泡沫驱是一种高效的采油方法,在三次采油中已得到了广泛的应用。起泡剂作为泡沫体系的核心组成部分之一,对于泡沫驱的开发效果有着重要的影响。随着经济的发展和科技的进步,绿色环保的发展理念逐渐深入到各行各业中。作为一种油田使用量较大的表面活性剂,起泡剂对地层及地表环境的影响不可忽视。因此,开发绿色环保型起泡剂是十分有必要的。茶皂素,是一类从榨油后废弃的茶籽粕中提取的非离子型天然表面活性剂,无毒、无污染、易降解,起泡性能良好,所产生的泡沫耐温、耐盐、耐油,且受水质、pH等因素影响很小,具有作为泡沫驱用起泡剂的潜力。但是,与目前新型的高效起泡剂相比,茶皂素存在着水溶性较差、起泡体积不高等缺陷。本文通过对茶皂素的分子进行化学修饰,合成了一种兼具阴离子和非离子特征的茶皂素改性起泡剂——茶皂素琥珀酸单酯磺酸钠,以改善茶皂素的水溶性及起泡体积。利用正交实验方法探讨了反应的最适条件,通过红外光谱、电喷雾质谱、热重分析等方法对产物的分子结构进行了表征;测定了产物的表面张力、临界胶束浓度、临界表面张力、饱和吸附量及最小分子占有面积,对其表面性质有了初步的认识;使用Waring-Blender法测试了产物的起泡性能及泡沫体系的耐温、耐盐性,简单估算了产物的使用成本,并与几种常用的起泡剂进行了对比评价;最后研究了产物在高温高盐条件下的驱油性能,得到了泡沫体系的最佳注入时机和最佳注入方式。以茶皂素、马来酸酐、亚硫酸氢钠为原料,通过催化剂催化进行酯化、磺化两步反应,设计正交实验合成了9种不同正交条件下的茶皂素琥珀酸单酯磺酸钠。通过红外光谱、电喷雾质谱、热重分析等手段表征了产物的分子结构,所得结果与理论基本相符。利用极差法分析正交实验结果,得到了最适反应条件:酯化温度50°C,磺化温度90°C,茶皂素与马来酸酐、亚硫酸氢钠的摩尔比为1:1:1.05。使用Do Nouy法测得最适条件所得产物的临界胶束浓度为2.699mol/L,临界表面张力值为40.9mN/m,饱和吸附量为0.542mmol/m~2,最小分子占有面积为3.062nm~2。通过Waring-Blender法测得最适条件所的产物的最佳使用浓度为0.50%,100mL起泡剂溶液的起泡体积为580mL,析液半衰期可达2437s。产物经180°C高温老化240h及在25×10~4mg/L高矿化度条件下,均具有不错的起泡能力,且泡沫稳定性很好;在含油量达25%的情况下,仍具有较好的泡沫性能。产物的估算使用成本约为173.60元/m~3。单管模拟驱油实验结果表明,产物泡沫体系的最佳注入时机为水驱中段,最佳注入方式为气液混注,对C油田W层岩心模型水驱采收率提升幅度可达27.45%,最终采收率可达70%,具有良好的封堵能力和提高采收率的作用。