基于油田現(xiàn)狀的表面活性劑微乳液驅(qū)探究

陳明（大慶油田第四采油廠，黑龍江 大慶 163000）

基于油田現(xiàn)狀的表面活性劑微乳液驅(qū)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(fù)配體系界面性能和乳化性能，并進(jìn)行了微乳含量測(cè)定，確定最佳復(fù)配比為4∶1，在此基礎(chǔ)上根據(jù)形成微乳含量確定最佳助劑為正丁醇，進(jìn)而根據(jù)界面張力優(yōu)選出最佳微乳液配方：0.4%ANG7-Ⅳ-7與烷基苯磺酸鹽4∶1復(fù)配體系溶液/2%正丁醇溶液/原油。最后我們?cè)诘蜐B透油田巖心中進(jìn)行不同類型微乳液驅(qū)油效果分析實(shí)驗(yàn)，該體系采收率達(dá)到47.3%，提高幅度最大，效果最好。

復(fù)配比；界面張力；乳化能力；采收率

國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)低滲透油田開發(fā)進(jìn)行了研究，但對(duì)低滲透油藏微乳液驅(qū)研究較少，并且目前國內(nèi)外油田應(yīng)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(duì)溫度敏感，并且對(duì)環(huán)境有一定的污染，因此使用時(shí)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(fā)現(xiàn)它既能保持陰離子和非離子表面活性劑各自的優(yōu)點(diǎn)，又可以防止色譜分離現(xiàn)象的發(fā)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(gè)雙親分子的離子頭基經(jīng)聯(lián)結(jié)基團(tuán)通過化學(xué)鍵連接而成的[4-5]，Avinash Bhadani等人研究發(fā)現(xiàn)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(fù)配體系配制微乳液，測(cè)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(fù)配比，在此基礎(chǔ)上對(duì)助劑的種類進(jìn)行優(yōu)選，最后利用界面張力性能確定表活劑及助劑最佳復(fù)配濃度，得到適合低滲透油藏微乳液驅(qū)的配方體系。

1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法

以原油為油相，將C16-8MXS、ANG7-Ⅳ-7用無水乙醇進(jìn)行三次重結(jié)晶,在60℃下進(jìn)行烘干,再進(jìn)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(shí)驗(yàn)

45℃溫度下，用TX-500C旋滴界面張力儀對(duì)原油與不同體系之間的界面張力進(jìn)行測(cè)定[9]。

2.2 乳化能力測(cè)試

配制不同濃度的復(fù)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?lián)u晃震蕩5次，靜置60s，如此重復(fù)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(shí)間。將析出10ml水相所用時(shí)間的長短做為乳化性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，時(shí)間越長，說明表面活性劑的乳化性能越好。

2.3 室內(nèi)巖心模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

選取大慶外圍某低滲透油田的天然巖心，先對(duì)巖心進(jìn)行飽和油處理，再進(jìn)行水驅(qū)至含水率為98%，記下水驅(qū)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(jìn)行微乳液驅(qū)，靜置48h后再進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)至不出油為止，確定最終采收率。

3 表面活性劑復(fù)配體系篩選

3.1 單獨(dú)使用烷基苯磺酸鹽及ANG7-Ⅳ-7界面性能評(píng)價(jià)

界面張力是直接反應(yīng)表面活性劑性能的重要指標(biāo)，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(duì)其油水界面張力進(jìn)行測(cè)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(jié)果表明，在復(fù)配比為2:1～3:1時(shí)，兩者復(fù)配作用能夠使大慶油水到達(dá)超低界面張力數(shù)量級(jí)(10-3mN/m)，但在復(fù)配比為4:1～5:1時(shí)，復(fù)配體系能夠使油水界面張力到達(dá)10-4mN/m數(shù)量級(jí)，且在濃度為1%時(shí)即可到達(dá)臨界膠束濃度，從而減少了表活劑用量，達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 ANG7-Ⅳ-7與C16-8MXS復(fù)配微乳含量測(cè)定

微乳液的含量是鑒定表面活性劑性能最直觀的指標(biāo)。將原油和上述四種復(fù)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(dāng)表活劑的濃度高于臨界膠束濃度時(shí)即可形成微乳液，當(dāng)復(fù)配比為4:1-5:1時(shí)，形成的微乳液含量比其他復(fù)配比下形成的微乳液含量多，也就是說相比于其它復(fù)配比下更易形成微乳液。

綜合以上性能評(píng)價(jià)可知，當(dāng)復(fù)配比為4:1-5:1時(shí)，具有相對(duì)較好的界面性能，并且形成微乳含量較多，但兩個(gè)復(fù)配比下界面張力和微乳含量相差較小，由于在4:1復(fù)配比下具有更好的乳化性能，因此我們確定4:1為最佳復(fù)配比。

4 結(jié)語

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

（2）隨著ANG7-Ⅳ-7與C16-8MXS的復(fù)配比增大其乳化性能先增強(qiáng)后降低，在復(fù)配比為4:1時(shí)達(dá)到最大。

（3）當(dāng)復(fù)配比為4:1～5:1時(shí)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(fù)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(cè)定不同體系的界面張力，最終確定0.4%的復(fù)配表活劑/2%正丁醇體系為最佳低滲透油藏微乳液驅(qū)油配方，用該體系進(jìn)行微乳液驅(qū)最終采收率可達(dá)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(fā)概論[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1997：36-40．