2結果與討論

2.1原油族組分碳數分布

疏水端擴散進(jìn)入原油的能力對表面活性劑在油水界面吸附，降低油水界面張力有直接影響。根據“相似相溶”原理，表面活性劑疏水端擴散進(jìn)入原油的能力和其是否與原油中低極性組分(即飽和分和芳香分)具有相似結構密切相關(guān)。因此，測定原油中飽和分和芳香分的碳原子數分布，對快速篩選驅油用表面活性劑具有指導意義。

圖1為原油飽和分和芳香分中碳原子數分布測定結果。從圖1可知，渤海某油田原油飽和分的碳原子數主要分布在C12～C21，芳香分的碳原子數主要分布在C16～C21和C23～C26。因此，在選擇表面活性劑時(shí)，表面活性劑的疏水端碳數應保持在C12～C26范圍內。

2.2單一表面活性劑降低油水界面張力性能

根據第2.1節原油飽和分和芳香分中碳原子數分布結果，同時(shí)考慮到成本的可行性，選擇了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(疏水端碳原子數為12)、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基二甲基甜菜堿、烷基糖苷APG1214(疏水端碳原子數為12～14)5種表面活性劑作為渤海某油田原油超低界面張力驅油劑的復配原料。

圖2為不同表面活性劑降低油水界面張力的情況。從圖2可知，在5種表面活性劑質(zhì)量分數均為0.2%的情況下，十六烷基二甲基甜菜堿和烷基糖苷APG1214效果最好，分別能將油水界面張力降至0.38 mN/m和0.17 mN/m，低于0.50 mN/m。這是因為原油飽和分和芳香分中C12～C16組分所占比例大，使得這兩種表面活性劑的疏水端碳原子數與其匹配較好，根據“相似相溶”原理，這兩種表面活性劑疏水端擴散進(jìn)入油相的能力較強，因而降低油水界面張力的效果更好。

圖2同時(shí)也說(shuō)明，采用單一表面活性劑將油水界面張力降至超低(10-3mN/m)難度大，因為單一表面活性劑難以在油水界面形成致密的界面膜。因此，在研究超低界面張力驅油表面活性劑時(shí)，除考慮表面活性劑疏水端碳原子數與原油中飽和分和芳香分碳原子數分布的匹配性外，還應在測定單一表面活性劑降低油水界面效果基礎上，考慮將不同表面活性劑進(jìn)行復配，利用表面活性劑分子親水端之間的電荷效應或疏水端碳原子數差異引起的疏水端空間位置互補效應，使表面活性劑分子能在油水界面形成致密的界面膜，從而實(shí)現將油水界面張力降至超低。

2.3復配表面活性劑降低油水界面張力性能

由于十六烷基二甲基甜菜堿和烷基糖苷APG1214降低油水界面張力效果最好，加之烷基糖苷APG1214本身疏水端碳原子數分布較寬(C12～C14)，因此，考慮將二者進(jìn)行復配，充分利用二者疏水端的空間位置互補效應，實(shí)現油水界面張力的進(jìn)一步降低。

圖3為二者按不同質(zhì)量比復配后降低油水界面張力的效果。由圖3可知，在相同質(zhì)量分數(0.2%)下，復配表面活性劑能在10 min內將油水界面張力降至超低，并在15 min內達到穩定。這不僅說(shuō)明復配表面活性劑降低油水界面張力的能力明顯優(yōu)于單一表面活性劑，同時(shí)也證實(shí)了十六烷基二甲基甜菜堿與烷基糖苷APG1214疏水端之間存在良好空間位置互補效應。這種效應不僅有利于二者在油水界面快速發(fā)生吸附，并達到平衡，也有利于二者在油水界面上形成致密的界面膜。隨著(zhù)十六烷基二甲基甜菜堿和烷基糖苷APG1214質(zhì)量比由2∶1降至1∶2，穩定油水界面張力由2.61×10-3降至5.10×10-4mN/m，但當二者質(zhì)量比降至1∶3時(shí)，穩定油水界面張力反而有所升高，為6.10×10-3mN/m。這可能是因為當二者質(zhì)量比低于1∶3時(shí)，二者疏水端的空間位置互補效應減弱所致。圖3表明，十六烷基二甲基甜菜堿和烷基糖苷APG1214的最佳質(zhì)量比為1∶2。

2.4復配表面活性劑含量對降低油水界面張力的影響

圖4為十六烷基二甲基甜菜堿和烷基糖苷APG1214按質(zhì)量比為1∶2復配所得表面活性劑，在不同質(zhì)量分數時(shí)降低油水界面張力的效果。由圖4可知，隨復配表面活性劑質(zhì)量分數的增加，油水界面張力呈下降趨勢。當復配表面活性劑質(zhì)量分數≥0.10%時(shí)，油水界面張力可降至超低。這說(shuō)明，在使用該復配表面活性劑作為驅油劑時(shí)，其質(zhì)量分數不應低于0.10%。

超低界面張力復配表面活性劑用于渤海X油田水驅后的“挖潛提采”（一）

超低界面張力復配表面活性劑用于渤海X油田水驅后的“挖潛提采”（二）

超低界面張力復配表面活性劑用于渤海X油田水驅后的“挖潛提采”（三）