摘要:针对聚驱后油藏特点研发了黏弹性颗粒驱油剂(B-PPG)。文中研究了黏弹性颗粒驱油剂溶液与煤油间的界面张力和扩张流变性质，考察了盐度、二价离子和温度对体系界面张力及扩张流变参数的影响。结果表明，高浓度时，B-PPG通过烷基链的疏水作用形成了二维网络结构，提升了界面膜的强度，临界缔合浓度为1000mg/L。NaCl压缩双电层,增大了B-PPG分子的界面吸附量,界面张力显著降低;同时,由于分子间静电相互作用减弱,扩张弹性急剧降低,而扩散交换的加快导致扩张黏性降低。二价阳离子的加入，造成界面分子排列的紧密程度有所降低，界面张力略有升高。二价阳离子还可以增强B-PPG形成的聚集体结构，导致扩张弹性略有增大。升高温度，加速了B-PPG分子的热运动,扩散交换过程变快,界面膜强度降低。

聚合物驱是油田开发稳产增产最重要的技术手段之一，在国内外油田得到了广泛的应用。但聚驱后油藏储层非均质性加剧，剩余油分布更加分散，常规方法已经无法满足生产实践的需要。近年来，改性聚丙烯酰胺已成为研究热点，其中黏弹性颗粒驱油剂(B-PPG)由于其独特的性能更是得以快速发展。B-PPG是通过多官能团引发合成的高分子支化链与三维交联网络结构共存的聚丙烯酰胺,其分子结构示意图如Fig.1所示。这种“软固体”凝胶颗粒以固体颗粒的形式悬浮于溶液中，具有较好的变形能力，运移过程中时堵时驱，可以有效调节地层的非均质性。同时，其又具有较好的耐温抗盐、耐老化能力。目前，B-PPG驱油剂已经在胜利油田、河南油田推广应用，增油降水效果明显。

尽管B-PPG是作为驱油剂应用于油田现场，但主要改变的是水相性质。由于B-PPG分子中同时存在亲水的酰胺基和疏水的改性基团，它同时又具有界面活性，能在界面上吸附成膜。油水界面膜的性质在原油驱替和采出液处理等过程中起着关键的作用，而目前对B-PPG体系的界面性质研究较少。于是本文利用界面张力和界面扩张流变测试手段，考察了不同因素对B-PPG界面膜性质的影响，旨在对非均相复合驱油体系的设计有一定的参考价值。

1实验部分

1.1主要原料

黏弹性颗粒驱油剂:由中国石化股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院提供，实验时需将其溶于蒸馏水中，搅拌、静置，充分溶胀后制得母液，再逐步稀释配得不同浓度的溶液;氯化钠、六水氯化镁、氯化钙:分析纯，北京化学试剂公司;航空煤油:北京欣环诚润滑油有限公司，经柱硅胶层析处理后用作油相，30℃时与去离子水的界面张力约为42mN/m;二次蒸馏水:电阻率大于18.2mΩ/cm。

1.2测试与表征

采用德国Dataphysics公司的OCA20界面流变测试仪进行界面扩张流变实验，根据周期振荡的悬挂液滴的外形分析测定界面扩张流变参数。实验中界面面积扩张形变的振幅为10%，振荡频率为0.1 Hz。

2结果与讨论

2.1 B-PPG的界面张力及界面流变性质

B-PPG是部分支化、部分交联的聚丙烯酰胺，其分子结构中既含有亲水基团丙烯酰胺，又含有疏水的烷基链，是一种高分子量的界面活性物质，能够在油水界面上自发地吸附成膜，降低界面张力。Fig.2为B-PPG浓度对煤油-水界面张力和界面扩张流变参数的影响。由Fig.2(a)可知，B-PPG溶液具有一定的界面活性，随着其浓度增大，界面张力逐渐降低，浓度高于1000mg/L后，达到平台值，约为25为mN/m。由Fig.2(b)可以看出，浓度低于1000mg/L时，B-PPG形成的界面膜强度较低，扩张弹性和扩张黏性随浓度缓慢增大。扩张弹性从约25mN/m升高到35mN/m，扩张黏性从约1mN/m升高到10mN/m;当B-PPG浓度大于1000mg/L时，随着浓度的增大，界面膜的扩张弹性显著升高，浓度达到2000mg/L时,扩张弹性高达90mN/m;而扩张黏性变化不大，仅上升到约20mN/m。

B-PPG从本质上而言，是一种具有独特结构的疏水改性聚丙烯酰胺。文献报道，疏水改性的纳米二氧化硅颗粒随浓度升高，可以通过颗粒间的疏水作用形成聚集体。因此，当体相中B-PPG浓度升高至某一数值时，B-PPG分子间可通过疏水相互作用形成缔合结构，与疏水缔合聚合物类似，此浓度也可称为临界缔合浓度(Critical associating concentration，CAC)。与表面活性剂的临界胶束浓度类似，B-PPG的单体浓度在CAC后不再增大，多余的B-PPG分子形成聚集体，进而形成网络结构，达到大幅度增加体相黏度的效果。

结合Fig.2的实验结果，可以看出本文研究的B-PPG在蒸馏水中的CAC值为1000mg/L。浓度高于CAC后，B-PPG单体浓度不变，界面吸附达到饱和，因此界面张力达到平台值。然而，界面膜结构则随体相浓度继续增大而发生转变:CAC之前，界面膜由单个B-PPG分子组成，膜强度较低;CAC后，随着体相中聚集体的形成，B-PPG在界面上也能通过烷基链的疏水作用形成分子间相互缠绕的复杂结构，这种二维网络状结构构成界面亚层，从而增大了界面膜的强度。由于这种网络结构以弹性为主，因此CAC后扩张黏性的增加幅度与CAC前相近。