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多種表面活性劑復配可降低界面張力
來源: 瀏覽 1180 次 發布時間:2023-07-05
泡沫驅油是在三元復合驅基礎上發展起來的一種驅油方法,是目前應用較廣泛的三采技術。我國多數油田已進入開發后期,各種矛盾日益凸顯。泡沫有良好的封堵性和對油水的選擇性,可提高波及效率,選擇性降低油藏中的氣體滲透率,調節流度比,提高驅油效。泡沫還有很好的洗油能力,因為起泡劑的強表面活性可顯著降低油水界面張力,改善巖石潤濕性,將束縛油通過油水乳化、液膜置換等方式與水互溶為一相。
傳統泡沫驅油劑的研究只單方面關注了其起泡性能,而忽視了油水界面張力對泡沫驅油劑的影響,且泡沫驅油劑的耐溫耐鹽能力較差。與常規驅油劑相比,低界面張力驅油劑有更強的乳化能力,能將殘余油有效驅出;低界面張力泡沫體系能在孔道中維持較高的滲透阻力,也能更有效地抑制氣竄。與超低界面張力驅油劑相比,低界面張力泡沫驅油劑的界面張力對采出液的分離更有利,可節約分離成本。因此,低界面張力泡沫驅是擴大波及體積和提高洗油效率的可行方法,也是泡沫驅發展的主要趨勢。單一表面活性劑難以達到多種性能要求,因此可將多種表面活性劑復配以提高驅油劑的起泡性能和驅油效率。
表面活性劑的界面張力
分子鏈短、支化度低的表面活性劑在氣液界面形成的泡沫更穩定;而分子鏈較長、支化度較高、和油有一定相似度的表面活性劑在油水界面形成的泡沫張力則較低。單一表面活性劑很難同時滿足上述兩種界面對表面活性劑的要求。表面活性劑改性或互配是解決上述問題的主要研究方向。考慮到表面活性劑改性耗時巨大且工作繁瑣,本工作采用表面活性劑復配的方法降低界面張力。
表1不同復配體系的油水界面張力
CX35雖具有降低油水界面張力的能力,但加入CX35后,油水界面張力仍大于10-1mN/m數量級。離子型表面活性劑與醇混合可降低油水界面張力,但醇會影響驅油劑的起泡性能。不同復配體系的油水界面張力見表1。由表1可看出,石油磺酸鹽降低界面張力的效果尤為突出。這是因為,石油磺酸鹽含苯環及類苯結構,且苯環上有疏水碳鏈,與原油中的瀝青質和芳烴等物質結構相似,故石油磺酸鹽易吸附在油水界面上從而降低油水界面張力。同時,石油磺酸鹽還可提高驅油劑在空隙中的洗油效率,也可通過乳液產生的阻力提高驅油劑的波及效率。在m(CX35)∶m(石油磺酸鹽)∶m(甘油)=1∶0.7∶0.3的條件下得到的ZX35的起泡高度可達到95 mm以上,穩泡能力達到0.946。