三次采油用改性石油磺酸钠的合成与性能研究

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1、大连理工大学博士学位论文三次采油用改性石油磺酸钠的合成与性能研究姓名：张志军申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：梁成浩20091201大连理工大学博士学位论文摘要表面活性剂是三次采油化学驱中碱．表面活性剂．聚合物驱(三元复合驱)和表面活性剂．聚合物驱提高原油采收率技术的关键，其关键性能要求为在较宽的浓度范围内使油水界面张力降低到10-3ⅢN／m以下，以大幅度降低油滴通过油藏孔隙的毛细阻力。目前碱．表面活性剂．聚合物驱和表面活性剂．聚合物驱中应用的表面活性剂主要为重烷基苯磺酸盐，这些表面活性剂

2、虽具有优良的油水界面活性，但其原料重烷基苯的市场供应量严重限制其应用规模。为此，开发可替代重烷基苯磺酸盐表面活性剂，且原料供应充足、质量稳定的新型表面活性剂已成为石油开发领域的研究热点。本文以供应量充足的大庆炼化公司两种渣油为原料(糠醛抽出油和减三线馏分油)，采用发烟硫酸为磺化剂合成了可在钙镁离子浓度为300mg／L以下实现油水超低界面张力10-3mN／m的石油磺酸钠，并对两种石油磺酸钠提纯后进行表征。发现以减三线油合成的产品分子量分布较宽、平均分子量较大，降低油水界面张力的性能较好。为了研究提高

3、石油磺酸钠抗耐钙镁离子能力，对两种原料油采用两种方法合成了改性石油磺酸钠。一种方法是将两种原料油与马来酸酐酰基化后用亚硫酸钠磺化，采用吊片法测定两种改性石油磺酸钠的表面性能结果表明，以糠醛抽出油为原料合成产品的临界胶束浓度(CMc)值为1．76X10qg／L，最低表面张力为36．18mN／m：以减三线馏分油为原料合成产品的CMC值为1．02X10。39／L，最低表面张力为38．92mN／m。另一种改性方法是以酰氯为酰基化剂、经丙二酸二乙酯Knoevenagd反应后再用发烟硫酸磺化，表面性能测试结果

4、，以糠醛抽出油为原料合成产品的CMC值为1．23×10门g／L，最低表面张力为39．14mN／m；以减三线馏分油为原料合成产品的CMC值为1．09×10‘39／L，最低表面张力值为43．35mN／m。这说明以糠醛抽出油和减三线馏分油为原料油，采用两种合成方法制取改性石油磺酸钠的路线是可行的。耐钙镁离子能力测试结果，以大庆炼化公司两种渣油为原料，采用上述两种合成方法制备的改性石油磺酸钠，由于产物中引入蟹爪状羧酯基，对钙镁离子有较强的螯合作用，同时增加了亲水基，增大了表面活性剂分子与钙镁离子的反应量，

5、因而在600mg／L的钙镁离子溶液中获得10{级的超低界面张力；而普通石油磺酸钠仅能在300mg／L的钙镁离子溶液中获得超低界面张力。这表明以大庆炼化公司渣油—糠醛抽出油和减三线馏分油为原料合成出一种成本低、界面性能好和具有较强耐钙镁离子能力的石油磺酸盐表面活性剂。关键词：三次采油；石油磺酸钠；改性：耐盐；表面张力；界面张力三次采油用改性石油磺酸盐的合成与性能研究StudyonSynthesisandCharacteristicsofModifiedSoudiumPetroleumSulfonat

6、eInvolvingEnhancedOilRecoveryAbstractSurfactantisthekeyt∞lmologytoimprovetheoilrecoveryfactorforalkaline8urfactantpolymer(ASP)andsurfactantpolymerflooding．Inordertosubstantiallylowerthecapillaryresistanceofoildropthroughthereservoirpore,thekeyperforma

7、nceofsurfaetantistodecreasetheoil-waterinterfacetensiontolessthanl矿mN／m．Nowadays．thesurfa傩mt,employedinASPandsurfaetantpolymerfloodingismainlyheavyalkybenzenesulfonates(HABS)．AlthoughtheHABShas900doil-waterinterracialactive,thesupplyoftherawmaterial，h

8、eavyalk)lbenzene，limitsitsdevelopment．Therefore,developinganowsurfactantwithsufficientrawmaterialandstablequality,whichcanreplacetheHABS．becomesareaesrchhighlightinpetroleumexplorationanddevelopmentfield．IIltllisarticle，themodifiedsodiumpetrol