有机聚阳离子分子膜驱油剂合成与驱油效果评价

本研究关注的是有机聚阳离子分子膜驱油剂的合成以及其在油田开发中的应用效果。研究工作由马超和赵林完成，发表在首发论文中。 知识点一：有机聚阳离子分子膜驱油剂合成原理 研究中的有机聚阳离子分子膜驱油剂是通过自由基聚合和开环聚合两种方式在水溶液中合成的。反应的引发剂是过硫酸钾和亚硫酸钠组成的氧化还原引发体系。在实验中使用的原料包括环氧氯丙烷和二甲胺。环氧氯丙烷是一个环氧化合物，具有较高的反应活性，可以与含有活泼氢原子的化合物发生开环聚合反应，生成具有羟基的聚合物。二甲胺提供了阳离子结构所需的氮原子，通过其与环氧氯丙烷的反应，可以形成含有季铵盐基团的聚合物链。季铵盐基团是强阳离子基团，能够与油藏中的负电性岩石表面产生电性中和作用，通过静电吸附作用牢固地吸附在油藏的岩石表面。这种特殊的分子膜驱油剂通过在油藏表面形成有序的自组装超薄膜，从而降低原油与岩石表面的吸附力，提高原油的采收率。 知识点二：驱油效果的评价方法 合成后的分子膜驱油剂通过红外光谱和核磁共振分析，证明了产物的结构符合预期设计。红外光谱分析是利用红外光的吸收特性，对分子内部化学键和官能团的振动情况进行分析，是确认化合物结构的重要手段。核磁共振（NMR）是一种利用核磁共振现象来研究原子核的物理技术，可以对分子的结构和化学环境提供详细信息。合成的分子膜驱油剂利用微观岩心光刻模型分析了驱替过程中的运移和分布规律，然后结合实际油田岩心的驱替实验，来评价驱油效果。实验结果表明，这种膜驱剂可以显著提高原油采收率，从驱替实验得到的最终采出程度达到59.19%，与水驱后相比，采收率提高了10.7%。 知识点三：实验仪器与试剂 研究中使用了多种化学试剂和仪器。环氧氯丙烷和二甲胺是主要的反应原料。过硫酸钾和亚硫酸钠作为引发剂，用于生成自由基从而启动聚合反应。反应过程中的温度控制使用了超级恒温水浴，而反应产物的干燥则用到鼓风干燥箱。此外，电动搅拌器用于在反应过程中不断搅拌混合物，乌氏粘度计和Ostwald粘度计用于测量溶液的粘度，从而进一步研究聚合物溶液的物理性质。使用精密天平来称取样品，保证实验测量的准确性。 知识点四：分子膜驱油技术的应用前景 分子膜驱油技术是一种新兴的强化采油技术，它利用膜驱剂在油藏界面形成的单分子层，通过静电吸附作用降低原油与岩石表面的吸附力，形成有序的自组装超薄膜，促进原油的剥离和采收。在油藏开发过程中，提高原油采收率是重要的目标之一。分子膜驱油剂通过降低油-岩之间的黏附力和改变岩石表面的润湿性，可以提高洗油效率，具有良好的应用前景。 这项研究不仅在化学合成方面展示了有机聚阳离子双季铵盐膜驱油剂的合成方法，而且通过实验验证了该合成驱油剂在油田实际应用中可以有效提高原油采收率，为油田的高效开发提供了新的思路和技术途径。