表面活性剂期末论

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1、表面活性剂在石油工业中的应用班别：10化本3班学号：2010364330姓名：王梅珍表面活性剂特定的分子结构—具有亲水和憎水基团—赋予这类分子许多特性。表面活性剂能够富集在液/液、液/气和液/固界面，降低界面能，显著改变界面的状态和性质。依用途而分，表面活性剂市场可以分为居室中应用和居室外应用两大类。前者是表面活性剂的传统市场，主要用于制造各种洗涤用品；后者是正在不断开拓的十分活跃的市场。二表面活性剂在能源和选矿工业中的应用属于居室外的应用，因此前景十分广阔。下面将粗略介绍表面活性剂在能源和选矿工业中的应用。一、表面活性剂在石油工业中的应用1、在钻井泥浆中的应用高分子表面活性剂是钻将泥浆

2、——钻井液中的重要组成成分，对钻井液的性能控制起着至关重要的作用。（1）钻井液滤失性的调整剂据文献报道，能显著降低钻井泥浆滤失量（滤失性：钻井液滤失量大小，与井壁所形成滤饼质量有关。）的多为高分子表面活性剂化合物，这类化合物都有吸附基和水化基，座位吸附基的主要有-OH、-COOH、-CONH2等，依靠氢键吸附在粘土粒子上；作为水化基的主要有-COO-、-SO3-等，能形成水化膜。（2）钻井液流变性的调整剂表征钻井液流变性的主要指标有粘度、切应力、动塑比、流性指数和稠度系数。在钻井过程中通常出现粘度、切应力过大或过小问题，需要在钻井过程中不断调整。表面活性剂对钻井液流变性的作用主要表现在：

3、表面活性剂通过形成降粘剂（分散型降粘剂和聚合物型降粘剂）以降低钻井液中网架结构引起的粘度和切应力。当钻井液的粘度过低时，就有必要提高钻井液的粘度，此时不能依靠增加粘土含量，而是依靠加入增粘剂；下面以Na-CMC为代表说明：25℃时Na-CMC的水溶液粘度不同，可划分为低粘（2%水溶液粘度<50mPa·s），中粘（2%水溶液粘度为50—270mPa·s），高粘（1%水溶液粘度为400-500mPa·s）等三种。前两种作降失水剂用，后者作增粘剂用。他们引起增粘的作用归纳为三点：①通过羟基使Na-CMC分子吸附在粘土离子表面，加上分子的水化基团的水化膜增加粘土粒子的流体力学体积，提高粘度；②一

4、个Na-CMC分子可吸附多个粘土粒子形成网状结构；③使钻井液液相粘度增大。在钻井过程中，钻柱与钻井液之间，钻柱与井壁接触点之间以及钻井液与井壁之间处于不断运动状态而产生摩擦，衡量指标是摩擦因数。对于打定向井和水平井，钻井润滑性尤为重要。钻井润滑剂通常为表面活性剂。表面活性剂的作用主要在摩擦界面上形成一层吸附膜，降低固体表面自由能。另外还可加入表面活性剂使泥浆中矿物油形成O/W型乳状液，并以细小油珠分散在泥浆中作为润滑剂用。除了以上几种作用，表面活性剂对钻井液流变性的影响作用还有乳化剂、起泡剂和泡沫钻井液、消泡剂、缓蚀剂等等。一、在采油工业中的应用1、破乳剂由于原有乳状液的类型不同（W/O

5、或O/W型），所使用的破乳剂也相应地分为W/O（原有乳状液）型破乳剂和O/W（原有乳状液）型破乳剂。目前国内外各大油田使用的破乳剂主要是第三代破乳剂（主要是非离子型的高分子表面活性剂）。破乳剂的分类：（1）油包水型破乳剂：聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇（或烷基苯酚）醚，聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚（BE型破乳剂），聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚松香酸酯，聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚的二元羧酸扩链物，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇（或苯酚）醚，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚的二异氰酸酯扩链产物（POI型破乳剂），聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇醚（GP型破乳剂），丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯与聚氧丙烯聚氧乙烯丙烯

6、酸酯的共聚物，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛树脂，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛树脂硫酸酯盐，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛树脂松香酸酯，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛树脂的二异氰酸酯扩链产物，聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚甲醛树脂（AR型破乳剂）……（2）水包油型破乳剂：电解质类（如盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化钙、硝酸铝等），低分子醇类（水溶性醇和油溶性醇），表面活性剂类（阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂），聚合物类（阳离子聚合物，阴离子聚合物，非离子聚合物）。各种破乳剂的破乳作用（1）电解质类主要通过压缩乳状液液滴的界面双电层，降低界面点位和改变乳化剂的亲油亲水平衡而起作用。（2）低分子醇类是通过调节油、水两相的极性，是乳化剂移

7、向油相或水相而起作用。（3）表面活性剂类主要是通过取代界面膜上天然表面活性剂，在界面形成排列不紧密，膜强度低的界面膜是乳状液稳定性降低。（4）聚合物类主要是通过乳状液液滴聚结机理其破乳作用。2、降粘剂由稠原油（一种从地下深处开采出来的黄色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液体，它是一种多组分的复杂混合物，组成元素主要是C、H、O、N、S等。）组成可知，它主要是由于有复杂结构的沥青质和胶质引起粘度高，因此将低粘度有两种主要途径：一是加化学剂，