隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)由石油出口國(guó)變?yōu)槭澜缱畲蟮氖瓦M(jìn)口國(guó)。目前我國(guó)每年進(jìn)口的石油量占石油總消耗量的60%以上，對(duì)我國(guó)的能源安全造成了較大隱患。維持并提高國(guó)內(nèi)油田的產(chǎn)量是解決這一隱患的關(guān)鍵。

原油中活性物質(zhì)對(duì)化學(xué)驅(qū)配方的界面張力大小有著重要影響。提取了新疆油田BW區(qū)原油的活性物質(zhì)，研究了活性物跟石油磺酸鹽和堿的界面張力。結(jié)果顯示，BW區(qū)原油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量偏低，界面活性物質(zhì)主要存于在乙酸乙酯洗脫液中，其主要成分為CnH2n-2O2和CnH2n-4O2兩種類型，包括酚、醇類和羧酸類。單獨(dú)加入Na2CO3后，界面張力可降低至10-2 mN/m；單獨(dú)加入石油磺酸鹽，界面張力降低效果較差，只達(dá)0.5 mN/m；同時(shí)加入石油磺酸鹽和Na2CO3后，界面張力很快下降至10-3 mN/m。主要是因?yàn)閴A和乙酸乙酯洗脫液部分成分發(fā)生反應(yīng)，生成了增強(qiáng)石油磺酸鹽性能的激活劑，使得界面張力大幅度下降。

主要儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)用主要儀器：雙通道動(dòng)態(tài)界面張力儀dIFT，芬蘭Kibron；賽默飛Nicolet IS10紅外光譜儀，美國(guó)熱電公司；101-3BS鼓風(fēng)干燥箱，秋佐科技；Aglient 1100型高效液相色譜儀，包括二元梯度泵、自動(dòng)進(jìn)樣器；Agilent 1100 Series LC/MSD Trap VL離子阱液質(zhì)聯(lián)用儀，電噴霧電離源，美國(guó)安捷倫公司。此外，實(shí)驗(yàn)中還用到大量試劑（表1）。

堿對(duì)界面張力的影響【實(shí)驗(yàn)步驟】

使用去離子水，分別配置2 000、5 000、8 000、10 000、12 000、15 000、20 000 mg/L的Na2CO3溶液。采用旋滴法測(cè)試表面活性劑體系與原油之間的界面張力。首先將油滴注入到裝有待測(cè)溶液的密閉樣品管中，然后將樣品裝入界面張力儀中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為5 000 r/min、溫度為地層溫度42℃，在高速繞水平軸旋轉(zhuǎn)下將油珠拉長(zhǎng)。原油在外力作用下逐漸變?yōu)閳A柱形液柱或橢圓形液滴，轉(zhuǎn)速和油水間的界面張力決定了原油在水溶液中的形狀。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，設(shè)置每隔15 min自動(dòng)拍照，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行2 h后，測(cè)定照片中油滴的長(zhǎng)度和油滴直徑，計(jì)算出待測(cè)液的界面張力。

Na2CO3與不同組分配合后的界面張力

不同活性物質(zhì)與堿作用對(duì)界面張力的影響

圖4為原油、萃取油以及萃取油分別添加濃度為1%的甲苯洗脫物、乙酸乙酯洗脫物、丙酮洗脫物、乙醇洗脫物配成的模擬油與0.5%，0.8%，1%，1.2%，1.5%，1.7%，2%這七種濃度Na2CO3的界面張力。可以看出，乙酸乙酯洗脫組分與堿的界面張力最低。隨著Na2CO3濃度變大，界面張力也持續(xù)降低，當(dāng)Na2CO3濃度達(dá)到2%時(shí)，其界面張力達(dá)到10-3 mN/m。孫景倫等研究了復(fù)合驅(qū)油體系中堿與原油的相互作用，發(fā)現(xiàn)Na2CO3更易于環(huán)烷酸以及苯環(huán)和不飽和酸部分反應(yīng)；與飽和酸相比，環(huán)烷酸以及苯環(huán)和不飽和酸的界面活性更強(qiáng)，導(dǎo)致界面張力更低。