Page 17 - 《精细化工》2020年第4期

第 4 期 李应成，等: 国内外强化采油用表面活性剂研究进展 ·651·

活性剂的亲油、亲水性能以及耐温抗盐性能，从而 的极大关注。寡聚表面活性剂是三聚、四聚等低聚
获得驱油所需的界面性能。大连理工大学也研究了 表面活性剂。
Guerbet 表面活性剂 [18-19] 。总体来看，Guerbet 表面
活性剂界面性能较为优良，但由于具有两个长的疏
水链，因而，其生物降解性比单碳链表面活性剂要
差。此外，奥斯汀大学最近还报道了短链阴非离子
表面活性剂 [20] ，其本质是将常规长链脂肪醇或烷基
酚换成短链脂肪醇或酚，从而拓宽原料来源。加州
理工学院 [21] 研究了支化的丙氧基醚硫酸酯盐，中石
油 [22] 、中石化 [23] 先后进行了脂肪族阴-非离子表面活
性剂的研究，如脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐/羧酸盐、

脂肪酸聚氧乙烯醚磺酸盐/羧酸盐、脂肪胺聚氧乙烯 A—传统表面活性剂；B—双子表面活性剂

醚磺酸盐/羧酸盐等。结果显示，其具有优异的耐温 图 1 表面活性剂结构示意图
抗盐性能及界面性能，其中，芳香族阴-非离子表面 Fig. 1 Schematic diagram of surfactant structure
活性剂结构如下所示：
LIU 等 [26] 介绍了具有如下结构的双子表面活性
剂的性能。结果表明，结构参数为 C 8 C 2 C 8 到 C 8 C 6 C 8
的双子表面活性剂，随着表面活性剂间隔基长度的
增加，CMC 逐渐减小，界面吸附效率逐渐提高。间

–4
隔基由 C 2 增长到 C 6 时，CMC 从 5×10 mol/L 降低
中国石化上海石油化工研究院于 2011 年采用 到 6×10 mol/L，界面吸附效率 pC 20 从 4.32 增加到
–5
烷基芳基醚羧酸/磺酸盐阴-非离子表面活性剂（见上 5.28。
4
式），在温度 65 ℃，矿化度高达 8.1×10 mg/L 的
NaCl，二价阳离子高达 2100 mg/L 的中原油田 M15
区块进行了表面活性剂-空气泡沫复合驱井组实验。
结果表明，采出液中原油的重质组分含量增加，从
而证明该表面活性剂在高盐油藏的有效性。至 2018
年，提高采收率 9.40%。EI-SUKKARY 等 [24] 报道了
胺醚羧酸盐表面活性剂的制备及性质。碳链长度为 GAO 等 [27] 研究了硫酸酯阴离子双子表面活性
C14 和 C16 的胺醚羧酸盐耐钙离子达到 2772 mg/L。 剂（结构式如下所示），其疏水碳链的长度从 C14
国际著名学者 POPE [25] 认为，烷基醚磺酸盐类表面 到 C23，连接基为 C 2 到 C 4 。该双子表面活性剂耐盐、
活性剂及含支链的大疏水基等阴-非离子表面活性剂 耐二价阳离子能力很强。在高达 20%NaCl 及
耐温可达 120 ℃，并且可耐高盐。例如：在质量分数 5%CaCl 2 的溶液中，没有出现浑浊、分相等现象，
为 4.0%的盐水中界面张力能够达到 0.001 mN/m。 显示了良好的水溶液稳定性。C18-4-C18 在质量分
总体来看，阴-非离子表面活性剂具有优异的耐 数为 20%NaCl 溶液中可将油水的界面张力降低到
盐性能。其耐盐性能取决于聚醚链段的聚合度。聚 0.001 mN/m，C20-4-C20 在质量分数为 4%CaCl 2 溶
合度越高，耐盐性能越佳。耐温性取决于构筑表面 液中将油水界面张力降低至 0.001 mN/m 以下。
活性剂分子的化学键结构，醚键、酰胺键相对比较
稳定，而酯键水热稳定性相对较差，如阴-非硫酸
[5]
酯盐适用温度一般不超过 60 ℃ ，而阴-非磺酸
盐、阴-非羧酸盐可用于高温高盐化学驱。
2.2 双子及寡聚表面活性剂
双子表面活性剂是一个带有两个疏水链、两个

离子基团和一个桥联基团的特殊结构的表面活性
剂，其结构类似两个普通表面活性剂通过一个桥梁 作者同时认为，疏水基长度及间隔基对界面张
联结在一起，常见的桥联基团是柔性基团，如图 1 力及静态吸附密度有系统的影响。当疏水基链长增
所示。双子表面活性剂不仅具有极高的表面活性， 大时，表面活性剂分子变得更加亲油，更倾向于在
而且具有很低的 Krafft 点等优点，因而引起了人们 界面吸附，从而降低油水界面张力。