基于油田現狀的表面活性劑微乳液驅探究

陳明（大慶油田第四采油廠，黑龍江 大慶 163000）

基于油田現狀的表面活性劑微乳液驅探究

陳明（大慶油田第四采油廠，黑龍江 大慶 163000）

本文研究了陰-非離子型Gemini表面活性劑與烷基苯磺酸鹽復配體系界面性能和乳化性能，并進行了微乳含量測定，確定最佳復配比為4∶1，在此基礎上根據形成微乳含量確定最佳助劑為正丁醇，進而根據界面張力優選出最佳微乳液配方：0.4%ANG7-Ⅳ-7與烷基苯磺酸鹽4∶1復配體系溶液/2%正丁醇溶液/原油。最后我們在低滲透油田巖心中進行不同類型微乳液驅油效果分析實驗，該體系采收率達到47.3%，提高幅度最大，效果最好。

復配比；界面張力；乳化能力；采收率

國內外許多學者對低滲透油田開發進行了研究，但對低滲透油藏微乳液驅研究較少，并且目前國內外油田應用的表面活性劑主要是以鈉鹽為主的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，然而陰離子耐鹽性能較差，部分非離子表面活性劑對溫度敏感，并且對環境有一定的污染，因此使用時受到一些限制[2]。陰-非離子型表面活性劑是一類混合型表面活性劑，Halide Akba?等人研究發現它既能保持陰離子和非離子表面活性劑各自的優點，又可以防止色譜分離現象的發生，而且大大提高了體系的耐鹽性和耐溫性[3]。Gemini表面活性劑是由兩個雙親分子的離子頭基經聯結基團通過化學鍵連接而成的[4-5]，Avinash Bhadani等人研究發現Gemini表面活性劑阻抑了有序聚集過程中頭基間的分離力，極大地提高了表面活性[6]。

本文分別選用烷基苯磺酸鹽（簡寫C16-8MXS）、1,4-丁二醇雙聚氧乙烯醚（7）琥珀酸雙酯雙磺酸鹽（簡寫ANG7-Ⅳ-7）及其復配體系配制微乳液，測定其體系的油水界面張力，并研究其乳化性能和形成微乳含量來確定其復配比，在此基礎上對助劑的種類進行優選，最后利用界面張力性能確定表活劑及助劑最佳復配濃度，得到適合低滲透油藏微乳液驅的配方體系。

1 實驗儀器及材料

實驗所用儀器有旋滴界面張力儀(美國Texas—500型)，恒壓恒速泵、巖心夾持器、量筒、活塞容器、真空泵、壓力表、恒溫箱。實驗用藥劑為ANG7-Ⅳ-7表面活性劑，C16-8MXS烷基苯磺酸鹽，無水乙醇，正丙醇，正丁醇，叔丁醇，正戊醇，蒸餾水，液體石蠟。實驗所用巖心、原油及地層水均取自大慶外圍某低滲透油田。

2 實驗方法

以原油為油相，將C16-8MXS、ANG7-Ⅳ-7用無水乙醇進行三次重結晶,在60℃下進行烘干,再進行真空干燥到恒重，將醇類重蒸后取其中間餾份使用。

2.1 界面張力實驗

45℃溫度下，用TX-500C旋滴界面張力儀對原油與不同體系之間的界面張力進行測定[9]。

2.2 乳化能力測試

配制不同濃度的復配表活劑水溶液，搖勻靜置待用。在45℃下移取40ml表活劑水溶液和40ml原油于100ml具塞量筒中，將玻璃塞蓋緊，上下搖晃震蕩5次，靜置60s，如此重復操作5次，將乳狀液緩慢倒入100ml量筒中，記錄下析出10ml水所需時間。將析出10ml水相所用時間的長短做為乳化性能的評價指標，時間越長，說明表面活性劑的乳化性能越好。

2.3 室內巖心模擬驅油實驗

選取大慶外圍某低滲透油田的天然巖心，先對巖心進行飽和油處理，再進行水驅至含水率為98%，記下水驅采收率，然后按照1:1的油水比配制上述微乳液體系，注入各巖心中進行微乳液驅，靜置48h后再進行后續水驅至不出油為止，確定最終采收率。

3 表面活性劑復配體系篩選

3.1 單獨使用烷基苯磺酸鹽及ANG7-Ⅳ-7界面性能評價

界面張力是直接反應表面活性劑性能的重要指標，也是影響采收率的重要條件。分別配制濃度為0.5%-2.5%的烷基苯磺酸鹽及ANG7-Ⅳ-7溶液，對其油水界面張力進行測定，其中油相選用大慶油田外圍某低滲透油藏原油。

該研究結果表明，在復配比為2:1～3:1時，兩者復配作用能夠使大慶油水到達超低界面張力數量級(10-3mN/m)，但在復配比為4:1～5:1時，復配體系能夠使油水界面張力到達10-4mN/m數量級，且在濃度為1%時即可到達臨界膠束濃度，從而減少了表活劑用量，達到更好的經濟效益。

3.3 ANG7-Ⅳ-7與C16-8MXS復配微乳含量測定

微乳液的含量是鑒定表面活性劑性能最直觀的指標。將原油和上述四種復配比的表面活性劑溶液按體積比1:1分別混合，觀察體系的分層劃分情況。當表活劑的濃度高于臨界膠束濃度時即可形成微乳液，當復配比為4:1-5:1時，形成的微乳液含量比其他復配比下形成的微乳液含量多，也就是說相比于其它復配比下更易形成微乳液。

綜合以上性能評價可知，當復配比為4:1-5:1時，具有相對較好的界面性能，并且形成微乳含量較多，但兩個復配比下界面張力和微乳含量相差較小，由于在4:1復配比下具有更好的乳化性能，因此我們確定4:1為最佳復配比。

4 結語

（1）ANG7-Ⅳ-7與C16-8MXS復配體系比單劑降低界面張力效果明顯提高，且在復配比為4:1～5:1時，復配體系能夠使油水界面張力降低至10-4mN/m數量級。

（2）隨著ANG7-Ⅳ-7與C16-8MXS的復配比增大其乳化性能先增強后降低，在復配比為4:1時達到最大。

（3）當復配比為4:1～5:1時形成的微乳液含量較多，綜合界面張力和乳化性能因素最終確定4:1為最佳復配比。

（4）正丁醇的加入使微乳液的含量增加最多，因而確定正丁醇作為助表面活性劑。

（5）測定不同體系的界面張力，最終確定0.4%的復配表活劑/2%正丁醇體系為最佳低滲透油藏微乳液驅油配方，用該體系進行微乳液驅最終采收率可達到47.3%，相比其它體系采收率提高幅度最大，效果最好。

[1]李道品．低滲透油田開發概論[J].大慶石油地質與開發，1997：36-40．