三短支链烷基脂肪醇醚磺酸盐的合成及其在高温高盐油藏中的性能研究

为解决传统表面活性剂在高温高盐油藏环境中性能不足的问题，研究人员以异十三醇聚氧乙烯醚为原料，通过烯烃加成法成功合成新型表面活性剂A13ESO7。研究优化了烯丙基化与磺化反应条件，产物动态界面张力达10?2 mN/m量级，兼具优异的热稳定性（120°C）和耐盐性（NaCl 150 g/L）。该成果为苛刻油藏条件提供了高效驱油剂，发表于《Journal of Molecular Structure》。

　　

随着全球石油资源日益枯竭，中国多数油田已进入高含水、高采出程度的开发后期，高温高盐油藏成为"难啃的硬骨头"。例如华北金45断块油藏温度高达117°C、矿化度8.4×10⁴ mg/L，青海尕斯E31油藏甚至达到126°C和18×10⁴ mg/L。这类油藏中，传统表面活性剂就像"中暑的清洁工"，在极端环境下性能急剧下降，导致驱油效率大打折扣。面对这一挑战，中国石油大学（华东）的研究团队将目光投向兼具阴离子-非离子特性的脂肪醇醚磺酸盐（AESO），通过分子设计开发出三短支链结构的异十三醇聚氧乙烯醚磺酸盐（A₁₃ESO₇），相关成果发表在《Journal of Molecular Structure》上。

研究采用正交实验设计优化合成工艺，关键步骤包括烯丙基化反应（催化剂PEG-600）和磺化反应（NaHSO₃）。通过红外光谱（FT-IR）和核磁共振（¹H NMR）表征分子结构，采用旋转滴界面张力仪测定油水界面行为，并系统评估了温度/盐度耐受性、乳化稳定性及岩心润湿性改变能力。

合成条件优化
烯丙基化反应最佳条件为：100°C反应6小时，催化剂8%，n(原料):n(氯丙烯)=1:1.5；磺化反应则需120°C反应8小时，催化剂8%，n(烯丙基醚):n(NaHSO₃)=1:1.8。支链结构设计使产物收率较直链A₁₂SEO₇提升15%。

性能表征
动态界面张力随时间递减并稳定在10^?2 mN/m量级，80°C和120°C下表面活性保持率分别达98%和91%。耐盐性测试显示，NaCl浓度≤150 g/L或CaCO₃≤15 g/L时仍保持单相体系。乳化时间随浓度增加而延长，0.3%浓度时稳定时间超120分钟。岩心接触角从初始110°降至52°，实现油湿向水湿的显著反转。

结论与意义
该研究建立的烯烃加成法合成工艺具有原料易得、操作简便的优势。A₁₃ESO₇的三短支链结构赋予其卓越的高温稳定性和盐耐受性，动态界面张力性能较传统表面活性剂提升1个数量级。特别值得注意的是，该表面活性剂能有效改变储层润湿性，这对破解"水驱后残余油膜难以剥离"的行业难题具有重要实践价值。研究结果为高温高盐油藏化学驱提供了新型解决方案，相关分子设计思路也可拓展至其他极端环境用表面活性剂的开发。