性可用不稳定系数(USI )表示。
不稳定系数按式2-16定义:TV USI T dtt 0)(⎰=式中 USI —— 不稳定系数 ml ;V (t )—— 乳化体系分出水体积与时间的变化函数; T —— 乳化体系静止分离的时间;从定义式可以看出,不稳定系数越小,乳状液的稳定性越好。
三、实验仪器及药品1. 仪器:表面张力仪、Texas-500型旋转液滴界面张力仪、密度瓶、温度计、25ml 具塞刻度试管、大试管、搅拌器、500ml 烧杯、150ml 烧杯、50ml 烧杯、15ml 移液管、50ml 容量瓶、100ml 量筒、滴管、试管架、秒表、电炉。
2. 药品:十二烷基硫酸钠(SDS )/ 十二烷基苯磺酸钠(SDBS )、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)、脱水原油/煤油、蒸馏水。
四、实验步骤1. 表面活性剂表面张力及CMC 的测定取 1.44gSDBS ,用少量蒸馏水溶解,然后在50ml 容量瓶中定容(浓度为1.0×10-1mol/L )。
从1.0×10-1mol/L 的SDS 溶液中移取5ml ,放入50ml 的容量瓶中定容(浓度为1.0×10-2mol/L )。
然后依次从上一浓度的溶液中移取5ml 稀释十倍,配制1.0×10-1~1.0×10-5mol/L 五个浓度的溶液。
吊环法用吊环法首先测定蒸馏水的表面张力,对一起进行校正。
然后从稀至浓依次测定SDBS溶液,并计算表面张力,作出表面张力-浓度对数曲线,拐点处即为CMC值。
如希望准确测定值,在拐点处增加几个测定值即可实现。
吊环法测定表面活性剂溶液的表面张力的步骤如下:(1)将仪器放在不受振动和平稳的地方,调节仪器下面的螺丝把仪器调到水平状态。
用热洗液浸泡铂丝环和测试时装测试液的玻璃杯,然后用蒸馏水洗净,烘干。
铂丝环应十分平整,洗净后不能用手触摸。
(2)开机,预热30min。
(3)配制表面活性剂溶液(一般情况下,配制的表面活性剂溶液浓度范围为1.0×10-6~1.0×10-3mol/L),用配制好的溶液润洗玻璃杯。
(4)将自动张力仪与超级恒温水浴相连。
(5)显示标志为“A”或“F”时调整升降杆,调整范围是0~10mN/m。
(6)将表面活性剂水溶液倒入玻璃杯中至一定深度,挂上铂环,点“复位”按钮。
(7)等稳定恒定后,点“上升”按钮,升高升降台使铂金环浸入液面下5~7mm处,点“停止”按钮,当出现“H”时点“零点”按钮,然后点“下降”和“保持”按钮,记录显示的最大拉力值P。
(8)根据测定的表面活性剂不同浓度C时溶液的表面张力γ,绘制γ-logC曲线。
2.表面活性剂乳化能力的测定(1)取25ml具塞刻度试管10支,分别加入浓度为0、1.0×10-1、1.0×10-2、1.0×10-3、1.0×10-4、1.0×10-5mol/L的SDBS溶液各10ml,分别用滴管准确加入原油或煤油10ml,盖上试管塞子,每支试管各上下震荡30次。
(2)将震荡后的试管立即垂直放在试管架上,同时开始计时,并每隔3min记录一次试管中分出水的体积(若分出水的速度较快,可每隔1min记录一次),共记录30min。
(3)取乳化最稳定的试管重新震荡30次,用分散法判别乳状液类型。
3.表面活性剂油水界面张力的测定通过Texas-500型界面张力仪测量油珠在溶液中的拉伸长度及直径,并用软件进行图像采集和分析,计算油水动态界面张力。
界面张力测定步骤如下:(1)开机、预热(2)装样A. 样品管依次用石油醚、丙酮或乙醇清洗2~3遍,最后用蒸馏水清洗干净3~4遍。
B. 用注射器注入所测定的外相溶液(水相),注意不能注进气泡。
C. 用注射器注入内相(油相),若是油相较粘稠,则用针头挑起一个小油滴,送入样管内,将针头贴在样管内壁并转动,使油滴粘在样管内壁,然后迅速拔出针头,盖上样品盖帽。
(3)测定A. 仪器达到所设定的温度后,将样品管装入旋转轴内,拧紧压紧帽(扶住轴端的挡圈即可防止轴转动)。
B. 将观测显微镜调整到合适的位置,以利于观测。
C. 按下电机开机开关,调整转速,选择测定软件的“数据菜单”,然后打开“数据”菜单,点击“开始采集”,程序开始采集数据。
4.实验整理实验结束后,将用过的量筒、烧杯、带塞具塞量筒等玻璃仪器清洗干净,晾干,摆放整齐,待老师检查完毕后方可离开。
五、实验结果处理曲线,根据曲线求出CMC值。
1.整理所测得的表面张力数据,绘制C-log平均值73.76 29.28 32.74 31.39 41.58 60.30由图可知CMC值约为10-3.12mol/lγ曲线,根据曲线指出2.整理所测得界面张力数据,绘制界面张力随时间的变化曲线t-超低界面张力区域。