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表面活性剂是三元复合驱(ASP)的重要组成部分之一,在原油驱替过程中能显著的降低油水界面张力,提高原油的最终采收率。目前,驱油效果最好的表面活性剂是重烷基苯磺酸盐,由于成本昂贵,无法大规模推广应用。石油磺酸盐是目前油田中应用最为广泛的表面活性剂,但是,要大规模推广三元复合驱仍然存在原料来源短缺的问题。以大庆油田为例,每年开展三元复合驱需用表面活性剂20万吨左右,而现年产量为4万吨。因此,寻找来源广泛,价格低廉的原料来合成石油磺酸盐表面活性剂具有重要的理论和实践意义。 本文以廉价的胜华减压渣油为原料合成了石油磺酸盐,确定了合成减渣石油磺酸盐的最佳工艺条件。实验结果表明,发烟硫酸磺化胜华减压渣油的最佳工艺条件为:酸油比为(质量比)0.5,磺化温度为60℃,磺化时间为60min,此时磺化产品的界面张力达到超低(10-3mN/m数量级)。探索了溶剂抽提减压渣油的条件及其磺化产品的性能。确定了最佳工艺参数:溶剂为正庚烷,剂油比为(质量比)5∶1,虹吸次数2次。磺化后的抽提产品不仅色泽理想,而且重复性好,界面活性高。采用两相滴定法、紫外分光光度法以及红外光谱法考察了减渣石油磺酸盐产品的磺化度、分配系数以及结构特征。实验结果表明,减渣石油磺酸盐的有效物含量为9%~13%,分配系数在0.2~0.4之间。对比减压渣油磺化前后的红外谱图发现:磺化后出现了1100~1186cm-1、616cm-1及638cm-1处的强吸收振动峰,表明磺酸基团S=O的存在。研究了减渣石油磺酸盐在强碱、弱碱及无碱条件下的界面性质。对于胜利原油,在NaOH条件下,减渣石油磺酸盐能够在较宽的碱浓度范围内(0.4%~1.0%)使油水界面张力降至10-3mN/m;当减渣石油磺酸盐的浓度为0.3%时,Na2CO3浓度为0.6%~1.2%时,油水界面张力可以达到超低;在无碱条件下,浓度为0.05%的减渣石油磺酸盐与聚合物复配即可使油水界面张力降低至10-4mN/m。最后探索了减渣石油磺酸盐的砂管驱油性能。结果表明:在水驱基础上,碱/石油磺酸盐、聚合物/石油磺酸盐以及三元复合驱分别提高原油采收率为4%、11%及12%左右。