3三元复合体系对残余油的乳化作用

微观实验过程中通过录像系统实时采集图片，根据实验结果，总结三元复合体系对残余油乳化的作用。

3.1三元复合体系驱替时残余油启动运移

3.1.1相同界面张力、不同界面扩张黏弹性的三元复合体系对残余油的作用

体系4、体系5、体系6的界面张力超低,体系5的界面扩张模量大，体系4和体系6的界面扩张模量小。图3给出了3个体系驱替时残余油的启动运移情况：体系5乳化油滴少且油滴较大;体系4和体系6乳化的油滴小且多，同时出现了乳化油丝现象。说明界面张力相同的情况下，降低界面扩张模量有利于残余油乳化。体系4和体系6使用了不同类型的表面活性剂与碱，而界面张力与界面扩张模量相近。体系4和体系6驱替过程中残余油的启动运移方式相近，说明改变碱型与表活剂类型后只要三元复合体系界面性质不变，其驱替残余油的机理不变。

图3相同界面张力、不同界面扩张黏弹性的三元复合体系对残余油的作用

3.1.2不同界面张力、相同界面扩张模量的三元复合体系对残余油的作用

图4给出了体系1—体系3在驱替过程中残余油启动运移的形式，体系1界面张力在10-1mN/m数量级，体系2和体系3界面张力在10-2mN/m数量级，3个体系的界面扩张模量相同。体系1驱替时残余油乳化作用最弱，体系2和体系3在驱替时都能将残余油大量的乳化成油滴。由此可以得到：在界面扩张模量相同的情况下，降低界面张力有利于乳化作用的发生。

3.1.3界面张力、界面扩张模量均不同的三元复合体系对残余油的作用

图5给出了体系2、体系3、体系5驱替过程中残余油启动运移的形式，体系5使油水界面张力达到超低，界面扩张模量为10 mN/m，对残余油的乳化作用弱，只有少量的油滴形成；体系2和体系3降低油水界面张力到10-2mN/m数量级，界面扩张模量在5 mN/m左右，驱替过程中残余油乳化成大量小油滴，乳化作用强烈。界面张力达到超低的体系5乳化残余油的效果比界面张力10-2mN/m数量级的体系2和体系3乳化残余油的效果差，表明界面扩张黏弹性在残余油乳化过程中发挥重要作用。

图4相同界面扩张模量、不同界面张力的三元复合体系对残余油的作用

图5不同界面张力、不同界面扩张黏弹性的三元复合体系对残余油的作用

3.2界面张力及界面扩张黏弹性与残余油乳化的关系

三元复合驱替时的显著现象是乳化，乳化油滴的过程是将残余油逐步采出的过程，由于这个过程是局部的，残余油受到的阻力要比整体启动时的阻力小很多，界面张力对乳化作用有影响，残余油受到的黏滞力等作用足够克服界面张力时残余油才有可能发生形变，界面扩张黏弹性决定了残余油形变大小和保持形变的难易程度。

微观驱替结果表明，三元复合体系对残余油的乳化作用随着界面张力和界面扩张黏弹性的改变而改变。界面张力为10-1mN/m数量级、界面扩张黏弹性为3～4 mN/m的情况下，由于界面张力较大导致界面膜稳定而不容易发生形变，残余油很难乳化(见图4(a))；界面张力超低，界面扩张黏弹性在10 mN/m以上的情况下，油水界面膜可以发生形变，在高界面扩张模量的作用下，形变很小并且形变后很容易恢复，残余油的乳化作用有微弱增强(见图3(b))；界面张力达到10-2mN/m数量级并且界面扩张模量在3～4 mN/m之间时有利于乳化发生，这时满足了界面膜发生形变的条件，形变的难度小，发生形变后恢复原状的作用弱，形变超过一定的程度，在界面张力的作用下残余油极易乳化出油滴(见图4(b)、4(c))；一种特殊的情况：界面张力超低，界面扩张模量小得无法测量时，这种情况下油水界面膜极易发生形变，形变后基本不会恢复，同时油水界面张力低界面膜的收缩作用很弱，形变很大时也不会发生界面膜的断裂，表现为乳化油丝(见图3(a)、3(c))。

从体系2(或体系3)与体系5的对比中可以得到：油水界面张力降低到10-2mN/m数量级后，继续降低界面张力(体系5)可以使乳化发生的可能性增大，但如果界面扩张模量较大，则界面膜形变的阻力强且界面膜在形变后恢复能力也强，导致乳化作用提高有限(见图5(c))。油水界面张力为10-2mN/m数量级时，不降低界面张力而考虑降低界面扩张模量(体系2或体系3)，低界面张力保证乳化可以发生，界面扩张模量降低使油水界面膜形变容易发生且形变发生后可以维持，最终乳化作用得到显著增强(见图5(a)或5(b))。超低界面张力的体系5的乳化作用比界面张力只有10-2mN/m数量级的体系2和体系3的乳化作用弱(见图5(c)与图5(a)、(b)比较)，说明界面张力超低的三元复合体系由于自身较高的界面扩张黏弹性，限制了驱油体系对残余油的乳化作用，而界面张力在10-2mN/m数量级的三元复合体系降低界面扩张黏弹性后也可以很好地乳化残余油。

综上，界面张力和界面扩张模量综合影响三元复合体系对残余油的乳化作用。界面张力达到10-2mN/m数量级后残余油可以大量乳化；且界面张力降低到10-2mN/m数量级后适当地降低三元复合体系的界面扩张黏弹性能够显著增强对残余油的乳化作用；界面张力和界面扩张模量越低，乳化作用越强；随着界面张力和界面扩张模量的降低，残余油的乳化作用从乳化油滴向乳化油丝转变。

4结论

(1)随着界面张力和界面扩张模量的降低，残余油乳化作用增强，乳化形式从乳化油滴向乳化油丝转变。

(2)界面张力达到10-2mN/m数量级后，降低界面扩张模量可以显著增强三元复合体系对残余油的乳化作用，此时油水界面扩张黏弹性是选择驱油体系时需要考虑的因素。