注水吞吐工藝已經成為低滲透油藏體積壓裂改造後裂縫發育儲層的有效開發方法。低滲透天然裂縫油藏水驅的主要機理是水滲吸進入低滲多孔介質中將原油頂替到裂縫中采出，而加入的表麵活性劑吸附在岩石表麵改變了油藏的潤濕性，加快了自發滲吸過程。Mohanty等在致密油藏表麵活性劑滲吸實驗研究中發現：低濃度表麵活性劑將致密砂岩表麵由油濕性轉變為水濕性，潤濕性改變越強，滲吸采收率越大；油水界麵張力越低，油水置換或滲吸速率越快。此外，納米材料應用於提高采收率具有使用濃度低，潤濕反轉作用強的特點；但是，油藏高溫高鹽環境下，納米顆粒穩定性降低，容易聚結沉降；通過表麵活性劑在納米顆粒表麵的原位吸附，可以提高納米顆粒的表麵電荷和空間位阻，從而提高納米顆粒的穩定性。

本文研製了低界麵張力陰非離子表麵活性劑三苯乙烯基聚氧乙烯醚羥丙基磺酸鈉（TPHS），並將其與AOS、納米SiO2顆粒複配構築了一種低界麵張力納米流體，即TPHS-AOS-納米SiO2複配體係，使用靜態滲吸實驗優化了低界麵張力納米流體配方，采用動態滲吸實驗研究了低界麵張力納米流體吞吐提高采收率效果。從改變岩石潤濕性、降低界麵張力和結構分離壓機理3個方麵研究了低界麵張力納米流體提高采收率的機理。本文研究可為低滲透（6.8×10-3～45×10-3μm2）油藏壓裂改造後的注水吞吐提高采收率提供技術支撐。

1實驗部分

1.1材料與儀器

壬基酚聚氧乙烯醚OP-50、三苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚-25，江蘇海安石油化工廠；醇醚羧酸（鹽）表麵活性劑AEC、十二烷基甜菜堿C12BE，上海發凱化工有限公司；α-烯基磺酸鈉（AOS），中輕化工股份有限公司；Gemini季銨鹽陽離子雙子表麵活性劑12-2-12，河南道純化工技術有限公司；納米二氧化矽（平均粒徑15 nm，純度99.5%）、正庚烷、三氟化硼乙醚、NaOH、環氧氯丙烷、亞硫酸納、二甲亞碸，均為分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；濃鹽酸（質量分數36.4%），分析純，信陽市化學試劑廠，實驗用油為大慶油田龍西塔區塊原油，密度0.8629 g/cm3（20℃），黏度4.85 mPa·s（80℃），酸值0.08，屬低硫中質石蠟基原油，含飽和烴55%～72%，芳烴13%～23%，非烴10%～30%，瀝青質0.5%～2.0%；實驗岩心為大慶低滲透油藏天然岩心，滲透率5×10-3～45×10-3μm2，孔隙度15%～20%，尺寸φ2.5 cm×7 cm。實驗用填砂管，尺寸φ2.5 cm×30 cm，選用60～80目石英砂填製。

RE-25A型旋轉蒸發器，；JC2000接觸角測定儀；Brook Vertex70V型傅裏葉變換紅外光譜儀；TX-500C型全量程旋轉滴界麵張力測量儀；薩伽顯微鏡專業載玻片，76.2×25.4×1.2（mm）；1100型高效液相色譜；高溫高壓驅替實驗裝置。

1.2“一鍋煮”法製備表麵活性劑TPHS

采用“一鍋煮”法製備表麵活性劑，合成路線如圖1所示。將一個帶有機械攪拌器，回流冷凝管和恒壓滴液漏鬥的500 mL三頸瓶置於80℃的恒溫水浴中，先後加入92 g的三苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚-25和75 mL的正庚烷，向攪拌後形成的溶液中加入2 mL的三氟化硼乙醚催化劑，用恒壓滴液漏鬥滴加過量的環氧氯丙烷溶液，滴加完後升溫至90℃反應3 h；然後滴加20%NaOH水溶液，維持反應體係的pH值在7.5～9，TLC監測反應進程到原料點消失後結束反應。向產物中加入二甲亞碸，溶解後過濾除去反應中生成的鹽；用正庚烷萃取、水洗後旋轉蒸發除去溶劑；將粗產物溶解於乙醇中，向其中滴加100 mL的25%的亞硫酸鈉溶液，分批加入6 mol/L的鹽酸溶液維持反應體係的pH值在7～9，在80℃的恒溫水浴中繼續反應過夜，將反應物用熱的異丙醇萃取後過濾除去無機鹽，將濾液旋轉蒸發除去溶劑得到黃色產物三苯乙烯基聚氧乙烯醚羥丙基磺酸鈉，即為表麵活性劑TPHS。

圖1表麵活性劑TPHS的合成路線

1.3表征與測試

（1）紅外光譜、高效液相色譜表征

將合成產物經過透析後冷凍幹燥，采用KBr壓片法製樣，使用BROOK Vertex70V傅裏葉變換紅外光譜儀對樣品在波數400～4000 cm-1範圍內進行掃描。

使用高效液相色譜儀分析所合成表麵活性劑TPHS，采用Dionex Acclaim HPLC色譜柱，以腈和醋酸銨緩衝液作為梯度洗脫流動相。

本實驗結果與王冬梅等人利用了混合菌群對原油汙染的土壤進行了生物修複過程相一致，即在生物降解的前期，菌群對中鏈、長鏈烴的降解效果較好；而在降解的後期，菌群對短鏈烴的降解效果較強.

（2）界麵張力測試

參照中國石油天然氣行業標準SY/T 5370—2018《表麵及界麵張力測定方法》，采用旋滴法在80℃、5000 r/min轉速下測試不同濃度的表麵活性劑TPHS溶液及TPHS/納米SiO2複配溶液與大慶原油間的界麵張力。

（3）接觸角測試

采用接觸角測定儀測試低張力納米流體溶液體係在載玻片表麵的接觸角。

（4）耐鹽性能評價

采用不同濃度的NaCl溶液配製表麵活性劑溶液，測定在不同礦化度下的表麵活性劑溶液與大慶原油間的界麵張力，考察表麵活性劑TPHS的耐鹽性能。

（5）濁點測試

參照GB/T 5559—2010中非離子表麵活性劑濁點實驗方法，將裝有0.5%TPHS和0.5%TPHS+0.5%AOS水溶液的試管置於水浴鍋中緩慢升溫，溶液剛變渾濁所對應的溫度即為該測試樣的濁點。

（6）靜態滲吸實驗

（7）動態滲吸驅油實驗

①將填砂管抽真空、飽和水後測定其滲透率以及孔隙度；②將模擬岩心放入80℃的恒溫風箱中，以低流速（0.1 mL/min）飽和原油後關閉出口端閥門靜置老化24 h備用；③以0.1 mL/min的注入速率注入1 PV的0.1%TPHS+0.2%AOS表麵活性劑驅油體係，記錄產液量、產油量，計算采收率。

為了便於對比，在表麵活性劑驅油實驗結束後將填砂管用甲苯/乙醇洗淨，並用高溫氮氣烘幹，再按照以上步驟開展低張力納米流體驅油實驗。