阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

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1、阴离子双子表面活性剂驱油体系研究胡小冬基金项目：中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金项目（2010D-5006-0211）收稿日期：2011-02-02网络出版时间：作者简介：胡小冬，男(1987-)，湖北潜江人，长江大学石油工程学院在读硕士研究生，主要从事油田化学方面的科研工作。E-mail:hxd_19870408@163.com，电话：15927992601。地址：湖北省荆州市长江大学石油工程学院9#118办公室，434023。网络出版地址：，熊玉娟，欧阳向南，邹玮（长江大学石油工程学院；油气钻采工程湖北省重点

2、实验室，湖北荆州434023)摘要：对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105mg/L、CaCl2为1.5×104mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性，其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定，在NaCl含量为250g/L，能使其降至2.2×10-3mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下，GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10

3、-3mN/m)。进行模拟驱油实验表明，GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。关键词：阴离子双子表面活性剂，驱油表面活性剂，油水动态界面张力，表面张力，耐盐能力，高矿化度表面活性剂在三次采油中应用广泛，目前使用最广泛的是阴离子磺酸盐（石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐[1]等）和羧酸盐类以及多种非离子表面活性剂。在高矿化度油藏条件下，普通的非离子或阴离子表面活性剂都不能满足驱油的要求。针对这种苛刻的驱油条件，人们试图寻找一些方法来解决。方法之一是合成非离子-阴离子复合表面活性剂[2]，但使用这种表

4、面活性剂往往需要在非常特定的条件下才能产生油水间的超低界面张力，适用范围不够广泛。阴离子双子表面活性剂由于独特结构和物化性能，使其在三次采油中的应用具有一定的可行性和巨大的应用潜力[3]。磺酸盐和硫酸酯盐双子表面活性剂具有水溶性更好，耐温抗盐能力更强，界面吸附量更小，在较小的浓度下即可高效率地降低油水界面张力，更适合于高温、高矿化度等特殊油藏提高驱油效率[4-6]。其驱油效率和驱油机理的研究目前在国内尚处于起步阶段，如西南石油大学的赵田红[7-8]等研究表明磺酸盐双子表面活性剂与聚合物的复合体系具有很好的驱油效果。鉴于磺酸盐

5、和硫酸酯盐双子表面活性剂在油田开发中的巨大应用潜力，本文针对高矿化度条件下，对实验合成的硫酸酯盐双子表面活性剂的表界面活性和驱油特性进行了研究。1实验部分1.1实验仪器与药品1.1.2实验岩心与油水样实验仪器：JHR-高温高压岩心驱油装置一套，北京盛维基业科技有限公司TX-500c界面张力仪，自制滴体积法表面张力仪；化学试剂：NaCl、KCl、CaCl2、Na2SO4、MgCl2、NaHCO3等均为分析纯，由天津市科密欧化学试剂有限公司提供；阴离子双子表面活性剂：硫酸酯盐双子表面活性剂GA12-4-12，非离子表面活性剂AN

6、T，由油气钻采工程湖北省重点实验室提供。1.2实验岩心与油水样实验岩心购自江汉油田研究院人造岩心（7×2.5cm），渗透率44.2~689×10-3μm2；实验用油为稀油（密度0.87g/cm3、50℃粘度7.78mPa·s）；实验所用水样为CaCl2型模拟地层水，密度为1.139g/cm3，其总矿化度及各种离子含量如表1所示。表1地层水总矿化度及各类离子含量(mg/L)Table1Totalsalinityandionconcentrationofformationwater(mg/L)Na++K+Ca2+Mg2+Cl-H

7、CO3-SO42-总矿化度类型8643012920916.115830068.5249258883.6CaCl2型1.3实验步骤1.3.1表面张力的测量表面张力采用滴体积法测定。本实验测试温度均为20℃。表面张力计算公式为：γ=VρgF/r；其中V：液滴体积，ρ：液体密度，r：移液管管口外半径，F：校正因子，g：重力加速度。临界胶束浓度通过溶液滴体积γ对lnC(C为表面活性剂的浓度)作图确定1.3.2油水动态界面张力的测量表面活性剂溶液与油相间的界面张力采用Texas-500c界面张力计以旋转滴重法测量，测量范围：10-5～

8、102mN/m。旋转滴重法测量原理是基于旋转离心与界面张力的平衡。实验温度控制在45℃，转速固定为5100r/min。1.3.3驱油实验方法①将岩心抽空饱和地层水，测孔隙度；②将驱油装置升温至45℃，用与待测驱油剂矿化度一致的地层水驱岩心，测岩心水相渗透率；③进行油驱水，至连续出油无水产出