С быстрым развитием экономики и растущим спросом на нефть потенциал традиционных нефтяных месторождений был исчерпан, что делает низкокачественные ресурсы нефтяных месторождений, такие как тяжелая нефть, все более важными для нефтяников. Китай обладает относительно большими запасами тяжелой нефти, на которые приходится около 20% от общего объема внутренних запасов нефти. Как эксплуатировать резервуары с тяжелой нефтью, стало общедоступной проблемой в отечественной нефтяной промышленности.
Характерными чертами тяжелой нефти являются высокое содержание асфальта и смолы, высокая вязкость, неравномерная текстура и высокая сложность извлечения. В настоящее время добыча тяжелой нефти в Китае в основном зависит от термической добычи, такой как интенсификация добычи паром и паровое заводнение. Тем не менее, термическая добыча требует больших затрат энергии и требует сложного оборудования, поэтому технологии холодной добычи, такие как химическое заводнение, постепенно привлекают внимание ученых. Ключом к технологии холодного извлечения является снижение вязкости тяжелой нефти, а технология эмульгирования и снижения вязкости тяжелой нефти в последние годы стала предметом исследований. Технология эмульгирования и снижения вязкости может значительно снизить вязкость тяжелой нефти за счет добавления в нее подходящих эмульгаторов с образованием эмульсии масло-в-воде, тем самым улучшая ее текучесть и эффективность извлечения. Дай Минъян и др. проанализировали эффект снижения вязкости композитной эмульсионной системы неионогенного эмульгатора OP-12 и олеата натрия на тяжелую нефть и обнаружили, что этот композитный эмульгатор может образовывать стабильную эмульсию с тяжелой нефтью Huanxiling на месторождении Ляохэ со степенью снижения вязкости 92,95. %, что значительно лучше, чем у моноэмульгатора ОП-12. Сан Нана и др. систематически изучал скорость отделения воды и скорость снижения вязкости эмульсии вода-в-масле, образованной амфотерными поверхностно-активными веществами и тяжелой нефтью, а также исследовал влияние различных типов полимеров. Результаты показывают, что эмульсия тяжелой нефти, приготовленная с определенной концентрацией амфотерного поверхностно-активного вещества CAB-35, обладает хорошей стабильностью и высокой скоростью снижения вязкости; Кроме того, из-за стерических затруднений полимер будет препятствовать агрегации капель масла, тем самым снижая скорость водоотделения эмульсии. Ли Мейронг и др. изучали эффект снижения вязкости неионогенного эмульгатора ОП-10 на тяжелую нефть и полагали, что он может частично разрушать структуру укладки асфальтенов и смол, что приводит к значительному снижению вязкости тяжелой нефти.
Амфотерные ПАВ обладают хорошими диспергирующими, моющими, эмульгирующими свойствами, стойкостью к ионам кальция и магния, антистатическими свойствами, экологичны. Они легко смешиваются с другими ПАВ и имеют широкие перспективы применения. Что еще более важно, амфотерные поверхностно-активные вещества обладают высокой межфазной активностью и могут образовывать сверхнизкое межфазное натяжение с сырой нефтью, что, как ожидается, станет новым типом химического реагента для вытеснения нефти, который может значительно повысить скорость извлечения низкокачественных нефтяных пластов. Бетаин является амфотерным поверхностно-активным веществом. Гидрофильная группа в молекулярной структуре содержит группу сульфокислоты и группу аммония, а положительный и отрицательный центры соединены метиленовой группой. Чжоу и др. систематически изучали механизм бетаин-цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ для снижения межфазного натяжения сырой нефти и обнаружили, что гидрофильные группы бетаина с большим молекулярным размером равномерно распределяются по поверхности раздела нефть/вода. Хотя их способность сама по себе снижать межфазное натяжение невелика, они могут образовывать плотную смешанную адсорбционную мембрану с активными веществами в сырой нефти, что оказывает синергетический эффект на снижение межфазного натяжения. Механизм синергетического снижения межфазного натяжения контролируется двумя факторами: гидрофильным и липофильным балансом и соответствием размеров. Среди них гидрофильный и липофильный баланс влияет на количество адсорбированных молекул поверхностно-активного вещества на границе раздела, в то время как соответствие размеров регулирует расположение и плотность адсорбционной пленки на границе раздела. При увеличении степени гидрофобного разветвления бетаина его способность снижать межфазное натяжение масляной фазы может быть улучшена, но из-за увеличения размера часто нарушается его синергетический эффект.
Хотя исследования поверхностно-активного вещества цвиттериона были очень обширными, его применение в области снижения вязкости эмульгирования все еще очень ограничено. Автор исследовал синергетический механизм между поверхностно-активными веществами с различными гидрофильными или гидрофильными концами и LAB-35, используя амфотерное поверхностно-активное вещество LAB-35 в качестве основного агента и контролируя, чтобы его гидрофильный конец был одинаковым или подобным. Добавление органических оснований к бинарной системе дополнительно улучшает эффект эмульгирования и позволяет выбрать подходящую композитную систему.