双烷基乙氧基二硫酸酯盐分在油砂上的吸附规律.docxVIP

双烷基乙氧基二硫酸酯盐分在油砂上的吸附规律 双表面活性剂是近年来研究最多的表面活性剂之一，被称为21世纪的下一代表面活性剂。双子表面活性剂分子由两条疏水链、两个亲水基和一个间隔基团组成。与常规单链表面活性剂相比,具有表/界面活性高,水溶性好,抗钙皂分散能力强,与常规表面活性剂复配协同效应好等优点,驱油实验表明其在中低渗油藏提高采收率方面具有良好的应用前景;但其在地层孔隙或油砂上的吸附损失大小则直接影响其驱油效率和驱油成本。因此对其在地层油砂上的吸附规律进行系统研究,不仅可为其矿场应用提供实验依据,而且可弥补目前国内双子表面活性剂在固-液界面吸附研究甚少的不足。 1 实验部分 1.1 双十二烷基丁氧基二硫酸酯钠、双八烷基乙氧基二硫酸酯钠及双八烷基乙氧基二硫酸酯钠 油砂:取自南阳油田下二门区块。 阴离子双子表面活性剂:双十二烷基乙氧基二硫酸酯钠盐(GA12-2-12)、双十二烷基丁氧基二硫酸酯钠盐(GA12-4-12)、双十烷基乙氧基二硫酸酯钠盐(GA10-2-10)及双八烷基乙氧基二硫酸酯钠盐(GA8-2-8),均由长江大学石油工程学院提供。 试剂:十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵、盐酸、氢氧化钠、二氯甲烷、磷酸氢二钠、磷酸钠、氯化钠、溴甲酚绿,均为分析纯。 1.2 实验方法 1 甲基氯化铵溶液 用蒸馏水或氯化钠溶液配制不同浓度的SDS、GA12-2-12、GA12-4-12、GA10-2-10、GA8-2-8、十六烷基三甲基氯化铵溶液,备用。 2 2油砂处理 将不同含油量的油砂分别粉碎,并进行筛分,收取100目以下的细微颗粒油砂烘干,置于干燥器中,备用。 3 ce及对策原则 将油砂和不同浓度表面活性剂溶液按一定的液固比加入100ml带塞锥形瓶中,振摇混匀后密封并置于恒温水浴振荡器中,在实验温度下振荡数小时,如12h或更长时间;待吸附平衡后取出锥形瓶,经高速离心机(8000r/min)离心分离约15min后取上层清液,然后利用两相滴定法测定其中表面活性剂的浓度,此即吸附平衡时液相剩余表面活性剂浓度,记为Ce。 每克油砂所吸附双子表面活性剂的量按如下公式计算: Γ=(Co?Ce)×VmΓ=(Co-Ce)×Vm 式中,Γ为油砂吸附量,mg/g油砂;Co为双子表面活性剂吸附前的浓度,mg/L;Ce为双子表面活性剂吸附后的浓度,mg/L;V为表面活性剂溶液体积,ml;m为油砂的质量,g。 2 结果与讨论 2.1 试验条件的确定 2.1.1 液固比对ga12-2-12吸附量的影响 在保持盐水(10000mg/L)中GA12-2-12的浓度为590mg/L,吸附时间为12h的条件下,实验研究了液固比变化对GA12-2-12吸附量的影响。实验结果如图1所示。 图1结果表明,液固比为30时GA12-2-12吸附量已达11.154mg/g,随后液固比虽有增大,但吸附量仍趋于稳定(吸附已达饱和)。因此取液固比40即可满足吸附实验要求。 2.1.2 时间变化对ga12-2-12吸附量的影响 取液固比40、盐水(10000mg/L)中GA12-2-12浓度为590mg/L,研究了时间变化对GA12-2-12吸附量的影响。实验结果如图2所示。结果表明,经9h恒温振荡后,GA12-2-12在油砂上的吸附量已达11.37mg/g,且不再随时间发生变化。据此取吸附实验时间12h可使吸附达到平衡。 2.2 吸附等温线方程 在液固比为40、吸附时间为12h、实验温度为52.8℃的条件下,研究了GA12-2-12在盐水(10000mg/L)中浓度变化与其在油砂上吸附量间的变化规律,结果如图3所示。并进一步利用线性回归拟合法研究了不同吸附等温线方程或模型对其吸附规律描述的适应性,其计算结果参见表1。 结合图3中Γ-Ce关系曲线变化形态及表1的相关数据可知,GA12-2-12在油砂上的静态吸附规律更符合Langmuir吸附模式。 2.3 ga12-2-12在油砂上的饱和吸附 在相同液固比、吸附时间、温度和油砂的条件下,分别研究了GA12-2-12、单链SDS(十二烷基硫酸钠)在不同矿化度下彼此间的静态吸附量,实验结果如图4和图5所示。 由图4、5可知,无论介质矿化度高低,GA12-2-12在油砂上的饱和吸附量总是低于SDS。其原因是表面活性剂吸附量的大小与其分子截面积及亲水性有关:分子截面积大,亲水性强,则吸附量小。由于双子表面活性剂为双亲水头基,因此其分子截面积及亲水性明显大于单链表面活性剂,所以其吸附量小。在油砂上吸附量低就意味着低的吸附损失,从而为双子表面活性剂实施低剂量(CMC低、表界面活性高)驱油,降低化学驱成本等创造了条件。 2.4 ga12-2-12油砂吸附影响因素研究 2.4.1 单因素对ga12-2-12油砂吸附量的影响 在液固比为40