高鈣鎂油藏烷醇酰胺類表面活性劑及其復配體系驅(qū)油性能研究

王友啟

(中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

化學復合驅(qū)作為一種有效提高原油采收率的方法，一直是研究的熱點。目前，油田廣泛使用的驅(qū)油用表面活性劑主要有陰離子型、非離子型和兩性表面活性劑。篩選驅(qū)油表面活性劑時，一個重要指標是能夠使油水界面張力降至μN/m數(shù)量級[1-3]。然而，目前用于高鈣鎂油藏的表面活性劑普遍存在驅(qū)油效果不理想、穩(wěn)定性差和成本較高等問題，尤其是鈣鎂離子質(zhì)量濃度較高時會嚴重影響表面活性劑降低油水界面張力的性能[4]。劉玉君[5]將制備的陰離子型表面活性劑進行復配，使勝利油田總礦化度≤9 630 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度≤200 mg/L高鹽區(qū)塊的油水界面張力降至0.24 μN/m，但其對鈣鹽的耐受性較差。李瑞冬等人[6]采用甜菜堿/烷醇酰胺類表面活性劑復配體系，在總礦化度≤30 000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度≤1 200 mg/L條件下測定其與臨盤原油的穩(wěn)定油水界面張力達到0.24 μN/m，但測試中油滴界面張力極不穩(wěn)定，而且需要很長時間才能在油水界面上達到吸附平衡。烷醇酰胺是一種常用的非離子型表面活性劑，其結(jié)構(gòu)獨特，沒有濁點，易溶于水,抗鹽、抗高鈣鎂離子能力強，同時其具有良好的配伍性等優(yōu)點，適用于提高油藏采收率[7]。因此，筆者以C10—C18的脂肪酸為原料合成了烷醇酰胺類表面活性劑，并通過測定不同碳鏈長度的脂肪酸二乙醇酰胺及其與脂肪醇聚乙烯醚硫酸鈉(AES)復配體系在高鈣鎂離子體系中的性能，詳細分析了影響不同碳鏈長度的脂肪酸二乙醇酰胺及其與AES復配體系性能的因素。

1 烷醇酰胺類表面活性劑的合成及結(jié)構(gòu)表征

1.1 合成

按照文獻[8]中的方法，以正癸酸、月桂酸、豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸等脂肪酸為原料，分別與二乙醇胺在一定溫度下反應8～10 h合成烷醇酰胺。具體步驟為：將脂肪酸加入到四口燒瓶中，加熱融化后加入適量二乙醇胺，升至一定溫度，加入適量催化劑，繼續(xù)加熱，待溫度升至預設(shè)溫度(不同脂肪酸的反應溫度稍有差異，為110～120 ℃)，反應至游離胺值不再改變?yōu)橹?，得到琥珀色黏稠液體或淡黃色固體的C10—C18酸二乙醇酰胺粗品。將C10—C18酸二乙醇酰胺粗品溶解在石油醚中并抽濾，抽濾后的固體產(chǎn)物用熱去離子水洗滌2～3次，抽干并在40 ℃烘箱中烘干，得到高純度的C10—C18酸二乙醇酰胺。

閻連科：善良，是人之所以為人的根基和原本，而家庭和家族中世代醞釀的親情與溫情，則是養(yǎng)育善良的土壤、陽光和細雨。

1.3.4 信號放大試劑 阻斷劑（批號：S16-PK1）、鼠抗地高辛抗體（批號：S17-QB1）、辣根過氧化物酶標記的羊抗鼠 IgG 多聚物（批號：S18-PL1）和 DAB/H2O2 均購自德國VytoVision 公司。

1.2 結(jié)構(gòu)表征

圖1 烷醇酰胺類表面活性劑紅外譜圖Fig.1 FTIR spectra of alkanolamideA．癸酸二乙醇酰胺；B．十二酸二乙醇酰胺；C．十四酸二乙醇酰胺；D．十六酸二乙醇酰胺；E．十八酸二乙醇酰胺

2 性能評價

2.1 表面張力及臨界膠束濃度

3) 烷醇酰胺與AES復配顯著降低了八面河油田原油的油水界面張力，表明二者之間具有良好的協(xié)同增效效應。十二酸二乙醇酰胺與AES質(zhì)量比為4∶1的復配體系可使油水界面張力降至μN/m數(shù)量級，且該復配體系在高礦化度、高鈣鎂離子質(zhì)量濃度、高溫下依然具有較好的降低油水界面張力的性能，對于提高高鈣鎂油藏的驅(qū)油效率具有良好的應用前景。

圖2 合成烷醇酰胺表面張力與濃度的關(guān)系Fig.2 The interfacial tension of alkanolamide under different concentrations

在總礦化度為20 000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度為2 000 mg/L、表面活性劑質(zhì)量分數(shù)為0.2 %條件下，測試了烷醇酰胺/AES最優(yōu)復配體系在不同溫度下與八面河油田原油間的油水界面張力，結(jié)果見圖5。

根據(jù)圖2，計算得到25 ℃下合成的烷醇酰胺類表面活性劑的臨界表面張力及其臨界膠束濃度，結(jié)果見表1。

在我國氣象事業(yè)的發(fā)展過程中，氣象檔案管理有著重要的意義和作用。氣象檔案具有一定的特點，即真實性和可靠性，同時在促進社會現(xiàn)代化建設(shè)方面具有重要的作用。本文闡述的主要內(nèi)容是氣象檔案管理的重要性，促進氣象檔案管理建設(shè)的舉措，即加強隊伍的建設(shè)、對氣象管理工作進行規(guī)范、對氣象檔案資源進行開發(fā)等，目的是為了更好的促進氣象檔案事

表125℃下合成的烷醇酰胺的臨界表面張力及其臨界膠束濃度

Table1CriticalsurfacetensionandCMCofseriesofalkanolamidesurfactantat25℃

烷醇酰胺種類臨界表面張力/(mN·m-1)臨界膠束濃度/(mmol·L-1)癸酸二乙醇酰胺24.093.16十二酸二乙醇酰胺26.271.00十四酸二乙醇酰胺18.103.16十六酸二乙醇酰胺20.741.00十八酸二乙醇酰胺17.791.00

由表1可以看出，烷醇酰胺類表面活性劑的臨界膠束濃度較低。由于臨界膠束濃度越低，改變界面性質(zhì)所需的濃度也越低，因此，說明合成的烷醇酰胺類表面活性劑具有良好的表面活性。

2.2 烷醇酰胺/原油界面張力

隨后，外交部發(fā)言人12月6日在例行記者會上強調(diào)，中方已就此事分別向加方、美方提出嚴正交涉，并表明嚴正立場，要求對方立即對拘押理由作出澄清，立即釋放被拘押人員，切實保障當事人的合法、正當權(quán)益。

由圖3可以看出：合成的烷醇酰胺類表面活性劑質(zhì)量分數(shù)為0.05 %～0.30 %時，可以將油水界面張力降至10 mN/m數(shù)量級，但是達不到μN/m數(shù)量級；十二酸二乙醇酰胺將油水界面張力降至72 μN/m，原因可能是十二酸二乙醇酰胺的親水親油平衡值與八面河油田原油的親水親油平衡值較為相近，降低了八面河油田原油與十二酸二乙醇酰胺水溶液間的界面張力。

2.3 烷醇酰胺表面活性劑與AES復配體系的性能

在溫度為50 ℃、總礦化度為20 000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度為2 000 mg/L條件下，測試了烷醇酰胺與AES不同質(zhì)量比復配時與八面河油田原油間的油水界面張力，結(jié)果見圖4。

圖3 合成烷醇酰胺質(zhì)量分數(shù)與八面河油水界面張力的關(guān)系Fig.3 Dynamic interfacial tension of series of alkanolamide versus Bamianhe crude oil

圖4 烷醇酰胺/AES復配體系與八面河原油的動態(tài)界面張力Fig.4 Dynamic interfacial tension of alkanolamide/AES versus Bamianhe crude oil

由圖4可以看出，當十六酸二乙醇酰胺與AES的質(zhì)量比為3∶1、十二酸二乙醇酰胺與AES的質(zhì)量比為4∶1時，油水界面張力迅速降低，其中十二酸二乙醇酰胺/AES復配體系與原油的界面張力最小可達3 μN/m，為最優(yōu)復配體系，說明烷醇酰胺與AES有很好的配伍性。復配體系中不同物質(zhì)的親疏水性強弱不同，其在界面層內(nèi)處于不同的吸附位置[10]，AES位于靠近水相的一側(cè)，烷醇酰胺位于靠近油相的一側(cè)。但AES與烷醇酰胺共同吸附在界面層內(nèi)[11]，只是在不同的位置二者起到了協(xié)同增效作用，增大了表面活性物質(zhì)在界面的吸附量，因此界面活性升高。

測定上述培養(yǎng)6 d小麥幼苗的苗長、根長和根數(shù)。 根部 O2－·含量測定采用羥胺氧化法［11］，H2O2 含量測定采用鉬酸銨法［12］，根尖細胞 O2－·與 H2O2 原位檢測分別采用氮藍四唑（NBT）［13］與 3－3′－二氨基聯(lián)苯胺（DAB）［14］染色法。 SOD 活性采用 NBT 光還原法測定，CAT活性采用紫外吸收法測定［15］，POD 活性采用愈創(chuàng)木酚法［15］測定。GSH和氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量采用A061－1試劑盒測定，GR活力采用A062試劑盒測定，谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPX）活力采用A005試劑盒測定。上述指標測定均設(shè)3組平行，重復3次。

3 最優(yōu)復配體系原油界面張力影響因素分析

3.1 溫度

由圖2可以看出，隨著烷醇酰胺類表面活性劑濃度增大，表面張力逐漸降低，當烷醇酰胺類表面活性劑的濃度增加到一定值時，表面張力基本不再變化。其原因是：隨烷醇酰胺類表面活性劑濃度增大，水與空氣的接觸面積減小，造成表面張力降低，當烷醇酰胺類表面活性劑在溶液表面達到吸附飽和狀態(tài)時，烷醇酰胺類表面活性劑分子不能在表面繼續(xù)富集，自動締合形成膠團，表面張力達到平衡狀態(tài)，此時的濃度即為該表面活性劑的臨界膠束濃度(critical micelle concentration cmc，CMC)[9]。

圖5 溫度對油水界面張力的影響Fig.5 The dynamic interfacial tension of LDEA/AES versus Bamianhe crude oil under different temperatures

[4] 張森.烷醇酰胺類表面活性劑的合成及其性能研究[D].濟南：山東大學，2015.

3.2 礦化度

在溫度為50 ℃、鈣鎂離子質(zhì)量濃度為2 000 mg/L、表面活性劑質(zhì)量分數(shù)為0.2%條件下，測試了烷醇酰胺/AES最優(yōu)復配體系在不同礦化度下與八面河油田原油間的油水界面張力，結(jié)果見圖6。

由圖6可見：礦化度對最優(yōu)復配體系與八面河油田原油間的油水界面張力有一定影響，隨著礦化度增大，最優(yōu)復配體系與原油間的油水界面張力先降低后增大，礦化度為20 000～50 000 mg/L時，最優(yōu)復配體系與原油間的油水界面張力均低于10 μN/m，說明最優(yōu)復配體系對原油具有較好的界面活性。

圖6 礦化度對油水界面張力的影響Fig.6 The dynamic interfacial tension of LDEA/AES versus Bamianhe crude oil under different mineralizations

3.3 鈣鎂離子質(zhì)量濃度

由圖7可見，隨著鈣鎂離子質(zhì)量濃度增大，烷醇酰胺/AES最優(yōu)復配體系與原油間的油水界面張力呈降低趨勢，當鈣鎂離子質(zhì)量濃度大于等于2 000 mg/L時，油水界面張力低于10 μN/m，表明最優(yōu)復配體系具有良好的抗鈣鎂能力，適用于高鈣鎂油藏的開發(fā)。

俺答與明廷達成隆慶和議，可以看作是蒙古方面的經(jīng)濟欲求力量和明朝的政治支配力量協(xié)調(diào)平衡的結(jié)果；是正確的民族政策將游牧、農(nóng)業(yè)兩種生產(chǎn)方式組織成互補型依存關(guān)系，也是雙方調(diào)整邊防策略的結(jié)果。和議達成后，雙方在北方邊界掀開了和平交往的新篇章。

圖7 鈣鎂離子質(zhì)量濃度對油水界面張力的影響Fig.7 The dynamic interfacial tension of LDEA/AES versus Bamianhe crude oil under different calcium magnesium concentrations

在總礦化度為20 000 mg/L、溫度為50 ℃和表面活性劑質(zhì)量分數(shù)為0.2%條件下，測試了烷醇酰胺/AES最優(yōu)復配體系在不同鈣鎂離子質(zhì)量濃度下與八面河油田原油間的油水界面張力，結(jié)果見圖7。

4 結(jié) 論

2) 合成的烷醇酰胺類表面活性劑具有較低的臨界膠束濃度和表面張力，比傳統(tǒng)表面活性劑具有更高的表面活性。

在25 ℃下，配制不同濃度的烷醇酰胺類表面活性劑溶液，利用A101Plus表面張力儀測定溶液的表面張力σ，并繪制σ-lgc曲線，結(jié)果見圖2。

致謝：在本文撰寫過程中，得到了青島大學張曉東教授、杜輝博士、陳照軍博士、寇燕如碩士和中國石化石油勘探開發(fā)研究院呂成遠教授級高工、馬濤博士、劉平博士等人的大力幫助，特此表示感謝。

參考文獻
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滑?？刂扑惴ň哂泻軓姷聂敯粜訹8-9],而負荷具有波動性和不確定性,因此可以利用滑模算法設(shè)計負荷頻率控制器,以實現(xiàn)柴儲混合電力系統(tǒng)的頻率控制。

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筆者認為，法庭口譯員固然應該扮演更為活躍的角色，同時也不否認有經(jīng)驗的譯員能夠在做出文化調(diào)解時保持中立性和準確性，并將對庭審的干預降到最少，但是法庭口譯員扮演文化調(diào)解者的角色至少有兩個風險：

由圖5可見：隨溫度升高，最優(yōu)復配體系與原油間的油水界面張力先下降后升高；溫度為40～60 ℃時，油水界面張力逐漸降低，50 ℃時油水界面張力低于10 μN/m，60 ℃時油水界面張力可達到0.01 μN/m數(shù)量級；在60～80 ℃溫度范圍內(nèi)界面張力逐漸升高，但最高值依然低于10 μN/m，表明最優(yōu)復配體系在溫度50～80 ℃時對原油具有較好的界面活性。

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式中:ρ和μ分別為流體密度和動力粘性系數(shù)(N·s/m2),v和d分別為流場的特征速度(m/s)和特征長度。從式(1)得知,通道特征長度d越小,雷諾數(shù)Re越小。

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1.4.2 ELISA法檢測血清中IL-10的水平 采用雙抗體夾心法檢測，嚴格按照ELISA試劑盒說明書進行，450 nm波長處酶標儀檢測吸光度值（OD），最后通過IL-10標準品制定濃度標準曲線計算IL-10的含量。

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