醇对石油磺酸盐/缔合聚合物二元复合驱体系界面张力的影响

张新民，郭拥军 （西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都610500 四川光亚科技股份有限公司，四川 南充637005）

冯如森 （西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学化学化工学院，四川成都610500）

吕 鑫，张 健 （中海油研究总院；海洋石油高效开发国家重点实验室，北京100027）

陈 斌 （西南石油大学化学化工学院，四川 成都610500）

醇对石油磺酸盐/缔合聚合物二元复合驱体系界面张力的影响

张新民，郭拥军 （西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都610500 四川光亚科技股份有限公司，四川 南充637005）

冯如森 （西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学化学化工学院，四川成都610500）

吕 鑫，张 健 （中海油研究总院；海洋石油高效开发国家重点实验室，北京100027）

陈 斌 （西南石油大学化学化工学院，四川 成都610500）

研究了不同碳链长度醇及混合醇对石油磺酸盐/疏水缔合聚合物二元复合体系界面张力的影响。研究表明，醇与石油磺酸盐具有很好的协同效应，醇的加入降低了油/水界面张力；在石油磺酸盐浓度为1000mg/L，醇的浓度为1000mg/L时，C4－C12及混合醇均能使油/水界面张力达到10－3mN/m；混合表面活性剂与单独石油磺酸盐相比达到超低界面张力的时间更短，使用浓度更低。

醇；石油磺酸盐；缔合聚合物；界面张力；二元复合驱

渤海油田大部分油藏层间差异大、渗透率高、油层厚、粘度大，研制适应渤海油田油藏条件及海上油田开发特点的化学驱油技术是一类海上油田高效开发技术。缔合聚合物在渤海绥中361油田开发中的成功应用［1］以及缔合聚合物与表面活性剂相互作用研究的理论基础［2～4］，为进一步开发无碱缔合聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系提供了可行性。

石油磺酸盐是一种复合驱油体系常用表面活性剂，在三元复合驱中由于碱的加入使石油磺酸盐在较低的浓度下就能使油/水界面张力达到10－3mN/m数量级，但在二元复合驱中单纯的石油磺酸盐则需要在比较高的浓度下才具有同样效果。大量研究［5～8］表明，低碳醇的加入可以通过改变表面活性剂的HLB值 （亲水亲油平衡值）来促使其增溶以及改变中相微乳液的特性来调整表面活性剂降低界面张力的能力，但对于由缔合聚合物/石油磺酸盐组成的二元复合驱体系，醇的种类及用量的影响尚无进行系统研究的报道。笔者针对渤海绥中361油藏条件，以经过前期筛选的缔合聚合物和石油磺酸盐组成的聚/表二元复合驱体系为基础，从醇的结构、浓度、复配等方面系统研究了醇对石油磺酸盐/缔合聚合物二元复合驱体系界面张力的影响规律，以期为开发具有优良驱油特性的二元复合驱体系配方提供指导。

1 试验部分

1.1 试验药品及仪器

1）试验药品 工业石油磺酸盐 （胜利中胜公司提供）；疏水缔合聚合物 （四川光亚公司提供，中试产品）；脱气原油 （渤海油田提供）；乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、十二醇、十八醇、KCl、NaCl、CaCl2、MgCl2·6H2O、Na2SO4、NaHCO3（均为分析纯）。

2）试验仪器 TX500C型全量程旋转滴表/界面张力仪；S312型数显恒速搅拌器；HJ－6六联磁力加热搅拌器；501超级恒温箱。

1.2 溶液的配制与测试

按表1组成配制模拟水，取模拟水配制疏水缔合聚合物5000mg/L母液，将母液稀释到1800mg/L目标液后加入表面活性剂搅拌均匀，采用TX500C型全量程旋转滴表/界面张力仪在65℃下测油/水界面张力。

表1 地层水组成及含量

2 试验结果与讨论

2.1 不同碳链醇对二元复合驱体系性能的影响

在缔合聚合物浓度为1800mg/L，石油磺酸盐浓度为1000mg/L，醇的浓度为1000mg/L时，考察不同碳链醇与石油磺酸盐/缔合聚合物二元复合驱体系的配伍性及对油/水界面张力的影响，结果见表2。

从表2可知，不同碳链醇与二元复合驱体系具有良好的配伍性，复配后未出现分层现象且对溶液粘度未有明显影响；各种不同碳链长度的醇均能降低油/水界面张力，表明醇与石油磺酸盐具有很好的协同作用。乙醇与异丙醇虽降低了油/水界面张力，但未能使油/水界面张力达到0.001mN/m，而C4～C12醇均能使油/水界面张力达到超低，表明不同碳链醇与石油磺酸盐协同作用的大小不同，这是由于对于同一种石油磺酸盐用长链醇为助剂比低链醇为助剂的增溶参数高［9］。

表2 不同碳链醇对界面张力的影响

2.2 醇浓度对二元复合驱体系界面张力的影响

在缔合聚合物浓度为1800mg/L，石油磺酸盐浓度为1000mg/L，研究正丁醇、正己醇、混合醇（正丁醇与正己醇按1∶1关系混合）浓度对二元复合体系界面张力的影响，结果见图1。

从图1可知，油/水界面张力随醇浓度的增加而降低后趋于平衡；当正丁醇与正己醇浓度大于500mg/L后，油/水界面张力达到0.001mN/m；而正丁醇与正己醇按1∶1混合后，醇浓度大于200mg/L时即可使油/水界面张力达到超低。从降低界面张力的大小看，混合醇与石油磺酸盐具有更好的协同效应。

2.3 石油磺酸盐浓度对油/水界面张力的影响

正丁醇、正己醇浓度为1000mg/L，加入不同浓度的石油磺酸盐，测试石油磺酸盐浓度对油/水界面张力的影响，结果见图2。

图1 醇浓度对油/水界面张力的影响

图2 石油磺酸盐浓度对油/水界面张力的影响

从图2可以看出，油/水界面张力随石油磺酸盐浓度的增加而下降到0.001mN/m后趋于平衡。在未加入醇时，只有当石油磺酸盐浓度达到1500mg/L时，二元复合驱体系才能使油/水界面张力达到0.001mN/m；而加入醇后，石油磺酸盐浓度只需大于750mg/L就可以使油/水界面张力达到10－3mN/m，大大降低了石油磺酸盐的用量。

2.4 低碳醇复配对界面张力的影响

将石油磺酸盐、正丁醇、正己醇按质量比为10∶1∶1的比例混合均匀，考察混合表面活性剂浓度对油/水界面张力的影响，结果见图3。由图3可知，混合表面活性剂在相同浓度下比石油磺酸盐具有更好的降低表面活性的能力，表明醇的加入有利于石油磺酸盐在较低浓度下使油/水界面张力达到超低。

2.5 二元复合驱体系动态界面张力

在混合表面活性剂 （石油磺酸盐∶正丁醇∶正己醇＝10∶1∶1）与石油磺酸盐浓度为1500mg/L时，研究醇的加入对动态界面张力的影响，结果见图4。

图3 复合表面活性剂对油/水界面张力的影响

图4 二元复合驱体系动态界面张力

从图4可以看出，在相同浓度下，混合表面活性剂在40min内即可使油/水界面张力达到超低并趋于稳定；而单独石油磺酸盐需要60min，表明醇的加入改善了石油磺酸盐的亲水亲油性，加快了表面活性剂的吸附速度，从而降低了达到超低界面张力的时间［10～12］。

3 结 论

1）醇与石油磺酸盐具有很好的协同效应，能在一定程度上降低油/水界面张力。

2）不同碳链醇与石油磺酸盐的协同能力不同，针对渤海原油C4以上的醇协同作用更好。

3）混合醇比单独醇与石油磺酸盐复配具有更好的活性。

4）磺酸盐与醇复合体系不但降低了表面活性剂使用浓度，而且也缩短了油/水界面张力达到超低的时间。

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The Effect of Alcohols on Interfacial Tension of Petroleum Sulfonate/Hydrophobically Associated Polymer Binary Combination Flooding System

ZHANG Xin－min，GUO Yong－jun，FENG Ru－sen，LU Xin，ZHANG Jian，CHEN Bin（First Author's Address：State Key Laboratory of Geology and Production Engineering of Oil－gas Reservoir，Southwest Petroleum University，Chengdu610500，Sichuan China；Sichuan Guangya High－Tech Co.，Ltd，Nanchong637001，Sichuan，China）

The effects of alcohols with various carbon chain lengths and mixed alcohols on the interfacial tension of petroleum sulfonate/hydrophobically associated polymer binary combination flooding system were studied.The study indicates that the alcohols have good synergistic effect with petroleum sulfonate.By adding the alcohols，the oil/water interfacial tension is reduced.When petroleum sulfonate's concentration is 1000mg/L and alcohol's is 1000mg/L，the C4－C12and mixed alcohols can decrease oil/water interfacial tension to 10－3mN/m.Therefore，compared with petroleum sulfonate alone，the mixed surfactants can achieve ultra－low interfacial tension in shorter time and lower concentrations.

alcohol；petroleum sulfonate；hydrophobically associated polymer；interfacial tension；binary compound system

TE357.46

A

1000－9752（2011）06－0121－03

2010－09－19

国家科技重大专项 （2008ZX05024－002）。

张新民 （1978－），男，2001年西南石油学院毕业，硕士，助理研究员，现主要从事提高采收率技术与钻井堵漏研究工作。

［编辑］ 萧 雨