表面活性剂水溶液与CO2交替注入（SAG）驱油过程中，表面活性剂可降低油水两相界面张力，同时乳化原油，进而提高原油的采收率。在油藏条件下，CO2在油水两相有较高的溶解度，因此探究高压CO2存在条件下，表面活性剂水溶液/原油体系中油水界面张力及原油的乳化情况具有实际应用价值。李宾飞等测量了不同温度与压力下，原油/碳酸水的界面张力，发现CO2降低了原油/纯水的界面张力。Mahboob等研究了恒定温度、不同压力下，饱和CO2的含氟表面活性剂盐溶液与阿拉伯脱气原油间的界面张力随压力的变化情况，但CO2的加入是否有利于降低表面活性剂水溶液与原油的界面张力，在文中未做探讨。阴离子型表面活性剂的表面活性来自于其在水中解离出的阴离子，多用于表面带负电荷的砂岩储层中；阳离子型表面活性剂的表面活性来自于其水解产生的阳离子，多用于表面带正电荷的碳酸盐岩储层中。

本工作测量了30℃和50℃下、CO2压力0.1～10.0 MPa范围内，磺酸盐型阴离子表面活性剂水溶液、季铵盐型阳离子表面活性剂水溶液与风城超稠原油的界面张力，研究了高压CO2对表面活性剂水溶液与原油界面张力以及原油乳化情况的影响，为设计、筛选SAG所用表面活性剂提供相关基础数据。

1实验部分

1.1原料

高纯CO2：99.95%（φ），法国液化空气集团；十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）、十烷基三甲基溴化铵（DeTAB）、十二烷基磺酸钠（SDS）：含水1%（w），阿达玛斯试剂有限公司。表面活性剂分子结构见表1。实验用表面活性剂水溶液均为1.0%（w），实验用水为去离子水。

风城超稠原油：密度966.7 kg/m3（50℃），黏度1 259 mm2/s（50℃）；四组分分析结果为饱和烃41.49%（w），芳香烃23.14%（w），胶质23.94%（w），沥青质11.43%（w）。

表1表面活性剂分子结构

1.2实验装置

实验装置为自主搭建的高温高压界面张力仪，工艺流程见图1。该装置包括气液注入模块，温压控制模块，高温高压可视模块及数据采集模块。高压可视釜体积50.0 mL。操作温度上限100℃，操作压力可达25.0 MPa。

图1界面张力装置

1.3实验方法

界面张力的测量：采用悬滴法进行测量，精度可达0.01 mN/m。原理是通过分析悬滴轮廓，根据Young-Laplace equation计算出两相界面张力。利用公式（1）计算得到界面张力。

式中，γ为两相界面张力，N/m；R0为液滴的顶点曲率半径，m；g为重力加速度，9.8 m/s2；Δρ为两相密度差，kg/m3；β为液滴的形状因子。进行实验之前，利用实验装置重复3次测量25℃常压下纯水与空气的界面张力，得到的结果及标准值偏差在±1%以内，说明实验装置实验数据的可靠。

溶液/CO2/原油体系界面张力的测量：高压可视釜内注入45 mL表面活性剂水溶液，以CO2置换釜内空气。升温至目标温度，向釜内注入CO2气体至一定压力。当压力每小时下降幅度小于0.01 MPa时，则认为溶液完全饱和CO2，记录此时釜内的压力。向高压可视釜内注入原油，直到针头底部形成饱满油滴。录制油滴动态变化过程，直到界面张力和油滴体积达到稳定值，图像存储在计算机中，用于计算界面张力以及油滴体积。改变体系压力，重复上述步骤。

溶液/原油体系界面张力测量：向高压可视釜内注入50 mL表面活性剂水溶液，升温至目标温度，利用高压恒流泵向可视釜内继续注入表面活性剂水溶液至目标压力。注入一滴饱满油滴，录制油滴动态变化过程，直到界面张力和油滴体积达到稳定值，计算两相的动态界面张力以及油滴体积，改变体系压力，重复上述步骤。

每个条件下重复测量3滴原油的界面张力，将平衡界面张力取平均值，相对误差在±2%以内。

高压CO2对表面活性剂水溶液与原油界面张力、原油乳化的影响——摘要、实验部分

高压CO2对表面活性剂水溶液与原油界面张力、原油乳化的影响——结果与讨论、结论