技术分享丨微谱油田助剂结构解析，助力企业提升核心竞争力！

2024-01-08 09:28:22, 先进制造事业群上海微谱检测科技集团股份有限公司

随着我国油气工业的快速发展，油田助剂行业也得到了很大的提升，成为支撑我国油气工业发展的重要行业之一。我国油田助剂行业竞争愈发激烈，在市场竞争中，竞争者差异化并不明显。为了在市场上获得更多的份额，要不断提高产品质量、研发创新，增加产品附加值。物质的结构，可以揭示物质的微观组成、晶体结构和分子结构等信息。

油田助剂是指在油田勘探、开发、生产等过程中，用于提高油气开采率、改进油品质量、增强油藏注水效果、保障生产安全等目的的各种化学制剂。

油田助剂产品的种类多样，在油田开发过程中发挥了不可替代的作用。随着科学技术的不断发展，新产品开发已经提上了油田助剂产业的发展日程，对油田助剂产业进一步发展具有重要的现实意义。油田领域主要分为勘探、钻井、固井、采油、集输、炼化这六个工艺阶段。

油田工艺阶段

油田助剂主要分为以下几类：钻井助剂，主要包括降滤失剂、增粘剂、防塌剂、堵漏剂等；固井助剂，主要包括减阻剂、促凝剂、消泡剂等；采油助剂，主要包括缓蚀剂、乳化剂、离子稳定剂、固砂剂等；集输助剂，主要包括破乳剂、缓蚀剂、阻垢剂等。

油田助剂分类

在油田领域中，较常见需要结构解析的助剂如破乳剂（聚醚）；稠化剂（脂肪酰胺丙基二甲胺、脂肪酰胺丙基二甲乙基季铵盐等）；缓蚀剂（曼尼希碱、吡啶季铵盐等）；主/辅乳化剂（油酸咪唑啉、油酸酰胺等）。

结构解析介绍

材料结构与成分分析的主要内容，包括材料化学成分定性和定量分析、材料聚集态结构分析和材料表面结构成分分析。

材料化学成分定性和定量分析

材料化学成分定性和定量分析主要包括原子吸收或发射光谱法、元素分析法、红外光谱/拉曼光谱法、裂解气相色谱－质谱法、核磁共振波谱法、X射线荧光光谱法和三维原子探针法。

常见仪器作用及其对应检出限

用核磁共振波谱仪、傅里叶红外光谱仪和裂解气相色谱-质谱联用仪来定性分析高分子有机高分子材料。此外，用元素分析仪分析有机材料中元素的含量，分析有机高分子材料中的C、H、N、O、S元素的含量。

材料聚集态结构分析方法

材料聚集态结构分析主要通过透射电子显微镜法、X射线衍射法、热分析法等。X射线衍射法（XRD）用来分析材料的晶体结构，可判断样品有无结晶相以及进行结晶度的计算。

材料表面结构和成分分析

材料表面结构和成分分析主要通过扫描电镜-X射线能谱法、扫描探针显微镜法、X射线光电子能谱法等。通过扫描电镜-X射线能谱法可分析材料表面形貌和成分；通过X射线光电子能谱法可分析样品表面元素及其价态组成。

材料表面结构和成分分析主要使用仪器和测试目的

高分子材料结构特点和分析方法

高分子材料结构层次

高聚物结构主要分为链结构和聚集态结构。链结构分为一级结构和二级结构，其中，一级结构包括结构单元化学组成、结构单元键接方式、结构单元立方结构、支化与交联和结构单元键接序列；二级结构包括高分子链尺寸（分子量、均方旋转半径与均方末端距）和高分子链的形态（高分子链的构象、柔性与刚性）。聚集态结构包括非晶态结构、晶态结构、液晶结构、取向结构和多相结构。

高聚物结构层次

高分子结构分析

通过FTIR、NMR和Py-GCMS等分析结构单元的化学组成；通过NMR、HPLC和MS等分析高分子的键接方式（头-头连接、头-尾连接）；通过FTIR、NMR、XRD和偏光显微镜等分析高分子的异构体；通过NMR和GPC等分析高分子的支化程度；通过NMR碳谱和Py-GCMS来分析共聚物的序列结构。