氧乙烯-氧丙烯鏈節(jié)對表面活性劑界面活性的影響

王東方(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院,山東　東營　257015)

氧乙烯-氧丙烯鏈節(jié)對表面活性劑界面活性的影響

王東方(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院,山東東營257015)

研究了四種只含有氧丙烯鏈節(jié)和三種同時含有氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)的陰離子～非離子表面活性劑與樁西原油在55℃下的動態(tài)平衡界面張力與水相礦化度的關系。發(fā)現(xiàn)礦化度的增加有利于界面張力的降低，界面張力降到一定值后，隨礦化度的增加界面張力又呈現(xiàn)增大的趨勢；氧丙烯鏈增多，親油性增強，動態(tài)平衡界面張力降低到最小值所需要的礦化度減小。通過引入氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)，可以起到調(diào)節(jié)表面活性劑親水親油平衡的目的。

陰離子～非離子表面活性劑；界面張力；氧乙（丙）烯鏈節(jié)

由于氧丙烯鏈節(jié)具有弱親油性，且分子鏈中有一定分支，同時由電子密度匹配理論，分子中含有苯環(huán)的活性劑與油相的相容性更好，降低界面張力能力更強［1］。因此，合成了分子中帶有苯環(huán)且同時含有氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)的非離子～陰離子表面活性劑，并對其界面活性進行了研究。

1　實驗部分

1.1實驗藥品

9AS～n～0（n=3，5，7，9），9AS～n～4（n=0，2，6），氯化鈉，丙酮，無水乙醇等。

9AS～n～m分子結構如下：

其中，M代表陰離子基團。

原油55℃下密度為0.9302 g·cm～3。

1.2實驗儀器

儀器：Texa～500界面張力儀，Wzs～1型阿貝折光儀，石油密度計等。

2　結果與討論

分別配制了9AS～n～0（n=3，5，7，9）為2g·L～1和9AS～n～4（n=0，2，6）為1g·L～1的溶液，測定了與原油在55℃條件下不同時間的界面張力。取60min時測得的界面張力作為動態(tài)平衡值進行比較，如圖1和圖2所示。

2.1礦化度的影響

由圖1和圖2可以看出，合成的7種表面活性劑界面張力隨礦化度的逐漸增大，動態(tài)平衡界面張力都逐漸降到一個最低值，此后隨礦化度的增大而增大。上述礦化度對表面活性劑界面張力的影響，主要是由于NaCl溶液的加入，屏蔽了離子頭的電荷，壓縮了表面活性劑離子層厚度，并破壞了親水基周圍的水化膜，抑制了其親水性，使表面活性劑易于在界面層吸附，從而使界面張力下降；在特定礦化度下，在水相和油相中的表面活性劑的濃度相等，這時的界面張力達到最低值。當?shù)V化度繼續(xù)增大時，大部分表面活性劑進入油相，油～水界面吸附失去平衡，導致界面張力回升。

2.2氧丙烯鏈節(jié)的影響

由圖1得出，隨礦化度增加，界面張力逐漸降低并達到最低值，此后繼續(xù)增加礦化度，表面活性劑界面張力又升高。可將界面張力最低時礦化度，稱為表面活性劑的最佳礦化度。可以看出，對于9AS～n～0（n=3，5，7，9）四種親油基相同的表面活性劑，隨分子中氧丙烯鏈節(jié)長度增加，表面活性劑最佳礦化度依次降低，分別為100、80、70和60 g·L～1。同理，對氧乙烯鏈節(jié)數(shù)相同的表面活性劑9AS～n～4（n=0，2，6），隨著氧丙烯鏈節(jié)長度增加，表面活性劑最佳礦化度也是依次降低的，分別為200、150和 100 g·L～1。說明氧丙烯鏈節(jié)具有弱親油性質(zhì)。通過引入氧丙烯鏈節(jié)，可以起到調(diào)節(jié)表面活性劑親水親油平衡的目的。

2.3氧乙烯鏈節(jié)的影響

通過圖1和圖2，要達最低界面張力所需的礦化度，對含有氧乙烯鏈節(jié)的要明顯要高于不含氧乙烯鏈節(jié)的情況。如果氧乙烯鏈節(jié)的個數(shù)對界面張力沒有影響，理論上來說，9AS～5～0對應的最佳鹽含量應該在9AS～2～4和9AS～6～4對應的最佳鹽含量100～150 g·L～1之間，實際上，其對應的最佳礦化度為80 g· L～1，氧乙烯鏈節(jié)的引入調(diào)節(jié)了表面活性劑的親水親油平衡性，使得親水性增強，增加了界面張力達最低值時所對應的礦化度。

圖1　9AS～n～0不同礦化度下的界面張力

圖2　9AS～n～4不同礦化度下的界面張力

3　結語

（1）礦化度的增加有利于界面張力的降低，界面張力降到一定值后，隨礦化度的增加界面張力又呈現(xiàn)增大的趨勢。

（2）氧丙烯鏈增多，親油性增強，動態(tài)平衡界面張力降低到最小值所需要的礦化度減小。

（3）通過在表面活性劑中引入氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)，可以起到調(diào)節(jié)表面活性劑親水親油平衡的目的。

［1］朱懷江，楊普華.化學驅中動態(tài)界面張力現(xiàn)象對氣體效率的影響［J］.石油勘探開發(fā)，1994，21（2）：74～80.

王東方(1983-)男，漢，碩士，工程師，2009年畢業(yè)于中國石油大學（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)在勝利油田勘探開發(fā)研究院從事油田提高采收率方向技術研究。