2.2 偏硼酸鈉/樁西原油體系的界面張力研究

由上述研究結(jié)果可以看出，單一的表面活性劑不能使油水界面張力達(dá)到超低，因此可考慮加入堿，利用堿的協(xié)同效應(yīng)，降低油水界面張力。樁西原油的酸值較高達(dá)到1.65 mg(KOH)/g，且地層水中Ca2+、Mg2+離子含量較高。應(yīng)用常規(guī)堿，如氫氧化鈉、碳酸鈉，會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢問題。偏硼酸鈉是一種弱堿，可以螯合Ca2+、Mg2+，與地層水混合不會(huì)生成沉淀，配伍性較好(0.1%不同堿與地層水配伍性情況見圖2)。

圖2 不同堿與樁西地層水的配伍性

以模擬地層水配制偏硼酸鈉溶液，測(cè)定了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的偏硼酸鈉與樁西原油的動(dòng)態(tài)界面張力，結(jié)果見圖3。從圖3可以看出，當(dāng)偏硼酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，隨著時(shí)間的延長，偏硼酸鈉/樁西原油體系的動(dòng)態(tài)界面張力呈現(xiàn)出先降低后平穩(wěn)的變化趨勢(shì)。其中，0.4%濃度體系的界面張力最低可達(dá)到1.9×10-2 mN/m，然后界面張力上升，平衡界面張力在2.6×10-2 mN/m左右；偏硼酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.2%~0.8%范圍內(nèi)時(shí)，該體系平衡界面張力均在1×10-1 mN/m以下。綜上，偏硼酸鈉與地層水有很好的配伍性，且與原油界面張力效果表現(xiàn)較好。作為一種耐垢堿，偏硼酸鈉是良好的堿驅(qū)用劑。

圖3 不同濃度偏硼酸鈉與樁西原油的界面張力

2.3 堿/表面活性劑復(fù)合體系與樁西原油的界面張力研究

偏硼酸鈉具有耐垢性，且降低界面張力效果理想。選擇偏硼酸鈉與表面活性劑復(fù)配，進(jìn)行動(dòng)態(tài)界面張力研究，以期達(dá)到超低油水界面張力，取得好的驅(qū)油效果。將CBET-17、SLPS、OP-10進(jìn)行了復(fù)配，復(fù)配體系中的表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，改變偏硼酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。復(fù)配體系與樁西原油的動(dòng)態(tài)界面張力如圖4~圖6所示。

由圖4可以看出，偏硼酸鈉與CBET-17復(fù)配出現(xiàn)了明顯的協(xié)同效應(yīng)，獲得了超低界面張力，10-3 mN/m低界面張力體系維持的時(shí)間較長，0.1%濃度偏硼酸鈉在10min時(shí)，出現(xiàn)了油絲拉斷現(xiàn)象，最低界面張力達(dá)到2.5×10-5 mN/m。偏硼酸鈉濃度低時(shí)，復(fù)配體系與原油界面張力較小。偏硼酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí)，平衡界面張力較低，可達(dá)1.9×10-3 mN/m。

圖4 0.1% CBET-17/不同濃度偏硼酸鈉復(fù)配體系與樁西原油的界面張力

圖5 0.1% SLPS/不同濃度偏硼酸鈉復(fù)配體系與樁西原油的界面張力

圖6 0.1% OP-10/不同濃度偏硼酸鈉復(fù)配體系與樁西原油的界面張力

由圖5、圖6可以看出，SLPS、OP-10與偏硼酸鈉復(fù)配的協(xié)同效應(yīng)也起到了很好的降低界面張力的效果，但是效果不如CBET-17好，沒有出現(xiàn)油絲拉斷的現(xiàn)象。0.1%表面活性劑與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏硼酸鈉復(fù)配時(shí)，降低界面張力效果相似。體系的界面張力在開始階段呈緩慢下降后平穩(wěn)的趨勢(shì)，隨著偏硼酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，油水界面張力最低值先減小后增大。偏硼酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí)，平衡界面張力較低，分別為2.0×10-3 mN/m和6.5×10-3 mN/m。

綜上所述，相對(duì)于OP-10，偏硼酸鈉與CBET-17、SLPS復(fù)配降低油水界面張力效果較好。當(dāng)濃度0.4%偏硼酸鈉與0.1%CBET-17或者0.1%SLPS復(fù)配時(shí)，油水界面張力都能達(dá)到超低水平，且0.1%偏硼酸鈉與0.1%CBET-17復(fù)配時(shí)，油水界面張力最低可達(dá)到2×10-5 mN/m，平衡界面張力均在10-2 mN/m以下。從經(jīng)濟(jì)上考慮，表面活性劑在降低界面張力相同的條件下，用量越少越好。因此兩者較適合作為勝利油田樁西區(qū)塊的復(fù)合驅(qū)油體系。

3 結(jié)論

(1) 單一表面活性劑/樁西原油體系中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的CBET-17降低界面張力能力較好，最低界面張力達(dá)3×10-2 mN/m左右，平衡界面張力可達(dá)7.5×10-2 mN/m。

(2) 當(dāng)濃度0.4%偏硼酸鈉與0.1% CBET-17或者0.1%SLPS復(fù)配時(shí)，油水界面張力都能達(dá)到超低水平。同時(shí)由于偏硼酸鈉具有耐垢性，可螯合勝利地層水中的Ca2+、Mg2+離子阻止沉淀生成。