Page 203 - 精细化工2019年第8期
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第 8 期 杨 奕，等: 低界面张力抗温抗盐 YUDP 型起泡剂性能评价 ·1691·
2 结果与讨论 因此可以确定质量分数 0.4%为 YUDP 型起泡剂的
最佳浓度。
2.1 起泡剂浓度优选 2.2 矿化度对起泡剂泡沫性能的影响
浓度是影响起泡剂活性的重要因素之一。合理 注入水注入地层后会与地层水混合，混合后的
的浓度设置必须具有高效的泡沫特性，同时也必须 溶液矿化度会发生变化，矿化度的变化会对起泡剂
具有一定的经济性。对自制 YUDP 型起泡剂浓度进 的各项性能产生重大影响，因此有必要测试不同矿
行泡沫性能以及油水界面活性分析，结果见表 3。 化度对起泡剂性能的影响。在吉林油田红岗高台子
油藏矿化度范围（16000~31037.9 mg/L）内考察不
表 3 YUDP 的浓度对泡沫性能及界面活性的影响 同矿化度对质量分数为 0.4%的 YUDP 起泡剂泡沫
Table 3 Effect of YUDP concentration on the foam properties
and interfacial activity 性能以及油水界面活性的影响，结果见表 4。
YUDP 质量 起泡体 半衰期 泡沫强度/ 油水界面张力/
2
分数/% 积/mL /min （mL·min） （×10 mN/m） 表 4 矿化度对泡沫性能及油水界面活性的影响
Table 4 Effect of salinity on the foam properties and oil-water
0.1 50 5.27 197.50 28.00
interfacial activity
0.2 120 12.47 1122.00 16.00
矿化度/ 起泡体积 半衰期 泡沫强度/ 油水界面张力/
0.3 210 18.58 3902.50 8.40 2
（mg/L） /mL /min （mL·min） （×10 mN/m）
0.4 250 25.70 4818.75 2.61
16000.0 250 25.7 4818.75 2.6
0.5 250 25.50 4781.25 2.50
20000.0 250 25.0 4687.50 2.8
25000.0 250 22.4 4200.00 3.7
从总体来看，随着起泡剂浓度的升高，泡沫的
31037.9 250 20.8 3900.00 6.2
起泡体积、半衰期以及泡沫强度也随之增强、油水
界面张力持续降低，说明随着起泡剂浓度的提高起
由表 4 可知，起泡剂的半衰期与泡沫强度均与
泡剂的活性也会随之提高。起泡剂浓度的变化会对
矿化度呈负相关。其原因是，溶液中的各项离子会
起泡剂的起泡性、稳泡性以及油水界面张力有很大
对泡沫的泡沫强度产生影响，极性导致非离子型起
影响，不同的起泡剂存在不同的临界胶束浓度
泡剂不显电性，故电解质对其不会有影响，相反地，
（CMC），当起泡剂的浓度较低时，起泡剂分子在
离子型起泡剂因其所带的电荷而易受到电解质的影
气液界面的吸附量较少且在气液界面上排布分散，
响，高矿化度的溶液中无机盐离子含量较多，高浓
因而导致起泡剂的起泡性与稳泡性较差，同时起泡
度的无机盐离子不仅会屏蔽泡沫液膜间的静电斥
剂分子在油水界面的吸附量少，因此起泡剂对油水
力，同时也会与离子型起泡剂相互作用导致离子型
界面张力的影响较低。随着起泡剂浓度的提高，起
起泡剂在水中溶解度下降或发生沉降聚集，最终致
泡剂分子在气液界面上的密度逐渐升高，排列也越
使起泡剂稳定性下降 [18-22] 。同时矿化度持续上升，
发规则且在油水界面上的吸附量增大，起泡剂的起
水溶液中的无机盐离子增多，水溶液极性增强，其
泡性与稳泡性随之上升，起泡剂分子在油水界面的
吸附量增大对降低油水界面自由能的作用更加明 结果使无机盐离子在油水界面与离子型起泡剂分子
显。但随着起泡剂浓度达到 CMC 后，起泡剂分子 发生竞争吸附，导致起泡剂从水相进入油相时在油
吸附在气液界面的饱和度达到极值，当继续提高溶 水界面的吸附失去平衡，油水界面张力上升 [23-24] 。
液中起泡剂的浓度时，溶液中过剩的起泡剂分子会 YUDP 起泡剂随着矿化度的提升，泡沫的起泡性基
自发形成胶团无法起到增强起泡剂泡沫性能以及降 本处于不变的状态，泡沫的稳定性略有下降，但即
低油水界面张力的作用，与此同时，过饱和的起泡 使是在最高矿化度（31037.9 mg/L）的情况下泡沫
剂分子会使界面膜上液体的迁移作用减弱，因而液 强度也仅仅下降了 19.01%，油水界面张力上升到
–2
体流失加强，泡沫的起泡性与稳泡性减弱 [16] 。起泡 6.2×10 mN/m，但保持在 10 –2 mN/m 的数量级，依
剂的泡沫活性存在最佳浓度点，此时泡沫的稳定性 然具有良好的界面活性，说明 YUDP 起泡剂具有良
与起泡性最优 [17] ，特别是在质量分数为 0.4%时， 好的耐盐性。
YUDP 型起泡剂泡沫体积与泡沫综合指数达到最 2.3 温度对起泡剂性能的影响
大，半衰期达到最长，油水界面张力也降到了 以吉林红岗区块模拟注入水配制质量分数为
2.61×10 –2 mN/m。当质量分数达到 0.5%时，泡沫的 0.4%的 YUDP 起泡剂溶液，由于吉林油田油藏的实
半衰期与泡沫强度反而下降，油水界面张力虽继续 际温度范围为 60~64 ℃，故选择在 60~75 ℃情况下
–2
下降但仅仅下降了 0.11×10 mN/m，下降幅度极低， 测试起泡剂的性能，结果见表 5。
