[摘要]石油磺酸鹽作為表面活性劑在弱堿三元復(fù)合體系中使用較多，但石油磺酸鹽中未磺化油含量較高，存在一定的弊端，因此在弱堿三元復(fù)合體系中由烷基苯磺酸鹽替代石油磺酸鹽會成為一種必然趨勢。在室內(nèi)對8種不同疏水基烷基苯磺酸鹽表面活性劑與區(qū)塊原油進行界面性能評價，通過變化酸值和碳鏈的長度2項指標觀察其對界面張力的影響。研究發(fā)現(xiàn)碳鏈的長度與原油間存在一定的匹配關(guān)系，酸值對界面張力影響不大。在確定與原油匹配的表面活性劑基礎(chǔ)上，研究了取代基個數(shù)與界面張力的關(guān)系，通過復(fù)配后體系與原油間界面張力的變化分析了相對分子量對界面張力的影響規(guī)律。

石油磺酸鹽具有降低油水界面張力、來源廣和價格低等優(yōu)勢，因而在三次采油中占有極其重要的地位。但同時由于它的未磺化油含量較高，造成低滲透油層的注入困難。烷基苯磺酸鹽是一種碳鏈長度固定、結(jié)構(gòu)相對單一的表面活性劑，其未磺化油含量相對較低，遠遠小于石油磺酸鹽。筆者通過配制弱堿三元復(fù)合體系評價其界面活性，試驗研究了烷基苯磺酸鹽結(jié)構(gòu)與界面活性的關(guān)系，旨在為弱堿三元復(fù)合驅(qū)優(yōu)選表面活性劑提供重要依據(jù)。

1試驗部分

試驗用弱堿三元復(fù)合體系采用礦化度為5410mg/L、懸浮物含量為10.7mg/L、含油量為10.7mg/L的污水配置；聚合物采用分子量為14.6×104、黏度為45.1mPa·s的中分子量聚合物，試驗配置濃度為1500mg/L；堿采用弱堿碳酸鈉。表面活性劑采用組分可控的烷基苯磺酸鹽(見表1)，原油采用現(xiàn)場水驅(qū)后脫水原油作為試驗樣品。

表1烷基苯磺酸鹽的基本參數(shù)

試驗中將形成界面的兩液相加入到樣品中，然后將樣品放入到EZ-Pi Plus便攜式動態(tài)表界面張力儀中，設(shè)定溫度為45℃、旋轉(zhuǎn)速度為5000r/min，每間隔20min錄取一次數(shù)據(jù)，待2h后，記錄平衡時的界面張力數(shù)值。

2試驗結(jié)果與分析

2.1不同酸值對界面活性的影響

在室內(nèi)對具有相同分子量、不同酸值的烷基苯磺酸鹽進行弱堿三元復(fù)合體系界面活性檢測。C16烷基二甲苯磺酸鹽2種不同酸值的表面活性劑試驗得到的界面活性如圖1和圖2所示，可以看出體系均可以在較寬的表面活性劑和堿濃度的范圍內(nèi)形成10-3mN/m數(shù)量級的超低界面張力，即酸值對界面活性影響不大。從C18烷基二甲苯磺酸鹽2種不同酸值的表面活性劑試驗得到的界面活性如圖3和圖4所示，隨著表面活性劑和堿濃度的變化，體系中沒有形成10-3mN/m數(shù)量級的超低界面張力，此類表面活性劑不適用于三元復(fù)合驅(qū)。

圖1 C16-8(1號)界面活性圖 圖2 C16-8(2號)界面活性圖

圖3 C18-8(1號)界面活性圖 圖4 C18-8(2號)界面活性圖

2.2不同分子結(jié)構(gòu)對界面張力的影響

1)碳鏈長度對界面活性的影響對用濃度為1500mg/L的聚合物和不同碳鏈長度的烷基苯磺酸鹽配置的弱堿三元復(fù)合體系進行界面活性檢測(見圖5～圖8)。圖5和圖1對比表明，帶有支鏈的C16烷基苯磺酸鹽形成超低界面張力時堿濃度和表面活性劑濃度范圍較寬；圖6和圖4對比表明，帶有支鏈的C18烷基苯磺酸鹽在相同濃度范圍內(nèi)沒有形成超低界面張力。因此，帶有支鏈的C16烷基苯磺酸鹽界面活性好于帶有支鏈的C18烷基苯磺酸鹽。

另一組對比結(jié)果如圖7、圖8所示，直鏈的C18烷基苯磺酸鹽形成超低界面張力時的堿濃度范圍大于直鏈的C16烷基苯磺酸鹽的范圍。

圖5 C16-7界面活性圖 圖6 C18-7界面活性圖

圖7 C16-6界面活性圖 圖8 C18-6界面活性圖