Page 67 - 《精细化工》2022年第1期

第 1 期 崔乐雨，等: 微乳液泡沫驱油技术原理、挑战和研究进展 ·57·

是界面张力，N/m；  是接触角，°。 油水微乳液的相行为与界面张力的关系可以被
[7]
宏观采收率是指注入流体可以触及的油藏体积 Chun-Huh 公式（式 2、式 3）所定量描述 ：
分数，也被称为波及系数，其受流度比、重力分离 C
IFT  （2）
和油藏非均质性的影响。二采过程中，注入流体的 mo  V /V  o 2
流度往往大于原油，而且密度也有所差别，因此会 C s
导致注入流体的指进穿透和重力分离。天然油藏通 IFT mw   2 （3）
常非均质性严重，存在漏失层，这又加剧了注入流 V /V s  w
体的提前穿透。因此在二采过程中，宏观波及系数 其中，公式（2）描述的是油水下相中，微乳液
偏低。 （m）和油（o）的界面张力（ IFT mo ，mN/m）；公
三次采油技术就是针对上述物理化学和流体流 式（3）描述的是油水上相中，微乳液和水（w）的
动问题采取的解决手段。目前，越来越多的三采技 界面张力（ IFT mw ，mN/m）。V 代表溶解在乳液中
o
术在二采阶段就被应用于现场生产之中，用来尽早 的油体积，mL；V 代表溶解在乳液中的水体积，
w
解决采收率低下的问题。因此，三采技术又被广泛 mL； V 代表表面活性剂体积，mL。C 是常数。V o /V s
s
称为强化采油技术 [1-2] 。常见的强化采油技术包括： 和V w /V 被分别称为油增溶参数和水增溶参数。两
s
化学驱，混相/非混相气驱，热采、微生物驱等。 者相等时，简称为增溶参数。此时对应的界面张力
化学驱中的微乳液技术和气驱中的泡沫技术尤 也相等，简称为油水界面张力。此油水界面张力指
其适用于中国的低渗油田开发。本文通过回顾这两 微乳液与油相或水相之间的界面张力，与泛指的油
个技术的发展历史，详细讨论了它们的优势和不足。 相和水相界面张力在本质上是不同的。
由此出发，引出结合两者优点的新技术，即微乳液 根据 Chun-Huh 公式可以推断出，随着油或水
泡沫驱的技术原理和研究进展，并详细阐述了对此 增溶参数的升高，对应的界面张力（σ）呈指数下降；
新技术的研究建议。 在增溶参数达到峰值时，界面张力达到最小值，如
[8]
图 2 所示 。在两个增溶参数交会区域，界面张力
1 微乳液驱油技术
达到最低值，同时油水相态达到中相微乳液，此时
N ca 和微观驱替效率会得到极大提高。
1.1 原理

表面活性剂是兼具亲水和亲油的两性分子，可
以聚集在油水界面处，从而降低油水界面张力。当
界面张力低于特定阈值时，可以自发产生油水微乳
[4]
液 。随着盐度的升高，典型的表面活性剂会从亲
水逐渐变为亲油，因此，油水乳液会从水包油的下
相微乳液，过渡到油水双连续的中相微乳液，最后
到油包水的上相微乳液 [5-6] ，如图 1 所示。

[8]
图 2 界面张力（a）和增溶参数（b）随盐度的变化曲线
图 1 盐度对油水微乳液的影响 Fig. 2 Influnece of salinity on interfaicial tension (a) and
Fig. 1 Influence of salinity on water-oil microemulsion solubilization ration (b) [8]