2结果与讨论

2.1主剂结构表征

红外光谱中峰的位置及形状与分子中键的种类和环境具有对应关系，通过分析所得谱图可得到物质的化学和结构组成的相关信息。图2所示为HLDEA分子的红外光谱图。由图2可知，合成后的HLDEA在3354.44 cm−1处出现O—H键的伸缩振动峰，2921.96 cm−1和2852.77 cm−1处的双峰代表C—H键的伸缩振动峰，1463.05 cm−1处出现C—H键的弯曲振动峰，1028.50 cm−1处出现C—N键的伸缩振动峰，1215.97 cm−1处出现了S=O键的伸缩振动峰及1168.25 cm−1处C—O—C键的伸缩振动峰。C—O—C键和S=O键对应的振动峰来自生成的醚键和引入的磺酸根，这两处峰的存在证明了反应成功发生，磺酸基团被接到LDEA分子上。

图2 HLDEA分子的红外光谱图

2.2体系确定结果

使用模拟地层水配制待测助表面活性剂与HLDEA质量浓度比为1∶1，总质量分数为0.3%的溶液；将溶液移入具塞试管中，置于（25±2）℃环境中6 h，观察溶液外观，实验结果如表4所列。由表4可知，阴离子表面活性剂SDBS和AOS复配后体系的溶解性极差，钙镁离子结合在表面活性剂亲水头基上，减小了分子间静电斥力，使分子聚沉。其他6种表面活性剂，分别属于两性离子型、非离子型和阴非离子型表面活性剂，在地层水环境中均能稳定存在，未出现明显沉淀或分层现象。

表4不同助表面活性剂在模拟地层水中的溶解性

将配制好的稳定性优异的复配体系[0.15%（w）HLDEA+0.15%（w）助表面活性剂]置于75℃条件下，测定复配体系的油水界面张力，结果见图3。由图3可得，复配后体系油水界面张力随时间均出现先下降后基本保持平衡的趋势。HLDEA与两种阴非离子型表面活性剂APEC-4Na和NPES复配后体系的油水界面张力降低至接近超低界面张力水平（10−3 mN·m−1）。这是因为HLDEA分子小、亲油性高，其扩散速度快且倾向于进入油滴内部，同时，溶液中的NPES分子随时间推移逐步被吸引于油水界面，尾链与HLDEA分子相互纠缠形成紧密结构，提高了油水界面吸附膜的致密程度，从而使界面张力大幅降低。最终优选出的助表面活性剂为NPES，在与HLDEA复配后体系界面张力值为3.8×10−3 mN/m。HLDEA与NPES结构式见图4。作为对比的超低界面张力体系油水界面张力值为2.9×10−4 mN/m，较HLDEA+NPES体系界面张力低了一个数量级。

图3助表面活性剂与HLDEA复配后界面张力随时间变化曲线

图4 HLDEA与NPES结构式示意图

2.3润湿调控性能

通过评价表面活性剂体系在亲油岩心表面的润湿性来考查体系润湿调控能力，实验结果如图5所示。从图5可知，地层水可较微弱地改变亲油岩心表面润湿性，但表面仍为亲油表面。超低界面张力体系作用下，可在24 h内将表面水下油滴接触角由43.98°改性到111.35°。调控界面润湿性效果最为显著的是HLDEA+NPES体系，24 h内水下油滴接触角由41.34°增至162.53°，实现强亲水改性。

图5表面活性剂对油湿性岩心表面润湿性改变结果

HLDEA分子本身与胶质沥青质沉积表面间的疏水作用力强，且羟基增强了分子与胶质沥青质分子间的相互作用力，可在亲油表面上有效地构建亲水吸附层。NPES分子也可通过疏水作用力在亲油表面产生吸附，但在表面上的吸附量少，不能有效地生成亲水层。HLDEA分子与表面的相互作用力更强，能够填补到NPES吸附层的空缺中，进一步提高亲水层中表面活性剂分子密度，提高表面亲水性，进而提高水下油滴接触角，增强体系的润湿调控性能。

2.4油膜剥离性能

为进一步评价体系的油膜剥离性能，进行了表面活性剂体系静态剥离表面油膜实验。不同体系处理下的表面油膜剥离效果如图6所示，剩余油膜面积比随时间的变化曲线如图7所示。

图6不同体系处理下的油膜剥离效果

图7不同体系处理下剩余油膜面积比随时间变化曲线

超低界面张力体系具有一定的润湿调控性能，可以剥离44.2%的表面油膜，但其油膜剥离效率较差，剥离油膜仅在局部发挥作用，未能实现油膜的整体剥离，剥离后表面残余油膜呈斑点状。HLDEA+NPES体系的油膜剥离效率（75.3%）远高于模拟地层水（24.8%）和超低界面张力体系（44.2%）。HLDEA+NPES体系中HLDEA分子作用于油固界面，改变亲油表面润湿性，有利于油膜收缩；NPES分子作用于油水界面，改变了油水界面的性质，使得油滴容易变形并脱离玻璃表面，降低了油滴的形变阻力，提高了油膜剥离率。

2.5驱油性能

通过岩心动态驱替实验，评价了HLDEA+NPES体系的提高采收率性能，并与超低界面张力体系进行了对比，实验结果如图8所示。HLDEA+NPES体系采收率为63.60%，超低界面张力体系采收率为55.80%，模拟地层水采收率为34.90%，在水驱基础上提高了28.74个百分点，在超低界面张力体系驱基础上提高了7.80个百分点。实验结果表明，体系的低界面张力性能与强油固界面润湿调控性能之间存在较强的协同作用。通过油固界面作用将油滴剥离，并脱离表面；在低界面张力作用下促使剥离油滴变形从而运移出孔隙，能够最为有效地采出岩心中的原油。

图8表面活性剂驱油结果

3结论

1）通过Williamson成醚反应，合成强润湿调控表面活性剂HLDEA。以降低油水界面张力为指标，复配表面活性剂NPES，得到强化润湿高效驱油体系。

2）HLDEA+NPES体系可将油水界面张力降低至3.8×10−3 mN/m，水下油滴接触角由41.34°增加至162.53°，使得24 h内油膜剥离率高达75.3%。

3）HLDEA+NPES体系可将原油采收率提高至63.60%，在水驱基础上提高了28.74个百分点，在超低界面张力体系驱基础上提高了7.80个百分点。