采油中重烷基苯磺酸盐的界面性质和驱油机理

冯桂权

（大庆油田化工有限公司技术开发研究院，黑龙江大庆 163453）

采油中重烷基苯磺酸盐的界面性质和驱油机理

冯桂权

（大庆油田化工有限公司技术开发研究院，黑龙江大庆 163453）

重烷基苯磺酸盐是一种重要的化学物质，可作为表面活性剂，应用于石油开采作业中。但它的原料组成成分较为复杂，因而在驱油中，将受自身化学物质的限制，呈现差异性驱油效果。为此，为了满足当前石油开采工作实施要求，应针对重烷基苯磺酸盐界面性质和驱油机理多样性特点，进行研究，继而结合研究结果，提高石油开采作业效率。从重烷基苯磺酸盐化学性质分析入手，详细阐述了其界面性质和驱油机理表现的实证研究结果。

采油；重烷基苯磺酸盐；界面性质；驱油剂

重烷基苯磺酸盐，作为一种复合型化学物质，是磺化物和烷基苯烷两种物质经过化学反应作用而形成，它在石油开采中的应用，可在三次采油过程中保证石油质量。因而，为了满足石油开采要求，应提高对重烷基苯磺酸盐化学物质使用问题的重视，同时，深入了解其驱油剂使用机理，最终有效改进现代石油开采技术。以下就是对采油中重烷基苯磺酸盐物质性质表现问题的详细阐述。

1 重烷基苯磺酸盐化学性质

为了深入了解重烷基苯磺酸盐界面性质和驱油机理，应首先探究其化学性质。而由于重烷基苯磺酸盐属于磺酸盐中的一种，因而在石油开采作业中的应用，可很好的降低油与水间界面张力能力，满足油与水分离需求[1]。同时，从重烷基苯磺酸盐实际使用角度来看，其也可作为石油开采作业中表面活性剂，而在表面活性剂使用中，其原料成分较为复杂，且受产品组成和形成的影响，表现出产品间驱油性能差异现象，即驱油效果不太理想。

由于重烷基苯磺酸盐是极强性化合物，因而，在电离作用下，可电离出Na+、[R-C6H4-SO4]。同时，由于重烷基苯磺酸盐是同系物混合物，因而，其主要由单烷基苯磺酸盐组成，而[M-Na]负离子是其ESI-质谱图中离子峰，且每个离子峰组分的摩尔分子量相差14的整倍数，即基于重烷基苯磺酸盐化学性质全面了解的基础上，可针对其界面性质和驱油机理进行实证研究。

2 重烷基苯磺酸盐界面性质和驱油机理实证研究

2.1 实验部分

首先，在实验化学试剂和仪器准备过程中，需通过硅胶柱冲洗色谱法，分离重烷基苯，而后获得二烷基苯、烷基、烯烃、单烷基苯、二烷基茚萘满、烷基萘、极性物、多苯烷若干个组分，而其中，二烷基茚萘满含量小于等于20%。同时，基于分离工作完毕的基础上，应进行磺化实验反应。即在反应温度为10℃，SO3∶原料=（0.8～0.9）∶1的基础上，让分离得到的组分与液体SO3在二氯乙烷溶液中进行反应作用，且在磺化反应处理期间，注重蒸除溶剂，而后，用NaOH中和磺化产物，并待中和处理后，以石油醚萃取未反应物，最后经乙醇脱盐处理后，放置于真空干燥，供实验使用[2]。除此之外，为了实现重烷基苯磺酸盐界面性质和驱油机理的测定，也应在实验仪器准备工作中，配备JJ2000A旋转滴界面张力/接触角测量仪和数控超级恒温水浴，就此满足实验需求。

其次，在实验方法选择过程中，为了满足实验需求，应注重运用实验中配置的JJ2000旋转滴界面张力/接触角测量仪，测定瞬时界面张力。然后，在界面张力测定后，配置水相，而水相由已经分离出的各族组分，即二烷基苯、烷基、烯烃、单烷基苯等组成。同时，为了保障原油质量和矿化水质量，在实证研究过程中，采用了全国著名油田中高质量的原油，且注重设定原油的平衡张力为120min后的测定值，而在测定值实际测定期间，保证仪器的旋转速率为3 000r/min，同时，其时间为120min，实验环境温度为45℃，就此保障瞬时界面张力界定结果的精准性。除此之外，在实际测定期间，为了符合实验条件，也应在实验过程中，将各个体系的表面活性剂总浓度控制在0.1%，而Na2CO3浓度为0.6%，由此获取实验测定结果，探究重烷基苯磺酸盐界面性质和驱油机理的具体表现[3]。

再次，在重烷基苯磺酸盐实验测定期间，应结合1976年，Cayias等所提出的等效烷烃数EACN概念，针对重烷基苯磺酸盐油相进行测定，同时，注重在实际测定过程中，采取长链单烷基苯磺酸盐测定方式，测定等效烷烃数在10左右的实验对象，最终确定实验各个体系中所呈现的界面张力，达到最佳的物质探究状态。

2.2 实验结果

2.2.1 界面性质

经过120min原油与矿化水测定结果可知，本次实验中，各个体系矿化度均在0～10g/L之间，同时，若将其矿化度按照由高到低的顺序排列，那么其界面张力测定结果均在5g/L以上，而各组分磺酸盐界面张力由高到低的排列顺序为：二烷基苯磺酸盐、多苯烷磺酸盐、单烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐，其中，当烷基萘磺酸盐达到平衡状态时，其界面张力将达到10-2mN/m。即经实验研究可知，重烷基苯磺酸盐界面张力数值较大，因而，在将重烷基苯磺酸盐与矿化水混合时，如若其界面张力过高，那么将呈现出不易稀释的问题，同时，此时重烷基苯磺酸盐、原油成分多，而矿化水成分较少，继而降低了重烷基苯磺酸盐在采油作业中优势的发挥。因此，为了更好的满足石油开采作业实施需求，应针对重烷基苯磺酸盐界面性质，调整重烷基苯磺酸盐各个组分，最终以科学的原料成分控制方式，提高其亲水能力，并更好的发挥重烷基苯磺酸盐油与水分离能力[4]。

除此之外，在实验研究中发现，当重烷基苯磺酸盐作为采油中表面活性剂使用时，若其体系达到HLB平衡，那么其原油/水界面将呈现出超低的界面张力表现状态，因而，在表面活性剂实际使用过程中，可通过对不同HLB值组分的调节，提高表面活性剂作用效果。

2.2.2 驱油机理

经实验研究可知，重烷基苯磺酸盐的驱油机理主要表现在以下几个方面：

第一，由于重烷基苯磺酸盐驱油机理与其界面性质表现出相辅相成的关系，因而，在其驱油机理探究过程中，判断了界面大小对驱油效果的具体影响，而后发现，若重烷基苯磺酸盐中正构烷烃碳数增加，那么其界面张力将随之增大，同时，亲水能力也将有所改善。因而，在重烷基苯磺酸盐驱油能力发挥过程中，应提高对此问题的重视程度，就此在石油开采作业中，达到最佳的驱油作业状态[5]；

第二，当重烷基苯磺酸盐界面浓度达到最大值时，其作为表面活性剂，将表现出水与油界面的最佳处理效果。即同时兼具亲水性、亲油性。同时，如若石油开采中原油接近EACN值，那么其亲水性、亲油性将表现出平衡的状态，因而，在其驱油作用发挥时，应结合具体的驱油机理；

第三，如若重烷基苯磺酸盐nminj值＞原油EACA值，那么其将表现出最佳的亲油性状态，因而，在实际采油作业中，若遇到三次采油的情况，可加入一定的LAS，改善重烷基苯磺酸盐驱油性能，同时，通过复配方式，增强重烷基苯磺酸盐使用效果[6]。

3 重烷基苯磺酸盐驱油剂实际应用性能

就当前的现状来看，在重烷基苯磺酸盐驱油剂实际使用中，中试驱油剂效果最佳，因而，在石油开采工作中，应强化对其的应用，同时，为了增强驱油剂的原油/地层水界面张力性能，可向驱油剂中适当加入碱剂，继而利用碱剂，让原油/地层水界面张力降至标准化状态，即达到10-3mN/m，由此达到最佳的石油开采作业效果。例如，大庆、辽河、苏北等地区，在采油工作中，均使用了中试驱油剂。即在当前油田产业可持续发展中，重烷基苯磺酸盐驱油剂的应用，可提升采油中驱油作业效率，因而在实际工作期间，为了达到最佳的作业状态，同时保障原油质量，应强调对中试驱油剂良好性能的发挥，最终打造一个良好的油田开采环境。

4 结束语

综上所述，基于石油开采行业逐渐发展背景下，驱油作业问题逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了满足采油工作中驱油作业标准，应深入了解重烷基苯磺酸盐界面性质和驱油机理，继而基于重烷基苯磺酸盐驱油机理了解的基础上，通过对其原料组成成分等的合理调整，增强其驱油效果。例如，通过中试驱油剂的应用，提高采油工作中驱油剂驱油效率，达到高质量原油开采效果。

[1] 唐丽，刘晓臣，牛金平，等.二烷基苯磺酸盐与重烷基苯磺酸盐复配体系的界面性能[J].印染助剂，2015，12（02）：14-17.

[2] 金钊，刘双喜，尚滨.重烷基苯磺酸盐的界面性质和驱油机理[J].化工管理，2015，40（31）：200.

[3] 杨勇，李晶.重烷基苯磺酸盐与石油磺酸盐复配弱碱体系性能研究[J].长江大学学报（自科版），2015，41（31）：30-33；4.

[4] 李杰，田岚，吴文祥，等.磺酸盐型低聚表面活性剂的合成研究进展[J].化工进展，2013，12（06）：1385-1394.

[5] 赵修太，陈立峰，彭绪勇，等.驱油用磺酸盐表面活性剂的研究进展[J].化学研究，2012，13（03）：106-110.

[6] 李建波，胡正海，张莉梅，等.化学驱油用表面活性剂合成及性能研究进展[J].精细与专用化学品，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

冯桂权（1981—），男，黑龙江大庆人，工程师，主要从事技术开发。