表面活性劑驅(qū)作為一種日益成熟的提高采收率的技術(shù)，越來越得到中老油田的青睞，其主要的提高采收率機(jī)理就是低界面張力。界面張力與驅(qū)油效率之間存在著一定的聯(lián)系，Uren和Fahry早在1927年就指出,在原油開采中,注水驅(qū)油的效率與驅(qū)替液的表面張力成反比。1966年,Wagner等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,界面張力必須低于0.07 mN/m才能提高驅(qū)油效率,進(jìn)一步降低界面張力能夠大幅度提高驅(qū)油效率；賈忠偉等指出較低的平衡和瞬間界面張力有利于三元復(fù)合體系提高采收率，其機(jī)理是三元復(fù)合體系的低界面張力有利于水驅(qū)后剩余油的啟動和運(yùn)移。唐鋼等人表明，在滲透率相同的條件下,驅(qū)油體系與原油之間的界面張力越低,驅(qū)油效率越高；在驅(qū)油體系相同的條件下,具有中等滲透率巖心的驅(qū)油效率更高一些，超低界面張力并不是絕對必要的。李華斌等人指出油水動態(tài)界面張力最低值是影響驅(qū)油效果的重要因素，而不是平衡界面張力。

驅(qū)油用的表面活性劑主要有陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性表面活性劑。陰離子表面活性劑界面活性高,耐溫性能好,但耐鹽性差；非離子表面活性劑的耐鹽、耐多價陽離子的性能好,但在地層中穩(wěn)定性差,吸附量比陰離子表面活性劑高,而且不耐高溫,價格高；兩性表面活性劑可用于高礦化度、較高溫度的油層,且能大大降低非離子型與陰離子型活性劑復(fù)配時的色譜分離效應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)越來越得到研究者的重視。本文研究了單純陰離子-非離子表面活性劑在不同的礦化度下的界面張力，并通過驅(qū)油實(shí)驗(yàn)對其提高采收率的機(jī)理進(jìn)行了討論。

界面張力的測量

配置不同礦化度下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的表面活性劑溶液，在55℃條件下，利用Texas-500旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測量原油與化學(xué)劑溶液的界面張力。測定時首先用石油密度計(jì)測量原油與化學(xué)劑溶液的密度，用Wzs-1型阿貝折光儀測量化學(xué)劑溶液的折光率，然后通過界面張力儀測量油珠在化學(xué)劑溶液中的拉伸長度及直徑，并利用自主開發(fā)的軟件進(jìn)行圖像采集和分析，從而計(jì)算出油水界面張力。

界面張力實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果

為了選擇合適界面張力體系來進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配置了礦化度分別為1，5，25，50，100 g/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的9AS-3-0溶液，并對其與原油之間的界面張力進(jìn)行了測量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 9AS-3-0在不同礦化度下的界面張力情況

由圖1看出，對于不同礦化度下的9AS-3-0體系與原油之間的界面張力的最低值和動態(tài)值基本上一致，而且，隨著礦化度的變大，界面張力逐漸減小。為達(dá)到較好的驅(qū)油效果，選取礦化度為25 g/L(平衡界面張力為0.25 mN/m)和礦化度為100 g/L(平衡界面張力為0.02 mN/m)的表面活性劑體系進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。

結(jié)論

(1)通過測量不同礦化度下的陰離子-非離子表面活性劑9AS-3-0與樁西原油之間的界面張力，發(fā)現(xiàn)單純表面活性劑的動態(tài)界面張力平衡值與動態(tài)界面張力最低值基本相同。

(2)實(shí)驗(yàn)條件下，在界面張力較大時(0.25 mN/m)，水驅(qū)后提高采收率效果不明顯，而界面張力較小(0.02 mN/m)的情況下，水驅(qū)后能夠提高采收率4.31%。

(3)進(jìn)一步驗(yàn)證了低界面張力是表面活性劑驅(qū)提高驅(qū)油效率的基本機(jī)理，界面張力的降低有利于洗油效率的增強(qiáng)，同時被洗下來的油滴堵塞流動通道，也增加了波及面積，最終提高了采收率。