表面活性剂科学及其在油气田开发中的应用PDF电子书下载

第1章 表面和界面 1

1.1液体表面 1

1.1.1表面热力学 1

1.1.2表面张力与表面能 2

1.1.3弯曲表面 3

1.1.4液体蒸气压与界面曲率 5

1.1.5表面张力的测定 6

1.2溶液表面 8

1.2.1溶液表面张力-浓度依赖性 8

1.2.2表面活性剂与表面活性 9

1.2.3 Gibbs吸附定理 10

1.2.4溶液的界面状态方程 13

1.3液-液界面 14

1.3.1液-液界面张力 14

1.3.2液-液界面张力理论 15

1.3.3低界面张力 18

1.4固-气界面（固体表面） 20

1.4.1固体表面结构与表面成分 20

1.4.2固体表面热力学 22

1.4.3固体的表面能 23

参考文献 27

第2章 界面上的相互作用与吸附 27

2.1界面上的微观相互作用 29

2.1.1分子间的物理力 29

2.1.2弱化学力 35

2.1.3分子间相互作用对物质性质的影响 36

2.1.4分子间相互作用参数和表面活性增效 36

2.2固-气界面的吸附 37

2.2.1气体在固体表面的物理吸附 37

2.2.2孔隙物质表面的气体吸附 41

2.3固-液界面的吸附作用 42

2.3.1固体从溶液中吸附的特征 42

2.3.2固体从稀溶液中的吸附等温线 43

2.3.3电解质在固-液界面的吸附 43

2.3.4表面活性剂在固-液界面的吸附 44

2.3.5大分子表面活性剂在固-液界面的吸附 45

参考文献 47

第3章 表面活性剂 49

3.1阴离子表面活性剂 49

3.1.1磺酸盐 49

3.1.2羧酸盐型表面活性剂 57

3.1.3硫酸酯盐 59

3.1.4磷酸酯盐 60

3.2阳离子表面活性剂 60

3.2.1氮阳离子表面活性剂 60

3.2.2硫正原子表面活性剂 65

3.2.3季鏻盐表面活性剂 65

3.2.4碘鎓化合物 65

3.3两性离子表面活性剂 66

3.3.1甜菜碱型表面活性剂 66

3.3.2咪唑啉型表面活性剂 69

3.3.3氨基酸型表面活性剂 71

3.4非离子表面活性剂 72

3.4.1聚醚亲水基表面活性剂 73

3.4.2多元醇亲水基表面活性剂 78

3.4.3半极性键型表面活性剂 82

3.5非离子-离子型表面活性剂 83

3.5.1非离子-阴离子型表面活性剂 83

3.5.2非离子-阳离子型表面活性剂 85

3.6双子表面活性剂 86

3.6.1 Gemini表面活性剂的性能 86

3.6.2影响Gemini表面活性剂性能的主要结构因素 87

3.6.3双阳离子表面活性剂 87

3.6.4双阴离子表面活性剂 93

3.6.5阳离子-阴离子双子表面活性剂 97

3.6.6双离子对表面活性剂 98

3.6.7非离子型Gemini表面活性剂 99

3.6.8非离子-阴离子双子表面活性剂 101

3.7高分子表面活性剂 102

3.7.1聚电解质表面活性剂 102

3.7.2非离子高分子表面活性剂 110

3.7.3改性天然高分子表面活性剂 114

参考文献 114

第4章 表面活性剂的性质和功能 119

4.1表面活性剂的性质 119

4.1.1表面活性 119

4.1.2溶解性 120

4.1.3化学稳定性 121

4.1.4生物安全性 122

4.1.5生物降解性 122

4.2表面活性剂的基本评价参数——HLB值 122

4.2.1 HLB值的意义 123

4.2.2 HLB值的经验计算法 123

4.2.3 HLB值的实验测定 125

4.2.4混合表面活性剂的HLB值 126

4.2.5相转变温度（PIT） 126

4.3溶液中的表面活性剂 126

4.3.1临界胶束浓度 127

4.3.2胶束 129

4.3.3囊泡 134

4.3.4液晶 134

4.4表面活性剂的功能 135

4.4.1润湿功能 135

4.4.2分散与乳化功能 136

4.4.3增溶功能 137

4.4.4起泡和消泡功能 139

4.4.5洗涤功能 140

参考文献 140

第5章 乳状液和泡沫 141

5.1乳状液的性质和类型 141

5.1.1乳状液的性质 141

5.1.2乳状液的类型及鉴别方法 144

5.1.3影响乳状液类型的因素 145

5.2乳状液的稳定与失稳 147

5.2.1乳状液的稳定性及其影响因素 147

5.2.2乳状液的失稳 151

5.3破乳 160

5.3.1物理机械法破乳 161

5.3.2化学法破乳 162

5.3.3破乳剂的破乳原理 162

5.4泡沫 163

5.4.1泡沫性质与测定 164

5.4.2泡沫的稳定性 166

5.4.3表面活性剂分子结构对泡沫稳定性的影响 173

5.4.4泡沫稳定性评价 175

5.4.5泡沫稳定剂 176

5.5消泡 176

5.5.1有关消泡的理论研究 176

5.5.2消泡剂 178

参考文献 179

第6章 表面活性剂在钻井完井工程中的应用 181

6.1钻井液中的表面活性剂 181

6.1.1降滤失剂 181

6.1.2黏土水化抑制剂 183

6.2新型钻井液体系 184

6.2.1聚合醇钻井液 185

6.2.2烷基糖苷钻井液 186

6.2.3胺基钻井液 187

6.3多相钻井液体系 188

6.3.1乳化钻井液 188

6.3.2微泡沫钻井液 190

6.4表面活性剂在油井水泥中的应用 192

6.4.1降滤失剂 193

6.4.2缓凝剂 194

6.4.3分散剂 196

6.4.4防气窜剂 197

参考文献 197

第7章 表面活性剂在采油工程中的应用 201

7.1表面活性剂治理油层伤害 201

7.1.1油湿伤害与治理 201

7.1.2水堵与治理 202

7.1.3黏稠乳堵与治理 202

7.1.4界面薄膜堵塞与治理 202

7.1.5固形物堵塞与治理 203

7.1.6表面能增高导致的渗透率降低与治理方法 203

7.2表面活性剂在酸化工程中的应用 204

7.2.1稠化酸 204

7.2.2泡沫酸 205

7.2.3乳化酸 207

7.3表面活性剂在压裂工艺中的应用 209

7.3.1乳化压裂液 209

7.3.2泡沫压裂液 211

7.3.3黏弹胶束压裂液 212

7.4表面活性剂在EOR中的应用 215

7.4.1表面活性剂驱油与复合驱油 215

7.4.2微乳液驱油 221

7.4.3泡沫驱油 223

7.5表面活性剂在堵水中的应用 228

7.5.1选择性堵水剂 229

7.5.2非选择性堵水剂 231

参考文献 231

第8章 表面活性剂在蜡晶抑制和原油降黏中的应用 236

8.1表面活性剂在稠油采输中的应用 236

8.1.1降黏工艺方法 237

8.1.2降黏降凝剂 238

8.2表面活性剂清防蜡 242

8.2.1清蜡剂 243

8.2.2防蜡剂 244

8.2.3防蜡机理 248

参考文献 248

第9章 表面活性剂在水处理和材料保护中的应用 250

9.1表面活性剂在油田水处理中的应用（一）阻垢剂和杀菌剂 250

9.1.1阻垢剂 250

9.1.2杀菌剂 255

9.2表面活性剂在油田水处理中的应用（二）絮凝剂、螯合剂和除油剂 256

9.2.1絮凝剂 257

9.2.2金属离子螯合剂 260

9.2.3除油剂 263

9.3表面活性剂在油气工程材料缓蚀中的应用 264

9.3.1缓蚀剂的分类 264

9.3.2阴离子表面活性缓蚀剂 265

9.3.3阳离子表面活性缓蚀剂 267

9.3.4两性离子表面活性缓蚀剂 268

9.3.5非离子表面活性缓蚀剂 269

9.3.6绿色环保型高分子表面活性缓蚀剂 270

参考文献 270

第10章 表面活性剂在油气工程中的其他应用 274

10.1表面活性剂在排水采气中的应用 274

10.1.1泡膜排水采气技术和泡排剂的性能 274

10.1.2泡排剂和消泡剂 275

10.2表面活性剂在原油破乳中的应用 277

10.2.1原油破乳的主要方法 277

10.2.2低分子表面活性破乳剂 277

10.2.3大分子表面活性破乳剂 279

10.2.4破乳机理 284

参考文献 285