2.2.6驅油模擬實驗

結合上述研究，選取0.02%(w)SDDBS溶液作為驅油劑進行岩心動態驅替實驗.本實驗使用的岩心參數如表1所示.驅替實驗共分為三個過程:模擬地層水驅、表麵活性劑驅、後續模擬地層水驅.驅替結果如圖9所示，初期地層水驅，當采出液含水率>98%時，計算采收率為37.36%.當注入3.025 cm3 SDDBS溶液後采收率提高至41.67%，注入壓力升高.恒溫保持12 h後進行後續水驅，注入壓力逐漸升高，且當采出液含水率>98%時，計算采收率為47.89%.說明SDDBS溶液驅在水驅基礎上提高采收率10.53%，具有優異的驅油效果.

3結論

本研究合成了一種界麵潤濕性調控驅油劑SDDBS，該驅油劑同時具有疏水碳鏈、親水磺酸根基團以及多羥基結構.臨界膠束濃度下，SDDBS溶液可將油水界麵張力降至2.54 mN/m.SDDBS分子中的多羥基結構可以促使其在岩石表麵的吸附，原子力顯微鏡實驗結果顯示SDDBS在親油岩石表麵的吸附呈均勻的不規則顆粒狀分布.而SDDBS分子中暴露的陰離子則可以顯著提高岩石表麵的親水性，水下油滴接觸角可從19.2°增加到153.9°，證明SDDBS可將親油/疏水的岩石表麵潤濕調控為強親水/水下強疏油狀態.SDDBS具有出色的油膜剝離能力，24 h內油膜剝離麵積可達89%，地層水條件下油膜剝離麵積仍可達81%.此外，使用SDDBS驅替可提高采收率達10.53%.本研究通過一步法合成一種新型表麵活性劑多羥基苯磺酸鹽，通過引入氫鍵強化表麵活性劑界麵潤濕調控能力用於油膜高效剝離，效果顯著優於目前文獻報道的各類油田用潤濕反轉表麵活性劑，具有較強實際應用潛力.

4實驗部分

4.1界麵潤濕性調控驅油劑合成

按照物質的量比1∶2稱取十二烷基苯磺酸鈉(SDBS，3.48 g)和甲醛(0.6 g).將稱量好的SDBS放置於250 mL三口燒瓶，加入50 mL甲醇作為溶劑，在回流溫度68℃下，以3 mL/min速度邊攪拌邊滴加甲醛(攪拌速率為400 r/min)，反應3 h.反應完畢後通過減壓蒸餾和真空幹燥除去溶劑，得到白色粘稠狀固體，即為目標產物SDDBS.

4.2結構表征與性能評價

(1)吸附性能

對雲母片進行親油處理，在40℃條件下，使用新剝離的雲母片浸泡於5%(w)的二甲基矽油乙醇溶液浸泡7 d.浸泡完成後，使用超聲波分散儀中處理1 d後烘幹.將處理好的雲母片常溫下浸泡於0.02%(w)SDDBS溶液10 min.取出並用氮氣流幹燥.使用原子力顯微鏡在空氣環境進行SDDBS在親油表麵吸附形貌的測定，觀察SDDBS在親油雲母片表麵的吸附特性，測量模式為輕敲模式(TM-AFM)，使用掃描探針型號為NCHV-A.

取用石英砂作吸附劑並清潔處理，使用去離子水多次煮沸、浸泡，濾出多餘水份後再用1%(w)的稀鹽酸震蕩4 h作清潔處理，去離子水多次衝洗過濾至濾液為中性.烘幹後對吸附劑親油處理.

配置係列濃度的SDDBS溶液，將4 g親油處理後的吸附劑加入到30 g表麵活性劑溶液中，在60℃條件下振蕩12 h後以8000 r/min離心30 min.測定上清液殘留SDDBS濃度.根據公式計算得到吸附量.

其中w0和w(%)分別為初始和吸附後的SDDBS濃度，msol(mg)為溶液質量，msand(g)為吸附劑質量.

(2)潤濕性調控性能

對玻璃片進行清潔處理，使用1%稀鹽酸溶液處理玻璃片表麵4 h後，再用去離子水衝洗至表麵呈中性，烘幹後對表麵進行親油處理.將處理好的玻璃片分別浸泡在去離子水和0.02%(w)SDDBS溶液中48 h.使用接觸角測量儀分別測量其空氣中水滴接觸角和水下油滴接觸角.

4.3油膜剝離性能

將親油處理後的玻璃片表麵均勻塗覆上原油，在100℃下老化48 h.將原油老化的玻璃片浸於0.02%(w)不同驅油劑溶液中，得到不同時間下油膜剝離狀態圖片，通過圖形分析軟件將圖片轉為灰度圖，使用框選工具選中灰度圖中油膜區域即可得到該區域的灰度值.處理後油膜的灰度值與未處理油膜的灰度值之比，即可得到不同時刻下的剩餘油膜相對麵積，該軟件對圖形處理的誤差主要產生在小麵積油膜以及中間過渡顏色的識別與處理，軟件計算誤差在3%以內.

4.4岩心動態驅替實驗

使用SDDBS配置的表麵活性劑作為驅油劑測量采收率.其中實驗所用物理模擬岩心驅替裝置如圖S4(見支持信息)所示.實驗所用表麵活性劑驅替液為地層水配置的0.02%(w)SDDBS溶液.

將岩心抽真空12 h後，使用地層水進行飽和，測量水飽和後岩心質量，得到岩心孔隙體積(cm3).使用煤油和中質油體積比為1∶1混合配置得到密度為0.814 g/cm3的模擬油.同樣使岩心被模擬油飽和，在80℃下老化21 d，建立自然潤濕條件.

在60℃下以0.1 mL/min進行模擬地層水驅替，直至采出液中含水量超過98%.在相同溫度下再進行表麵活性劑驅替，將表麵活性劑驅替液以0.1 mL/min的速度進行驅替，注入時間為40 min，注入量約為3.025 cm3，計算表麵活性劑驅替的采收率.關閉實驗裝置恒溫保持12 h以模擬實際開采關井的過程.在相同溫度下再進行後續水驅，注入條件相同.在整個驅替實驗過程中實時記錄注入壓力、產油量以及產液量，以計算每個過程的采收率.