采油中重烷基苯磺酸鹽的界面性質和驅油機理

馮桂權

（大慶油田化工有限公司技術開發研究院，黑龍江大慶 163453）

采油中重烷基苯磺酸鹽的界面性質和驅油機理

馮桂權

（大慶油田化工有限公司技術開發研究院，黑龍江大慶 163453）

重烷基苯磺酸鹽是一種重要的化學物質，可作為表面活性劑，應用于石油開采作業中。但它的原料組成成分較為復雜，因而在驅油中，將受自身化學物質的限制，呈現差異性驅油效果。為此，為了滿足當前石油開采工作實施要求，應針對重烷基苯磺酸鹽界面性質和驅油機理多樣性特點，進行研究，繼而結合研究結果，提高石油開采作業效率。從重烷基苯磺酸鹽化學性質分析入手，詳細闡述了其界面性質和驅油機理表現的實證研究結果。

采油；重烷基苯磺酸鹽；界面性質；驅油劑

重烷基苯磺酸鹽，作為一種復合型化學物質，是磺化物和烷基苯烷兩種物質經過化學反應作用而形成，它在石油開采中的應用，可在三次采油過程中保證石油質量。因而，為了滿足石油開采要求，應提高對重烷基苯磺酸鹽化學物質使用問題的重視，同時，深入了解其驅油劑使用機理，最終有效改進現代石油開采技術。以下就是對采油中重烷基苯磺酸鹽物質性質表現問題的詳細闡述。

1 重烷基苯磺酸鹽化學性質

為了深入了解重烷基苯磺酸鹽界面性質和驅油機理，應首先探究其化學性質。而由于重烷基苯磺酸鹽屬于磺酸鹽中的一種，因而在石油開采作業中的應用，可很好的降低油與水間界面張力能力，滿足油與水分離需求[1]。同時，從重烷基苯磺酸鹽實際使用角度來看，其也可作為石油開采作業中表面活性劑，而在表面活性劑使用中，其原料成分較為復雜，且受產品組成和形成的影響，表現出產品間驅油性能差異現象，即驅油效果不太理想。

由于重烷基苯磺酸鹽是極強性化合物，因而，在電離作用下，可電離出Na+、[R-C6H4-SO4]。同時，由于重烷基苯磺酸鹽是同系物混合物，因而，其主要由單烷基苯磺酸鹽組成，而[M-Na]負離子是其ESI-質譜圖中離子峰，且每個離子峰組分的摩爾分子量相差14的整倍數，即基于重烷基苯磺酸鹽化學性質全面了解的基礎上，可針對其界面性質和驅油機理進行實證研究。

2 重烷基苯磺酸鹽界面性質和驅油機理實證研究

2.1 實驗部分

首先，在實驗化學試劑和儀器準備過程中，需通過硅膠柱沖洗色譜法，分離重烷基苯，而后獲得二烷基苯、烷基、烯烴、單烷基苯、二烷基茚萘滿、烷基萘、極性物、多苯烷若干個組分，而其中，二烷基茚萘滿含量小于等于20%。同時，基于分離工作完畢的基礎上，應進行磺化實驗反應。即在反應溫度為10℃，SO3∶原料=（0.8～0.9）∶1的基礎上，讓分離得到的組分與液體SO3在二氯乙烷溶液中進行反應作用，且在磺化反應處理期間，注重蒸除溶劑，而后，用NaOH中和磺化產物，并待中和處理后，以石油醚萃取未反應物，最后經乙醇脫鹽處理后，放置于真空干燥，供實驗使用[2]。除此之外，為了實現重烷基苯磺酸鹽界面性質和驅油機理的測定，也應在實驗儀器準備工作中，配備JJ2000A旋轉滴界面張力/接觸角測量儀和數控超級恒溫水浴，就此滿足實驗需求。

其次，在實驗方法選擇過程中，為了滿足實驗需求，應注重運用實驗中配置的JJ2000旋轉滴界面張力/接觸角測量儀，測定瞬時界面張力。然后，在界面張力測定后，配置水相，而水相由已經分離出的各族組分，即二烷基苯、烷基、烯烴、單烷基苯等組成。同時，為了保障原油質量和礦化水質量，在實證研究過程中，采用了全國著名油田中高質量的原油，且注重設定原油的平衡張力為120min后的測定值，而在測定值實際測定期間，保證儀器的旋轉速率為3 000r/min，同時，其時間為120min，實驗環境溫度為45℃，就此保障瞬時界面張力界定結果的精準性。除此之外，在實際測定期間，為了符合實驗條件，也應在實驗過程中，將各個體系的表面活性劑總濃度控制在0.1%，而Na2CO3濃度為0.6%，由此獲取實驗測定結果，探究重烷基苯磺酸鹽界面性質和驅油機理的具體表現[3]。

再次，在重烷基苯磺酸鹽實驗測定期間，應結合1976年，Cayias等所提出的等效烷烴數EACN概念，針對重烷基苯磺酸鹽油相進行測定，同時，注重在實際測定過程中，采取長鏈單烷基苯磺酸鹽測定方式，測定等效烷烴數在10左右的實驗對象，最終確定實驗各個體系中所呈現的界面張力，達到最佳的物質探究狀態。

2.2 實驗結果

2.2.1 界面性質

經過120min原油與礦化水測定結果可知，本次實驗中，各個體系礦化度均在0～10g/L之間，同時，若將其礦化度按照由高到低的順序排列，那么其界面張力測定結果均在5g/L以上，而各組分磺酸鹽界面張力由高到低的排列順序為：二烷基苯磺酸鹽、多苯烷磺酸鹽、單烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽，其中，當烷基萘磺酸鹽達到平衡狀態時，其界面張力將達到10-2mN/m。即經實驗研究可知，重烷基苯磺酸鹽界面張力數值較大，因而，在將重烷基苯磺酸鹽與礦化水混合時，如若其界面張力過高，那么將呈現出不易稀釋的問題，同時，此時重烷基苯磺酸鹽、原油成分多，而礦化水成分較少，繼而降低了重烷基苯磺酸鹽在采油作業中優勢的發揮。因此，為了更好的滿足石油開采作業實施需求，應針對重烷基苯磺酸鹽界面性質，調整重烷基苯磺酸鹽各個組分，最終以科學的原料成分控制方式，提高其親水能力，并更好的發揮重烷基苯磺酸鹽油與水分離能力[4]。

除此之外，在實驗研究中發現，當重烷基苯磺酸鹽作為采油中表面活性劑使用時，若其體系達到HLB平衡，那么其原油/水界面將呈現出超低的界面張力表現狀態，因而，在表面活性劑實際使用過程中，可通過對不同HLB值組分的調節，提高表面活性劑作用效果。

2.2.2 驅油機理

經實驗研究可知，重烷基苯磺酸鹽的驅油機理主要表現在以下幾個方面：

第一，由于重烷基苯磺酸鹽驅油機理與其界面性質表現出相輔相成的關系，因而，在其驅油機理探究過程中，判斷了界面大小對驅油效果的具體影響，而后發現，若重烷基苯磺酸鹽中正構烷烴碳數增加，那么其界面張力將隨之增大，同時，親水能力也將有所改善。因而，在重烷基苯磺酸鹽驅油能力發揮過程中，應提高對此問題的重視程度，就此在石油開采作業中，達到最佳的驅油作業狀態[5]；

第二，當重烷基苯磺酸鹽界面濃度達到最大值時，其作為表面活性劑，將表現出水與油界面的最佳處理效果。即同時兼具親水性、親油性。同時，如若石油開采中原油接近EACN值，那么其親水性、親油性將表現出平衡的狀態，因而，在其驅油作用發揮時，應結合具體的驅油機理；

第三，如若重烷基苯磺酸鹽nminj值＞原油EACA值，那么其將表現出最佳的親油性狀態，因而，在實際采油作業中，若遇到三次采油的情況，可加入一定的LAS，改善重烷基苯磺酸鹽驅油性能，同時，通過復配方式，增強重烷基苯磺酸鹽使用效果[6]。

3 重烷基苯磺酸鹽驅油劑實際應用性能

就當前的現狀來看，在重烷基苯磺酸鹽驅油劑實際使用中，中試驅油劑效果最佳，因而，在石油開采工作中，應強化對其的應用，同時，為了增強驅油劑的原油/地層水界面張力性能，可向驅油劑中適當加入堿劑，繼而利用堿劑，讓原油/地層水界面張力降至標準化狀態，即達到10-3mN/m，由此達到最佳的石油開采作業效果。例如，大慶、遼河、蘇北等地區，在采油工作中，均使用了中試驅油劑。即在當前油田產業可持續發展中，重烷基苯磺酸鹽驅油劑的應用，可提升采油中驅油作業效率，因而在實際工作期間，為了達到最佳的作業狀態，同時保障原油質量，應強調對中試驅油劑良好性能的發揮，最終打造一個良好的油田開采環境。

4 結束語

綜上所述，基于石油開采行業逐漸發展背景下，驅油作業問題逐漸引起了人們關注。因而在此基礎上，為了滿足采油工作中驅油作業標準，應深入了解重烷基苯磺酸鹽界面性質和驅油機理，繼而基于重烷基苯磺酸鹽驅油機理了解的基礎上，通過對其原料組成成分等的合理調整，增強其驅油效果。例如，通過中試驅油劑的應用，提高采油工作中驅油劑驅油效率，達到高質量原油開采效果。

[1] 唐麗，劉曉臣，牛金平，等.二烷基苯磺酸鹽與重烷基苯磺酸鹽復配體系的界面性能[J].印染助劑，2015，12（02）：14-17.

[2] 金釗，劉雙喜，尚濱.重烷基苯磺酸鹽的界面性質和驅油機理[J].化工管理，2015，40（31）：200.

[3] 楊勇，李晶.重烷基苯磺酸鹽與石油磺酸鹽復配弱堿體系性能研究[J].長江大學學報（自科版），2015，41（31）：30-33；4.

[4] 李杰，田嵐，吳文祥，等.磺酸鹽型低聚表面活性劑的合成研究進展[J].化工進展，2013，12（06）：1385-1394.

[5] 趙修太，陳立峰，彭緒勇，等.驅油用磺酸鹽表面活性劑的研究進展[J].化學研究，2012，13（03）：106-110.

[6] 李建波，胡正海，張莉梅，等.化學驅油用表面活性劑合成及性能研究進展[J].精細與專用化學品，2014，20（10）：42-47.

The Interfacial Properties of Heavy Alkylbenzene Sulfonate in Oil Production and oil Displacement Mechanism

Feng Gui-quan

Heavy alkylbenzene sulfonate，which is a kind of important chemicals，can be used as surfactants used in oil drilling operation.But its raw material composition is more complex，therefore，in the oil displacement，will be limited by its own chemical substances，showing a different oil displacement effect.Therefore，in order to meet the current oil exploitation work of implementation requirements，should be aimed at the research of heavy alkylbenzene sulfonates interfacial properties and characteristics of the mechanism of oil flooding，diversity，and then combined with the research results，to improve oil production efficiency.Analysis of heavy alkylbenzene sulfonate chemical properties，and expounds the results of empirical research the interfacial properties and mechanism of oil displacement performance.

oil production；heavy alkylbenzene sulfonate；interfacial properties；oil displacement agent

TE39

A

1003-6490（2016）11-0015-02

2016-11-19

馮桂權（1981—），男，黑龍江大慶人，工程師，主要從事技術開發。