Page 68 - 《精细化工》2022年第1期
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·58· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
因此，微乳液驱油技术就是通过注入特定的表 术经常与聚合物技术配合使用。但是聚合物本身不
面活性剂配方，达到油水中相微乳液。这样不仅可 耐受高温高盐，而且难以进入低渗油藏，所以反而
以最有效地降低界面张力，提高 N ca ，还可以溶解大 会限制微乳液技术的应用范围 [35-37] 。因此，微乳液
量的滞留油滴和油膜，从而最大程度地提高微观驱 技术需要与耐温耐盐并且在低渗油藏中流动性更好
替效率。 的流度控制手段配合使用。
1.2 研究进展
微乳液驱油技术自 20 世纪 60 年代开始，已经 2 泡沫驱油技术
被 Marathon、Shell、Exxon 等大型石油公司应用于 2.1 原理
矿场实验，可以大幅度提高原油采收率 [9-11] 。在 20
泡沫是气体在液相中的分散系统。强化采油用
世纪 80 年代，含聚氧乙烯（EO）和聚氧丙烯（PO）
泡沫中的气体通常为蒸汽、氮气、天然气或 CO 2 ，
的阴离子（硫酸盐、磺酸盐等）和非离子表面活性
而液相通常都是水溶液。泡沫属于热力学不稳定系
剂被广泛应用于微乳液驱替。因为弱亲水的 EO 基
统，只能使用泡沫剂延长其动力学稳定时间。表面
团和弱亲油的 PO 基团的存在，可以更精细地调整
活性剂是最常用的泡沫剂，其吸附在气液表面，提
表面活性剂的亲水亲油平衡（HLB），更有利于达到
供静电斥力（离子型表面活性剂）或者空间阻力（非
油水中相微乳液，从而进一步提升了微乳液驱油效 离子型表面活性剂），阻止液膜靠近引起泡沫的聚并
率 [12-16] 。
破裂，如图 3 所示。而且当液膜中的水相流失时，
之后，微乳剂进一步向着耐温耐盐和环保低成
会带走一部分表面活性剂，导致液膜处的表面张力
本的方向发展。英国 Imperial 学院、美国 Rice 大学
升高，毛细管压力增加，降低液膜处水相压力，形
和 UT Austin 分校分别率先使用聚乙氧基羧酸盐、
成从体相到液膜的正向水压，从而阻止或减缓水相
聚氧丙烯基聚氧乙烯基磺酸盐和格尔伯特醇聚氧丙
从液膜处流失。
烯基聚氧乙烯羧酸盐增加微乳液配方的耐温耐盐性
[17-20] 。德国 BASF 和马来西亚 Petronas 公司使用生
物基表面活性剂：烷基聚糖苷（APG）和木质素类
表面活性剂作为环境友好的微乳剂配方，在实验室
中取得了良好效果 [21-23] 。
也有研究者针对特定油田开发了专用表面活性
剂配方，其特点是针对特定油田效率高，但是普适
性较弱。比如，美国 Oklahoma 大学开发了一种烷
基聚乙氧基硫酸盐，可以在 30%超高矿化度的硬质
盐水中，得到油水中相微乳液并将界面张力降低到
0.004 mN/m。但是此配方只能应用在 70 ℃以下，
因为高温下硫酸盐会水解 [24] 。 图 3 表面活性剂阻止泡沫的聚并破裂
Fig. 3 Surfactant preventing the coalescence of foam
中国于 1980~1990 年开展了微乳液采油技术的
研究 [25-26] 。中国的相关研究更加强调表面活性剂对 在油藏中的泡沫可以分为滞留态和流动态两种
油水界面张力的降低作用，并常与碱/聚合物配合使 形式 [38-39] 。滞留态泡沫处于静止状态或者在滞留位
用 [27-32] 。因此，微乳液的产生与作用通常被视为二 置振荡，起到封堵已驱替通道并迫使流体转向未波
元复合驱（SP）或者三元复合驱（ASP）采油技术 及区域的作用。流动态泡沫可以在多孔介质中形成
中的附属效果。直到近期，国内研究人员才对微乳 气泡串，借助毛细管力和液膜之间的分离压，产生
液本身的强化采油效果进行了充分论证，并详细对 流动阻力并提高流体的表观黏度。因此，泡沫可以
比了中外研究方法的差异 [33] 。据此开发的阴阳复配 提高注入流体的表观黏度以改善流度比，并且封堵
表面活性剂配方，可以在降低界面张力的同时，迅 已驱替区域，从而消减油藏非均质性产生的不利影
速微乳化原油，在河南油田、江苏油田的现场应用 响。而且在泡沫中，气体被分散在水相之中，减缓
中提高了 8%～12% OOIP 的原油采收率 [34] 。 了重力分离速度，可以克服由重力分离造成的气体
1.3 挑战 提前穿透的问题 [40-41] 。
微乳液技术虽然可以有效提高微观驱替效率， 因此，泡沫驱油技术就是通过注入水、气和泡
但是缺乏有效的流度控制手段，所以单纯使用微乳 沫剂，在油田中产生泡沫，从而改善流度比，克服
液技术会导致宏观波及系数过低。因此，微乳液技 重力分离，并消减油藏非均质性带来的不利影响，
