亲水性链长对高盐条件下重油-碳酸盐岩润湿性及提高采收率的系统性影响研究

这篇研究通过合成系列二丙氧基化离子液体(PPOXIL-9/11/12)，系统探究了亲水性丙氧基链长度(n=9,11,12)对碳酸盐岩(方解石)-重油-原生水体系润湿性改变的分子机制。研究表明，随着(OP)n链增长(分子量693.4→874.6 g/mol)，表面张力(ST)降低31.05%，界面张力(IFT)下降59.31%，接触角从120°(油湿)显著降至32°(水湿)，揭示了丙氧基链通过极性相互作用改变沥青质吸附行为的关键作用，为高盐油藏化学驱(EOR)提供了新型两性离子表面活性剂设计策略。

　　

亮点

本研究通过精准调控离子液体的亲水"分子杠杆"——丙氧基链长度，成功撬动了困扰高盐油藏开发的三大技术壁垒：油湿性表面"顽固不化"、流体界面"藕断丝连"以及原油"拖泥带水"的流动困境。

材料与试剂

所有化学品购自Sigma-Aldrich(纯度>98%)，无需纯化直接使用。傅里叶红外光谱(FTIR)采用Thermo Scientific Nicolet 8700(分辨率4 cm^-1)，核磁共振(¹H/¹³C NMR)使用Bruker Avance Neo 600 MHz谱仪完成。

计算细节

密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)这对"数字显微镜"双剑合璧，不仅透视了分子间相互作用的量子级细节，还动态捕捉了表面活性剂在方解石表面"安营扎寨"的全过程。

PPOXIL表面活性剂的合成与表征

采用"两步走"战略：先通过Debus-Radziszewski反应搭建咪唑鎓骨架，再让环氧丙烷(PO)在碱性条件下表演"链式生长魔术"。随着PO单元数(n)从9增至12，这些分子"变形金刚"的分子量从693.4 g/mol一路膨胀到874.6 g/mol，FTIR中1120 cm^-1处特征峰如同PO链的"计步器"般规律增强。

结论

当PPOXIL-12带着12个丙氧基"触手"抵达油-水-岩石三方战场时，创造了三项纪录：

1. 表面张力(ST)上演"高台跳水"，从54.9 mN/m骤降至37.85 mN/m；

2. 界面张力(IFT)完成"腰斩"，26.4 mN/m断崖式跌至10.74 mN/m；

3. 方解石表面实现"阵营倒戈"，接触角120°→32°的惊人转变堪比岩石界的"颜色革命"。分子模拟显示，这些丙氧基链如同微型"液压千斤顶"，通过竞争性吸附把沥青质分子从岩石表面"撬离"，为后续水相驱油开辟通道。