楊姍 吳慶凱 丁錫剛 李金平 胡朋朋（山東新港化工有限公司，山東東營257000）

0 引言

原油是一種由蠟晶、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和液態(tài)油等組成的復(fù)雜混合物，隨著原油的開采，高含蠟比例增多，蠟晶之間形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)給原油開采、運(yùn)輸?shù)葞砗艽蟮睦щy，尤其是對于高含蠟原油的開采方面，對驅(qū)油劑的性能要求原來越苛刻。利用表面活性劑降低表面張力、提高毛細(xì)管數(shù)的表面活性劑驅(qū)技術(shù)行之有效，已成為使用范圍廣且最具發(fā)展前景的技術(shù)[1-11]。

在前期研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合油田實(shí)際技術(shù)需求，筆者研發(fā)了一種表面活性劑復(fù)配體系，優(yōu)選磺酸鹽類和脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，另外針對原油中高含蠟特征，加入一定比例的水溶性降凝劑，其對蠟晶的形成有一定的抑制作用，從而有效促進(jìn)油水界面張力的降低，滿足了提高高含蠟原油采收率的技術(shù)需要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)用品

1.1.1 實(shí)驗(yàn)原料（見表1）

表1 主要實(shí)驗(yàn)原料一覽表

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器（見表2）

表2 主要實(shí)驗(yàn)儀器一覽表

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1.2 性能評價

1.2.1 油水界面張力測定

用注入水配制0.1%～0.6%一系列的表面活性劑溶液，用TX-500 旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀（密度差△ρ=0.15，轉(zhuǎn)速T=5000r/min），在地層溫度下（70℃）測定溶液和實(shí)驗(yàn)脫水原油的界面張力，取不同時間段的界面張力值。

1.2.2 吸附穩(wěn)定性測試

用注入水配制0.3%表面活性劑溶液90g，與30.0g模擬地層砂混合，放入恒溫水?。ǖ貙訙囟?0℃）中振蕩3天，每天測試吸附后的表面活性劑溶液與原油間的界面張力。

1.2.3 熱穩(wěn)定性

用注入水配制0.3%表面活性劑溶液100.0g，放入恒溫干燥箱（地層溫度70℃）中恒溫老化30天，測定不同老化時間的表面活性劑溶液與原油間的界面張力。

1.2.4 抗鈣能力測定

抗鈣用模擬鹽水：在1000mL 注入水中加入0.2769g 的Ca?Cl2。

用抗鈣模擬鹽水配制0.3%的表面活性劑溶液100.0g，攪拌均勻后記錄溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并在地層溫度70℃下用旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測定樣品溶液與實(shí)驗(yàn)原油間的界面張力。

1.2.5 聚合物配伍性

稱取表面活性劑體系樣品0.3g，加入63.7g 注入水，攪拌15min 后，再加入1800ppm 聚合物母液36.0g，繼續(xù)攪拌30min，用旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測定所得樣品溶液與實(shí)驗(yàn)原油的界面張力。

1.2.6 洗油試驗(yàn)

（1）將模擬地層砂與實(shí)驗(yàn)脫水原油按質(zhì)量比4：1混合，放入烘箱中（地層溫度70℃）恒溫老化7天，每天攪拌一次，使油砂混合均勻；

（2）稱取老化好的油砂5.000g放至錐形瓶中稱重得m1；

（3）用注入水配制0.3%的表面活性劑溶液50.0g，加入到稱量好的油砂中，充分混合后在地層溫度下靜置48h；

（4）將靜置后的樣品溶液中漂浮的原油及瓶壁上粘附的原油用干凈棉紗蘸出，并倒出表面活性劑溶液，接著將錐形瓶置于100℃烘箱中烘至恒重，稱重得m2；

（5）使用沸程90～120℃的石油醚對恒重后的樣品進(jìn)行原油洗脫，直至石油醚無色；

（6）將洗脫盡原油的錐形瓶置于120℃烘箱中烘至恒重，稱量得m3；

（7）按下式（1）計(jì)算原油洗脫率：

式中：

σ—原油洗脫率，%；

m1—洗油前錐形瓶與地層砂總質(zhì)量，g；

m2—洗油后錐形瓶與地層砂質(zhì)量，g；

m3—錐形瓶與洗凈后地層砂質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 油水界面張力

0.1%～0.6%一系列的表面活性劑溶液與原油間的界面張力隨時間、濃度的變化關(guān)系，測試結(jié)果見圖1。

圖1 不同濃度的表面活性劑與原油間的界面張力值

由圖1 可知，該驅(qū)油體系具有較寬的濃度使用窗口，在70℃、8000mg/L礦化度下，0.1%～0.6%的濃度都可以使油水界面張力降到10-3mN/m，且隨著濃度達(dá)到0.3%以上，最終穩(wěn)定后的油水界面張力可達(dá)到10-4mN/m，濃度再增大則對最終的界面張力值影響不是很明顯。

2.2 吸附穩(wěn)定性

表面活性劑經(jīng)過巖石吸附后，剩余量是否還能有效降低油水界面張力，這將直接影響驅(qū)油效果，因此，使用模擬地層砂進(jìn)行驅(qū)油表面活性劑體系的吸附穩(wěn)定性測試。結(jié)果見圖2。

圖2 油水界面張力隨吸附時間的變化

由圖2可知，隨著吸附時間變長，界面張力值降低的幅度變緩慢，但表面活性劑體系溶液被模擬地層砂吸附3天后，油水界面張力仍能降至10-4mN/m，這表明該驅(qū)油體系抗吸附穩(wěn)定性比較強(qiáng)，天然巖石對其吸附損耗較小，對降低油水界面張力影響不大。

2.3 熱穩(wěn)定性

在地層溫度70℃下，測定不同老化時間的表面活性劑溶液與原油間的界面張力，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨著老化時間延長，油水界面張力變化不是很大，均能夠達(dá)到10-3mN/m，這說明該表面活性劑體系熱穩(wěn)定性較好，在地層溫度下化學(xué)穩(wěn)定性好，可以較長時間地保持良好驅(qū)油效果。

圖3 油水界面張力老化穩(wěn)定性

2.4 抗鈣能力

圖4 Ca2+對油水界面張力的影響

用抗鈣模擬鹽水配制0.3%的表面活性劑溶液，攪拌均勻后無沉淀生成，在地層溫度70℃下測定樣品溶液與實(shí)驗(yàn)原油間的界面張力，并與未加Ca2+的測試進(jìn)行對比，如圖4所示。從對比結(jié)果來看，加入100mg/L 的Ca2+對油水界面張力的影響不是很大，半小時內(nèi)界面張力也能夠降到5×10-3mN/m 以下，表明該表面活性劑體系具有較強(qiáng)的抗鈣能力。

2.5 聚合物配伍性

圖5 表面活性劑體系與聚合物的配伍性

0.3%的表面活性劑體系與1800ppm 聚合物母液的混合溶液，在地層溫度70℃下，與實(shí)驗(yàn)脫水原油間的界面張力測試結(jié)果如圖5。從測試結(jié)果來看，2h 內(nèi)油水界面張力也可降到5×10-3mN/m 以下，這說明該表面活性劑體系與聚合物配伍性良好，可以取得較好的驅(qū)油效果。

2.6 洗油率

經(jīng)過洗油試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中的稱量數(shù)據(jù)如表3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算原油洗脫率為σ=48.5%，滿足Q/SH1020 2191—2018驅(qū)油用表面活性劑的技術(shù)要求[12]，洗油效果較好。

表3 洗油試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

（1）該表面活性劑體系針對高含蠟原油（含蠟量為35%）表現(xiàn)出優(yōu)異的界面性能，在0.1%～0.6%較寬濃度范圍內(nèi)可使油水界面張力達(dá)到10-4mN/m，具有較強(qiáng)的抗鈣能力，對注入水的普適性較強(qiáng)。

（2）該表面活性劑體系靜態(tài)吸附3 天后界面張力仍然能夠保持超低（小于10-3N/m），表現(xiàn)出良好的抗吸附性能。

（3）該表面活性劑體系具有較好的熱穩(wěn)定性，在地層溫度下能保持較長時間的低界面張力（10-3N/m），起到較好的驅(qū)油效果。

（4）該表面活性劑體系與聚合物配伍性良好，原油洗脫率可達(dá)到48.5%，均能滿足驅(qū)油用表面活性劑的技術(shù)要求。