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無機鹽濃度對HPAM不同復配體系降低界面張力能力的影響（一）
來源：精細石油化工進展 瀏覽 631 次 發布時間:2025-05-09
近年來，水溶性聚合物與表面活性劑的相互作用成為國內外的研究熱點，因為兩者復配后會產生明顯的協同作用，從而表現出更優異的界面性能、起泡及乳化等性能，這些性質使得兩者的復配體系在老油田提高原油采收率方面得到了廣泛的應用。
部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM）是最常使用的聚合物之一，它能通過黏滯效應、吸附作用以及改善流度比達到驅油的作用。非離子表面活性劑除具備一般表面活性劑的共性，還具有其獨有的性質，它不僅能通過降低表面張力和改變巖石潤濕性來提高采收率，還具有良好的抗鹽和抗酸堿性，是油田驅油中常用的表面活性劑。HPAM與非離子表面活性劑均有其獨特的性質，復配后各組分的基本性質會發生變化，從而影響復配體系的基本性質。
本文選用聚合物HPAM和常用的4種非離子表面活性劑進行實驗，使用旋轉滴界面張力儀研究不同濃度的HPAM與不同濃度的非離子表面活性劑辛基酚聚氧乙烯醚10（OP-10）在不同比例的復配條件下的界面活性，并研究無機鹽濃度對不同復配體系降低界面張力能力的影響，以期為老油田聚/表復合驅技術提供參考。
1實驗部分
1.1新疆M區油田概況
新疆M區油藏平均孔隙度為18.7%，滲透率為129.5 mD，地面原油的黏度為6.2 mPa·s，屬于中孔、中滲、稀油油藏。M區下組北部開發區，區塊日產油37 t，含水率84.3%，累產油1.028×106t。目前該區已進入中高含水期，區內產油量下降趨勢明顯，含水率上升速度較快，急需調整措施控制含水上升速度，抑制產量遞減率，改善開發效果，提高油藏滲透率。
1.2材料與方法
1.2.1實驗試劑
NaCl、KCl、NaHCO3、Na2SO4、無水CaCl2、無水MgCl2，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；丙三醇嵌段聚醚（DF-103T，含量為99%）、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖（AEG050，含量為50%）、辛基酚聚氧乙烯醚10（OP-10，含量為99%）、脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE，含量為80%），分析純，天津市北聯精細化學品開發有限公司；部分水解HPAM（分子量300~2.2×107萬），北京恒聚化工有限公司。
實驗用水為新疆M區油藏模擬地層水，M區
油藏水質成分見表1，模擬地層水組成如表2所示。
表1新疆M區油藏水質成分表
表2新疆M區模擬地層水組成
1.2.2實驗儀器
全自動界面張力儀，上海中晨數字技術設備有限公司；FA224TC型電子分析天平，上海力辰邦西儀器科技有限公司。
1.2.3實驗方法
1）非離子表面活性劑篩選方法。基于文獻的研究，選用非離子型表面活性劑DF-103T、AEG050、OP-10、FMEE在室溫下與模擬地層水配制質量分數為0.5%的溶液，攪拌均勻后靜置，觀察其與模擬地層水的配伍性，對表面活性劑進行初步篩選。
2）非離子表面活性劑界面活性研究。參照石油天然氣行業標準SY/T 5370—2018《表面及界面張力測定方法》中的實驗方法，使用TX?500型旋轉滴界面張力儀，在溫度為45℃、轉速5 000 r/min的條件下測定配伍性實驗篩選出的非離子表面活性劑體系與新疆M區油藏原油間的界面張力。
3）不同復配體系界面活性研究。將方法2）中優選出的界面活性低的表面活性劑與HPAM進行復配，并考察表面活性劑濃度與HPAM濃度對復配體系界面活性的影響。
4）HPAM和OP-10復配體系與原油間界面張力的研究。由于表面活性劑在注入地層后需要運移一段時間才能接觸到原油，且在注入過程中可能會接觸到不同礦化度的地層水，故進一步研究時間及礦化度對復配體系降低油水界面張力性能的影響。
2結果與討論
2.1非離子表面活性劑在地層水中的溶解性
考察不同表面活性劑（從左至右依次為OP-10、FMEE、DF-103T、AEG050，質量分數皆為0.5%）與模擬地層水的配伍性，結果如圖1所示。由圖1可知：當AEG050與新疆M區油藏模擬地層水混合后有沉淀生成，溶液渾濁，說明AEG050是油溶性的，抗鹽性差，所以當水相的鹽度過高時，在地層水中的溶解性低，不適用于復配體系；而FMEE、DF-103T、OP-10與模擬地層水混合后均無沉淀出現，溶液澄清，說明這3種非離子表面活性劑的抗鹽性、與地層水的配伍性相對較好。故進一步對其界面活性進行考察。
圖1非離子表面活性劑在地層水中的溶解性
2.2不同非離子表面活性劑的界面活性
測定0.5%的DF-103T、OP-10、FMEE這3種非離子表面活性劑的表面張力，結果見圖2。
圖2 3種非離子表面活性劑的表面張力曲線
由圖2可知：這3種表面活性劑的表面張力值均隨時間的延長有所下降，其中FMEE和DF-103T的界面張力分別降至10-1mN/m，這是因為這兩種表面活性劑的界面活性不夠高，不能有效降低油水界面張力；而OP-10較前兩者有更好的界面活性，界面張力降至10-2mN/m。因此選擇OP-10作為復配體系的表面活性劑。