CO2乳液在驅油過(guò)程中能夠有效控制CO2流度，大幅改善CO2驅油效果，提高采收率。選擇AOT作為CO2乳液用表面活性劑，通過(guò)TRACKER-H界面流變儀測定AOT水溶液與CO2體系在不同溫度壓力條件下的界面特性，通過(guò)巖心實(shí)驗測定不同溫度壓力條件下CO2乳液的封堵和調剖分流效果。結果表明:隨著(zhù)壓力的增大，CO2乳液界面張力隨之降低，界面黏彈性隨之增大;隨著(zhù)溫度的增加，CO2乳液界面張力增加，界面黏彈性降低;溫度越高越不利于乳液的封堵，壓力越高越有利于乳液的封堵，這與體系界面特性研究所得的結果相對應，說(shuō)明CO2乳液的封堵效果與其界面特性有關(guān);溫度和壓力通過(guò)影響CO2乳液的界面特性從而影響其滲流特征，CO2乳液的強度越高、體系界面張力越低、界面黏彈性越好，其分流效果也會(huì )越明顯。

在油藏條件下，CO2一般處于超臨界狀態(tài)(31.26℃，7.38 MPa以上)，超臨界CO2密度接近液體，與水溶液形成的分散體系稱(chēng)為乳液更為合適，驅油過(guò)程中將超臨界CO2和表面活性劑水溶液形成超臨界CO2乳液是控制CO2流度的有效方法，能夠大幅改善CO2驅油效果。在超臨界CO2乳液驅替過(guò)程中，CO2乳液的界面特性會(huì )直接影響其穩定性，從而影響CO2乳液在驅替過(guò)程中的封堵效果。目前，對CO2乳液的研究主要集中在反相微乳萃取分離、酶催化和納米材料制備等方面。筆者通過(guò)實(shí)驗研究不同溫度、壓力條件下CO2乳液界面特性及其封堵效果。

1實(shí)驗

1.1實(shí)驗材料與儀器

主要實(shí)驗材料:選用2-(2-乙基己基)-磺酸琥珀酸鈉(AOT)為表面活性劑;實(shí)驗用CO2純度為99.9%;實(shí)驗用水為蒸餾水;實(shí)驗巖心為填砂管模型，規格參數:600 mm×Φ25 mm。表1、2所給出的回壓值即為巖心中流體所處的最低壓力，只有高于該回壓值，流體才可以流動(dòng)。

表1單巖心實(shí)驗參數

表2并聯(lián)巖心實(shí)驗參數

主要實(shí)驗儀器:TRACKER-H型界面流變儀(法國TECLIS公司)，溫度和壓力上限分別為150℃和25 MPa。

1.2實(shí)驗方法

1.2.1 CO2乳液界面性能實(shí)驗

利用TRACKER-H型界面流變儀測量不同溫度、壓力條件下CO2與表面活性劑水溶液的界面擴張模量(ε)，溫度為25～70℃，壓力為2～12 MPa。

圖1界面張力實(shí)驗裝置流程

實(shí)驗流程如圖1所示。實(shí)驗步驟:①清洗注射器和高溫高壓容器;②測試高溫高壓系統密封性;③將裝滿(mǎn)表面活性劑水溶液的注射器安裝在高溫高壓容器中，調節好可視窗位置，并用CO2氣體排空高溫高壓容器中的空氣;④將預先加壓的CO2氣體注入到高溫高壓容器中并加溫2 h，待溫度壓力穩定后，驅動(dòng)馬達，在注射器針尖上形成一個(gè)懸滴;⑤采用測量軟件對液滴與CO2界面擴張模量進(jìn)行測量;⑥每個(gè)條件下液滴的界面擴張模量均測量3次，保證實(shí)驗有較好的重復性;⑦導出數據并進(jìn)行分析。

1.2.2 CO2乳液巖心封堵實(shí)驗

實(shí)驗步驟:①利用不同目數的石英砂填制滲透率約為400×10-3μm2的填砂管模型，初測氣測滲透率，滿(mǎn)足要求后測定水測滲透率，測定滲透率為(350～450)×10-3μm2時(shí)合格，可進(jìn)行下一步實(shí)驗，稱(chēng)取巖心管干重M0;②利用真空泵對填砂管抽真空3 h，飽和水后稱(chēng)取巖心管濕重M1，則孔隙體積V=(M1-M0)/ρW;③按照圖2所示流程圖連接實(shí)驗裝置，并依據實(shí)驗方案設定恒溫箱溫度，恒溫4 h;④依據實(shí)驗方案設定回壓，水驅時(shí)速度設定為1.5 mL/min，CO2乳液驅時(shí)表面活性劑水溶液及CO2注入速度分別設定為0.5和1 mL/min，即設定氣液比為2∶1;⑤實(shí)驗過(guò)程中記錄注入端壓力變化;⑥并聯(lián)巖心驅替實(shí)驗與單巖心驅替實(shí)驗類(lèi)似，總流量設定為5 mL/min。

圖2并聯(lián)巖心驅替實(shí)驗裝置流程