2.2 偏硼酸鈉/樁西原油體系的界面張力研究

由上述研究結果可以看出，單一的表面活性劑不能使油水界面張力達到超低，因此可考慮加入堿，利用堿的協同效應，降低油水界面張力。樁西原油的酸值較高達到1.65 mg(KOH)/g，且地層水中Ca2+、Mg2+離子含量較高。應用常規堿，如氫氧化鈉、碳酸鈉，會產生結垢問題。偏硼酸鈉是一種弱堿，可以螯合Ca2+、Mg2+，與地層水混合不會生成沉淀，配伍性較好(0.1%不同堿與地層水配伍性情況見圖2)。

圖2 不同堿與樁西地層水的配伍性

以模擬地層水配制偏硼酸鈉溶液，測定了不同質量分數的偏硼酸鈉與樁西原油的動態界面張力，結果見圖3。從圖3可以看出，當偏硼酸鈉溶液質量分數一定時，隨著時間的延長，偏硼酸鈉/樁西原油體系的動態界面張力呈現出先降低后平穩的變化趨勢。其中，0.4%濃度體系的界面張力最低可達到1.9×10-2 mN/m，然后界面張力上升，平衡界面張力在2.6×10-2 mN/m左右；偏硼酸鈉質量分數在0.2%~0.8%范圍內時，該體系平衡界面張力均在1×10-1 mN/m以下。綜上，偏硼酸鈉與地層水有很好的配伍性，且與原油界面張力效果表現較好。作為一種耐垢堿，偏硼酸鈉是良好的堿驅用劑。

圖3 不同濃度偏硼酸鈉與樁西原油的界面張力

2.3 堿/表面活性劑復合體系與樁西原油的界面張力研究

偏硼酸鈉具有耐垢性，且降低界面張力效果理想。選擇偏硼酸鈉與表面活性劑復配，進行動態界面張力研究，以期達到超低油水界面張力，取得好的驅油效果。將CBET-17、SLPS、OP-10進行了復配，復配體系中的表面活性劑質量分數為0.1%，改變偏硼酸鈉的質量分數。復配體系與樁西原油的動態界面張力如圖4~圖6所示。

由圖4可以看出，偏硼酸鈉與CBET-17復配出現了明顯的協同效應，獲得了超低界面張力，10-3 mN/m低界面張力體系維持的時間較長，0.1%濃度偏硼酸鈉在10min時，出現了油絲拉斷現象，最低界面張力達到2.5×10-5 mN/m。偏硼酸鈉濃度低時，復配體系與原油界面張力較小。偏硼酸鈉質量分數為0.4%時，平衡界面張力較低，可達1.9×10-3 mN/m。

圖4 0.1% CBET-17/不同濃度偏硼酸鈉復配體系與樁西原油的界面張力

圖5 0.1% SLPS/不同濃度偏硼酸鈉復配體系與樁西原油的界面張力

圖6 0.1% OP-10/不同濃度偏硼酸鈉復配體系與樁西原油的界面張力

由圖5、圖6可以看出，SLPS、OP-10與偏硼酸鈉復配的協同效應也起到了很好的降低界面張力的效果，但是效果不如CBET-17好，沒有出現油絲拉斷的現象。0.1%表面活性劑與不同質量分數偏硼酸鈉復配時，降低界面張力效果相似。體系的界面張力在開始階段呈緩慢下降后平穩的趨勢，隨著偏硼酸鈉質量分數的增加，油水界面張力最低值先減小后增大。偏硼酸鈉質量分數為0.4%時，平衡界面張力較低，分別為2.0×10-3 mN/m和6.5×10-3 mN/m。

綜上所述，相對于OP-10，偏硼酸鈉與CBET-17、SLPS復配降低油水界面張力效果較好。當濃度0.4%偏硼酸鈉與0.1%CBET-17或者0.1%SLPS復配時，油水界面張力都能達到超低水平，且0.1%偏硼酸鈉與0.1%CBET-17復配時，油水界面張力最低可達到2×10-5 mN/m，平衡界面張力均在10-2 mN/m以下。從經濟上考慮，表面活性劑在降低界面張力相同的條件下，用量越少越好。因此兩者較適合作為勝利油田樁西區塊的復合驅油體系。

3 結論

(1) 單一表面活性劑/樁西原油體系中質量分數為0.1%的CBET-17降低界面張力能力較好，最低界面張力達3×10-2 mN/m左右，平衡界面張力可達7.5×10-2 mN/m。

(2) 當濃度0.4%偏硼酸鈉與0.1% CBET-17或者0.1%SLPS復配時，油水界面張力都能達到超低水平。同時由于偏硼酸鈉具有耐垢性，可螯合勝利地層水中的Ca2+、Mg2+離子阻止沉淀生成。