[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(huì)成為一種必然趨勢(shì)。在室內(nèi)對(duì)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(jìn)行界面性能評(píng)價(jià)，通過(guò)變化酸值和碳鏈的長(zhǎng)度2項(xiàng)指標(biāo)觀察其對(duì)界面張力的影響。研究發(fā)現(xiàn)碳鏈的長(zhǎng)度與原油間存在一定的匹配關(guān)系，酸值對(duì)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(gè)數(shù)與界面張力的關(guān)系，通過(guò)復(fù)配后體系與原油間界面張力的變化分析了相對(duì)分子量對(duì)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(lái)源廣和價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，因而在三次采油中占有極其重要的地位。但同時(shí)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(zhǎng)度固定、結(jié)構(gòu)相對(duì)單一的表面活性劑，其未磺化油含量相對(duì)較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于石油磺酸鹽。筆者通過(guò)配制弱堿三元復(fù)合體系評(píng)價(jià)其界面活性，試驗(yàn)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(yàn)部分

試驗(yàn)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(yàn)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(jiàn)表1)，原油采用現(xiàn)場(chǎng)水驅(qū)后脫水原油作為試驗(yàn)樣品。

表1烷基苯磺酸鹽的基本參數(shù)

試驗(yàn)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(dòng)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(shí)的界面張力數(shù)值。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1不同酸值對(duì)界面活性的影響

在室內(nèi)對(duì)具有相同分子量、不同酸值的烷基苯磺酸鹽進(jìn)行弱堿三元復(fù)合體系界面活性檢測(cè)。C16烷基二甲苯磺酸鹽2種不同酸值的表面活性劑試驗(yàn)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(jí)的超低界面張力，即酸值對(duì)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(yàn)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(méi)有形成10-3mN/m數(shù)量級(jí)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(hào))界面活性圖 圖2 C16-8(2號(hào))界面活性圖

圖3 C18-8(1號(hào))界面活性圖 圖4 C18-8(2號(hào))界面活性圖

2.2不同分子結(jié)構(gòu)對(duì)界面張力的影響

1)碳鏈長(zhǎng)度對(duì)界面活性的影響對(duì)用濃度為1500mg/L的聚合物和不同碳鏈長(zhǎng)度的烷基苯磺酸鹽配置的弱堿三元復(fù)合體系進(jìn)行界面活性檢測(cè)(見(jiàn)圖5～圖8)。圖5和圖1對(duì)比表明，帶有支鏈的C16烷基苯磺酸鹽形成超低界面張力時(shí)堿濃度和表面活性劑濃度范圍較寬；圖6和圖4對(duì)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(méi)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(duì)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(shí)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