2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1界面張力

在比較3種復(fù)合體系驅(qū)油特征之前，應(yīng)確定其能否滿足超低界面張力和良好乳化性能的基本設(shè)計(jì)要求。因此，首先針對選用的復(fù)合體系，測試其與稠油的界面張力（圖1）。1#超低界面張力復(fù)合體系和3#雙效復(fù)合體系與稠油的界面張力均能達(dá)到超低水平，為3.0×10-3mN/m；而2#乳化復(fù)合體系與稠油的界面張力為5.1×10-1mN/m。3種復(fù)合體系與稠油的界面張力表現(xiàn)出顯著的不同，符合進(jìn)一步驅(qū)油對比的需要。此外，盡管超低界面張力有利于減小毛細(xì)管力和稠油在巖石壁面的黏附功，但是對于稠油復(fù)合驅(qū)，乳化降黏機(jī)理極為關(guān)鍵，需進(jìn)一步對3種復(fù)合體系的乳化性能加以研究。

圖1 3種復(fù)合體系與稠油的界面張力

2.2稠油乳化特征

結(jié)合圖2和圖3可見，初始油水充分振蕩混合后，3種復(fù)合體系均能較好地乳化和分散稠油，形成大量的乳化油滴。隨著時(shí)間的延長，乳狀液逐漸聚并，不同復(fù)合體系形成乳狀液穩(wěn)定性差異明顯：①析水率特征（圖2）。1#超低界面張力復(fù)合體系60min時(shí)最先開始析水，析水率上升更快，560min后析水率穩(wěn)定在96.4%；2#乳化復(fù)合體系析水最晚，130min時(shí)開始析水，析水率上升最慢，560min后析水率穩(wěn)定在52.2%；3#雙效復(fù)合體系在80min時(shí)開始析水，析水率上升速度介于前兩者之間，560min后析水率為93.3%。②乳狀液微觀形態(tài)（圖3）。乳狀液制備后，高溫70°C時(shí)維護(hù)90min，1#超低界面張力復(fù)合體系形成的乳化油滴顯著聚并成大油滴，甚至是連片分布，這也是其更容易析水的原因。2#乳化復(fù)合體系僅有少量的大油滴出現(xiàn)，大部分油滴保持初始的分散狀態(tài)，能夠更好地穩(wěn)定。3#雙效復(fù)合體系中油滴也發(fā)生了明顯的聚并，但是油滴尺寸較1#超低界面張力復(fù)合體系中的小，且油滴與油滴間即使相互接觸、堆積，也仍有明顯的界面膜存在，未聚并。綜上所述，3種復(fù)合體系穩(wěn)定稠油乳狀液的能力由弱到強(qiáng)依次為：1#超低界面張力復(fù)合體系、3#雙效復(fù)合體系、2#乳化復(fù)合體系。體系性能符合研究設(shè)計(jì)要求，具備進(jìn)一步驅(qū)油對比的基礎(chǔ)。

圖2不同時(shí)間下3種復(fù)合體系所形成的稠油乳狀液析水率

圖3不同時(shí)間下3種復(fù)合體系所形成的稠油乳狀液微觀形態(tài)

此外，1#超低界面張力復(fù)合體系和3#雙效復(fù)合體系形成稠油乳狀液的穩(wěn)定性較2#乳化復(fù)合體系差，這也說明乳狀液的穩(wěn)定性與超低界面張力無正相關(guān)性，可能更多地取決于油水界面膜的強(qiáng)度。超低界面張力甚至不利于乳狀液的穩(wěn)定，因?yàn)椋孩儆退缑婺艿?，界面極易擴(kuò)展，油水界面上局部表面活性劑濃度瞬時(shí)降低，水化膜厚度變薄，不利于乳狀液的穩(wěn)定。②油水界面的擴(kuò)展，增大了油滴碰撞的幾率。③能形成超低界面張力的表面活性劑具有更好的親水親油平衡，更傾向于在水平的油水界面鋪展，而不是像乳狀液一樣的彎曲界面。

2.3不同性能體系復(fù)合驅(qū)對比

通過界面張力、乳化性能研究發(fā)現(xiàn)，3種復(fù)合體系性能存在顯著差異：1#超低界面張力復(fù)合體系可將油水界面張力減小至超低水平，但穩(wěn)定稠油乳狀液的能力較差；2#乳化復(fù)合體系難以將油水界面張力降低至超低，但能夠更好地穩(wěn)定稠油乳狀液；3#雙效復(fù)合體系油水界面張力能夠達(dá)到超低，對稠油的乳化性能介于前兩者之間。為了進(jìn)一步確定性能差異（尤其是乳化）對復(fù)合體系驅(qū)替稠油的影響，首先在水油黏度比為0.045和0.460的條件下開展驅(qū)油研究（圖4）。

圖4不同水油黏度比下3種復(fù)合體系的驅(qū)油采收率

在水驅(qū)采收率基本不變，含水率達(dá)到98%時(shí)，分別轉(zhuǎn)注0.3PV不同性能的復(fù)合體系進(jìn)一步提高采收率。當(dāng)水油黏度比為0.045時(shí)，3種復(fù)合體系驅(qū)替稠油的采收率增幅分別為21.2%，24.5%和27.9%。2#乳化復(fù)合體系驅(qū)油能力較1#超低界面張力復(fù)合體系略微增強(qiáng)，但3#雙效復(fù)合體系具有最強(qiáng)的驅(qū)油能力，是最佳驅(qū)油體系。進(jìn)一步增大水油黏度比至0.460，3種復(fù)合體系驅(qū)替稠油的采收率增幅分別為33.6%，33.8%和34.5%，3種復(fù)合體系驅(qū)油效果相近，傳統(tǒng)1#超低界面張力復(fù)合體系即能滿足驅(qū)油要求，無需選用2#乳化復(fù)合體系或者3#雙效復(fù)合體系。對比2個水油黏度比下的驅(qū)油結(jié)果認(rèn)為，水油黏度比為0.045時(shí)，復(fù)合體系流度控制能力不足，乳化性能的增強(qiáng)能夠輔助稠油降黏，并通過乳化油滴的賈敏效應(yīng)擴(kuò)大波及，致使乳化性能相對較好的2#乳化復(fù)合體系和3#雙效復(fù)合體系具有更好的驅(qū)油效果；而當(dāng)水油黏度比增大至0.460時(shí)，復(fù)合體系流度控制能力較強(qiáng)，高效驅(qū)油對體系乳化性能的要求減弱。據(jù)此，可以推斷，當(dāng)水油黏度比從0.045增大到0.460時(shí)，存在一個水油黏度比界限：小于該界限時(shí)，乳化能夠顯著增強(qiáng)復(fù)合體系的驅(qū)油效果；而大于該界限時(shí)乳化對驅(qū)油的影響顯著減小，甚至可以忽略，無需過分強(qiáng)調(diào)乳化，傳統(tǒng)超低界面張力復(fù)合體系即能滿足驅(qū)油要求。