摘要

內(nèi)烯烴磺酸鹽作為一種新型驅(qū)油用表面活性劑，近年來(lái)備受油田現(xiàn)場(chǎng)關(guān)注，隨著三次采油技術(shù)在高溫高鹽油藏的應(yīng)用，表面活性劑的耐溫抗鹽性問(wèn)題也伴隨而來(lái)。采用旋轉(zhuǎn)滴法考察了Na+、Ca2+的離子強(qiáng)度對(duì)支鏈化程度不同的兩種內(nèi)烯烴磺酸鹽（A?18、I?20）降低油水界面張力的影響。結(jié)果表明，內(nèi)烯烴磺酸鹽表面活性劑普遍具有較好的抗鹽性，疏水烷基支鏈化可以增加表面活性劑的界面活性，原油中的活性組分可以與表面活性劑分子在界面上混合吸附，是主導(dǎo)界面性能的重要因素；離子強(qiáng)度的升高可以削弱分子間靜電斥力，增加界面上表面活性劑的吸附量；相較于Na+，Ca2+具備更好的分子集合能力，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)下會(huì)進(jìn)一步降低油水界面張力。

油氣資源作為當(dāng)今世界最主要的化石能源之一，其作用已超越單純的燃料范疇，廣泛滲透于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。隨著全球經(jīng)濟(jì)的演進(jìn)，石油資源的市場(chǎng)需求量與日俱增，而普通中高滲油藏已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)的中后期，其原油采收率逐步下降，導(dǎo)致原油供給能力與市場(chǎng)需求間的矛盾日益凸顯。因此，非常規(guī)油藏的開(kāi)發(fā)與利用已成為世界各國(guó)能源領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。相關(guān)研究表明，常規(guī)一次和二次采油技術(shù)僅能開(kāi)采非常規(guī)油藏中20%~40%的原油，剩余大部分原油仍受儲(chǔ)層毛細(xì)管力束縛，以殘余油的形式滯留在巖石的孔隙中。這類(lèi)油藏開(kāi)發(fā)難度較大，其儲(chǔ)層普遍具有高溫、高鹽、低滲透率的特點(diǎn)，亟需開(kāi)展針對(duì)性的科研攻關(guān)。

原油的開(kāi)采方式主要分為物理驅(qū)油和化學(xué)驅(qū)油兩大類(lèi)。物理驅(qū)油技術(shù)通過(guò)向油藏注入與原油存在物理作用的驅(qū)替流體，改善油藏內(nèi)流體的流動(dòng)條件，將原油“推”出來(lái)，如二氧化碳非混相驅(qū)；化學(xué)驅(qū)油技術(shù)則通過(guò)向油藏中注入表面活性劑，借助其降低油水界面張力的作用實(shí)現(xiàn)原油原位乳化，進(jìn)而將油“洗”出來(lái)。毛細(xì)管數(shù)（Nc）是表征驅(qū)油過(guò)程中動(dòng)力學(xué)作用與熱力學(xué)作用的重要指標(biāo)，其數(shù)值越大，油藏孔隙中原油的啟動(dòng)效率越大。相較于提高驅(qū)替液流速、增大驅(qū)替液黏度兩種調(diào)控方式，降低油水界面張力是增大Nc的最有效方法。正因如此，以降低油水界面張力為核心機(jī)理的“三次采油”技術(shù)，在油田現(xiàn)場(chǎng)中備受關(guān)注。

表面活性劑是一種少量加入即可顯著降低溶液界面張力的化學(xué)物質(zhì)。石油磺酸鹽作為驅(qū)油用表面活性劑的典型代表，具有價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、界面活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在常規(guī)中高滲透油藏中已取得良好的應(yīng)用效果。然而，隨著油藏開(kāi)發(fā)條件日益苛刻，這類(lèi)陰離子表面活性劑表現(xiàn)出了明顯的局限性：分子鍵能較小，且?guī)щ婋x子頭位于碳鏈末端，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性差、耐鹽性不足，容易與Ca2+和Mg2+發(fā)生沉淀反應(yīng)，降低界面活性，不適合在高溫、高鹽、低滲透油藏中廣泛應(yīng)用。內(nèi)烯烴磺酸鹽是在傳統(tǒng)石油磺酸鹽的基礎(chǔ)上引入雙鍵進(jìn)行改性得到的產(chǎn)品，因此在保持較好的界面性能的同時(shí)，還具有一定的耐溫抗鹽性。研究結(jié)果表明，疏水烷基鏈中碳碳雙鍵的引入，對(duì)表面活性劑的物化性能具有較大影響。內(nèi)烯烴磺酸鹽的雙鍵位于碳鏈內(nèi)部，相較于傳統(tǒng)單鏈型表面活性劑，碳碳雙鍵的鍵能更強(qiáng)，分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，耐溫性增強(qiáng)。

此外，離子強(qiáng)度是影響表面活性劑驅(qū)油效果的重要因素之一。礦物離子可以壓縮雙電層，削弱表面活性劑分子間的靜電斥力，進(jìn)而影響表面活性劑的吸附行為及界面膜的穩(wěn)定性；較高的離子強(qiáng)度可能會(huì)導(dǎo)致離子型表面活性劑失效。萬(wàn)雯緋等研究了十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）和月桂基葡糖苷（APG1214）與遼河稠油的界面張力及乳化性能。結(jié)果表明，加入適量的無(wú)機(jī)鹽可以降低油水界面張力。姜向東等研究了延展型表面活性劑降低界面張力的機(jī)理。結(jié)果表明，NaCl可有效降低延展型表面活性劑與正己烷至正十四烷的界面張力。Z.Y.LIU等研究了脂肪醇聚氧乙烯羧酸酯（C12EO3C）與烷烴的界面性質(zhì)。結(jié)果表明，水相中不同類(lèi)型的陽(yáng)離子（Na+、Ca2+）對(duì)界面上吸附的表面活性劑分子的結(jié)合能力存在差異，進(jìn)而影響陰?非離子表面活性劑降低界面張力的能力。

目前，內(nèi)烯烴磺酸鹽的界面行為研究已取得一定進(jìn)展。研究表明，疏水烷基鏈長(zhǎng)度、離子強(qiáng)度等是影響吸附膜結(jié)構(gòu)及油水界面張力的重要因素。J.H.JIA等通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，驗(yàn)證了內(nèi)烯烴磺酸鹽分子在正癸烷?水界面的吸附行為，并考察了疏水烷基支鏈化對(duì)界面吸附特性的影響；J.X.WANG等探究了內(nèi)烯烴磺酸鹽與甜菜堿在不同類(lèi)型油水界面上的自組裝行為及混合吸附機(jī)制，明確了復(fù)配體系結(jié)構(gòu)與界面性能的構(gòu)效關(guān)系。然而，關(guān)于內(nèi)烯烴磺酸鹽表面活性劑的界面性能研究主要集中在低礦化度儲(chǔ)層，針對(duì)高溫、高鹽油藏環(huán)境的研究相對(duì)較少，且離子強(qiáng)度、離子類(lèi)型對(duì)降低界面張力的影響尚不夠明確。基于此，本文針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，研究成果對(duì)原油乳狀液性能調(diào)控、石油采收率提升、原油運(yùn)輸效率提高具有重要意義。