含堿複合驅容易產生結垢問題，通常需要加入防垢劑，為研究防垢劑的加入對體係界麵張力的影響，選取SLPS(勝利石油磺酸鹽)、OPP4(辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯鹽)和PBET17(十八烷基二甲基羥丙基銨磷酸酯鹽與十六烷基二甲基羥丙基銨磷酸酯鹽的混合物)3種不同類型驅油用表麵活性劑在低濃度堿條件下和有機膦酸鹽防垢劑進行複配，測定了複配體係與樁西原油的動態界麵張力曲線。結果表明，單獨使用表麵活性劑不能將界麵張力降至0.01 mN/m以下，使用表麵活性劑與堿的複配體係也不能有效地降低界麵張力。有機膦酸鹽與表麵活性劑、堿複配後具有理想的協同效應，多數複配體係都可將油-水界麵張力降至低或超低界麵張力區域，甚至10-4mN/m以下。

在化學驅提高采收率方法中，表麵活性劑/堿複合驅的驅油效果比較好，這主要是由於堿與原油中酸性物質反應生成的活性劑與外加表麵活性劑產生了協同效應，可以將油水界麵張力降至低界麵張力區域(10-2m N/m)甚至超低界麵張力區域(10-3m N/m)，並且堿可以降低活性劑在地層中的吸附。但在高堿濃度下，注入堿容易對驅油體係造成采出液處理困難、引起地層黏土分散和運移、導致地層滲透率下降等負麵作用，並且堿也與油層流體及岩石礦物反應，形成堿垢，對地層造成傷害並影響油井正常生產。解決結垢問題的主要方法是加入化學防垢劑，其中有機膦酸鹽防垢劑因其良好的防垢效果而有廣泛的應用。

不同驅油表麵活性劑進行複配能夠產生協同效應，顯著提高體係的耐溫耐鹽性能，有效降低油水界麵張力;不同防垢劑之間進行複配產生的協同效應也比單一防垢劑具有更好的防垢效果。但目前還沒有表麵活性劑與防垢劑之間配伍性研究的文獻，本文在低濃度堿(NaOH質量分數0.1%)的條件下，對3種不同結構類型的表麵活性劑和有機膦酸鹽防垢劑進行了複配實驗，研究了防垢劑對複配體係的界麵張力的影響，以期複配後在體係具有防垢作用的同時能夠有效的降低界麵張力，提高驅油效率。

1實驗部分

1.1儀器與試劑

儀器:芬蘭Kibron旋轉滴界麵張力儀;雷磁PHS-3C型p H計;瑞士AE-20型粉色视频APP在线观看高清观看。

試劑:實驗所用的表麵活性劑與防垢劑見表1，實驗用普通稠油取自勝利油田樁西采油廠樁106-15-X18井，經脫水處理後，50℃稠油粘度為1 450 m Pa·s，膠質瀝青質的質量分數為20.54%，此外還用到了分析純的NaOH與NaCl。

1.2實驗方法

HEDP、A TM P和EDTM P 3種防垢劑在使用前已用NaOH中和p H至7左右，55℃(根據樁106-15-X18井底溫度而定)下測定表麵活性劑水溶液-稠油界麵張力，測定前未作油-水體係平衡處理，實驗選用的SLPS、OPP4和PBET17分別為陰離子型、非離子-陰離子型和陽離子-陰離子兩性表麵活性劑。

2結果與討論

2.1單一表麵活性劑水溶液-樁西原油體係的動態界麵張力

分別測定了SLPP、OPP4、PBET17質量分數為0.1%的水溶液與樁西原油體係的油-水動態界麵張力，如圖1所示。

由圖1(a)-(c)可以看出，質量分數為0.1%的SLPS一開始即可將體係界麵張力降至10-2mN/m以下，但隨後界麵張力不斷增大，40 min左右達到平衡，約為3.373×10-1mN/m;質量分數為0.1%的OPP-4和PBET-17與樁西原油體係界麵張力則隨著時間的推移不斷減小，平衡界麵張力分別為8.977×10-1和1.005×10-1m N/m。可見質量分數為0.1%的單一表麵活性劑體係降低界麵張力的能力一般。

圖1 SLPS，OPP4和PBET-17水溶液-樁西原油體係油-水動態界麵張力

2.2 NaOH與表麵活性劑複配-樁西原油體係的動態界麵張力

堿與表麵活性劑複配有一定的協同效應，但使用高濃度堿容易引起結垢等問題，實驗選用低濃度的NaOH(質量分數為0.1%)與SLPS、OPP-4和PBET-17進行了複配，測定了其油-水動態界麵張力，如圖2所示。

由圖2(a)-(c)可以看出，堿的加入，3種複配體係一開始界麵張力迅速下降，在5 min左右都出現了瞬時最低界麵張力，其中SLPS與NaOH複配和OPP4與NaOH複配兩種體係的瞬時最低界麵張力達到了超低(10-3m N/m)。隨後3種複配體係界麵張力不斷增大，其中SLPS與NaOH複配和PBET17與NaOH複配兩種體係界麵張力在50 min左右達到平衡，分別為9.071×10-1mN/m和8.391×10-2mN/m，而OPP-4與NaOH複配體係界麵張力則在短時間內迅速增大，油滴團聚成球，無法繼續測定其界麵張力。與本文2.1部分相比，這3種複配體係降低界麵張力的作用有限。

低濃度的NaOH加入後，與原油中酸性組份的反應很快完成，生成石油酸鈉活性物與外加的表麵活性劑同時吸附在油水界麵上，出現了瞬時最低界麵張力，其後動態界麵張力變化是受擴散控製的[13]，石油酸鈉不斷地由界麵擴散到本體相中，因此界麵張力不斷增大。可見堿的加入與表麵活性劑的協同效應不是很理想，不能形成比較寬的低界麵張力。

2.3膦酸鹽防垢劑與NaOH、表麵活性劑複配-樁西原油體係的動態界麵張力

HEDP、A TM P和EDTM P是油田常用的3種有機膦酸鹽防垢劑，對於硫酸鈣和碳酸鈣具有優異的阻垢性能，實驗分別選取防垢劑質量分數為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%和0.10%與表麵活性劑(質量分數0.1%)和NaOH(質量分數0.1%)進行複配，測定其與樁西原油體係的油-水動態界麵張力。

圖2 SLPS，OPP4和PBET-17與NaOH複配-樁西原油體係油-水動態界麵張力

2.3.1膦酸鹽防垢劑與SLPS和NaOH複配-樁西原油體係質量分數為0.02%～0.10%的HEDP，A TM P，ED TM P分別與SLPS和NaOH(w(SLPS)=0.1%，w(NaOH)=0.1%)複配後，測定其與樁西原油的動態界麵張力，實驗結果見圖3。

由圖3(a)可以看出，不同質量分數的HEDP與SLPS和NaOH複配體係的一開始便可將界麵張力降至10-2mN/m甚至10-3mN/m以下，隨著時間的推移不斷迅速下降，10～15 m in內界麵張力降至10-5mN/m以下，隨後油滴斷裂成很多細小油珠分散在毛細管中，沒有進一步測其油-水界麵張力值;

由圖3(b)可以看出，質量分數為0.04%、0.06%、0.08%的A TM P與SLPS和NaOH複配體係油-水動態界麵張力曲線變化與圖3(a)類似，質量分數為0.02%和0.10%的A TM P與SLPS和NaOH複配體係則出現了瞬時最低界麵張力，隨後界麵張力快速增大至平衡，其平衡值分別為8.152×10-3和9.153×10-3m N/m;

由圖3(c)可以看出，質量分數為0.02%、0.04%、0.08%的EDTM P與SLPS和NaOH複配體係油-水動態界麵張力曲線變化與圖3(a)類似，而質量分數為0.06%和0.10%的EDTM P與SLPS和NaOH複配體係出現瞬時最低界麵張力，平衡界麵張力值分別為8.901×10-3和1.011×10-2m N/m。

圖3 HEDP-SLPS-NaOH，A TM P-SLPS-NaOH，EDTM P-SLPS-NaOH溶液-樁西原油體係的動態界麵張力

可見3種膦酸鹽防垢劑與SLPS和NaOH複配後產生了良好的協同效應，降低界麵張力的能力顯著優於單一的表麵活性劑或表麵活性劑與NaOH的複配體係，這可能是由於膦酸鹽防垢劑小分子(相對於表麵活性劑分子)帶有一定的負電性，可以在界麵上與陰離子表麵活性劑SLPS以及堿反應生成的石油酸鈉的形成致密、穩定的混合吸附層(或膠束)，表麵活性劑在油水兩相的分配係數接近1，使體係界麵張力顯著降低，甚至形成的吸附層或膠束增溶能力超強，短時間內持續不斷地將油相溶解到膠束內，發生加溶作用，宏觀表現在動態界麵張力曲線上就是界麵張力持續下降，最終將油滴分散成很多細小油珠。

2.3.2膦酸鹽防垢劑與OPP4和NaOH複配-樁西原油體係質量分數為0.02%～0.10%的HEDP，A TM P，EDTM P分別與OPP4和NaOH(w(OPP4)=0.1%，w(NaOH)=0.1%)複配後，測定其與樁西原油的動態界麵張力，實驗結果見圖4。

由圖4(a)-(c)可以看出，除了較高質量分數的防垢劑(0.06%、0.08%和0.10%HEDP，0.10%A TM P，0.10%EDTM P)與OPP4、NaOH複配體係外，其他複配體係界麵張力均在10～15 min內降至10-4～10-5mN/m以下，將油珠拉斷。這表明3種膦酸鹽防垢劑與OPP4非離子-陰離子表麵活性劑和堿也具有良好的協同效應，在合適防垢劑濃度下，與OPP4和石油酸鈉形成了具有超強增溶能力的混合膠束，可以將界麵張力持續降低。

圖4 HEDP-OPP4-NaOH，A TM P-OPP4-NaOH，EDTM P-OPP4-NaOH溶液-樁西原油體係的動態界麵張力

2.3.3膦酸鹽防垢劑與PBET17和NaOH複配-樁西原油體係質量分數為0.02%～0.10%的HEDP，A TM P，EDTM P分別與PBET17和NaOH(w(PBET17)=0.1%，w(NaOH)=0.1%)複配後，測定其與樁西原油的動態界麵張力，實驗結果見圖5。

由圖5(a)可以看出，HEDP與PBET-17和NaOH複配體係在5 min左右都出現了瞬時最低界麵張力，其中質量分數0.02%和0.10%的HEDP的複配體係10 min內界麵張力迅速增大，界麵張力平衡值在10-1m N/m。另外質量分數0.04%、0.06%和0.08%的HEDP體係的平衡界麵張力分別為2.154×10-2、2.118×10-2和8.411×10-3mN/m。

由圖5(b)可以看出，質量分數0.02%和0.08%A TM P的複配體係的動態界麵張力在經曆瞬時最低值後迅速上升，協同效應消失，毛細管中油珠分別在30 min和45 min左右團聚，無法繼續測定;質量分數0.04%、0.06%和0.10%A TM P體係的動態界麵張力在45 min左右達到平衡，分別為1.581×10-2、1.875×10-2、1.675×10-2mN/m。

由圖5(c)可以看出，質量分數0.04%EDTM P的複配體係動態界麵張力在經曆瞬時最低值後不斷增大，83 min左右開始迅速增大至油滴團聚，無法繼續測定;質量分數0.1%的ED TM P複配體係的動態界麵張力則隨著時間的推移持續降低，直到油滴被拉斷分散在毛細管中;質量分數為0.02%、0.06%和0.08%EDTMP的複配體係則出現了平衡界麵張力值，分別為5.92×10-3、2.236×10-2、3.67×10-3mN/m。

圖5 HEDP-PBET17-NaOH，A TM P-PBET17-NaOH，EDTM P-PBET17-NaOH溶液-樁西原油體係的動態界麵張力

除個別濃度外，含NaOH的甜菜堿型兩性表麵活性劑PBET17與3種防垢劑的複配體係在降低界麵張力方麵也具有良好的協同效應，這可能是由於含有磷酸酯基團的兩性表麵活性劑在形成膠束過程中質子化而轉化為陽離子表麵活性劑，堿與石油酸生成的石油酸鈉、帶負電的防垢劑分子與陽離子表麵活性劑有著強烈的相互作用，形成的吸附層或混合膠束十分穩定，由界麵向本體溶液上的脫附功比較大，合適的複配體係下，可以使體係達到低界麵張力或超低界麵張力。