王洪濤，馮麗娟，何萌，張玉珍，郭丹，曾慶橋，楊陸濤，張魯霞

1 中國(guó)石油華北油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，任丘 062552

2 南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，南京 210046

*通信作者, yjy_wanght@petrochina.com.cn

0 引言

氣驅(qū)是針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的大量低滲透、高含水稠油油藏提高采收率的重要手段，但上述油藏因地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及開(kāi)采中的壓裂操作等原因形成地層裂縫，導(dǎo)致出現(xiàn)氣竄，驅(qū)油效率下降等亟待解決的問(wèn)題[1-2]。當(dāng)前，我國(guó)多數(shù)油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，儲(chǔ)層中大孔隙油被驅(qū)盡，單純的氣驅(qū)或化學(xué)驅(qū)已無(wú)法滿足上述油藏的實(shí)際需求，因此，急需采用新的驅(qū)油方式提高采收率[3]。泡沫驅(qū)是利用泡沫作為驅(qū)油劑的一種驅(qū)油方法，Holbrook 和 Fried 最早發(fā)現(xiàn)泡沫對(duì)提高石油采收率的有效性[4-5]。自問(wèn)世以來(lái)，泡沫驅(qū)油劑憑借其選擇性封堵(堵水不堵油、堵高不堵低)的特性被廣泛應(yīng)用于油田調(diào)剖堵水和驅(qū)油等領(lǐng)域中[6]，但以華北油田西柳10(油藏溫度120 °C)為代表的部分油藏深入地下數(shù)千米，油藏溫度高達(dá)100 °C以上，其高溫環(huán)境大大增加了泡沫劑發(fā)泡和穩(wěn)泡難度，使得普通泡沫驅(qū)體難以在高溫油藏環(huán)境下發(fā)揮作用，嚴(yán)重影響了泡沫驅(qū)在高溫油藏中的實(shí)際應(yīng)用。

針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外科研人員針對(duì)溫度對(duì)泡沫性能的影響及高溫泡沫劑進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究[7]，并合成了如α-烯烴磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽等一系列高溫發(fā)泡劑[8]。然而，上述石油磺酸鹽類發(fā)泡劑雖具有良好的高溫發(fā)泡效果，但泡沫半衰期短，穩(wěn)泡效果不佳。而與石油磺酸鹽類發(fā)泡劑相配伍的常規(guī)非離子型穩(wěn)泡劑卻大多存在高溫穩(wěn)定性差的缺陷，導(dǎo)致所形成的高溫泡沫難以穩(wěn)定，制約了這些泡沫驅(qū)油劑在高溫油藏中的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)此，人們也采用聚合物或納米顆粒提高泡沫劑的穩(wěn)泡性能，但上述材料的選擇及對(duì)油田滲透率的影響還需慎重對(duì)待[9]。同時(shí)，上述以發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑等復(fù)配形成的復(fù)合驅(qū)油劑在地層中長(zhǎng)距離運(yùn)移時(shí)會(huì)產(chǎn)生的色譜分離，使其協(xié)同作用難以發(fā)揮，也嚴(yán)重影響了泡沫驅(qū)油劑使用效率。此外，多數(shù)泡沫驅(qū)油劑還同時(shí)存在抗油性能不足、遇油消泡的問(wèn)題。因此，為滿足高溫、低滲油藏驅(qū)油需要，設(shè)計(jì)一種耐溫、耐油，注入地層后，無(wú)色譜分離現(xiàn)象，并具有優(yōu)異的發(fā)泡、穩(wěn)泡效果的泡沫劑，對(duì)油田領(lǐng)域泡沫驅(qū)油劑的發(fā)展具有十分重要的意義。

通過(guò)合理的分子設(shè)計(jì)，將泡沫驅(qū)與表面活性劑分子特征相結(jié)合，制備出同時(shí)具有良好的高溫發(fā)泡、穩(wěn)泡性能及優(yōu)異的乳化性能的泡沫劑分子，就可同時(shí)實(shí)現(xiàn)耐溫、耐油效果[10-11]，并且可以有效避免不同分子復(fù)配引起的色譜分離現(xiàn)象的發(fā)生，從而顯著地提高高溫油藏的原油采收率。

本文以萘、濃硫酸、環(huán)氧乙烷、1-烯烴、氫氧化鈉為原料，制備出一系列不同烷基鏈長(zhǎng)的聚氧乙烯醚萘磺酸鈉，并對(duì)其分子結(jié)構(gòu)、表面張力、乳化性能及在不同溫度條件下的泡沫性能進(jìn)行了測(cè)試。最終確定烷基鏈長(zhǎng)為14的十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉為首選發(fā)泡劑。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系的抗石英砂吸附性能、耐油性能、腐蝕性以及對(duì)目標(biāo)油藏西柳10原油的界面張力和巖心驅(qū)替性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

1—烯烴(碳鏈長(zhǎng)度分別為10、12、14、16、18)，AR，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；濃硫酸、氫氧化鈉，AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；精萘≥99.5%，上海寶鋼化工有限公司；環(huán)氧乙烷，AR，青島宇燕特種氣體有限公司。

DU—3GW型恒溫磁力攪拌水浴鍋，上?！憧茖W(xué)儀器有限公司；PHS—2F型PH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；OS20—Pro型頂置式電子攪拌器，深圳市康初源有限公司；BZY—1型全自動(dòng)表面張力儀，上海平軒科學(xué)儀器有限公司；Nexus670紅外光譜儀，美國(guó)Nicolet公司。

1.2 不同烷基鏈長(zhǎng)的聚氧乙烯醚萘磺酸鈉的合成

在反應(yīng)器中加入一定量的萘及濃硫酸，升溫至150～170 °C，邊攪拌邊通入環(huán)氧乙烷，反應(yīng)2～4 h，得到聚氧乙醚萘磺酸；然后反應(yīng)降溫至95～120 °C，加入1-烯烴(碳鏈長(zhǎng)度分別為10、12、14、16、18)，繼續(xù)反應(yīng)2～3 h，得到聚氧乙烯醚萘磺酸；加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至弱堿性，得到聚氧乙烯醚萘磺酸鈉。

實(shí)驗(yàn)所得到的聚氧乙烯醚萘磺酸鈉合成路線如圖1所示。

1.3 目標(biāo)油藏礦化水體系配置

為了考察新型發(fā)泡劑聚氧乙烯醚萘磺酸鈉在目標(biāo)油藏條件下的驅(qū)替性能，本實(shí)驗(yàn)根據(jù)目標(biāo)油藏(西柳10)的特點(diǎn)，模擬配置了10 000 ppm的礦化水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體配方如下：CaCl20.044 g/L-1, MgCl2·6H2O 0.058 g/L-1，Na2SO40.03 g/L-1，NaHCO32.58 g/L-1，NaCl 0.85 g/L-1，Na2CO30.187 g/L-1。

1.4 反應(yīng)產(chǎn)物的紅外光譜表征

合成產(chǎn)物與KBr研磨壓片，紅外光譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。

1.5 表面張力測(cè)試

室溫(25 °C)下，去離子水配制質(zhì)量濃度為0.08～0.5 g/L的聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液，測(cè)定不同濃度下的表面張力，測(cè)3次，取平均值。

圖1 聚氧乙烯醚萘磺酸鈉合成路線圖Fig. 1 Synthetic route of polyoxyethylene ether sodium naphthalene sulfonate

1.6 乳化性能測(cè)試

以分水時(shí)間法進(jìn)行乳化性能測(cè)試[12]。在不同溫度下(50, 60, 70, 80, 90 °C)，取 50 mL的帶塞比色管[13]與不同碳鏈長(zhǎng)的聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液(0.3wt%)與白油按25 mL:25 mL的體積比裝入比色管，振動(dòng)30 s，記錄分離出5 mL水的時(shí)間，測(cè)3次，取平均值。

1.7 泡沫性能表征

以Waring Blender攪拌法評(píng)價(jià)發(fā)泡性能和穩(wěn)泡性能[14]。設(shè)定溫度下水浴保溫，加入200 mL 0.3wt%的不同碳鏈長(zhǎng)的表面活性劑溶液，攪拌1 min(7000 rpm)，記錄發(fā)泡倍率和析液半衰期。

1.8 抗吸附性能表征

在500 mL膠塞小口瓶中放入33.33 g石英砂，加入100 g不同濃度的十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉作為發(fā)泡劑(濃度為0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%)，70 °C下按照Q/SH0269-2009 中石化企標(biāo)操作，測(cè)試發(fā)泡倍率和析液半衰期。

1.9 耐油性能表征

依照中石油企標(biāo)(Q/SY 1816-2015)進(jìn)行測(cè)試。70 °C下測(cè)定不同比例的油溶液(原油:煤油 = 1:2)與0.3wt%十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉混合溶液的發(fā)泡倍率和析液半衰期。

1.10 腐蝕性表征

參照SY/T 5273-2000失重評(píng)價(jià)和ISO 8407-2009腐蝕產(chǎn)物的清除、清洗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。將型號(hào)為N80試片，浸入濃度為0.3wt%的十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液中，測(cè)試不同時(shí)間下的失重率。

1.11 界面張力表征

使用旋轉(zhuǎn)液滴界面張力儀(TX—500C)，80 °C和5000 rpm條件下，測(cè)定西柳10原油與0.3wt%十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液的界面張力。

1.12 驅(qū)替實(shí)驗(yàn)

驅(qū)替測(cè)試條件為模擬目標(biāo)油藏西柳10油藏條件120 °C，5 MPa；測(cè)試原油為西柳10原油；測(cè)試泡沫劑為十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉。

地層模擬離子水配制0.3wt%發(fā)泡液，備用；對(duì)巖芯抽真空飽和水，測(cè)量巖心水相滲透率；然后巖心飽和油；先用水模擬二采水驅(qū)至采出液的含水率大于98%；再以一定氣液比注入氣體和發(fā)泡液(氣液混注)進(jìn)行泡沫驅(qū)，模擬三次采油泡沫驅(qū)，注入0.5 PV后停止注入；進(jìn)而以地層離子水模擬后水驅(qū)，注入量2個(gè)PV或采出液含水率大于98%后停止注入；測(cè)試各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的采出液的水量、油量、壓力。

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的紅外鑒定

由于不同烷基鏈長(zhǎng)的聚氧乙烯醚萘磺酸鈉的基本官能團(tuán)結(jié)構(gòu)以及紅外譜圖極為相似，因此本文僅選擇十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉進(jìn)行介紹。圖2是十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉的紅外光譜圖，由圖1可見(jiàn)，在2900、2850 cm-1附近出現(xiàn)的尖銳吸收峰為—CH3、—CH2-中C—H鍵伸縮振動(dòng)峰，1500 cm-1處為芳環(huán)C＝C吸收峰；1350、1250、1100 cm-1附近出現(xiàn)—C—O—C-醚鍵吸收峰，此為長(zhǎng)鏈烷基聚氧乙烯醚的特征吸收峰；940 cm-1處為芳環(huán)C—H面內(nèi)彎曲振動(dòng)峰；810 cm-1處出現(xiàn)了C—H面外彎曲振動(dòng)吸收峰；680 cm-1處為—S—O吸收峰，與目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)相同，可初步斷定成功合成聚氧乙烯醚萘磺酸鈉。

圖2 十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉紅外光譜圖Fig. 2 The FT-IR spectrum of PENS-14C

2.2 表面改性效果

表1為25 °C下十、十二、十四、十六、十八烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉的表面張力及CMC濃度。表面張力和臨界膠束濃度(CMC)是表面活性劑的重要性能參數(shù)，表面張力數(shù)值越低，說(shuō)明表面活性劑改性效果越好，越有利于形成泡沫體系。而CMC的濃度越低，則表明改性劑的有效使用濃度越低[15]。由表1可知，當(dāng)烷基鏈長(zhǎng)為10時(shí)，體系的表面張力較大，達(dá)到45.3 mN·m-1；而當(dāng)烷基鏈長(zhǎng)大于10后，其表面張力迅速下降至32.4～33.9 mN·m-1。其中，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液的表面張力值最低，為32.4 mN·m-1，且該鏈長(zhǎng)的CCMC小于其他鏈長(zhǎng)，為最小值0.9 g·L-1，說(shuō)明當(dāng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉鏈長(zhǎng)為十四時(shí)，面張力和臨界膠束濃度值最低，表面活性劑該性效果最好，最容易形成泡沫體系，且改性劑的有效使用濃度最低，使用效果與經(jīng)濟(jì)效益最高。

2.3 乳化性能

圖3為油水體系中十、十二、十四、十六、十八烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液隨溫度增加的分水時(shí)間。對(duì)于油田領(lǐng)域的泡沫驅(qū)技術(shù)來(lái)說(shuō)，所用的泡沫劑不僅需要利用泡沫的封堵調(diào)剖作用提高采收率，同時(shí)也要利用泡沫劑的乳化作用發(fā)揮其類似于化學(xué)驅(qū)的洗油效果，此外良好的乳化效果也可以提升泡沫劑的耐油性能，因此泡沫驅(qū)油劑的乳化性能是評(píng)價(jià)泡沫劑性能的重要指標(biāo)之一[16]。油水體系中，十、十二、十四、十六、十八烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉溶液隨溫度升高的分水時(shí)間如圖3所示。由圖3可以看出，十碳體系水溶液分水的時(shí)間較其他烷基鏈長(zhǎng)體系時(shí)間明顯縮短，這是由于該體系疏水鏈長(zhǎng)度短，油水界面張力高，導(dǎo)致乳化穩(wěn)性能差。而十二～十八碳體系的分水時(shí)間比十碳體系明顯增加，且相互間數(shù)據(jù)差異較小，說(shuō)明它們均具有很好的乳化穩(wěn)定性。由圖3可知，當(dāng)疏水鏈長(zhǎng)度增加到一定鏈長(zhǎng)后，表面活性劑親油結(jié)構(gòu)與油滴的相互作用力增強(qiáng)，使油水界面張力下降，乳化體系趨于穩(wěn)定；此外，分子中的醚基具有較好的助溶作用，更有利于形成穩(wěn)定的乳化體系[17-18]。

表1 不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉表面活性劑的CCMC和表面張力Table 1 CCMC and the surface intension of PENS with different linear alkyl groups

圖3 不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉乳化分水時(shí)間Fig. 3 The emulsifying and water-separating time of PENS with different linear alkyl groups

圖4 不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉發(fā)泡倍率隨溫度的變化曲線Fig. 4 The curves of the foaming ratio vs. the temperature of PENS with different linear alkyl groups

2.4 泡沫性能

圖4為不同溫度時(shí)0.3wt%的不同碳鏈長(zhǎng)的烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系的發(fā)泡性能結(jié)果。由圖4可知，十四碳的泡沫體系效果最好；十碳的泡沫體系其表面張力較高導(dǎo)致其發(fā)泡性能最差；十八碳的泡沫體系發(fā)泡性能較差，這是由于其較長(zhǎng)的碳鏈增大了分子的疏水性，降低了表面活性劑分子在溶液中的濃度，無(wú)法充分的在氣—液界面形成緊密排列的定向吸附的吸附膜所致[19]。

圖5為不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉析液半衰期隨溫度的變化曲線。由圖5可知，隨著溫度升高，析液半衰期時(shí)間減少，十四碳體系的析液半衰期時(shí)間最長(zhǎng)，穩(wěn)定性最好，在90 °C時(shí)，析液半衰期依然超過(guò)400 s。

圖6為不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫半衰期隨溫度的變化曲線。由圖6可知，隨著溫度升高，泡沫半衰期時(shí)間減少，十四碳體系的泡沫半衰期時(shí)間最長(zhǎng)，在90 °C時(shí)，泡沫半衰期依然在2 h以上，具有較好的高溫泡沫穩(wěn)定性。

上述泡沫性能測(cè)試結(jié)果表明，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉具有最佳發(fā)泡性能，可作為高溫發(fā)泡劑的備選，因此在后續(xù)的泡沫驅(qū)性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，我們選擇十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉作為發(fā)泡劑，制備高溫泡沫驅(qū)油體系，并對(duì)該泡沫體系的抗吸附性能、耐油性能、腐蝕性、界面張力和驅(qū)替效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

2.5 抗吸附性能

巖層對(duì)化學(xué)劑的吸附損失，是影響化學(xué)劑驅(qū)油效率的重要因素之一，性能良好的化學(xué)劑必須具有較強(qiáng)的抗巖層吸附能力。因此，化學(xué)驅(qū)油劑在實(shí)際應(yīng)用前常常需要進(jìn)行吸附性能評(píng)價(jià)。

圖5 不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉析液半衰期隨溫度的變化曲線Fig. 5 The curves of the drainage half-life vs. the temperature of PENS with different linear alkyl groups

圖6 不同烷基鏈長(zhǎng)聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫半衰期隨溫度的變化曲線Fig. 6 The curves of the foaming half-life vs. the temperature of PENS with different linear alkyl groups

圖7和圖8分別為按照“中石油企標(biāo)（Q/SY 1816-2015）”進(jìn)行的石英砂吸附實(shí)驗(yàn)的發(fā)泡性能和析液半衰期測(cè)試結(jié)果。由上圖可以看出，不同濃度的十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系在石英砂吸附前后其發(fā)泡倍率和析液半衰期下降很少，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系具有良好的抗吸附能力。

2.6 耐油性能

多數(shù)泡沫體系遇油易消泡，導(dǎo)致泡沫體系不穩(wěn)定和發(fā)泡倍率明顯下降甚至無(wú)法發(fā)泡，因此泡沫驅(qū)油體系在低含油率條件下的耐油性能是衡量泡沫驅(qū)油劑性能的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，良好的泡沫去油劑在低含油率條件下，需要具備較高的耐油性能。

圖9和圖10分別為按照“中石油企標(biāo)（Q/SY 1816-2015）”進(jìn)行的不同含油率條件下泡沫劑發(fā)泡倍率和析液半衰期測(cè)試結(jié)果，由圖中可以看出，當(dāng)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉含量為0.3%時(shí)，在含油率不大于10%的條件下，泡沫體系的發(fā)泡倍率和析液半衰期下降很少。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系具有良好的耐油能力。

2.7 抗腐蝕性能

多數(shù)化學(xué)劑均具有一定的腐蝕性，而高腐蝕性的化學(xué)劑會(huì)造成采油設(shè)備的損毀，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，化學(xué)劑的腐蝕性是決定該化學(xué)劑能否應(yīng)用于油田領(lǐng)域的關(guān)鍵指標(biāo)。

圖7 石英砂吸附對(duì)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉發(fā)泡性能的影響Fig. 7 The effect of quartz sand adsorption on the foaming property of PENS-14C

圖8 石英砂吸附對(duì)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉析液半衰期的影響Fig. 8 The effect of quartz sand adsorption on the durable half-life of PENS-14C foam

圖9 含油率對(duì)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉發(fā)泡性能的影響Fig. 9 The effect of the oil concentration on the foaming property of PENS-14C

圖10 含油率對(duì)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉析液半衰期的影響Fig. 10 The effect of the oil concentration on the durable half-life of PENS-14C foam

圖11為測(cè)試試片的失重曲線，其腐蝕速率計(jì)算公式如下：

腐蝕速率計(jì)算式：

表面積計(jì)算式：

式中：rcorr為腐蝕速率，mm/a；m0和m1分別為試驗(yàn)前后掛片質(zhì)量，g；ρ為掛片密度，g/cm3；S為掛片表面積，cm2；t為試驗(yàn)時(shí)間，h。

圖11 試片隨腐蝕時(shí)間的失重曲線Fig. 11 The weightloss of the test slice at different times

本實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)的L：5 cm，a：0.95 cm，b：0.295 cm，圓孔半徑r：0.295 cm，S=13.0105 cm2，密度ρ為：7.85 g/cm3。

由上式計(jì)算得十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系的rcorr=0.049 08 mm/a小于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值0.076 mm/a，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系雖然具有一定的腐蝕性，但腐蝕性能滿足驅(qū)油劑的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)使用要求。

2.8 界面張力

界面張力是油田驅(qū)油過(guò)程中，表面活性劑分子、油分子和水分子之間的相互作用的表現(xiàn)，低界面張力更有利于提高采收率，因此界面張力是表征驅(qū)油劑性能的重要指標(biāo)。而懸液法是油田化學(xué)中測(cè)定界面張力最經(jīng)典的方法。

通過(guò)懸液法，測(cè)試得泡沫劑對(duì)目標(biāo)油藏西柳10原油的界面張力測(cè)試結(jié)果為0.074 mN/m，滿足驅(qū)油劑對(duì)目標(biāo)原油界面張力小于0.1 mN/m的要求。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，該泡沫體系同時(shí)滿足化學(xué)驅(qū)油劑的界面張力要求。因此十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉除實(shí)現(xiàn)泡沫驅(qū)油功能外，可能還同時(shí)具有較好的化學(xué)驅(qū)油效果，對(duì)于驅(qū)油效率提升更加明顯。

2.9 驅(qū)替性能

驅(qū)替實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室最直觀準(zhǔn)確的測(cè)試驅(qū)油劑驅(qū)油效果的方法，因此我們對(duì)上述泡沫劑分別進(jìn)行了單管驅(qū)替和雙管驅(qū)替測(cè)試，以確定其驅(qū)油效果。

圖12 十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉單管驅(qū)替測(cè)試曲線Fig. 12 The curves ofoil-displacing test in single-pipe cores of PENS-14C

表2 單管實(shí)驗(yàn)巖芯參數(shù)及提高采收率數(shù)值Table 2 The parameters and the enhanced oil recovery of single-pipe cores

圖12為十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉單管驅(qū)替測(cè)試曲線，表2為單管驅(qū)替實(shí)驗(yàn)巖芯參數(shù)及提高采收率數(shù)值(實(shí)驗(yàn)條件：120 °C，5 MPa，36.67 mD)。由圖12及表2可以看出，單管驅(qū)替的水驅(qū)采收率為43.9%；水驅(qū)后進(jìn)行泡沫驅(qū)，泡沫注入后，含水率明顯降低，隨著注入體積的增加，采收率繼續(xù)增加，泡沫驅(qū)采收率8.05%，這是因?yàn)楸砘顒┓肿釉谟退缑嫖浇档土擞退缑鎻埩?；泡沫?qū)0.5 PV后進(jìn)行后水驅(qū)，提高采收率7.12%。結(jié)果表明，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉單管驅(qū)替測(cè)試提高采收率為15.17%，驅(qū)油效率良好。

圖13為十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉雙管驅(qū)替測(cè)試曲線，表3為雙管驅(qū)替實(shí)驗(yàn)巖芯參數(shù)及提高采收率數(shù)值(實(shí)驗(yàn)條件：120 °C，5 MPa，低滲巖芯20.37 mD，高滲巖芯50.77 mD)。由圖13及表3可知，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉雙管驅(qū)替水驅(qū)采收率低滲為35.61%，高滲為44.76%；水驅(qū)后進(jìn)行泡沫驅(qū)，泡沫注入后，壓差上升說(shuō)明泡沫的注入對(duì)管內(nèi)的孔隙和孔道進(jìn)行了有效封堵，低滲巖芯泡沫采收率為17.13%，高滲巖芯泡沫采收率為12.57%；泡沫驅(qū)后進(jìn)行后水驅(qū)，低滲巖芯后水驅(qū)采收率為5.82%，高滲巖芯后水驅(qū)采收率為6.90%。結(jié)果表明，十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉雙管驅(qū)替實(shí)驗(yàn)低滲巖芯提高采收率22.95%，高滲巖芯提高采收率19.47%，總提高采收率為21.01%，實(shí)驗(yàn)效果良好。

圖13 十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉雙管驅(qū)替測(cè)試曲線Fig. 13 The curves of oil-displacing test in double-pipe cores of PENS-14C

表3 雙管實(shí)驗(yàn)巖芯參數(shù)及提高采收率數(shù)值Table 3 The parameters and the enhanced oil recovery of double-pipe cores

3 結(jié)論

(1)烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系具有較好的降低表面張力的作用和乳化作用，碳數(shù)為十四時(shí)性能最佳，碳鏈越短表面張力越大，性能欠佳。

(2)烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉泡沫體系在不同溫度下(包括90 °C條件下)均具有良好的發(fā)泡性能和泡沫穩(wěn)定性能，其中十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉的性能最為突出。

(3)十四烷基聚氧乙烯醚萘磺酸鈉具有良好的抗吸附性、耐油性和抗腐蝕性，對(duì)目標(biāo)原油的界面張力及驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了十四碳聚氧乙烯醚萘磺酸鈉適用于高溫油藏的泡沫驅(qū)油。