摘要：化學(xué)復(fù)合驅(qū)是稠油提高采收率的關(guān)鍵技術(shù)之一，當(dāng)前復(fù)合體系研發(fā)中越發(fā)強(qiáng)調(diào)乳化降黏機(jī)理，形成了高效乳化體系，但是強(qiáng)乳化產(chǎn)生的驅(qū)油增量尚不清楚，難以判斷乳化對(duì)驅(qū)油的實(shí)際貢獻(xiàn)。利用性能顯著不同的1#（超低界面張力復(fù)合體系）、2#（乳化復(fù)合體系）、3#（兼顧超低界面張力和乳化的雙效復(fù)合體系）體系，開展了系列的界面張力、乳化性能和不同水油黏度比下的驅(qū)油對(duì)比研究。結(jié)果表明，2#乳化復(fù)合體系和3#雙效復(fù)合體系較1#超低界面張力復(fù)合體系更能穩(wěn)定稠油乳狀液。乳化對(duì)稠油復(fù)合驅(qū)的貢獻(xiàn)因水油黏度比的不同而存在差異：水油黏度比小于0.200時(shí)，3#雙效復(fù)合體系較1#超低界面張力復(fù)合體系采收率增幅高3.6%～6.7%，乳化能夠增強(qiáng)體系驅(qū)油能力；當(dāng)水油黏度比大于等于0.200時(shí)，3種復(fù)合體系驅(qū)油效果相近，乳化的影響顯著減小，甚至可以忽略。泡沫復(fù)合驅(qū)較二元復(fù)合驅(qū)采收率增幅顯著提高，且其可將稠油驅(qū)替對(duì)復(fù)合體系乳化性能要求的水油黏度比界限從0.200減小到0.150。對(duì)于稠油復(fù)合驅(qū)，應(yīng)依據(jù)水油黏度比的差異，確定對(duì)復(fù)合體系性能的要求。

稠油油藏黏度高、水油流度比高導(dǎo)致其水驅(qū)采收率僅為5%～10%。傳統(tǒng)稠油熱采取得較大成功，但仍存在能源消耗大、易竄、效果逐輪/逐年變差等問題。化學(xué)復(fù)合驅(qū)兼具增大驅(qū)替相黏度、降低油水界面張力和乳化降低油相黏度等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為稠油開發(fā)的重要接替技術(shù)。尤其是近年來，稠油的乳化降黏開發(fā)備受關(guān)注，在驅(qū)油體系中加入降黏劑，形成O/W型乳狀液，改善其流動(dòng)性；發(fā)展了高效的乳化降黏體系（甚至是自乳化體系），主要包括表面活性劑類、兩親聚合物類和改性納米顆粒等體系，稠油降黏率達(dá)90%以上，表現(xiàn)出顯著的降黏效果。但是降黏劑加入的同時(shí)會(huì)帶來潛在的產(chǎn)出液破乳困難、驅(qū)油劑成本顯著升高等問題。諸多試驗(yàn)階段的乳化降黏劑價(jià)格高昂，甚至達(dá)到每噸十幾到幾十萬元，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)表面活性劑。

在稠油復(fù)合體系設(shè)計(jì)中是否應(yīng)追求強(qiáng)乳化，取決于乳化對(duì)稠油驅(qū)替的影響和貢獻(xiàn)。尤其是水油黏度比變化時(shí)，復(fù)合體系中聚合物組分流度控制能力差異，稠油高效驅(qū)替對(duì)乳化降黏的要求不同，乳化對(duì)稠油驅(qū)替的貢獻(xiàn)會(huì)發(fā)生改變；諸多學(xué)者更多地關(guān)注高效降黏體系的研發(fā)，而乳化對(duì)驅(qū)油的影響或者貢獻(xiàn)仍不清晰，有待深化研究。據(jù)此，分別收集了性能顯著不同的傳統(tǒng)超低界面張力、乳化、兼顧超低界面張力和乳化的雙效3種稠油復(fù)合體系；開展了系列的界面張力、乳化性能和驅(qū)油等研究，對(duì)比不同體系驅(qū)油采收率增幅的差異，確定在不同水油黏度比條件下乳化對(duì)稠油復(fù)合驅(qū)的影響和貢獻(xiàn)。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1材料與儀器

實(shí)驗(yàn)材料包括超低界面張力型表面活性劑S1、乳化型表面活性劑S2和雙效型表面活性劑S3，均為陰非復(fù)配型，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.3%，來自于勝利油田；部分水解聚丙烯酰胺P（HPAM），相對(duì)分子質(zhì)量為2.5×107，來自于山東寶莫生物化工股份有限公司；模擬地層水，礦化度為6681mg/L，離子組成Na++K+，Mg2++Ca2+，Cl-，HCO3-和CO32-的質(zhì)量濃度分別為2299，184，3435，725和38mg/L；某區(qū)塊脫氣稠油黏度為731mPa·s（70°C），密度為0.98g/cm3。

實(shí)驗(yàn)儀器包括TX-500C型界面張力儀（芬蘭Kibron公司）；SZX7體式顯微鏡（日本奧林巴斯有限公司）；均質(zhì)填砂模型，內(nèi)徑為2.5cm，長度為30cm。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

界面張力按照設(shè)定濃度分別配制超低界面張力、乳化和雙效復(fù)合體系（表1），在70°C下利用界面張力儀，測試其與目標(biāo)稠油的界面張力。

表1復(fù)合體系組成與基本性能

乳狀液穩(wěn)定性弱強(qiáng)中等乳化性能將稠油和復(fù)合體系分別加熱至70°C，取等量5mL的稠油和復(fù)合體系分別加入試管中，搖勻后采用瓶試法觀測油水混合物不同時(shí)間下的析水狀態(tài)，判斷復(fù)合體系形成稠油乳狀液的穩(wěn)定性；同時(shí)，利用SZX7體式顯微鏡觀察不同體系形成乳狀液的微觀形態(tài)隨時(shí)間的變化。驅(qū)油能力固定稠油黏度為731mPa·s，改變復(fù)合體系黏度，利用性能顯著不同的3種復(fù)合體系，在水油黏度比分別為0.010，0.045，0.100，0.200和0.460條件下，首先開展了二元復(fù)合驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，根據(jù)超低界面張力、乳化與雙效復(fù)合體系采收率增幅的差異，按照體系性能依次增強(qiáng)的順序，判斷乳化對(duì)稠油復(fù)合體系的影響與貢獻(xiàn)。此外，諸多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)大波及是稠油復(fù)合體系提高采收率的前進(jìn)一步引入泡沫輔助復(fù)合體系擴(kuò)大波及，在水油黏度比分別為0.010，0.045，0.100，0.150和0.460條件下，開展了3種泡沫復(fù)合體系驅(qū)油實(shí)驗(yàn)（交替注入0.3PV復(fù)合體系和0.3PV空氣，單個(gè)復(fù)合體系段塞或空氣段塞尺寸為0.1PV），考察泡沫輔助下復(fù)合體系乳化對(duì)稠油驅(qū)替的影響，并與單獨(dú)二元復(fù)合驅(qū)進(jìn)行對(duì)比。