高盐度和高温度油田用阴离子-非离子超支化表面活性剂的制备及性能研究

磺化表面活性剂含有直接与碳相连的硫原子，由于分子的化学结构，磺酸盐表面活性剂具有优异的界面活性和高温下的动态表面润湿性能。在亲脂基团和氧乙烯量相同的情况下，磺酸盐表面活性剂的界面张力低于羧甲基表面活性剂。支链表面活性剂具有良好的表面活性、界面活性、润湿性、乳化性和在水中的相容性，与线性类似物相比显著提高。

阴离子-非离子表面活性剂在高温(80-120℃)和高盐度(≥20×104 mg/L)下具有良好的润湿性和乳化能力条件。非离子链段可以增强表面活性剂分子的耐盐性，减弱盐溶液中阴离子基与金属阳离子之间的相互作用。而阴离子基团如磺酸基、硫酸盐基、磷酸基等具有良好的热稳定性。线性表面活性剂如烷基聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂具有良好的耐盐性、耐温性和良好的降低IFT的能力。而以磺酸基、非离子基和支链聚合物制备的阴离子-非离子超支化表面活性剂则很少报道。因此，对于高温高盐储层，将支链表面活性剂与磺酸盐表面活性剂相结合将有利于开发新型磺酸盐超支化表面活性剂。

长江大学的罗跃教授团队将N-月桂基单胺基磺基琥珀酸接枝于端羟基超支化聚酰胺酯（HP），制备了一系列阴离子-非离子超支化表面活性剂HPSA。实验证实，HP与N-月桂基单胺基磺基琥珀酸的摩尔比为1:5时为最佳接枝条件。采用傅里叶红外光谱、核磁共振光谱、凝胶渗透色谱对HPSA-5的分子结构进行了表征，并对所制备的表面活性剂的润湿性、表面活性和乳化能力进行了研究。结果表明，HPSA-5溶液具有良好的润湿性变化潜力，表面活性研究表明，HPSA-5耐热性良好，且具有在140℃，NaCl浓度为2×105mg/L，CaCl2=1.5×104mg/L条件下的耐盐性能。在温度120℃，NaCl浓度为105mg/L，持续12小时的热老化实验中，HPSA-5的表明张力基本不变。120℃条件下测定对塔河油田（中国新疆）原油的乳化能力，发现浓度为0.3g/L的HPSA-5的耐盐性优于0.3g/L浓度的SDS和0.3g/L的OP-10。砂层模型原油驱替实验结果表明，1.5g/L HPSA-5可进一步将原油采收率提高到10.27%，而0.6g/L的SDS加上0.9g/L的OP-10，驱水后的原油采收率仅为6.44%。

图. HPSA的合成路线

文献来源：Siya Chen, Yue Luo, Gaoshen Su, Huan Yang. Journal of Dispersion Science and Technology, 2020, 41(13), 2014-2025.