針對(duì)傳統(tǒng)低滲透油藏開采中，采用水驅(qū)采收率低和開發(fā)效果差的問題，提出一種無堿的陰離子－非離子表面活性劑體系。為驗(yàn)證該表面活性劑性能，對(duì)上海石油化工研究院合成的表面活性劑體系的界面張力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)得到SHPC7體系性能最佳，能快速得到界面張力平衡狀態(tài)。然后，配置不同濃度的SHPC7，并對(duì)其界面張力進(jìn)行觀察，從而得到其最佳的實(shí)驗(yàn)濃度。最后，通過模擬低滲透油藏環(huán)境，就SHPC7表面活性劑在乳化性能、驅(qū)油性能等進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將其與AOS表面活性劑比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下SHPC7的乳化性能要優(yōu)于AOS表面活性劑，同時(shí)隨著SHPC7的加入，其采收率可提高15%。由此說明SHPC7體系在提高低滲透油藏開采方面具有很好的作用。

隨著石油開采的不斷深入，我國大部分油田都處在水驅(qū)（二次采油）階段。通過水驅(qū)開采后，仍存在大約65%的原油不能得到有效的開采，然后油層進(jìn)入到高含水或特高含水階段，此時(shí)如果對(duì)石油進(jìn)行開采，其難度將大大增加。如何提高三次石油采收效率，穩(wěn)定原油產(chǎn)量，成為目前思考的重點(diǎn)。而提高水驅(qū)采收率是一種有效的方法，主要是通過添加各種化學(xué)試劑，從而降低油水界之間的表面張力，以此提高石油的采收率。由此，表面活性劑成為降低油水界面張力的一個(gè)關(guān)鍵因素，受到廣泛的關(guān)注。但是，要達(dá)到地界面張力的活性劑種類非常的多。在使用的過程中，種類的選擇需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。地層的溫度越高，水中所含有的鈣鎂離子也就越多，對(duì)活性劑的要求也就越加苛刻。比如在文東油田地層中，其礦化度可以達(dá)到2.510 5。在這種高礦化下的地層中，如采用傳統(tǒng)的活性劑，通常會(huì)產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象，從而導(dǎo)致表面活性劑失效。為解決這個(gè)問題，人們通常在傳統(tǒng)的表面活性劑中加入堿，從而降低界面張力。但是再加入堿之后，往往會(huì)造成地面損害。因此，采用一種不加堿的超低界面活性劑，成為目前研究的重點(diǎn)。本文則提出一種陰離子－非離子的表面活性劑體系，并對(duì)該活性體系的驅(qū)油效率等性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原材料

活性劑樣本：采用上海石油化工研究院合成的SHPC1~7表面活性驅(qū)油體系。

油層水樣取自延長油田某地層，具體水樣如表1所示。

表1油層注入和產(chǎn)出水樣分析

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1界面張力測(cè)定

界面張力的采用芬蘭Kibron公司生產(chǎn)的旋滴界面張力儀，其主要采用旋滴法對(duì)界面張力進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量原理是通過重力、離心力和界面張力三者的共同作用，從而使得密度高的液滴會(huì)在密度高的液滴當(dāng)中，自然的形成一個(gè)圓柱形的液滴。而該液滴的特點(diǎn)就是，其直徑和張力呈現(xiàn)出反比的關(guān)系。如油柱長度大于直徑的4倍，此時(shí)界面張力計(jì)算如下：

如果油柱的長度小于直徑的4倍，那么界面張力計(jì)算如下：

（2）

1.2.2乳化性能測(cè)定

對(duì)乳化性能的測(cè)定，主要包括自乳化性能和乳化力評(píng)價(jià)。為進(jìn)一步凸顯本文選用的表面活性體系的特點(diǎn)，選擇AOS表面活性劑與其進(jìn)行比較。

1）自乳化評(píng)價(jià)

該評(píng)價(jià)主要通過將選出的最佳表明活性劑與表1中的注入水混合，配置成溶液。取20m L的溶液加入到玻璃管中，按照1∶1的比例將其與實(shí)驗(yàn)油田中的原油進(jìn)行混合。在混合后，將混合后的原油放入到95℃恒溫的水當(dāng)中，并觀察混合原油的顏色變化情況。

2）乳化力評(píng)價(jià)方法

同樣，根據(jù)上述的試驗(yàn)步驟，取20 mL的溶液，并將該溶液加入到50 mL大小的玻璃管當(dāng)中。在放入后，按照1∶1的比例對(duì)原油和水進(jìn)行配比，然后放入到95℃水浴鍋恒溫水浴中，時(shí)間5min，以后每隔1 min上下震蕩10次，重復(fù)該動(dòng)作5次，最后靜靜置并觀察結(jié)果。

1.2.3界面張力測(cè)定

將人造巖心抽空5 h飽和地層水，然后測(cè)量孔隙的體積p；然后測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)鹽水水相的滲透率；飽和原油，造束縛水，驅(qū)替原油，直到巖心的出口無水產(chǎn)出為置。注入表面活性驅(qū)油劑，然后利用水驅(qū)至含水為98%時(shí)結(jié)束，此時(shí)計(jì)算其驅(qū)油的采收濾和總的采收濾。計(jì)算公式為：

2結(jié)果與討論

2.1陰離子－非離子活性劑結(jié)構(gòu)

該活性劑的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1陰離子－非離子活性劑結(jié)構(gòu)

2.2不同活性劑體系張力評(píng)價(jià)結(jié)果

將SHPC1~7活性體系溶液配制為濃度大小為0.25%的溶液，密閉24 h，然后利用Texas-500C界面張力儀對(duì)界面張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)定，從而得到圖2所示的結(jié)果。

通過圖2的結(jié)果可以看出，上海石油化工研究院合成的表面活性劑界面張力隨著時(shí)間的推移在不斷地減少，并且SHPC7穩(wěn)定在10-3mN/m的數(shù)量級(jí)。同時(shí)相比與其他體系來講，SHPC7在短時(shí)間之內(nèi)達(dá)到動(dòng)態(tài)界面張力平衡，說明SHPC7的吸附能力更強(qiáng)，并可快速運(yùn)移。

圖2表面活性劑界面張力與油田動(dòng)態(tài)界面張力對(duì)數(shù)圖

2.3不同濃度下的SHPC7張力變化

為進(jìn)一步驗(yàn)證SHPC7濃度大小對(duì)界面張力的影響，從而為后續(xù)的驅(qū)油效果奠定基礎(chǔ)，設(shè)置0.05%、0.10%、0.30%和0.50%四種不同的濃度。同樣采用Texas-500C界面張力儀對(duì)不同濃度下的界面張力進(jìn)行測(cè)定。通過實(shí)驗(yàn)可以得到圖3的界面張力變化情況。

圖3不同SHPC7濃度下的界面張力變化

通過上述的圖可以看出，當(dāng)SHPC7濃度在0.05%的時(shí)候，此時(shí)的界面張力最差，油水界面張力保持在10-2mN/m的數(shù)量級(jí)。而當(dāng)濃度在0.3%的時(shí)候，此時(shí)的油水界面張力在10-3mN/m的數(shù)量級(jí)。由此可以看出，當(dāng)SHPC7的濃度在0.3%的時(shí)候，其界面張力最小，滿足試驗(yàn)油田樣品的驅(qū)油需求。

2.4乳化性能評(píng)價(jià)

為驗(yàn)證SHPC7活性劑與其他表面活性劑的性能，通過乳化實(shí)驗(yàn)對(duì)SHPC7活性劑與AOS活性劑在乳化方面的乳化性能進(jìn)行觀察，從而可以得到如圖3的實(shí)驗(yàn)前后效果。

（a）實(shí)驗(yàn)前(b)試驗(yàn)后

通過上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，AOS在通過乳化實(shí)驗(yàn)后存在油團(tuán)沉積的現(xiàn)象，而在融入SHPC7活性劑的油相下液面有不同程度的上移，從而說明SHPC7可以將原有進(jìn)行輕微的乳化，但AOS則不能。

2.5驅(qū)油評(píng)價(jià)

采用相同的巖心，加入不同濃度的SHPC7表明活性劑，從而得到不同濃度下對(duì)低滲透油層的驅(qū)油效果。

由此，通過表2看出，在增大SHPC7表明活性劑的濃度下，其驅(qū)油效果在不斷增加。但是在0.3%的濃度下其驅(qū)油采收率小于濃度為0.2%的采收率。根據(jù)上述的結(jié)果得出，在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)選擇SHPC7表明活性劑濃度大小為0.2%的濃度，此時(shí)采收率最高。

表2不同濃度表面活性劑濃度的驅(qū)油效果

3結(jié)論

通過上述的研究看出，在SHPC體系中，SHPC7體系的油水界面張力最小，并可以達(dá)到的超低數(shù)量級(jí)。同時(shí)通過乳化實(shí)驗(yàn)看出，傳統(tǒng)的AOS表面活性劑加入后會(huì)形成沉淀，而SHPC7會(huì)乳化部分原油，從而提高了原油的采收率。另外，通過在不同濃度下的SHPC7采收率對(duì)比，在實(shí)際中將其濃度設(shè)定為0.2%情況下，其采收率最高。