聚醚改性有机硅表面活性剂构效关系及压裂助排性能

作     者：刘汉斌 石华强 杨帅飞 侯乐锴 马占国 李小玲 丁玲 罗群兴 

作者机构：长庆油田分公司油气工艺研究院 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 西安石油大学化学化工学院 西北大学化工学院 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：中国石油天然气股份有限公司攻关性应用性科技专项“致密砂岩气提高采收率关键技术研究”(2023ZZ25) 

主　　题：有机硅表面活性剂 表面张力 构效关系 助排剂 压裂 油田化学品 

摘      要：以七甲基三硅氧烷（MDHM）和3种烯丙基聚醚〔甲基烯丙基聚氧乙烯醚（MAPEG）、烯丙基聚氧烷基乙酰基醚（APAE）和烯丙基聚氧烷基环氧基醚（APAEE）〕构筑了3种聚醚改性有机硅表面活性剂MAPEG-MDHM、APAE-MDHM和APAEE-MDHM-ATS（ATS代表3-氨丙基三硅氧烷）。采用响应面法得到最佳合成条件，评价了3种聚醚改性有机硅表面活性剂的表面张力、界面张力、乳化、润湿和耐水解稳定性，探究3种表面活性剂分子结构与其性能之间的构效关系。以耐水解稳定性最好的双子型有机硅表面活性剂APAEE-MDHM-ATS作为压裂用助排剂，考察了其与胍胶压裂液的配伍性和破胶后返排性能。结果表明，烯丙基聚醚封端基团的亲疏水性、界面层表活分子堆积体积/横截面积、静电势分布分别是影响表面张力、界面张力、乳化性能、耐水解稳定性和润湿性的主要因素。添加质量分数为0.3%的APAEE-MDHM-ATS水溶液时，胍胶压裂液破胶后黏度为2.8 mPa·s，表面张力为22.4 mN/m，助排率为45%。