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低界面張力表面活性劑對體系油水界面張力影響
來源：精細(xì)石油化工進展 瀏覽 1217 次 發(fā)布時間:2024-06-11
油水界面張力是油相與水相接觸的作用力，通過表界面張力儀可以將其測得，油水界面主要應(yīng)用在石油化工方面，如采礦，選礦，石油精煉等。油水界面是油水分離技術(shù)的一個重要指標(biāo)，表面活性劑驅(qū)可有效降低油水界面張力，提高原油采收率。下面以低界面張力表面活性劑DQ-2為例，研究表面活性劑濃度、耐溫性、耐鹽性、礦化度、乳化性、吸附穩(wěn)定性對體系油水界面張力影響。
體系濃度篩選
測定低界面張力表面活性劑DQ-2體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2%，0.3%，0.5%的油水界面張力，不同濃度目標(biāo)體系的油水界面張力隨時間變化曲線見圖1。
圖1 DQ-2濃度對體系油水界面張力影響
從圖1可知，在油藏溫度80℃、礦化度5 426 mg/L的條件下，不同濃度低界面張力表面活性劑DQ-2的油水界面張力隨時間的延長，呈現(xiàn)先大幅降低后緩慢上升，最后趨于穩(wěn)定的趨勢。隨著低界面張力表面活性劑DQ-2濃度的增加，油水界面張力逐漸降低，其中0.3%和0.5%的DQ-2分別在8 min和6 min后界面張力達(dá)到最低值4.96×10-3mN/m和4.01×10-3mN/m，均具有顯著的降低油水界面張力的能力，而且兩者的油水界面張力降低值較為接近，基于成本考慮，DQ-2最佳的體系用量為0.3%。
耐溫性評價
考察不同溫度條件下體系的油水界面張力，評價該體系在油藏溫度條件下的溫度適應(yīng)性和耐溫性能，實驗結(jié)果見圖2。
圖2溫度對體系油水界面張力影響
從圖2可見，隨著溫度的增加，體系的油水界面張力呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，DQ-2體系在60℃下的油水界面張力最低，最低值為3.29×10-3mN/m。DQ-2體系對目標(biāo)油藏(80℃)具有較好的油藏溫度適應(yīng)性。
耐鹽性評價
體系耐鹽性直接影響其驅(qū)油效果。在油藏溫度80℃條件下，測定DQ-2在不同礦化度條件下的油水界面張力，實驗結(jié)果見圖3。
圖3礦化度對體系油水界面張力影響
由圖3可知，隨著礦化度的增加，體系的油水界面張力呈現(xiàn)先大幅降低后緩慢增加的趨勢，而且隨著礦化度的增加，體系達(dá)到最低界面張力的時間不斷增加。在目標(biāo)油藏礦化度條件下，體系油水界面張力8 min內(nèi)可達(dá)到4.96×10-3mN/m，但當(dāng)?shù)V化度達(dá)到16 278 mg/L時，體系的最低界面張力無法達(dá)到10-3級別，主要是由于礦化度過高，破壞了體系的雙電子層。實驗結(jié)果表明，該體系在礦化度為5 426 mg/L具有較好的耐鹽性。
乳化性能
表面活性劑能促使原油和水發(fā)生乳化，從而有效地實現(xiàn)油水的分離，表面活性劑體系的乳化性能直接影響體系的驅(qū)油效果。在油藏溫度及礦化度條件下，試驗測定體系DQ-2對原油的乳化性能，結(jié)果見圖4。
圖4 DQ-2濃度對原油乳化能力的影響
由圖4可知，不同濃度的DQ-2體系均具有一定的乳化作用，隨著體系濃度的增加，吸水量不斷降低，原油乳化作用不斷增強。當(dāng)DQ-2體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.5%時，油水體積比為33.47%，后期繼續(xù)提高DQ-2體系的使用濃度，油水體積比趨于穩(wěn)定，通過實驗證實，DQ-2體系對于原油具有較好的乳化作用。
吸附穩(wěn)定性
驅(qū)油體系在巖石表面的吸附損耗量越高，驅(qū)油成本就越高。因此，考察DQ-2在不同老化時間條件下體系的穩(wěn)定性和界面性能，具體實驗方法參見1.4.4吸附性能測定，實驗結(jié)果見圖5。隨著巖心吸附時間的延長，油水界面張力逐漸增大，但均可達(dá)到10-3級別。實驗得出，巖心對該體系具有一定的吸附作用，但吸附量比較少，同時巖心對該體系的界面張力影響較小。體系DQ-2具有良好的吸附穩(wěn)定性。
圖5體系吸附穩(wěn)定性隨時間的變化
表面活性劑驅(qū)油實驗
采用巖心動態(tài)驅(qū)替實驗。對復(fù)配的低界面張力表面活性劑DQ-2體系的驅(qū)油性能進行室內(nèi)動態(tài)評價，并與水驅(qū)、十二烷基硫酸鈉、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和十二烷基二甲基甜菜堿等驅(qū)油性能進行比較，實驗結(jié)果見表1。
表1表面活性劑驅(qū)油效果
由表1可知，表面活性劑驅(qū)油效果明顯優(yōu)于水驅(qū)，其中復(fù)配的低界面張力表面活性劑DQ-2體系的驅(qū)油效果最佳，可基于水驅(qū)提高采收率11.38%。DQ-2體系驅(qū)油效果高于單一性能的表面活性劑的驅(qū)油效果，且驅(qū)替后巖心出口油水分離效果較驅(qū)替初期油水分離效果差，分析原因主要是由于該體系在巖心中的乳化作用導(dǎo)致油水分離現(xiàn)象變差。