2、实验结果与讨论

2.1界面张力

在比较3种复合体系驱油特征之前，应确定其能否满足超低界面张力和良好乳化性能的基本设计要求。因此，首先针对选用的复合体系，测试其与稠油的界面张力（图1）。1#超低界面张力复合体系和3#双效复合体系与稠油的界面张力均能达到超低水平，为3.0×10-3mN/m；而2#乳化复合体系与稠油的界面张力为5.1×10-1mN/m。3种复合体系与稠油的界面张力表现出显著的不同，符合进一步驱油对比的需要。此外，尽管超低界面张力有利于减小毛细管力和稠油在岩石壁面的黏附功，但是对于稠油复合驱，乳化降黏机理极为关键，需进一步对3种复合体系的乳化性能加以研究。

图1 3种复合体系与稠油的界面张力

2.2稠油乳化特征

结合图2和图3可见，初始油水充分振荡混合后，3种复合体系均能较好地乳化和分散稠油，形成大量的乳化油滴。随着时间的延长，乳状液逐渐聚并，不同复合体系形成乳状液稳定性差异明显：①析水率特征（图2）。1#超低界面张力复合体系60min时最先开始析水，析水率上升更快，560min后析水率稳定在96.4%；2#乳化复合体系析水最晚，130min时开始析水，析水率上升最慢，560min后析水率稳定在52.2%；3#双效复合体系在80min时开始析水，析水率上升速度介于前两者之间，560min后析水率为93.3%。②乳状液微观形态（图3）。乳状液制备后，高温70°C时维护90min，1#超低界面张力复合体系形成的乳化油滴显著聚并成大油滴，甚至是连片分布，这也是其更容易析水的原因。2#乳化复合体系仅有少量的大油滴出现，大部分油滴保持初始的分散状态，能够更好地稳定。3#双效复合体系中油滴也发生了明显的聚并，但是油滴尺寸较1#超低界面张力复合体系中的小，且油滴与油滴间即使相互接触、堆积，也仍有明显的界面膜存在，未聚并。综上所述，3种复合体系稳定稠油乳状液的能力由弱到强依次为：1#超低界面张力复合体系、3#双效复合体系、2#乳化复合体系。体系性能符合研究设计要求，具备进一步驱油对比的基础。

图2不同时间下3种复合体系所形成的稠油乳状液析水率

图3不同时间下3种复合体系所形成的稠油乳状液微观形态

此外，1#超低界面张力复合体系和3#双效复合体系形成稠油乳状液的稳定性较2#乳化复合体系差，这也说明乳状液的稳定性与超低界面张力无正相关性，可能更多地取决于油水界面膜的强度。超低界面张力甚至不利于乳状液的稳定，因为：①油水界面能低，界面极易扩展，油水界面上局部表面活性剂浓度瞬时降低，水化膜厚度变薄，不利于乳状液的稳定。②油水界面的扩展，增大了油滴碰撞的几率。③能形成超低界面张力的表面活性剂具有更好的亲水亲油平衡，更倾向于在水平的油水界面铺展，而不是像乳状液一样的弯曲界面。

2.3不同性能体系复合驱对比

通过界面张力、乳化性能研究发现，3种复合体系性能存在显著差异：1#超低界面张力复合体系可将油水界面张力减小至超低水平，但稳定稠油乳状液的能力较差；2#乳化复合体系难以将油水界面张力降低至超低，但能够更好地稳定稠油乳状液；3#双效复合体系油水界面张力能够达到超低，对稠油的乳化性能介于前两者之间。为了进一步确定性能差异（尤其是乳化）对复合体系驱替稠油的影响，首先在水油黏度比为0.045和0.460的条件下开展驱油研究（图4）。

图4不同水油黏度比下3种复合体系的驱油采收率

在水驱采收率基本不变，含水率达到98%时，分别转注0.3PV不同性能的复合体系进一步提高采收率。当水油黏度比为0.045时，3种复合体系驱替稠油的采收率增幅分别为21.2%，24.5%和27.9%。2#乳化复合体系驱油能力较1#超低界面张力复合体系略微增强，但3#双效复合体系具有最强的驱油能力，是最佳驱油体系。进一步增大水油黏度比至0.460，3种复合体系驱替稠油的采收率增幅分别为33.6%，33.8%和34.5%，3种复合体系驱油效果相近，传统1#超低界面张力复合体系即能满足驱油要求，无需选用2#乳化复合体系或者3#双效复合体系。对比2个水油黏度比下的驱油结果认为，水油黏度比为0.045时，复合体系流度控制能力不足，乳化性能的增强能够辅助稠油降黏，并通过乳化油滴的贾敏效应扩大波及，致使乳化性能相对较好的2#乳化复合体系和3#双效复合体系具有更好的驱油效果；而当水油黏度比增大至0.460时，复合体系流度控制能力较强，高效驱油对体系乳化性能的要求减弱。据此，可以推断，当水油黏度比从0.045增大到0.460时，存在一个水油黏度比界限：小于该界限时，乳化能够显著增强复合体系的驱油效果；而大于该界限时乳化对驱油的影响显著减小，甚至可以忽略，无需过分强调乳化，传统超低界面张力复合体系即能满足驱油要求。