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基于陰離子?非離子型表面活性劑復(fù)配最佳強(qiáng)化潤濕高效驅(qū)油體系——摘要
來源：石油與天然氣化工 瀏覽 59 次 發(fā)布時間:2025-04-08
摘要：目的陰離子?非離子型表面活性劑具有改變巖石表面潤濕性的能力，然而其降低油水界面張力能力有限。因此，對其復(fù)配一種助表面活性劑以實現(xiàn)油水與油固界面協(xié)同調(diào)控，旨在解決殘余油開發(fā)困難的問題。方法通過Williamson成醚反應(yīng)，在非離子表面活性劑月桂酸二乙醇酰胺分子中引入磺酸根基團(tuán)，合成強(qiáng)潤濕調(diào)控主表面活性劑——月桂酸乙醇酰胺磺酸鈉（HLDEA）。以降低油水界面張力為指標(biāo)，復(fù)配表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉（NPES），得到最佳強(qiáng)化潤濕高效驅(qū)油體系。對其降低油水界面張力性能、潤濕調(diào)控性能、油膜剝離性能及驅(qū)油性能進(jìn)行評價。結(jié)果質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的HLDEA+NPES體系可將油水界面張力降低至3.8×10?3 mN/m，達(dá)到超低界面張力。此外，HLDEA+NPES分子可吸附至親油巖石表面，將親油巖心表面水下油滴接觸角由41.34°增至162.53°，將疏水巖石表面調(diào)控為水下強(qiáng)疏油狀態(tài)。75℃下，經(jīng)HLDEA+NPES體系處理24 h，載玻片表面油膜面積減少75.3%，實現(xiàn)油膜整體剝離。結(jié)論室內(nèi)巖心動態(tài)驅(qū)油實驗結(jié)果表明，HLDEA+NPES體系可將采收率提高至63.60%，在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高了28.74個百分點，在超低界面張力體系驅(qū)基礎(chǔ)上提高了7.80個百分點。HLDEA+NPES體系可同時達(dá)到超低界面張力和調(diào)控巖石表面潤濕性，具有應(yīng)用潛力。
目前，我國多數(shù)水驅(qū)開發(fā)后期的油田進(jìn)入高含水階段，剩余油分布分散，殘余油以難開采的油滴、油膜和盲端油等形式存在。油藏巖石表面長期與原油接觸，其表面性質(zhì)受到原油中極性較強(qiáng)的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)組分影響使表面呈現(xiàn)強(qiáng)親油性質(zhì)。研究表明，實現(xiàn)超低界面張力能有效增加毛管數(shù)，降低殘余油飽和度。然而，針對油膜狀殘余油，僅超低界面張力作用難以實現(xiàn)高效采出，殘余油與油固界面的作用力大小在采出過程中占主導(dǎo)地位。表面活性劑具有低界面張力與潤濕調(diào)控等性能，能夠促使油滴聚集并形成油帶，變形后運移從而采出殘余油，被普遍使用于三次采油中。如何通過表面活性劑結(jié)構(gòu)設(shè)計與篩選，實現(xiàn)親油巖石表面強(qiáng)親水改性是進(jìn)一步提高殘余油采收率的關(guān)鍵。
近年來，國內(nèi)外油田主要使用的潤濕調(diào)控類表面活性劑有非離子型表面活性劑、離子型表面活性劑或復(fù)配體系。非離子型表面活性劑能通過疏水作用與氫鍵吸附實現(xiàn)表面潤濕改性，但其親水端極性較差，存在溶解性較差及改性后表面潤濕性為弱親油或中性的問題。在有效改善巖石表面潤濕性的基礎(chǔ)上，如何進(jìn)一步降低油水界面張力，通過油水與油固間的協(xié)同作用，實現(xiàn)殘余油“剝下來”與“運出去”的完整過程是進(jìn)一步提高殘余油采收率的關(guān)鍵。國內(nèi)外研究學(xué)者使用兩種及以上表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，實現(xiàn)不同表面活性劑分子在油水界面與油固界面上的作用規(guī)律差異，提高單位油水界面與油固界面上的分子數(shù)，構(gòu)建致密吸附膜，實現(xiàn)超低界面張力與潤濕調(diào)控，以達(dá)到超低界面張力效果。然而，現(xiàn)有報道中少有體系可同時滿足超低界面張力與高效潤濕調(diào)控。潤濕調(diào)控可促進(jìn)油膜整體剝離，超低界面張力能夠顯著降低殘余油脫離親油表面時的形變阻力，以細(xì)長油絲的形式通過微小孔隙，進(jìn)一步提高體系驅(qū)油性能。
本研究合成的陰離子?非離子型表面活性劑以月桂酸乙醇酰胺磺酸鈉（HLDEA）為主劑，通過篩選一種助表面活性劑與其復(fù)配，從而得到一種可同時實現(xiàn)低界面張力與表面潤濕調(diào)控的高效驅(qū)油體系。同時，利用界面張力儀、接觸角測量儀和油膜剝離實驗分別評價了HLDEA+NPES（壬基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉）強(qiáng)化潤濕調(diào)控高效驅(qū)油體系在油水和油固界面上的作用規(guī)律和協(xié)同作用機(jī)理。與超低界面張力體系作對比，借助巖心驅(qū)油實驗驗證強(qiáng)化潤濕調(diào)控高效驅(qū)油體系協(xié)同作用在提高采收率方面的效果。