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多种表面活性剂复配可降低界面张力

来源: 浏览 486 次 发布时间:2023-07-05

泡沫驱油是在三元复合驱基础上发展起来的一种驱油方法,是目前应用较广泛的三采技术。我国多数油田已进入开发后期,各种矛盾日益凸显。泡沫有良好的封堵性和对油水的选择性,可提高波及效率,选择性降低油藏中的气体渗透率,调节流度比,提高驱油效。泡沫还有很好的洗油能力,因为起泡剂的强表面活性可显著降低油水界面张力,改善岩石润湿性,将束缚油通过油水乳化、液膜置换等方式与水互溶为一相。


传统泡沫驱油剂的研究只单方面关注了其起泡性能,而忽视了油水界面张力对泡沫驱油剂的影响,且泡沫驱油剂的耐温耐盐能力较差。与常规驱油剂相比,低界面张力驱油剂有更强的乳化能力,能将残余油有效驱出;低界面张力泡沫体系能在孔道中维持较高的渗透阻力,也能更有效地抑制气窜。与超低界面张力驱油剂相比,低界面张力泡沫驱油剂的界面张力对采出液的分离更有利,可节约分离成本。因此,低界面张力泡沫驱是扩大波及体积和提高洗油效率的可行方法,也是泡沫驱发展的主要趋势。单一表面活性剂难以达到多种性能要求,因此可将多种表面活性剂复配以提高驱油剂的起泡性能和驱油效率。


表面活性剂的界面张力


分子链短、支化度低的表面活性剂在气液界面形成的泡沫更稳定;而分子链较长、支化度较高、和油有一定相似度的表面活性剂在油水界面形成的泡沫张力则较低。单一表面活性剂很难同时满足上述两种界面对表面活性剂的要求。表面活性剂改性或互配是解决上述问题的主要研究方向。考虑到表面活性剂改性耗时巨大且工作繁琐,本工作采用表面活性剂复配的方法降低界面张力。

表1不同复配体系的油水界面张力


CX35虽具有降低油水界面张力的能力,但加入CX35后,油水界面张力仍大于10-1mN/m数量级。离子型表面活性剂与醇混合可降低油水界面张力,但醇会影响驱油剂的起泡性能。不同复配体系的油水界面张力见表1。由表1可看出,石油磺酸盐降低界面张力的效果尤为突出。这是因为,石油磺酸盐含苯环及类苯结构,且苯环上有疏水碳链,与原油中的沥青质和芳烃等物质结构相似,故石油磺酸盐易吸附在油水界面上从而降低油水界面张力。同时,石油磺酸盐还可提高驱油剂在空隙中的洗油效率,也可通过乳液产生的阻力提高驱油剂的波及效率。在m(CX35)∶m(石油磺酸盐)∶m(甘油)=1∶0.7∶0.3的条件下得到的ZX35的起泡高度可达到95 mm以上,稳泡能力达到0.946。