含氟表面活性剂在油田中的应用

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1、第29卷第11期化学工业2011年11月CHMICALINDUSTRY·29·含氟表面活性剂在油田中的应用张德兰，汤东2杨勇，丛景4，赵贤俊(1．中国石油大学提高采收率研究中心，北京102249；2．大庆油田第九采油厂，大庆163413；3．大庆油田第二采油厂，大庆163413；4．大庆油田工程建设有限公司，大庆163413；5．大庆油田化工有限公司，大庆163413)摘要：介绍了含氟表面活性剂的分类与特性及其在油田中的应用，包括：驱油添加剂、原油破乳剂和助排剂等，提出了今后我国油田用含氟表面活性剂研究的努力方向。关键

2、词：表面活性剂；氟化合物；应用；油水分离；降凝剂文章编号：1673—9647(2011)11—0029—05中图分类号：TQ423．4文献标识码：A普通碳氢表面活性剂中碳氢链的氢原子被氟氟表面活性剂中．其亲水基部分主要是含氮元素原子取代．形成具有碳氟链憎水基的表面活性剂。的化合物碳氢链中的氢原子被氟原子全部取代．称为全氟1．3两性型含氟表面活性剂_11]表面活性剂：也可被部分取代，称为部分含氟表两性型含氟表面活性剂亲水基部分同时含有面活性剂．统称为含氟表面活性剂碱性阳离子和酸性阴离子阳离子可以是胺基阳油田化学品在石油勘

3、探开发中占有重要的地离子，也可以是季铵、吡啶阳离子。阴离子多是位，关系到石油勘探开发能否顺利进行；研究开羧酸基、磺酸基或硫酸酯基。两性含氟表面活性发新型高效价廉的油田化学品是当务之急。含氟剂易溶于水．在较浓的酸、碱及无机盐溶液中也表面活性剂是油田化学品的新秀．受到高度的关能溶解，不与Ca2+、Mg2+及其他重金属离子作用，注。与其他类型表面活性剂相容性好．而且既可以被1含氟表面活性剂的分类带正电荷的表面吸附．又可被带负电荷的表面吸1．1阴离子型含氟表面活性剂]附。因此它的应用比较广泛。阴离子型含氟表面活性剂在溶液中解离

4、后．1．4非离子型含氟表面活性剂[12．14]含有表面活性的基团呈阴离子状态根据阴离子非离子型含氟表面活性剂主要是聚乙二醇型．的不同。又可分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯可以根据使用的介质不同分为水溶液中使用型和盐型和磷酸酯盐型等几大类有些阴离子含氟表碳氢非极性溶剂中使用型非离子含氟表面活性面活性剂含有非离子聚氧乙烯基嵌段．以增加含剂与阴离子、阳离子及两性表面活性剂的相容性氟表面活性剂的水溶性及其与阳离子或两性表面好．但由于分子中的聚氧乙烯亲水基比羧酸盐、活性剂的兼容性氟碳非极性基团可以是全氟的磺酸盐等阴离子基团的化学稳

5、定性差．因而不能氟碳烷基或部分含氟烷基在含强氧化剂的溶液中使用。1．2阳离子型含氟表面活性剂。2含氟表面活性剂的特性阳离子型含氟表面活性剂在溶液中解离后．较普通碳氢表面活性剂而言．含氟表面活性含有表面活性的基团呈阳离子状态．主要包括胺剂具有以下优良的特性[]盐型和季铵盐型两大类。季铵盐型用途最广．因2．1高表面活性[6j5~22]其不受pH影响，在酸、碱介质中均可使用。阳由于含氟表面活性剂中的氟碳链既憎水又憎离子含氟表面活性剂的主要缺点是对某些阴离子收稿日期：2011-09—29敏感．因而不宜与带负电荷的离子如阴离子表

6、面作者简介：张德兰(1984一)，女，湖北省人，主要从事油田化学活性剂混合使用目前已研制成功的阳离子型含品及提高原油采收率技术研究。化学工业·30·CHEMICALINDUSTRY2011年第29卷油以及它们之间很微弱的相互作用．氟碳链在水表面活性剂不能起泡的体系中．一般选用含氟表溶液表面形成排列整齐的单分子膜。因此，含氟面活性剂可形成稳定的泡沫表面活性剂可以将水溶液表面张力降到极低的水2．7其它优良性能平许多含氟表面活性剂在较低浓度可使水溶液含氟表面活性剂毒性低．使用浓度小．因而的表面张力降至20mN／m以下．而普通

7、的碳氢表对环境的污染轻微面活性剂一般只能使水溶液的表面张力下降至具有较好的乳化分散性、抗静电性／润滑流平30mN／m左右一般情况下．含氟表面活性剂使性和脱膜性等用质量分数为0．05％左右即可达到很好的效果．3含氟表面活性剂在油田中的应用因此其几乎可以应用于所有的配方体系3．1驱油添加剂2．2高化学稳定性随着油田开采程度的日益深入．表面活性剂由于氟原子的电负性非常高(2．20)，而且氟的使用温度和水质矿化度也越来越高在此高温、原子的半径比较小．氟原子的2s和2P轨道能与高盐条件下．普通碳氢表面活性剂体系由于化学其它第二周

8、期元素的轨道很好地匹配，所以碳氟结构易改变、复合体系稳定性差以及驱油过程中键是很牢固的化学键因此．含氟表面活性剂有产生严重的色谱分离．导致驱油效率变差．已不很高的耐强酸、强碱和强氧化剂的化学稳定性和能满足提高采收率的需求而含氟表面活性剂优热稳定性异的性能使其可以用于三次采油中高温、高盐等2．3高热稳定性条件比较苛刻的环境。在苛刻的