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发布时间:2013-11-15 12:57:45  

表面活性剂化学 Surfactant Chemistry
主 讲:宋昭峥 Tel:89733372(O)

Email:song@cup.edu.cn

冰淇淋是我们最喜爱的食物;有了洗涤剂我 们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂, 这两样东西都不会有。这真是太可悲了。 但是,如果真的没有了表面活性剂,也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表 面活性剂,人也没有了。 ——英国著名界面化学家Ckint

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香水

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表面活性剂化学

1 消毒杀菌

食品加工 印染 金属加工 电镀

2 腈纶匀染剂
3 抗静电剂

4 矿物浮选剂
5 相转移催化剂 6 织物柔软剂

采矿
石油工业 国防工业
2013-11-15 10 表面活性剂化学

表面活性剂在油田中的应用
勘探、钻井、采油、调剖堵水、酸化、防砂、 井筒处理、原油脱水处理,集输,油田水 处理等。

一、表面活性剂驱
1.聚合物驱油 2.表面活性剂驱 3.碱驱 4.复合驱(二元、三元)化学驱

二、润湿剂吸附固体表面的影响
1固体表面的润湿性质

图3-43 表面活性剂疏水基直接吸附于固体上的吸附图像随浓度增加而变化的示意

图3-44 癸基甲基亚砜水溶液在石墨上的接触角【77】

2 改变固体质点在液体中的分散性质

图 C12H25SO4NH2.HCl-炭黑-水体系的吸附与分散曲线

3.润湿剂在原油开采中的应用 3.1润湿剂在活性水驱油中的应用

图5—37 活性水驱油原理

3.2润湿剂在原油集输中的应用

图5-38 润湿剂降阻原理示意图

3.3润湿剂在油井堵水中的应用

图5—39 阳离子表面活性剂的反润湿作用示意图

三、微乳液驱 由于地层中岩砂表面粘附了石油,不易被水润湿,故残油不易 为水所驱出,如图6—15所示。在喉径(即细毛细管)中残存的油很难

被水带出。

图 6-15 陷留在小喉径中的油珠

图6-16 水驱动油珠的模型

当油珠进入喉径时,就会产生贾敏现象。

四、泡沫
1.泡沫钻井液
中低压油气层:采用具有低密度低压力的泡钻井液,泡沫的细 小紧密结构所形成的粘滞性,使其具有良好的携带钻屑的能力,

不仅有利于发现油层和保护油层,还能有效地防止钻井液漏失,
显著提高钻井速度。

2、泡沫酸化压裂液(泡沫酸) ? 泡沫用于油气井增产具有滤失率低,粘度适当,悬浮力强,用 量少对地层伤害小,反排性好等优点。泡沫酸是用发泡剂使气

体分散在酸溶液中,形成的气—液分散体系。
? 泡沫酸化压裂产生裂缝的能力较大,裂缝导流能力好,酸化半 径大,适合

于厚度大的碳酸盐岩油层,也适合于重复酸化的老 井和水敏性地层。

3.泡沫在气井排水中的应用
? 地层水和凝析油不断伴随天然气进入井筒,如果气体有足够的能量,它能 把进入井筒的液体带到地面,在井底不产生积液。 ? 在天然气开采中后期,由于气量不足或产层的液体较多,气体不能把水和 凝析油完全带到地面,在井底和井筒内产生积液,如不及时排出,则产生 回压,同时使井壁附近产层的渗透性变坏,造成天然气产量急剧下降,有 的甚至被水淹停产。 ? 泡沫排水,就是定期向气井内注入一定数量的起泡剂,内积液和起泡剂在 天然气的搅拌下,生成大量泡沫,由于泡沫的密度低使原有的气—液两相

空间分布和垂直流动状态发生了很大的变化,大大减轻了液体滑脱作用,
增大了气流举液能力。在较低的气流速度下井底积液即可以泡沫的形态被 携至地面,从而使井底回压降低,天然气产量增加。

4.泡沫冲砂洗井

用泡沫流体作为低压漏失油井的冲砂、洗井和替喷等作业液,
其优点是:①可通过调整泵入油井的气—液比或井口回压, 控制井下泡沫密度,实现负压作业,防止漏失;②可疏通被 堵塞的喉道和射孔孔眼,促使产层流通,具有解堵效果;⑧ 因泡沫有粘滞性,有良好的携带固体颗粒的能力,可大大改 善净化井眼的效果。

5.泡沫驱

5)泡沫驱油

图7—21 CO2泡沫驱油过程示意图

6.泡沫水泥固井
泡沫水泥:就是在水泥浆中加入一定量的发泡剂和泡沫稳定剂,

再混入或通入一定量的气体,并使产生的气泡均匀地分布在水
泥浆中,从而达到降低水泥浆密度的目的。 泡沫水泥固井是用降低水泥浆密度的方法,减少固井时的液柱压 差,从而解决易漏井固井问题的一种固井新工艺。

7. 泡沫在污水处理中的应用
-气浮法污水处理技术
原理:使气体呈微气泡状混入含油及各种杂质的污水中,微气 泡的大小与加入的气浮药剂即起泡剂和稳泡剂的类型和量及工

艺条件有关。气泡上浮时与水中微小固体颗粒及微油滴粘附在
一起,使油、固体颗粒上浮至水面,被撇油器从水面撇除。


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