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三元复合驱采出液是O/W乳状液与固体颗粒悬浮液的混合体系,具有很高的稳定性。为了对此体系的稳定机理有更深入的认识,本文研究了NaOH、Na2CO3、HPAM、石油磺酸盐和固体颗粒对大庆原油与大庆地层模拟水界面性质的影响,并考察了O/W乳状液电导率与其稳定性的关系。
用动态光散射方法测定了水中HPAM分子线团、石油磺酸盐胶束、HPAM与石油磺酸盐形成的复合聚集体和固体颗粒的大小;用界面张力仪、界面剪切粘度仪和Zeta电位仪测定了不同油水体系的界面张力、界面剪切粘度、油珠和固体颗粒的Zeta电位;用电导率仪测定了不同油水体系形成的O/W乳状液的电导率。
研究发现,石油磺酸盐与HPAM可在水中形成复合聚集体,其平均尺寸小于HPAM线团,但大于石油磺酸盐胶束。石油磺酸盐浓度较高时,可与HPAM在油水界面上形成复合结构,使界面膜的强度明显增加,大幅度增加油珠Zeta电位绝对值。
NaOH与大庆原油在较短时间(1天)内反应生成的界面活性物质分子较小,亲水性较强,易溶于水相,并具有较高的界面活性,可明显降低界面张力,使油珠Zeta电位绝对值增大。NaOH与大庆原油反应10天后生成的部分界面活性物质可溶于油相,但界面活性较弱,对界面张力和油珠Zeta电位的影响弱于同时生成的亲水性较强的界面活性物质。
NaOH对SiO2和蒙脱土颗粒具有明显的溶蚀作用,使水相中Si的含量和数十至数百纳米的固体颗粒含量明显增加。IIPAM在SiO2和蒙脱土颗粒表面的吸附可减缓或阻止NaOH对SiO2和蒙脱土颗粒的溶蚀,同时可增强固体颗粒的分散稳定性,尤其是对数百纳米大小的颗粒的分散稳定性起重要作用。
对于较稳定的O/W乳状液,乳状液电导率与时间的变化曲线可以表征乳状液的稳定性。电导率曲线上升部分斜率的变化可以表征O/W乳状液中油珠上浮、聚集、聚并、油相体积分数变化的程度及乳状液的稳定性。