合作客戶/
拜耳公司 |
同濟大學 |
聯合大學 |
美國保潔 |
美國強生 |
瑞士羅氏 |
相關新聞Info
-
> 七葉皂素分子在氣-液、液-液（油-水）、固-液界面上的界面行為研究（一）
> 溫度及壓強對CO2-NaCl鹽水系統界面張力的影響（二）
> 改性環氧樹脂乳液型碳纖維上漿劑制備、表面張力、黏度等性能測試（三）
> 小桐子生物柴油制備方法、氧化程度與表面張力的相關性分析（一）
> 脫模劑配方中加入石油磺酸鈉，可降低液體表面張力、減少界面形成
> 界面張力γ、潤濕角θ與泥頁巖孔半徑r關系（一）
> 可視化實驗方法研究電場作用下液滴撞擊表面的動態行為（三）
> 水相PH、鹽濃度對380號燃料油油水界面張力的影響
> 礦漿表面張力對黃鐵礦與磁黃鐵礦浮選回收率的影響（三）
> 加入低表面張力活性劑，將自來水廠污泥制備成生物滯留介質海綿土
推薦新聞Info
-
> 超低界面張力環保型高溫高鹽油藏的驅油表面活性劑配方比例及制備（二）
> 超低界面張力環保型高溫高鹽油藏的驅油表面活性劑配方比例及制備（一）
> 表面張力和接觸角的關系|寶玉石接觸角的測量結果和表面張力計算方法（三）
> 表面張力和接觸角的關系|寶玉石接觸角的測量結果和表面張力計算方法（二）
> 表面張力和接觸角的關系|寶玉石接觸角的測量結果和表面張力計算方法（一）
> 表面張力儀系統測定：溫度范圍內甲基九氟丁醚的液相密度與表面張力
> 一套低溫、高壓懸滴法表面張力實驗測量系統實踐效果（三）
> 一套低溫、高壓懸滴法表面張力實驗測量系統實踐效果（二）
> 一套低溫、高壓懸滴法表面張力實驗測量系統實踐效果（一）
> 不同溫度下純有機物液體表面張力估算方法及關聯方程（二）
鼠李糖脂生物表面活性劑在液-固界面上的潤濕改性微觀機制研究（一）
來源：油田化學 瀏覽 621 次 發布時間:2025-06-06
微生物采油技術包括內源微生物和外源微生物技術兩種，主要利用微生物菌體（內源微生物）及其代謝產生的物質（外源微生物）共同作用來改變油藏中油-水-固三相界面性質，最終達到提高洗油效率及擴大波及體積的目的。其中，生物表面活性劑作為特定微生物代謝產物的一種，與化學表面活性劑分子結構類似，包含親水基團和疏水側鏈，可通過在液-液或液-固界面的吸附而有效降低油水界面張力或顯著改變儲層潤濕性。此外，生物表面活性劑生物降解性好，耐溫耐鹽性強，因此作為一種新型的驅油劑在油田開發應用中展現出巨大的應用潛力。
生物表面活性劑作為一類特殊的表面活性劑，其在界面上吸附后對于油-水-固界面性質的改變是衡量其驅油性能的重要指標。目前，常見的生物表面活性劑包括脂肽類、鼠李糖脂類、槐糖脂類等。不同種類生物表面活性劑的驅油特點不盡相同，如脂肽類表面活性劑的臨界膠束濃度僅有10-5mol/L，可大幅降低水的表面張力及油-水界面張力；而鼠李糖脂類表面活性劑則展現出了優良的潤濕改性能力，可將親油巖心轉變為強親水狀態，導致液-固界面性質發生明顯變化。
潤濕性改變機理在化學驅提高采收率中的貢獻逐步獲得共識。然而，鼠李糖脂生物表面活性劑作為良好的潤濕改性驅油劑，有關其對液-固界面潤濕改性微觀機理的研究較少。計算模擬方法可以從分子水平研究表面活性劑在界面的吸附行為，進而突破傳統方法的限制，為實際應用提供理論指導。因此，本文首次將接觸角、洗油等室內實驗方法與液-固界面自由能數學計算及分子動力學模擬方法相結合，進一步解釋分子與不同潤濕性玻片表面間的相互作用及結合能力，明確鼠李糖脂生物表面活性劑在液-固界面上的潤濕改性微觀機制。
1實驗部分
1.1材料與儀器
鼠李糖脂菌液上清液（由好氧產生物表面活性劑菌株Pseudomonas aeruginosa代謝獲得）；去離子水；濃硫酸（96%）、過氧化氫（30%），分析純，西安福晨化學試劑有限公司；甲苯、丙三醇、二碘甲烷（98%），分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；載玻片，鹽城市飛舟玻璃有限公司；勝利油田某區塊脫水脫氣原油，儲層溫度80℃下的密度為0.942 g/cm3、黏度為130.0 mPa·s。
Dataphysics OCA15型視頻光學接觸角測量儀，德國Dataphysics公司；JP-040型超聲波清洗機，深圳市潔盟清洗設備有限公司；UV-2700 220V CH型紫外分光光度計，日本東京島津公司；EZ-Pi Plus便攜式動態表面張力儀，芬蘭Kibron公司。
1.2實驗方法
1.2.1親油玻片的制備
將載玻片切割成長、寬、高分別為2 cm×2.5 cm×1 mm的尺寸，并在每個玻片樣品單面上進行標記，此面為頂層；將玻片置于清洗過的表面皿內。用食人魚溶液（體積比為3∶1的96%的濃硫酸和30%的雙氧水）清洗玻片，浸泡1 h。將表面皿里的食人魚溶液緩慢倒入大量水中，用去離子水將表面皿中的玻片清洗3次，再加入去離子水，將表面皿用密封膜密封，放入超聲波清洗機中超聲5 min，表面用去離子水反復清洗，得到親水玻片。將親水玻片用高速空氣流吹干，滴加定量原油，使原油在玻片表面均勻鋪開，將試片置于60℃烘箱中7 d，得到親油玻片。將親油玻片置于甲苯中超聲3次，每次10 min。用去離子水將殘余甲苯沖洗后自然烘干，儲存在用密封膜封口的表面皿中。
1.2.2接觸角的測定
用去離子水配制質量分數為1%～10%的鼠李糖脂溶液，隨后將親油玻片分別浸泡于去離子水和鼠李糖脂溶液中0.5～12 h。采用靜滴法考察濃度、作用時間等因素對親油玻片潤濕性的影響。用視頻光學接觸角測量儀測定去離子水在經不同溶液、不同濃度、不同作用時間處理后的玻片上的接觸角，每組實驗重復5次，取平均值。
1.2.3洗油實驗
參照中國石化集團勝利石油管理局企業標準Q/SH1020 1518—2013《油層清洗劑通用技術條件》，配制人造油污，繪制標準曲線，采用紫外分光光度計測量不同濃度條件下鼠李糖脂溶液的洗油砂能力。通過標準中的洗油率公式計算鼠李糖脂溶液的洗油能力。
1.2.4黏附功的計算
參照石油天然氣行業標準SY/T 5370—2018《表面及界面張力測定方法》中的旋轉滴法，采用界面張力儀測定30%鼠李糖脂溶液與原油間的界面張力。測試溫度為（80.0±0.1）℃，轉速為8000 r/min，測試時間30 min。然后，將親油玻片分別浸泡在去離子水和30%鼠李糖脂溶液中12 h，測定親油玻片表面的水相接觸角，按照式（1）計算黏附功］。
式中，WSL為水-油-固體體系中油在固體表面的黏附功，mJ/m2；γow為油水界面張力，mN/m；θ為水-油-固體體系中水在固體表面的接觸角。
1.2.5黏附功因子、界面張力因子和潤濕性因子的計算
基于前述實驗方法得到不同條件下的油水界面張力及接觸角，按式（2）—式（4）分別計算界面張力因子Eγ、潤濕性因子Eθ、黏附功因子E。
式中，γ1為30%鼠李糖脂溶液與原油間的界面張力，mN/m；γ0為去離子水與原油間的界面張力，mN/m；θ1為30%鼠李糖脂溶液在親油玻片表面的接觸角，°；θ0為去離子水在親油玻片表面的接觸角，°。