2结果与讨论

2.1 GYD组分及含量分析

取一定量的GYD，用甲醇作溶剂，将其稀释至约0.4%的质量分数后，进行GC-MS全扫描分析，得总离子流色谱图见图1。用气相色谱数据处理系统，以峰面积归一法测得其中各组分的相对质量分数，分析结果见表2。从表2可以看出，GYD是一种组成复杂的烷基醇酰胺混合物，主要包括不同碳数脂肪酸二乙醇酰胺和剩余原料甘油、二乙醇胺、月桂酸等。其中，月桂酸二乙醇酰胺相对含量最高为55.13%。

2.2 GYD和CnDEA与原油油/水界面张力

测定不同浓度CnDEA和GYD与原油油/水界面张力，得到油/水界面张力稳定值随质量分数变化曲线，结果如图2所示。

从图2可以看出，在0.01%～0.3%质量分数范围内，C8DEA、C10DEA与C16DEA原油体系界面张力只能达10−1mN/m数量级；C12DEA随质量分数的增加，界面张力先减小再增大后趋于平稳，在0.02%～0.04%时，界面张力可达10−3mN/m数量级，浓度窗口较窄；C14DEA随质量分数增加，界面张力先大幅下降后趋于平稳，在0.05%～0.3%范围时，界面张力可降低至10−4～10−3mN/m数量级，浓度窗口较宽。随着CnDEA烷基链长的增加，表面活性剂界面活性先增加后降低，其中烷基链长n=12/14时，界面活性最高，这是因为对于某特定体系表面活性剂在油水界面层的富集能力与其亲水-亲油能力密切相关，亲水性或亲油性过强均不能有效吸附于油水界面层，只有与特定油相相匹配的亲水-亲油能力时才能有效降低油水界面张力，C8DEA、C10DEA亲水性过强，C16DEA亲油性过强，而只有C12DEA和C14DEA的亲水-亲油能力较为适宜。除此之外，可以明显地看出GYD界面张力随质量分数变化趋势与C12DEA基本一致，界面张力值略高于C12DEA，可能是由于GYD体系中C12DEA含量较高，对降低油水界面张力贡献最大，表现出C12DEA的界面特性。

表2 GYD组分分析结果

图2不同烷醇酰胺油/水界面张力稳定值随质量分数的变化曲线

2.3 CnDEA复配体系与原油界面张力

2.3.1 CnDEA之间复配对油/水体系动态界面张力的影响

为了更详尽地研究GYD组成对油水界面张力的影响规律，首先考察了CnDEA之间的复配对动态界面张力的影响。结合上述CnDEA和GYD与原油界面张力测试结果可以看出，C12DEA和C14DEA具有较好的界面活性，故在此基础上考察不同质量比C12DEA/C14DEA复配体系与原油动态界面张力，体系总质量分数为0.05%，结果如图3所示。

从图3可以看出，随着C12DEA/C14DEA复配体系中C14DEA含量增加，界面张力值降低，但其界面活性均介于两种单独表面活性剂之间，这个符合一般同系物复配规律。

图3 C12 DEA/C14 DEA不同复配比对油/水动态界面张力的影响

选取C12DEA/C14DEA复配比为2∶8、总质量分数为0.05%的复配体系为研究对象，分别考察了C8DEA、C10DEA和C16DEA对C12DEA/C14DEA复配体系油水动态界面张力的影响，结果如图4。

从图4(a)和图4(b)可以看出，随着C8DEA、C10DEA浓度的增加，体系界面张力逐渐增加，当质量分数为0.1%时，界面张力最低值分别为0.1331mN/m、0.0589mN/m；从图4(c)可以看出，C16DEA在质量分数0.005%时，体系C12DEA/C14DEA/C16DEA具有一定的正协同效应，界面张力最低值可达0.00612mN/m，继续增加C16DEA浓度，体系界面张力增大，质量分数为0.1%时，体系界面张力为0.0299mN/m。综上所述，C8DEA、C10DEA、C16DEA对C12DEA/C14DEA复配体系油/水动态界面张力的影响规律为：在较高浓度下，具有负协同效应，且影响强弱为C8DEA>C10DEA>C16DEA，在低浓度下，C16DEA具有一定的正协同效应。

由前述GYD组分分析结果可知，不同碳链烷基醇酰胺相对含量百分比为C8DEA∶C10DEA∶C12DEA∶C14DEA∶C16DEA=1.3∶2.4∶13.2∶2.4∶1，故在不改变C8DEA、C10DEA和C12DEA相对比例的条件下，考察了C12DEA/C14DEA不同复配比对油/水动态界面张力的影响，结果见图5、图6。

图4 C8 DEA、C10 DEA、C16 DEA对C12 DEA/C14 DEA复配体系油/水动态界面张力的影响

图5不同复配比CnDEA体系界面张力稳定值随质量分数的变化曲线

从图5可以看出，随着C14DEA相对含量的增加，体系达超低界面张力的浓度窗口变宽，当C12DEA/C14DEA复配比小于1时，在0.05%～0.3%均能达到10−3mN/m，表现为C14DEA界面特性。在动态特性方面，从图6可以看出，0.1%不同复配比体系随C14DEA相对含量的增加，界面张力大幅下降，平衡值由0.0602mN/m降至0.00653mN/m，且达到最低值的时间变短。其原因可以由动态吸附-脱附理论得到解释，即在表面活性剂刚与原油接触时，发生吸附与脱附的动态变化，吸附速率主要取决于活性剂分子自体相内部到界面层的扩散，溶液浓度越大，溶液内部与界面层的浓度梯度越大，则扩散速率越快，因而吸附速率也越大，表现为界面张力的时间效应越小。结果表明，适当的改变C12DEA/C14DEA的复配比例，可以有效地改善体系油/水界面活性。

图6不同复配比CnDEA对油/水动态界面张力的影响（质量分数为0.1%）

2.3.2 CnDEA/助剂复配体系对油/水动态界面张力的影响

基于GYD各组分相对含量分析结果，考察了剩余原料甘油、二乙醇胺和月桂酸对体系油水动态界面张力的影响，结果如图7所示。

图7不同助剂对复配体系油/水动态界面张力的影响

从图7可以看出，体系中加入甘油，界面张力略有升高；加入月桂酸，界面张力降低，达到最低值时间更短。这是因为甘油的加入增加体系的亲水性，破坏了表面活性剂分子在油水界面层原有的排布，使其更易分配于水相中，体系界面张力增大；月桂酸的加入增加体系的亲油性，改善了体系的亲水-亲油性能，在一定程度上降低油/水界面张力，同时也加快了表面活性剂吸附速度，从而缩短了达最低值的时间。加入二乙醇胺，体系界面张力大幅下降，可达到10−3mN/m数量级，主要是因为二乙醇胺作为一种有机碱，与原油中酸性物质反应，生成了原位表面活性剂，再与原有表面活性剂体系发生协同作用，从而降低油/水界面张力。

2.3.3 C14DEA对GYD油/水动态界面张力的影响

GYD质量分数为0.1%，加入不同浓度的C14DEA，考察C14DEA浓度对油/水界面张力的影响，结果如图8所示。

图8 C14 DEA对GYD油/水动态界面张力的影响

从图8可以看出，随C14DEA浓度增加，体系油水界面张力大幅降低，达到最低界面张力时间缩短，当质量分数大于0.1%时，油水界面张力能达10−3mN/m数量级，与CnDEA复配规律一致。

3结论

（1）在大庆条件下，不同烷基链长醇酰胺CnDEA和混合型烷醇酰胺GYD降低油/水界面张力能力强弱为：C14DEA>C12DEA≈GYD>C16DEA>C10DEA>C8DEA。C14DEA在0.05%～0.3%较宽质量分数范围内降低油水界面张力至10−3mN/m数量级；C12DEA和GYD油/水界面张力随浓度变化趋势相同，在0.02%～0.04%时可达超低界面张力，浓度窗口较窄。

（2）CnDEA之间符合一般同系物复配规律，C8DEA、C10DEA、C16DEA对C12DEA/C14DEA复配体系油/水动态界面张力的影响规律为：在较高浓度下，具有负协同效应，且影响强弱为C8DEA>C10DEA>C16DEA，在低浓度下，C16DEA具有一定的正协同效应。当C14DEA/C12DEA复配比大于1时，体系达到超低界面张力浓度窗口更宽，界面动态特性更好。

（3）适量助剂（月桂酸和二乙醇胺）的加入对体系降低界面张力有一定的协同效应；GYD/C14DEA复配体系随C14DEA浓度增加，体系界面活性明显改善。

（4）揭示了混合型烷醇酰胺组成对油/水界面张力的影响机制，同时也能对类似油田表面活性剂配方筛选工作提供一定的指导意义。