摘要

內(nèi)烯烴磺酸鹽作為一種新型驅(qū)油用表面活性劑，近年來備受油田現(xiàn)場關(guān)注，隨著三次采油技術(shù)在高溫高鹽油藏的應(yīng)用，表面活性劑的耐溫抗鹽性問題也伴隨而來。采用旋轉(zhuǎn)滴法考察了Na+、Ca2+的離子強(qiáng)度對支鏈化程度不同的兩種內(nèi)烯烴磺酸鹽（A?18、I?20）降低油水界面張力的影響。結(jié)果表明，內(nèi)烯烴磺酸鹽表面活性劑普遍具有較好的抗鹽性，疏水烷基支鏈化可以增加表面活性劑的界面活性，原油中的活性組分可以與表面活性劑分子在界面上混合吸附，是主導(dǎo)界面性能的重要因素；離子強(qiáng)度的升高可以削弱分子間靜電斥力，增加界面上表面活性劑的吸附量；相較于Na+，Ca2+具備更好的分子集合能力，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)下會進(jìn)一步降低油水界面張力。

油氣資源作為當(dāng)今世界最主要的化石能源之一，其作用已超越單純的燃料范疇，廣泛滲透于國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的各個領(lǐng)域。隨著全球經(jīng)濟(jì)的演進(jìn)，石油資源的市場需求量與日俱增，而普通中高滲油藏已進(jìn)入高含水開發(fā)的中后期，其原油采收率逐步下降，導(dǎo)致原油供給能力與市場需求間的矛盾日益凸顯。因此，非常規(guī)油藏的開發(fā)與利用已成為世界各國能源領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。相關(guān)研究表明，常規(guī)一次和二次采油技術(shù)僅能開采非常規(guī)油藏中20%~40%的原油，剩余大部分原油仍受儲層毛細(xì)管力束縛，以殘余油的形式滯留在巖石的孔隙中。這類油藏開發(fā)難度較大，其儲層普遍具有高溫、高鹽、低滲透率的特點(diǎn)，亟需開展針對性的科研攻關(guān)。

原油的開采方式主要分為物理驅(qū)油和化學(xué)驅(qū)油兩大類。物理驅(qū)油技術(shù)通過向油藏注入與原油存在物理作用的驅(qū)替流體，改善油藏內(nèi)流體的流動條件，將原油“推”出來，如二氧化碳非混相驅(qū)；化學(xué)驅(qū)油技術(shù)則通過向油藏中注入表面活性劑，借助其降低油水界面張力的作用實(shí)現(xiàn)原油原位乳化，進(jìn)而將油“洗”出來。毛細(xì)管數(shù)（Nc）是表征驅(qū)油過程中動力學(xué)作用與熱力學(xué)作用的重要指標(biāo)，其數(shù)值越大，油藏孔隙中原油的啟動效率越大。相較于提高驅(qū)替液流速、增大驅(qū)替液黏度兩種調(diào)控方式，降低油水界面張力是增大Nc的最有效方法。正因如此，以降低油水界面張力為核心機(jī)理的“三次采油”技術(shù)，在油田現(xiàn)場中備受關(guān)注。

表面活性劑是一種少量加入即可顯著降低溶液界面張力的化學(xué)物質(zhì)。石油磺酸鹽作為驅(qū)油用表面活性劑的典型代表，具有價格低廉、來源廣泛、界面活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在常規(guī)中高滲透油藏中已取得良好的應(yīng)用效果。然而，隨著油藏開發(fā)條件日益苛刻，這類陰離子表面活性劑表現(xiàn)出了明顯的局限性：分子鍵能較小，且?guī)щ婋x子頭位于碳鏈末端，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性差、耐鹽性不足，容易與Ca2+和Mg2+發(fā)生沉淀反應(yīng)，降低界面活性，不適合在高溫、高鹽、低滲透油藏中廣泛應(yīng)用。內(nèi)烯烴磺酸鹽是在傳統(tǒng)石油磺酸鹽的基礎(chǔ)上引入雙鍵進(jìn)行改性得到的產(chǎn)品，因此在保持較好的界面性能的同時，還具有一定的耐溫抗鹽性。研究結(jié)果表明，疏水烷基鏈中碳碳雙鍵的引入，對表面活性劑的物化性能具有較大影響。內(nèi)烯烴磺酸鹽的雙鍵位于碳鏈內(nèi)部，相較于傳統(tǒng)單鏈型表面活性劑，碳碳雙鍵的鍵能更強(qiáng)，分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，耐溫性增強(qiáng)。

此外，離子強(qiáng)度是影響表面活性劑驅(qū)油效果的重要因素之一。礦物離子可以壓縮雙電層，削弱表面活性劑分子間的靜電斥力，進(jìn)而影響表面活性劑的吸附行為及界面膜的穩(wěn)定性；較高的離子強(qiáng)度可能會導(dǎo)致離子型表面活性劑失效。萬雯緋等研究了十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）和月桂基葡糖苷（APG1214）與遼河稠油的界面張力及乳化性能。結(jié)果表明，加入適量的無機(jī)鹽可以降低油水界面張力。姜向東等研究了延展型表面活性劑降低界面張力的機(jī)理。結(jié)果表明，NaCl可有效降低延展型表面活性劑與正己烷至正十四烷的界面張力。Z.Y.LIU等研究了脂肪醇聚氧乙烯羧酸酯（C12EO3C）與烷烴的界面性質(zhì)。結(jié)果表明，水相中不同類型的陽離子（Na+、Ca2+）對界面上吸附的表面活性劑分子的結(jié)合能力存在差異，進(jìn)而影響陰?非離子表面活性劑降低界面張力的能力。

目前，內(nèi)烯烴磺酸鹽的界面行為研究已取得一定進(jìn)展。研究表明，疏水烷基鏈長度、離子強(qiáng)度等是影響吸附膜結(jié)構(gòu)及油水界面張力的重要因素。J.H.JIA等通過分子動力學(xué)模擬方法，驗(yàn)證了內(nèi)烯烴磺酸鹽分子在正癸烷?水界面的吸附行為，并考察了疏水烷基支鏈化對界面吸附特性的影響；J.X.WANG等探究了內(nèi)烯烴磺酸鹽與甜菜堿在不同類型油水界面上的自組裝行為及混合吸附機(jī)制，明確了復(fù)配體系結(jié)構(gòu)與界面性能的構(gòu)效關(guān)系。然而，關(guān)于內(nèi)烯烴磺酸鹽表面活性劑的界面性能研究主要集中在低礦化度儲層，針對高溫、高鹽油藏環(huán)境的研究相對較少，且離子強(qiáng)度、離子類型對降低界面張力的影響尚不夠明確。基于此，本文針對這一問題進(jìn)行了研究，研究成果對原油乳狀液性能調(diào)控、石油采收率提升、原油運(yùn)輸效率提高具有重要意義。