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以复合驱技术研究为背景,在大量实验的基础上,结合理论分析,探讨影响降低界面张力的因素和相关机理,为推动复合驱技术的深入发展,提供理论和实验依据。
比较系统地研究了表面活性剂的浓度、类型以及添加助剂对界面张力的影响。表面活性剂浓度对于降低界面张力存在最佳范围,高于该浓度不会使界面张力继续下降;助剂醇协同表面活性剂,在油/水界面上形成一层乳化带,该乳化带使油水之间无明显相界面,从而大幅度降低界面张力。
在一定表面活性剂浓度下,碱剂降低界面张力也存在最佳浓度范围,高于该浓度将在油水界面形成不易溶解的石油酸皂;碱剂的加入一小部分与原油反应生成酸性活性物质,协同外加表面活性剂降低界面张力,其余的碱起离子作用,该作用可由盐来代替:利用紫外探针奠,测试碱剂加入后吸光度的变化情况,发现碱剂的加入使吸光度变大也就是胶束打开;利用界面张力/流变仪Tracker对界面张力和粘弹模量进行了系统研究,实验表明碱剂的加入对气/水表面强度影响很小,但与油相接触则反应生成自身表面活性剂吸附于油/水界面,使粘弹模量变大,也就是界面膜强度变大。
探讨油相性质对界面张力的影响,其中高酸值原油在形成超低界面张力时所需要的碱量更少;表面活性剂与原油结构性质越接近,溶解性也就越好,越有利于降低界面张力:随着油水接触时间的增加,酸性活性物质由油水界面向水相扩散并最终达到平衡,体系界面张力最低值与平衡值上升,验证了原油中的酸性活性物质对降低界面张力起到重要作用。