2.2.6驱油模拟实验

结合上述研究，选取0.02%(w)SDDBS溶液作为驱油剂进行岩心动态驱替实验.本实验使用的岩心参数如表1所示.驱替实验共分为三个过程:模拟地层水驱、表面活性剂驱、后续模拟地层水驱.驱替结果如图9所示，初期地层水驱，当采出液含水率>98%时，计算采收率为37.36%.当注入3.025 cm3 SDDBS溶液后采收率提高至41.67%，注入压力升高.恒温保持12 h后进行后续水驱，注入压力逐渐升高，且当采出液含水率>98%时，计算采收率为47.89%.说明SDDBS溶液驱在水驱基础上提高采收率10.53%，具有优异的驱油效果.

3结论

本研究合成了一种界面润湿性调控驱油剂SDDBS，该驱油剂同时具有疏水碳链、亲水磺酸根基团以及多羟基结构.临界胶束浓度下，SDDBS溶液可将油水界面张力降至2.54 mN/m.SDDBS分子中的多羟基结构可以促使其在岩石表面的吸附，原子力显微镜实验结果显示SDDBS在亲油岩石表面的吸附呈均匀的不规则颗粒状分布.而SDDBS分子中暴露的阴离子则可以显著提高岩石表面的亲水性，水下油滴接触角可从19.2°增加到153.9°，证明SDDBS可将亲油/疏水的岩石表面润湿调控为强亲水/水下强疏油状态.SDDBS具有出色的油膜剥离能力，24 h内油膜剥离面积可达89%，地层水条件下油膜剥离面积仍可达81%.此外，使用SDDBS驱替可提高采收率达10.53%.本研究通过一步法合成一种新型表面活性剂多羟基苯磺酸盐，通过引入氢键强化表面活性剂界面润湿调控能力用于油膜高效剥离，效果显著优于目前文献报道的各类油田用润湿反转表面活性剂，具有较强实际应用潜力.

4实验部分

4.1界面润湿性调控驱油剂合成

按照物质的量比1∶2称取十二烷基苯磺酸钠(SDBS，3.48 g)和甲醛(0.6 g).将称量好的SDBS放置于250 mL三口烧瓶，加入50 mL甲醇作为溶剂，在回流温度68℃下，以3 mL/min速度边搅拌边滴加甲醛(搅拌速率为400 r/min)，反应3 h.反应完毕后通过减压蒸馏和真空干燥除去溶剂，得到白色粘稠状固体，即为目标产物SDDBS.

4.2结构表征与性能评价

(1)吸附性能

对云母片进行亲油处理，在40℃条件下，使用新剥离的云母片浸泡于5%(w)的二甲基硅油乙醇溶液浸泡7 d.浸泡完成后，使用超声波分散仪中处理1 d后烘干.将处理好的云母片常温下浸泡于0.02%(w)SDDBS溶液10 min.取出并用氮气流干燥.使用原子力显微镜在空气环境进行SDDBS在亲油表面吸附形貌的测定，观察SDDBS在亲油云母片表面的吸附特性，测量模式为轻敲模式(TM-AFM)，使用扫描探针型号为NCHV-A.

取用石英砂作吸附剂并清洁处理，使用去离子水多次煮沸、浸泡，滤出多余水份后再用1%(w)的稀盐酸震荡4 h作清洁处理，去离子水多次冲洗过滤至滤液为中性.烘干后对吸附剂亲油处理.

配置系列浓度的SDDBS溶液，将4 g亲油处理后的吸附剂加入到30 g表面活性剂溶液中，在60℃条件下振荡12 h后以8000 r/min离心30 min.测定上清液残留SDDBS浓度.根据公式计算得到吸附量.

其中w0和w(%)分别为初始和吸附后的SDDBS浓度，msol(mg)为溶液质量，msand(g)为吸附剂质量.

(2)润湿性调控性能

对玻璃片进行清洁处理，使用1%稀盐酸溶液处理玻璃片表面4 h后，再用去离子水冲洗至表面呈中性，烘干后对表面进行亲油处理.将处理好的玻璃片分别浸泡在去离子水和0.02%(w)SDDBS溶液中48 h.使用接触角测量仪分别测量其空气中水滴接触角和水下油滴接触角.

4.3油膜剥离性能

将亲油处理后的玻璃片表面均匀涂覆上原油，在100℃下老化48 h.将原油老化的玻璃片浸于0.02%(w)不同驱油剂溶液中，得到不同时间下油膜剥离状态图片，通过图形分析软件将图片转为灰度图，使用框选工具选中灰度图中油膜区域即可得到该区域的灰度值.处理后油膜的灰度值与未处理油膜的灰度值之比，即可得到不同时刻下的剩余油膜相对面积，该软件对图形处理的误差主要产生在小面积油膜以及中间过渡颜色的识别与处理，软件计算误差在3%以内.

4.4岩心动态驱替实验

使用SDDBS配置的表面活性剂作为驱油剂测量采收率.其中实验所用物理模拟岩心驱替装置如图S4(见支持信息)所示.实验所用表面活性剂驱替液为地层水配置的0.02%(w)SDDBS溶液.

将岩心抽真空12 h后，使用地层水进行饱和，测量水饱和后岩心质量，得到岩心孔隙体积(cm3).使用煤油和中质油体积比为1∶1混合配置得到密度为0.814 g/cm3的模拟油.同样使岩心被模拟油饱和，在80℃下老化21 d，建立自然润湿条件.

在60℃下以0.1 mL/min进行模拟地层水驱替，直至采出液中含水量超过98%.在相同温度下再进行表面活性剂驱替，将表面活性剂驱替液以0.1 mL/min的速度进行驱替，注入时间为40 min，注入量约为3.025 cm3，计算表面活性剂驱替的采收率.关闭实验装置恒温保持12 h以模拟实际开采关井的过程.在相同温度下再进行后续水驱，注入条件相同.在整个驱替实验过程中实时记录注入压力、产油量以及产液量，以计算每个过程的采收率.