無堿二元復(fù)合體系由于其兼具了聚合物和表面活性劑兩者的特性，依據(jù)毛管數(shù)理論該體系不但可以提高驅(qū)替相粘度還可以降低油水間的界面張力，兩者均可以提高毛管力增加原油采收率。其中，要想使毛管數(shù)值在水驅(qū)基礎(chǔ)上再增高102～104個(gè)數(shù)量級(jí)，復(fù)合體系的界面張力值就應(yīng)降低到10-3數(shù)量級(jí)，既超低界面張力。由于復(fù)合體系中各組分用量及油藏條件對(duì)二元體系界面張力影響較大，本文評(píng)價(jià)了這些應(yīng)先因素對(duì)二元復(fù)合體系的影響程度，對(duì)油田開展無堿二元復(fù)合驅(qū)具有一定的指導(dǎo)意義。

1界面張力的測(cè)定條件及方法

1.1無堿二元復(fù)合體系的配制條件

實(shí)驗(yàn)用聚合物為聚丙烯酰胺，其相對(duì)分子質(zhì)量為1 400×104，固含量均為90%；實(shí)驗(yàn)用活性劑：自主合成的活性劑YHS系列，該活性劑呈淺黃色膏狀、具有芳基烷基結(jié)構(gòu)，有效含量30%，分子量較大，克拉夫特溫度約為50℃；配制無堿二元復(fù)合體系用水：某油田回注污水，礦化度6 000 mg/L，其中Ca2+67.8 mg/L，Mg2+40.2 mg/L；實(shí)驗(yàn)溫度：除溫度對(duì)界面影響外其余實(shí)驗(yàn)方案溫度均為45℃。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

由芬蘭Kibron 公司生產(chǎn)的EZ-Pi Plus便攜式動(dòng)態(tài)表面張力儀測(cè)定油水界面張力。

1.3界面張力測(cè)定方法及原理

通過界面張力測(cè)定，得到不同界面張力特征的二元復(fù)合驅(qū)油體系。

2無堿二元復(fù)合體系界面張力影響因素評(píng)價(jià)

2.1表面活性劑對(duì)界面張力的影響

將無堿二元復(fù)合體系的界面張力隨不同YHS濃度的變化規(guī)律繪制如圖1所示。依據(jù)圖中曲線規(guī)律可以得出，在無堿的情況下YHS二元復(fù)合體系即使在較低的活性劑用量情況下（0.005%）就可以達(dá)到超低界面張力（10-3mN/m數(shù)量級(jí)及以下）。隨著活性劑濃度的增加，界面張力變化不大，依舊可以維持在10-3mN/m數(shù)量級(jí)及以下，說明該活性劑組成的二元復(fù)合體系生超低界面張力的濃度范圍較寬。

但是，改表面活性劑與原油間的油水界面張力，依舊表現(xiàn)出了隨著活性劑濃度增加界面張力降低的特性。這還是由于活性劑分子在低濃度下呈單分子狀態(tài)分布，使得其定向的排列在油水界面上，導(dǎo)致油水界面張力值較高。但是改活性劑的有點(diǎn)在于在較低的活性劑濃度下，界面張力依舊保持在10-3mN/m數(shù)量級(jí)及以下。

2.2聚合物對(duì)界面張力的影響

將無堿二元復(fù)合體系的界面張力隨聚合物濃度的變化規(guī)律繪制如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)規(guī)律表明聚合物濃度對(duì)界面張力的影響較大，隨著聚合物濃度的增加界面張力升高。由于活性劑分子是小分子基團(tuán)，聚丙烯酰胺的加入，其特有的大分子基團(tuán)將會(huì)與活性劑小分子基團(tuán)爭(zhēng)奪界面位置，甚至對(duì)活性劑分子形成聚集體；聚丙烯酰胺的加入也會(huì)增加復(fù)合體系粘度增加了分子間擴(kuò)散的阻力，這些都導(dǎo)致了油水界面上活性劑分子的吸附量，大大影響了二元復(fù)合體系的界面張力[8-10]。

2.3礦化度、二價(jià)離子對(duì)界面張力的影響

因?yàn)榕渲脽o堿二元復(fù)合體系的污水總還有礦物質(zhì)及金屬陽(yáng)離子，這些離子對(duì)體系的界面張力影響較大。先將無堿二元復(fù)合體系的界面張力隨礦化度濃度的變化規(guī)律繪制如圖3所示，將無堿二元復(fù)合體系的界面張力隨二價(jià)離子濃度的變化規(guī)律繪制如圖4所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：YHS表面活性劑配置的二元復(fù)合體系體系隨著礦化度及二價(jià)離子濃度的影響比較小，YHS表面活性劑表現(xiàn)出較好的抗鹽特性。當(dāng)配置溶液水礦化度達(dá)到125 000 mg/L，其中水中二價(jià)離子濃度為1 500 mg/L時(shí)，二元復(fù)合體系體系與原油間的界面張力仍維持在10-3 mN/m數(shù)量級(jí)及以下。

但界面張力隨著礦化度及二價(jià)離子濃度的增加依舊發(fā)生小范圍的波動(dòng)，這種影響的主演要原因是由于水中陽(yáng)離子增大了表面活性劑分子向油水界面擴(kuò)散的速率并且陽(yáng)離子可以進(jìn)入雙電層使界面層中活性劑分子排列更緊密。另一方面，金屬陽(yáng)離子對(duì)二元體系聚合物分子發(fā)生蜷曲，間接影響二元體系界面張力。

2.4溫度對(duì)界面張力的影響

油藏溫度是影響二元復(fù)合體系性能的一個(gè)重要因素，為了評(píng)價(jià)該二元復(fù)合體系的應(yīng)用條件，將0.01%、0.1%、0.3%三個(gè)活性劑濃度條件下的二元復(fù)合體系界面張力隨溫度的變化規(guī)律繪制如圖5。實(shí)驗(yàn)規(guī)律表明：在溫度從45℃升到80℃這一區(qū)間，YHS表面活性劑與聚合物組成的二元復(fù)合體系均能保持在超低界面張力，表明該二元復(fù)合體系具有一定的耐溫性。

該無堿二元復(fù)合體系盡管在45℃到80℃下與原油間的界面張力達(dá)到了10-3 mN/m數(shù)量級(jí)及以下。同時(shí)在45℃下，該表面活性劑水溶性較差，這主要是因?yàn)榛钚詣┠z團(tuán)和單個(gè)活性劑分子的混合狀態(tài)存在。所以即使較低溫度下界面張力值較低，但該種活性劑更適合于高溫油田。

3結(jié)論

二元復(fù)合體系在很低的活性劑濃度（0.005%）就可與原油間的界面張力達(dá)到超低。但聚合物濃度對(duì)二元體系與原油間的界面張力影響較大。而配制二元體系用水中礦化度、二價(jià)離子對(duì)復(fù)合體系界面張力影響不大。該活性劑能夠適合于較高礦化度或者二價(jià)離子濃度含量較高的油層。溫度對(duì)二元復(fù)合體系的界面張力基本無影響，在45～80℃范圍區(qū)間內(nèi)均可以達(dá)到超低，考慮到活性劑的溶解性，該二元復(fù)合體系更適用于高溫油田。