油水界面張力是油相與水相接觸的作用力，通過(guò)表界面張力儀可以將其測(cè)得，油水界面主要應(yīng)用在石油化工方面，如采礦，選礦，石油精煉等。油水界面是油水分離技術(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)，表面活性劑驅(qū)可有效降低油水界面張力，提高原油采收率。下面以低界面張力表面活性劑DQ-2為例，研究表面活性劑濃度、耐溫性、耐鹽性、礦化度、乳化性、吸附穩(wěn)定性對(duì)體系油水界面張力影響。

體系濃度篩選

測(cè)定低界面張力表面活性劑DQ-2體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2%，0.3%，0.5%的油水界面張力，不同濃度目標(biāo)體系的油水界面張力隨時(shí)間變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

圖1 DQ-2濃度對(duì)體系油水界面張力影響

從圖1可知，在油藏溫度80℃、礦化度5 426 mg/L的條件下，不同濃度低界面張力表面活性劑DQ-2的油水界面張力隨時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)先大幅降低后緩慢上升，最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。隨著低界面張力表面活性劑DQ-2濃度的增加，油水界面張力逐漸降低，其中0.3%和0.5%的DQ-2分別在8 min和6 min后界面張力達(dá)到最低值4.96×10-3mN/m和4.01×10-3mN/m，均具有顯著的降低油水界面張力的能力，而且兩者的油水界面張力降低值較為接近，基于成本考慮，DQ-2最佳的體系用量為0.3%。

耐溫性評(píng)價(jià)

考察不同溫度條件下體系的油水界面張力，評(píng)價(jià)該體系在油藏溫度條件下的溫度適應(yīng)性和耐溫性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2溫度對(duì)體系油水界面張力影響

從圖2可見(jiàn)，隨著溫度的增加，體系的油水界面張力呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，DQ-2體系在60℃下的油水界面張力最低，最低值為3.29×10-3mN/m。DQ-2體系對(duì)目標(biāo)油藏(80℃)具有較好的油藏溫度適應(yīng)性。

耐鹽性評(píng)價(jià)

體系耐鹽性直接影響其驅(qū)油效果。在油藏溫度80℃條件下，測(cè)定DQ-2在不同礦化度條件下的油水界面張力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3礦化度對(duì)體系油水界面張力影響

由圖3可知，隨著礦化度的增加，體系的油水界面張力呈現(xiàn)先大幅降低后緩慢增加的趨勢(shì)，而且隨著礦化度的增加，體系達(dá)到最低界面張力的時(shí)間不斷增加。在目標(biāo)油藏礦化度條件下，體系油水界面張力8 min內(nèi)可達(dá)到4.96×10-3mN/m，但當(dāng)?shù)V化度達(dá)到16 278 mg/L時(shí)，體系的最低界面張力無(wú)法達(dá)到10-3級(jí)別，主要是由于礦化度過(guò)高，破壞了體系的雙電子層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該體系在礦化度為5 426 mg/L具有較好的耐鹽性。

乳化性能

表面活性劑能促使原油和水發(fā)生乳化，從而有效地實(shí)現(xiàn)油水的分離，表面活性劑體系的乳化性能直接影響體系的驅(qū)油效果。在油藏溫度及礦化度條件下，試驗(yàn)測(cè)定體系DQ-2對(duì)原油的乳化性能，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 DQ-2濃度對(duì)原油乳化能力的影響

由圖4可知，不同濃度的DQ-2體系均具有一定的乳化作用，隨著體系濃度的增加，吸水量不斷降低，原油乳化作用不斷增強(qiáng)。當(dāng)DQ-2體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.5%時(shí)，油水體積比為33.47%，后期繼續(xù)提高DQ-2體系的使用濃度，油水體積比趨于穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，DQ-2體系對(duì)于原油具有較好的乳化作用。

吸附穩(wěn)定性

驅(qū)油體系在巖石表面的吸附損耗量越高，驅(qū)油成本就越高。因此，考察DQ-2在不同老化時(shí)間條件下體系的穩(wěn)定性和界面性能，具體實(shí)驗(yàn)方法參見(jiàn)1.4.4吸附性能測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。隨著巖心吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，油水界面張力逐漸增大，但均可達(dá)到10-3級(jí)別。實(shí)驗(yàn)得出，巖心對(duì)該體系具有一定的吸附作用，但吸附量比較少，同時(shí)巖心對(duì)該體系的界面張力影響較小。體系DQ-2具有良好的吸附穩(wěn)定性。

圖5體系吸附穩(wěn)定性隨時(shí)間的變化

表面活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

采用巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。對(duì)復(fù)配的低界面張力表面活性劑DQ-2體系的驅(qū)油性能進(jìn)行室內(nèi)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，并與水驅(qū)、十二烷基硫酸鈉、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和十二烷基二甲基甜菜堿等驅(qū)油性能進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1表面活性劑驅(qū)油效果

由表1可知，表面活性劑驅(qū)油效果明顯優(yōu)于水驅(qū)，其中復(fù)配的低界面張力表面活性劑DQ-2體系的驅(qū)油效果最佳，可基于水驅(qū)提高采收率11.38%。DQ-2體系驅(qū)油效果高于單一性能的表面活性劑的驅(qū)油效果，且驅(qū)替后巖心出口油水分離效果較驅(qū)替初期油水分離效果差，分析原因主要是由于該體系在巖心中的乳化作用導(dǎo)致油水分離現(xiàn)象變差。