Page 18 - 《精细化工》2020年第4期
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·652·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

                                                                 –5
                 ZANA [28] 及 KAMAL [29] 综述了不同结构的双子             10 mol/L)。在 30~90  ℃，矿化度 20000~120000 mg/L，
            及齐聚表面活性剂及其界面性能。作者认为，双子                             表面活性剂质量分数为 0.05%~0.3%时，油水界面张

                                           –5
            及齐聚表面活性剂 CMC 可低至 10  mol/L 数量级，                    力均可达到 0.001 mN/m 超低值。岩心驱替结果表
            并具有良好的润湿性、泡沫性及界面活性。在室内                             明，采用弱碱三元复合驱或表面活性剂-聚合物复合
            物模实验中通过注入双子表面活性剂 C12-2-  C12，                      驱，可比水驱后采收率提高 20%~24%OOIP（原油
            可以提高原油采收率达 39%。                                    原始地质储量）。齐丽云等           [33] 以天然油脂衍生的脂肪
                 总体来看，双子及寡聚表面活性剂不仅具有耐                          酸为原料两步法合成了长烷基链甜菜碱表面活性
            盐性，还具有超高的界面活性。其界面活性与连接                             剂，两步产率分别为 96.4%和 88.3%。由于该反应
            基长度密切相关。当连接基碳链长度从 C2 提高到                           原料脂肪酸来源较常规化石来源更为廉价，因此生
            C6 时，由于间隔基的柔性增加，提高了疏水碳链的                           产成本降低。
            相互作用，从而使其 CMC 下降              [28] 。双子及寡聚表             总的来说，甜菜碱表面活性剂界面活性高，耐
            面活性剂由于具有超低的 CMC 及超高的界面活性，                          温抗盐性能优异，但主要缺点是无论在砂岩油藏还
            从而为高温高盐油田及高含水老油田化学驱提供了                             是碳酸盐岩油藏，由于甜菜碱表面活性剂与油藏静
            技术支撑。但鉴于成本问题，该类表面活性剂至今                             电作用比较强，导致吸附量非常高                [34-35] 。尽管国内
            并未见大规模工业应用的报道。                                     曾采用甜菜碱表面活性剂进行了化学驱的现场应
            2.3    甜菜碱型两性表面活性剂                                 用，但采出液分析结果表明，基本未检测到注入的
                 甜菜碱型表面活性剂分子中既有阴离子亲水基                          表面活性剂。因此，如何降低甜菜碱表面活性剂的
            又有阳离子亲水基，故呈现出两性，其结构式如下：                            吸附量，是今后亟需解决的技术难题。
                                                               2.4    高分子表面活性剂
                                                                   高分子表面活性剂是由具有表面活性的单体聚
                                                               合而成，包括无规、嵌段高分子表面活性剂。由于

                                                               其兼具聚合物和表面活性剂的优点，可避免色谱分
                 根据分子结构的不同，常见的甜菜碱型表面活                          离及相分离，以及具有一定的乳化能力，因而引起
            性剂主要有：烷基甜菜碱、烯基甜菜碱、芳基甜菜                             广泛关注。
            碱等。其主要优点是抗盐能力强、耐多价阳离子的                                 CAO 等  [36] 基于羧甲基纤维素和烷基聚氧乙烯
            性能好，可用于高矿化度、较高温度的油层驱油；                             丙烯酸合成了一系列新型高分子表面活性剂。在加
            并具有良好的生物降解性            [3-4] 。                     入碱的条件下，可将大庆原油与水的界面张力降低
                 大连理工大学研究了 Guerbet 甜菜碱与大庆原                     到 0.01 mN/m 左右。ELRAIES 等     [37] 采用甲酯磺酸钠
            油的动态界面性能         [19] 。其表面活性剂结构式如下：                （SMES）与丙烯酰胺共聚，将磺酸基嫁接到聚合物
                                                               骨 架上得 到高 分子表 面活 性剂聚 甲酯 磺酸 盐
                                                               （PMES）。甲酯磺酸钠和丙烯酰胺单体物质的量之
                                                               比为 1∶0.5 时合成了 PMES，在 90  ℃、质量分数
                                                               为 0.4%时，其溶液运动黏度为 2.533 mm/s。当 PMES
                 结果表明，当该表面活性剂分子结构中乙氧基                          质量分数提高到 0.7%时，其溶液运动黏度达到
            个数较少（3~5）时，其具有超高的界面性能，可将                           5.124 mm/s，明显高于测试原油的黏度(1.654 mm/s)。
                                –3
            油水界面张力降至 10  mN/m 数量级。                             考虑到技术经济性，作者采用 PMES 质量分数为
                 中国石油大学的 LI 等        [30] 分别采用十六烷基二            0.4%作为研究对象。结果表明，随着溶液中 PMES
            甲基羟磺基甜菜碱在无碱条件下，在质量分数为                              质量分数的增加，油水界面张力明显降低，表明该
            0.003%~0.1%和 0.005%~0.1%时可以分别降低胜利                  高分子表面活性剂可以有效在油水界面吸附和聚
            油 田孤东、 孤岛区块 油水动态 界面张力 至                            集。ELRAIES   [38] 研究结果还表明，随着 Na 2 CO 3 的
            0.001 mN/m 超低值；采用十六烷基二甲基羧甲基甜                       加入，上述高分子表面活性剂 PMES 吸附量显著下
            菜碱，在质量分数为 0.005%~0.1%内可以降低胜坨                       降。实验中采用 Berea 砂岩，岩心采用 9990  mg/L
            原油-水界面张力至 0.001  mN/m 超低值。东北石油                     的盐水饱和，当 Na 2 CO 3 -PMES(APS)质量分数分别
            大学的 XIA 等人     [31] 通过微观可视驱油实验，研究了                 为 0.6%和 1.0%，注入量为 0.5  PV 时，采收率分别
            甜菜碱对于聚驱后残余油的驱替机理并证实甜菜碱                             提高 16.2%和 20.7%。
            可以提高采收率。 ZHANG 等          [32] 研究了羟丙基磺基甜               TANG 等  [39-40] 将羧基、磺酸基引入聚丙烯酰胺
            菜碱，表明此甜菜碱具有低的临界胶束浓度(4.74×                          中制得功能化高分子表面活性剂，其水溶液与大庆
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