注水吞吐工艺已经成为低渗透油藏体积压裂改造后裂缝发育储层的有效开发方法。低渗透天然裂缝油藏水驱的主要机理是水渗吸进入低渗多孔介质中将原油顶替到裂缝中采出，而加入的表面活性剂吸附在岩石表面改变了油藏的润湿性，加快了自发渗吸过程。Mohanty等在致密油藏表面活性剂渗吸实验研究中发现：低浓度表面活性剂将致密砂岩表面由油湿性转变为水湿性，润湿性改变越强，渗吸采收率越大；油水界面张力越低，油水置换或渗吸速率越快。此外，纳米材料应用于提高采收率具有使用浓度低，润湿反转作用强的特点；但是，油藏高温高盐环境下，纳米颗粒稳定性降低，容易聚结沉降；通过表面活性剂在纳米颗粒表面的原位吸附，可以提高纳米颗粒的表面电荷和空间位阻，从而提高纳米颗粒的稳定性。

本文研制了低界面张力阴非离子表面活性剂三苯乙烯基聚氧乙烯醚羟丙基磺酸钠（TPHS），并将其与AOS、纳米SiO2颗粒复配构筑了一种低界面张力纳米流体，即TPHS-AOS-纳米SiO2复配体系，使用静态渗吸实验优化了低界面张力纳米流体配方，采用动态渗吸实验研究了低界面张力纳米流体吞吐提高采收率效果。从改变岩石润湿性、降低界面张力和结构分离压机理3个方面研究了低界面张力纳米流体提高采收率的机理。本文研究可为低渗透（6.8×10-3～45×10-3μm2）油藏压裂改造后的注水吞吐提高采收率提供技术支撑。

1实验部分

1.1材料与仪器

壬基酚聚氧乙烯醚OP-50、三苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚-25，江苏海安石油化工厂；醇醚羧酸（盐）表面活性剂AEC、十二烷基甜菜碱C12BE，上海发凯化工有限公司；α-烯基磺酸钠（AOS），中轻化工股份有限公司；Gemini季铵盐阳离子双子表面活性剂12-2-12，河南道纯化工技术有限公司；纳米二氧化硅（平均粒径15 nm，纯度99.5%）、正庚烷、三氟化硼乙醚、NaOH、环氧氯丙烷、亚硫酸纳、二甲亚砜，均为分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；浓盐酸（质量分数36.4%），分析纯，信阳市化学试剂厂，实验用油为大庆油田龙西塔区块原油，密度0.8629 g/cm3（20℃），黏度4.85 mPa·s（80℃），酸值0.08，属低硫中质石蜡基原油，含饱和烃55%～72%，芳烃13%～23%，非烃10%～30%，沥青质0.5%～2.0%；实验岩心为大庆低渗透油藏天然岩心，渗透率5×10-3～45×10-3μm2，孔隙度15%～20%，尺寸φ2.5 cm×7 cm。实验用填砂管，尺寸φ2.5 cm×30 cm，选用60～80目石英砂填制。

RE-25A型旋转蒸发器，；JC2000接触角测定仪；Brook Vertex70V型傅里叶变换红外光谱仪；TX-500C型全量程旋转滴界面张力测量仪；萨伽显微镜专业载玻片，76.2×25.4×1.2（mm）；1100型高效液相色谱；高温高压驱替实验装置。

1.2“一锅煮”法制备表面活性剂TPHS

采用“一锅煮”法制备表面活性剂，合成路线如图1所示。将一个带有机械搅拌器，回流冷凝管和恒压滴液漏斗的500 mL三颈瓶置于80℃的恒温水浴中，先后加入92 g的三苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚-25和75 mL的正庚烷，向搅拌后形成的溶液中加入2 mL的三氟化硼乙醚催化剂，用恒压滴液漏斗滴加过量的环氧氯丙烷溶液，滴加完后升温至90℃反应3 h；然后滴加20%NaOH水溶液，维持反应体系的pH值在7.5～9，TLC监测反应进程到原料点消失后结束反应。向产物中加入二甲亚砜，溶解后过滤除去反应中生成的盐；用正庚烷萃取、水洗后旋转蒸发除去溶剂；将粗产物溶解于乙醇中，向其中滴加100 mL的25%的亚硫酸钠溶液，分批加入6 mol/L的盐酸溶液维持反应体系的pH值在7～9，在80℃的恒温水浴中继续反应过夜，将反应物用热的异丙醇萃取后过滤除去无机盐，将滤液旋转蒸发除去溶剂得到黄色产物三苯乙烯基聚氧乙烯醚羟丙基磺酸钠，即为表面活性剂TPHS。

图1表面活性剂TPHS的合成路线

1.3表征与测试

（1）红外光谱、高效液相色谱表征

将合成产物经过透析后冷冻干燥，采用KBr压片法制样，使用BROOK Vertex70V傅里叶变换红外光谱仪对样品在波数400～4000 cm-1范围内进行扫描。

使用高效液相色谱仪分析所合成表面活性剂TPHS，采用Dionex Acclaim HPLC色谱柱，以腈和醋酸铵缓冲液作为梯度洗脱流动相。

本实验结果与王冬梅等人利用了混合菌群对原油污染的土壤进行了生物修复过程相一致，即在生物降解的前期，菌群对中链、长链烃的降解效果较好；而在降解的后期，菌群对短链烃的降解效果较强.

（2）界面张力测试

参照中国石油天然气行业标准SY/T 5370—2018《表面及界面张力测定方法》，采用旋滴法在80℃、5000 r/min转速下测试不同浓度的表面活性剂TPHS溶液及TPHS/纳米SiO2复配溶液与大庆原油间的界面张力。

（3）接触角测试

采用接触角测定仪测试低张力纳米流体溶液体系在载玻片表面的接触角。

（4）耐盐性能评价

采用不同浓度的NaCl溶液配制表面活性剂溶液，测定在不同矿化度下的表面活性剂溶液与大庆原油间的界面张力，考察表面活性剂TPHS的耐盐性能。

（5）浊点测试

参照GB/T 5559—2010中非离子表面活性剂浊点实验方法，将装有0.5%TPHS和0.5%TPHS+0.5%AOS水溶液的试管置于水浴锅中缓慢升温，溶液刚变浑浊所对应的温度即为该测试样的浊点。

（6）静态渗吸实验

（7）动态渗吸驱油实验

①将填砂管抽真空、饱和水后测定其渗透率以及孔隙度；②将模拟岩心放入80℃的恒温风箱中，以低流速（0.1 mL/min）饱和原油后关闭出口端阀门静置老化24 h备用；③以0.1 mL/min的注入速率注入1 PV的0.1%TPHS+0.2%AOS表面活性剂驱油体系，记录产液量、产油量，计算采收率。

为了便于对比，在表面活性剂驱油实验结束后将填砂管用甲苯/乙醇洗净，并用高温氮气烘干，再按照以上步骤开展低张力纳米流体驱油实验。