有机阴离子对阳离子双子表面活性剂溶液黏温性能的影响.pdf

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1、2012年l1月刘明书等．有机阴离子对阳离子双子表面活性剂溶液黏温性能的影响25有机阴离子对阳离子双子表面活性剂溶液黏温性能的影响刘明书，唐善法。，方飞飞，黄嵘，田磊(1．长江大学石油工程学院，荆州434023；2．长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室，荆州434023)[摘要]研究了阳离子双子表面活性剂Gc一18的黏度与浓度的关系，考察了有机阴离子添加剂水杨酸钠和阴离子双子表面活性剂对GC一18溶液黏温性的影响。GC一18溶液的黏度随浓度的增加而升高。水杨酸钠浓度增加，GC一18溶液的黏度先增加后降低。阴离子双

2、子表面活性剂的加入可明显改善GC一18溶液的黏温性，且阴离子双子表面活性剂的浓度越高、烷基链越长，对GC—l8溶液的黏温性影响越大。水杨酸钠与阴离子双子表面活性剂对阳离子双子表面活性剂有协同增黏作用，低温下协同增黏效果明显。温度升高导致双子表面活性剂溶液中聚集体结构改变的问题，不能通过提高混合溶液中各组分的浓度来解决。[关键词]双子表面活性剂黏温性水杨酸钠复配体系表面活性剂具有亲水基团和长链疏水基团，当2结果与讨论表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，疏水基长链2．1GC一18溶液浓度对其黏度的影响伸入水相，使表面活

3、性剂分子聚集。由于带电基在温度30℃和剪切速率6S的条件下，阳离团的强烈排斥作用，大多数离子型表面活性剂在溶子双子表面活性剂GC一18溶液黏度随浓度的变液中只能形成球型胶束，溶液的黏度很小。加入化关系如图1所示。在质量浓度小于0．2g／L时，反离子可以使体系电荷平衡、压缩胶束结构，最终溶液的黏度较低，近似于水的黏度；当质量浓度超使胶束成长至一定程度并相互缠结在一起，溶液过0．2eL时，溶液黏度上升较。其原因可能是的黏度增大，表现出较好的黏温性能。浓度增大，双子表面活性剂在溶液中易形成长的线对表面活性剂黏温性的研究

4、通常集中于单烷状胶束，线状胶束之间的相互缔合、缠绕，在溶液中烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂。与单形成网状结构，从而大幅增加溶液的黏度o。链表面活性剂相比，双子表面活性剂有两个通过连接基团连接在一起的离子头基，具有更低的临界胶束浓度，在低浓度时即可形成曲率较小的∞●c。胶束结构，增黏效果更明显。＼本研究以水杨酸钠和阴离子双子表面活性剂为代表，考察有机阴离子对阳离子双子表面活性剂GC一18黏温性的影响，以期为阳离子双子表面活性剂作为黏性流体在清洁压裂液及提高采收质量浓度／g·L。率用驱油体系中的应用提供实验依据

5、。图1GC一18溶液黏度与浓度的关系曲线1实验部分2．2水杨酸钠浓度对GC一18溶液黏度的影响1．1试剂和仪器固定GC一18质量浓度为0．2L，考察水杨水杨酸钠，分析纯，天津市福晨化学试剂厂；阴离子双子表面活性剂GA一10，GA一12，GA一14，阳离子双子表面活性剂GC一18，自制，收稿日期：2012—09—10。作者简介：刘明书，本科在读，目前参与阴离子双子表面活性长江大学石油工程学院提供，数字表示烷基链碳剂清洁压裂液方面的研究工作。原子数。基金项目：国家大学生创新实验计划项目“阴离子双子表面活性剂用于清洁压

6、裂液的研究”(111048920)资助。PhysicaMCR301流变仪，德国AntonPaar公司。细石油化工进展ADVA第13_卷第ll期26ANCESINFINEPETROCHEMICALS酸钠浓度对GC一18溶液黏度的影响，实验温度由图3可看出，GA一12可大幅度提高为30，剪切速率为170S～，结果见图2。GC一18溶液的黏度，且增黏效果优于水杨酸钠，其原因是在阴、阳离子表面活性剂复配体系中，由于阴、阳离子表面活性剂相互作为反离子发生更∽●加强烈的结合，更易形成棒状胶束。相同温度毫＼下，随着GA一12浓

7、度增加，GC一18溶液的黏度不断增加；GA一12浓度不变时，复配体系的黏度随温度的升高存在一极限温度，此时溶液黏度最大，且GA一12的浓度越高，此极限温度越高；当温度超过极限温度后，溶液黏度迅速下降。这是质量浓度／g·L因为当温度刚升高时，溶液中囊泡和双层膜状胶图2水杨酸钠浓度对GC一18溶液黏度的影响束逐渐向蠕虫状或线状胶束转化，胶束之间缠结由图2可看出，随着水杨酸钠浓度增加，形成网络结构，导致溶液的黏度增大；温度继续升GC—l8溶液黏度先急剧上升，在水杨酸钠质量浓高到一定值时，囊泡等胶束全部转化为线状胶束，度

8、为0．2g／L附近达到最大值(约20mPa·s)；之则溶液黏度达最大；当温度上升过高时，溶液中的后随着水杨酸钠浓度增加，溶液黏度快速下降。线状胶束又逐渐向其他形状胶束如球形胶束转出现这种现象的原因是水杨酸钠与阳离子表面活变，使得溶液黏度不断下降J。性剂头基所带电性相反，阴离子水杨酸根与2．3．2阴离子双子表面活性剂烷基长度的影响GC一18阳离子强烈结合，形成线型柔性棒状胶