基金项目：国家重点基础研究发展计划( 973 计划)项目(2005CB221300)资助。收稿日期:2008 04 05
作者简介：宋文玲(1963-)，女，硕士，从事提高原油采收率方面研究。
文章编号:
1000 3754(2008)05 0105 03
宋文玲1
，方 琪1
，伊庆庵2
，刘 锋
3
(1 大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318;
2 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆 163712;
3 大庆石化公司，黑龙江大庆 163714)
摘要:
通过研究作为驱油表面活性剂的甜菜碱污水溶液与大庆油田第一采油厂脱水原油之间的界面张 力，探讨了活性剂浓度、碱的种类和浓度、牺牲剂等因素对体系界面张力的影响，同时研究了岩心静 态吸附前后和采出液界面张力值的变化情况。实验结果表明：碱对界面张力的影响较大，该体系表面活性剂中无需加碱；牺牲剂加入到此类表面活性剂的体系中能够很好地发挥作用。
关
键
甲午中日战争教案词:
驱油表面活性剂；甜菜碱；界面张力；牺牲剂；吸附中图分类号:
TE357 46 文献标识码:A
I nfluence of betaine surfactant floodi n g system
on oil and water i n terfacial tension
SONG W en li n g 1
,FANG Q i 1
,Y I Q ing an 2
马克思唯物史观,LIU Feng
3
(1 K ey EOR Lab of MOE,Daq i n g P etroleum Institute ,Daq ing 163318,Ch i n a;2 Exp loration and D evelop m ent
R esearch Institute o f Daqing O ilfiel d Co mpany L t d ,Daqing 163712;China;3 Daq ing P etroleum R efining C o mpany,Daqing 163714,Ch i n a)
Abst ract :Through st u dies befo re ,
i n terfac i a l tension is thought to ex ist bet w een beta i n e se w age so l u ti o n as o il flooding
surfactant and de w atered crude o il o fNo 1O ilProducti o n Branch Co m pany The paper exp l o res the influences of follo w
i n g factors :surfactant concentration ,alkali n e ki n d and concentration,sacr ifice agent and so on upon the i n terfac i a l tension o f above syste m A t the sa m e ti m e ,
t h e change state of i n terfac i a l tensi o n va l u es o f bo th before and after core
static abso r pti o n and produced li q u i d is d iscussed The experi m en tal resu lts show t h at the i n fl u ence of alka li is rather se rious upon i n terfac ial tensi o n ,no need to add alka li i n surfactant o f above syste m;the add ition of sacrifice agen t to t h is ki n d of surfactan t syste m can greatly m ake f u ll use of itse lf K ey w ords :oil flood i n g surfactan;t betaine ;
i n terfacia l tensi o n ;sacr ifice agen;t absor pti o n
目前，化学驱油法以采油率最高、应用潜力最大受到全世界的广泛关注。表面活性剂在化学驱油中起着极为重要的作用，直接影响驱油体系与原油间的界面张力[1]
、驱油效率及原油破乳等，因此有关复合驱用表面活性剂的研究一直是较为活跃的研究领域
[2 4]
。由于表面活性剂在油水界面的吸附降低了界
政府预算收支科目面张力，因此表面活性剂的吸附是提高采收率过程中必须考虑的问题。为了避免表面活性剂在强化采油过程中被岩层吸附，在加入微乳液之前先加入廉价的牺牲剂
[5]
，使之先被岩层吸附，以减少表面活性剂的损
耗。分析牺牲剂复合驱油体系与原油间界面张力特征，能够为获得高效、廉价的复合驱油体系提供依据。
1 实 验
1 1 实验药品及仪器
甜菜碱表面活性剂，有效浓度为25%，聚合物
采用相对分子质量为2500!104
的聚丙烯酰胺，碱为N a OH 和N a 2CO 3，实验用油为大庆油田第一采油厂模拟油，实验用水为大庆油田第一采油厂污水。在45∀时采用美国Texas 500型旋滴界面张力仪测定油水界面张力(取动态界面张力平衡值)。1 2 实验方法
采用有效浓度为25%的表面活性剂和污水分别配制不同浓度、不同体系的水溶液，测量其与第一采
#
105#第27卷
第5期 大庆石油地质与开发 P G O D D 2008年10月
novellnetware油厂原油间的界面张力。在表面活性剂的最佳浓度下，改变碱和聚合物的浓度及矿化度，测定油、水界面张力，考察碱、聚合物和矿化度对界面张力的影响以及岩心吸附前、后界面张力的变化。
实验驱油体系以复合体系为第一段塞，以聚合物体系为第二段塞。复合体系分别为:
(1)无碱的甜菜碱 聚合物二元复合体系，其组成为0 1%(0 2%,0 3%)活性剂+2500mg /L 聚合物，简称无碱二元体系或二元体系。
(2)加少量N a 3PO 4作为牺牲剂的二元体系，其组成为0 4%Na 3PO 4+0 2%活性剂+2500m g /L 聚合物，简称加Na 3PO 4的二元体系。
(3)含Na 2CO 3的三元复合体系，其组成是0 5%N a 2CO 3+0 2%活性剂+2500m g /L 聚合物，简称弱碱三元体系。
蔡岫勍2 实验结果与讨论
2 1 活性剂浓度对界面张力的影响
从界面张力随活性剂浓度的变化规律可以看出，表面活性剂溶液对界面张力随活性剂浓度的增加而降低。当降低至临界胶束浓度后，继续增加活性剂的浓度时界面张力的变化不大甚至上升(图1)。这是由于在大于临界浓度时，油溶部分被增溶或者分布在油相中，相应降低了单个分子的浓度和水溶性表面活性剂的表面浓度，因此界面张力有所增加
[6]
。当活性
剂浓度为0 05%时，油、水界面张力降到最低值，但考虑到地层中岩石对表面活性剂的吸附作用以及地层水对体系的稀释作用，在实际的工艺实施过程中可以选择表面活性剂浓度高于0 05%
。
2 2 碱的种类和浓度对界面张力的影响
图2给出了活性剂浓度为0 03%时界面张力随碱(N a 2C O 3,Na OH )浓度的变化规律。从图2可以看出，同一浓度下强碱与弱碱之间的界面张力相差较大，强碱比弱碱的界面张力高了一个数量级，只有在
浓度大于1 0%时两种碱的界面张力值的数量级才相
等；随着浓度的变化，强碱的界面张力值由10-2
mN /m
王宏峥
升高至10-1mN /m ，而弱碱的界面张力值则由10-3
mN /m 升高到10-2
mN /m 。随着浓度的增加，强碱的界面张力值一直在增加，而弱碱的界面张力值先下降一个微小幅度后随着碱浓度增加，界面张力值增加。
对于阴离子表面活性剂而言，碱的加入可以与活性剂体系产生协同效应，产生超低界面张力，但该体
系活性剂属于两性型甜菜碱体系，碱的加入反而使界面张力升高，又考虑到碱与地层矿物和地层流体间的反应的所造成地层、井筒结垢现象等，因此该体系表面活性剂中无需加碱是其区别于其它活性剂的优点，为无碱表面活性剂的研究提供了依据。同时，由于不需要加入碱，也降低了该类表面活性剂的成本。2 3 甜菜碱体系岩心吸附前后界面张力分析2 3 1 静态吸附分析
图3给出了甜菜碱体系(0 2%活性剂+2500m g /L 聚合物)岩心吸附前、后界面张力随时间变化的规律。从图3可以看出，表面活性剂吸附前、后界面张力值变化较大，吸附后界面张力值比吸附前的界面张
力值有所升高，表明该活性剂对于此二元体系在岩心中的吸附量是较大，而且吸附前界面张力随时间变化较快，吸附后界面张力值随时间变化缓慢，吸附前、后界面张力值达到稳定的时间相差不大。
2 3 2 动态吸附分析
测定了甜菜碱的复合体系流经实验岩心后与原油间的界面张力。由图4可以看出，在实验初期采出液
界面张力比较高，原因是这一阶段表面活性剂还没有
#106#大庆石油地质与开发 P G O D D 第27卷 第5期
被驱出，驱出的主要是油水。在后面的复合驱和水驱过程中界面张力逐渐降低就是因为采出液中有表面活性剂的原因。还可以发现，当二元体系在岩心出口流出液约为0 8P V 时,0 3%的二元体系与原油之间的界面张力达到最低，其原因是由岩心吸附造成的。表面活性剂浓度为0 1%的二元体系其浓度比较低，通过岩心吸附后剩余表面活性剂的量很少，所以其采出液界面张力值比较高，而表面活性剂浓度为0 3%的体系在吸附后反而低的原因是表面活性剂降低界面张力时存在一个最佳浓度,
在吸附后达到了此浓度。
由图5可以看出，由于碱的加入，驱替前三元体
系界面张力明显比二元体系界面张力低，其对应三元体系不同阶段采出液的界面张力都是比较高的,
说明
碱在该浓度下与二元体系复配效果不好，影响了表面活性剂作用的发挥。当加入N a 3PO 4作为牺牲剂的二元体系在岩心出口流出液达到0 85PV 左右时，与大庆原油之间的界面张力达到最低值，说明N a 3PO 4加入体系后很好地发挥了牺牲剂的作用。
3 结 论
(1)该甜菜碱体系具有较好的界面活性，活性剂浓度为0 1%是此活性剂体系的最佳浓度。
(2)该甜菜碱体系表面活性剂为无碱表面活性剂驱油的研究提供了依据。
(3)岩心吸附后的界面张力值比吸附前的界面张力值升高，牺牲剂Na 3PO 4加入到此种类型表面活性剂体系中既增加了体系的表面活性，也大量减少了表面活性剂在岩心中的吸附。参考文献:
[1]贾忠伟，杨清彦，侯战捷，等 油水界面张力对三元复合驱驱油
效果影响的实验研究[J] 大庆石油地质与开发,
2005,
24
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[2]李干佐，沈 强，郑立强 新型驱油用表面活性剂天然混合羧酸
盐[J] 油田化学,1999,
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[3]刘 军，徐桂英，李一鸣，等 十二烷基磺基甜菜碱与其它类型
表面活性剂的相互作用[J] 山东大学学报(理学版),2005,40(3):90 94
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钠复配体系与原油间的界面张力[J] 山东大学学报(理学版),
2002,37(2):153 157
[5]李道山，刘忠福 牺牲剂降低表面活性剂吸附损失研究[J] 大
庆石油地质与开发,2000,19(3):20 23 [6]吴文祥，闫 伟，刘春德 磺基甜菜碱BS11的界面特性研究
[J ] 油田化学,2007,
24(1):
57 59
编辑：宋玉梅
大庆钻探完钻松辽盆地最深井
2008年7月4日，大庆钻探钻井一公司70006钻井队仅用209天11小时成功完钻5520m 的松辽盆地最深井∃∃∃莺深2井，创出大庆油田钻井施工最深、超深井钻井速度最快的新纪录。莺深2井所处区块地层硬度高，地温梯度高，地层研磨性强，钻井难度大。施工中,70006钻井队在三开应用空气及钻井液欠平衡钻井技术，三开平均机械钻速达到1 67m /h ，大大提高了施工效率。同时，应用水包油钻井液体系，克服井底220∀以上高温给施工带来的一系列难题，确保安全钻进至目的地层。为了打好这口井,70006钻井队坚持把安全提速作为保障，严格H SE 管理，积极推行工作有计划、交班有确认、应急有预案的 三有工作法 ，努力做到 三无 ，即操作过程认真无失误，维护保养谨慎无遗漏，巡回检查细致无盲区，密切工序衔接，避免了事故和井下复杂情况的发生，有效提高了生产效率。这个队严把
施工质量关，取得井斜不超标、取心收获率达到99 21%等好成绩。
摘自%中国石油网&
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107# 2008年10月 宋文玲等：甜菜碱活性剂驱油体系对油水界面张力的影响
