于馥瑋，姜漢橋，范楨，徐飛，蘇航，成寶洋，劉仁靜，李俊鍵

（1.中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2.中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029）

0 引言

中國低滲、致密儲集層可采資源量大，是近年油氣田開發(fā)的重點(diǎn)，也是中國油氣可持續(xù)發(fā)展的重要接替資源[1-2]。對于水濕致密儲集層而言，在壓裂后的注水開發(fā)過程中，注入的水不僅能夠有效動用裂縫中的原油，賦存在致密基質(zhì)中的原油也可以通過滲吸作用采出[3-4]。然而，因原油中酸性物質(zhì)的作用，大部分儲集層都是偏油濕的，毛細(xì)管力抑制了致密基質(zhì)的油水置換，大幅度降低了滲吸采出程度[5-6]。近年來，為了有效動用油濕致密基質(zhì)中的油相，在提高油濕致密基質(zhì)滲吸效率方面開展了大量的研究，主要包括表面活性劑吞吐、二氧化碳吞吐以及納米流體排驅(qū)等[7-10]。其中表面活性劑吞吐作為一種適應(yīng)性較廣、成熟度較高的提高采收率技術(shù)，已在美國Yates、Mauddud、Cottonwood Creek等多個致密油田（區(qū)塊）得到了應(yīng)用[11]。

可與油相形成原位微乳液的表面活性劑體系最初主要作為常規(guī)油藏三次采油的驅(qū)油劑來使用[12]。通過大量學(xué)者的持續(xù)研究，目前已經(jīng)形成了商用的低表面活性劑濃度（小于0.2%）、低助溶劑濃度（小于0.5%）、適用于不同油藏條件與不同性質(zhì)原油的表面活性劑體系[13]。近年來，室內(nèi)巖心滲吸實(shí)驗(yàn)和礦場實(shí)踐的結(jié)果也證實(shí)了這種體系可以有效提高油濕致密儲集層滲吸效率[14]。從Li[15]室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，小的致密巖心（長10 cm，直徑3.78 cm）的滲吸采收率普遍可達(dá)到70%以上，大的致密巖心（長30 cm，直徑9.8 cm）的滲吸采收率也可以達(dá)到 38%，證實(shí)這種復(fù)配體系比單純用表面活性劑能夠獲得更高的采出程度。此外，Li等[14]也對比了不同類型（Winsor Ⅰ型和Winsor Ⅲ型）表面活性劑體系的滲吸效果，結(jié)果表明，Winsor Ⅰ型表面活性劑體系（簡稱 WⅠ體系，體系中表面活性劑和助溶劑溶液可與油相形成Winsor Ⅰ型微乳液）滲吸采收率高于Winsor Ⅲ型表面活性劑體系，在致密儲集層開發(fā)方面具有極大潛力。

目前已有學(xué)者針對表面活性劑類型優(yōu)選、礦場適應(yīng)性評價以及跨尺度滲吸方程構(gòu)建等方面進(jìn)行了研究[16-18]。然而，在流動條件下，原位微乳液在多孔介質(zhì)中的相變行為以及表面活性劑體系與原油所形成的微乳液相在滲吸過程中所發(fā)揮的作用卻沒有得到深入研究。此外，礦化度作為表面活性劑體系配方優(yōu)化過程中的重要影響因素，其對整個體系滲吸效率的影響及其作用機(jī)制尚不清楚。

針對上述問題，本文從NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)、潤濕性判別實(shí)驗(yàn)和微流控滲吸實(shí)驗(yàn)3個方面對WⅠ體系的相變行為及滲吸機(jī)理進(jìn)行研究。NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)的主要目的是研究 WⅠ體系中 NaCl濃度對微乳液靜態(tài)相變特征的影響，并為后續(xù)動態(tài)相變行為分析提供參考。而潤濕性判別實(shí)驗(yàn)則是用來比較WⅠ體系、微乳液、油以及NaCl溶液等各流體間的潤濕鋪展性能，為后續(xù)滲吸機(jī)制的分析提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了微流控芯片滲吸實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步研究WⅠ體系在多孔介質(zhì)中的相變特征、提高油濕介質(zhì)滲吸采收率的主要機(jī)理及NaCl濃度影響WⅠ體系性能的作用機(jī)制，從而為WⅠ體系跨尺度滲吸機(jī)理的表征及數(shù)值模擬研究提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)介紹

實(shí)驗(yàn)主要包括3部分：NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)；潤濕性判別實(shí)驗(yàn)；微流控滲吸實(shí)驗(yàn)。

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括 Leica M165FC顯微鏡、Leica CCD相機(jī)（100幀，2 560像素×1 920像素）、neMESYS注射泵、分析天平等。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用油為煤油，微流控實(shí)驗(yàn)用水為去離子水，表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，助溶劑為正丁醇。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 微乳液體系

采用較為常用的十二烷基硫酸鈉與正丁醇復(fù)配WⅠ體系。考慮到后續(xù)微流控實(shí)驗(yàn)，選擇平衡時間較短、溶油量較大的配方，表面活性劑與助溶劑配比為 1∶1.5，表面活性劑濃度為86.5 g/L。

1.3.2 潤濕性判別模型

用于兩相流體潤濕性判別的微流控模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。模型主要包括潤濕相注入通道A（長60 mm，寬0.3 mm，深15 μm），非潤濕相注入通道B（長60 mm，寬0.3 mm，深15 μm），兩條注入通道間設(shè)計(jì)一條直通道（長30 mm，寬100 μm，深15 μm）。在模型飽和非潤濕相流體后，分別從A相和B相入口注入兩相流體。潤濕相流體會滲吸到直通道里，此時可以在直通道中觀察油水界面變化情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩相流體接觸角的觀測。為了保證模型的親油性，在模型鍵合之前，用食人魚溶液（濃硫酸與雙氧水配比為7∶3）浸泡模型 30 min，清洗后再用三甲基氯硅烷（濃度2.0%）甲醇溶液浸泡模型2 h，浸泡后模型的水接觸角約為 120°。

圖1 潤濕性判別微流控模型結(jié)構(gòu)圖

1.3.3 2.5D油濕微流控滲吸模型

滲吸實(shí)驗(yàn)2.5D微流控滲吸模型結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括2.5D基質(zhì)區(qū)域、2個裂縫通道、A相入口、B相入口及 2個出口。兩條裂縫通道形狀及結(jié)構(gòu)完全相同且平行，該設(shè)計(jì)可以為基質(zhì)中的油相提供油水接觸界面，營造滲吸環(huán)境。當(dāng)A、B相流體注入壓力為零時，基質(zhì)兩側(cè)無注入壓力作用，可用于滲吸研究。

裂縫通道與基質(zhì)區(qū)域采用T型方式連接，可避免流體受慣性作用被注入到基質(zhì)區(qū)域中。單個裂縫通道長55.5 mm，寬330 μm，深16 μm；基質(zhì)區(qū)域由配位數(shù)為6的2.5D孔喉單元組成，長13.0 mm，寬3.8 mm，其中孔隙體深度約為 20 μm，喉道深度約為4 μm（見圖3）。

圖2 2.5D微流控滲吸模型結(jié)構(gòu)圖

圖3 2.5D基質(zhì)孔喉結(jié)構(gòu)圖

2.5D孔喉結(jié)構(gòu)的制作是通過氫氟酸（HF）腐蝕的各向同性來實(shí)現(xiàn)的，最初由Xu等[19]提出。通過這種腐蝕方法，可以在兩個孔隙體之間創(chuàng)建一個比孔隙體更窄且更淺的喉道。2.5D微觀模型具有更接近儲集層三維孔喉結(jié)構(gòu)的特征，近年來已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于油氣滲流的相關(guān)研究[20-21]。本文采用2.5D孔喉結(jié)構(gòu)作為基質(zhì)單元，并將其整合到微流控滲吸模型中，用以研究原位微乳液在多孔介質(zhì)中的形成過程及滲流動態(tài)，同時將該模型與潤濕性判別模型均進(jìn)行相同的親油性處理。

1.4 實(shí)驗(yàn)流程

1.4.1 微乳液NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)

微乳液NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)具體步驟：①將玻璃移液管用酒精噴燈進(jìn)行燒結(jié)，封住底端出口；②將一定量的表面活性劑、助溶劑與水混勻，并通過注射器轉(zhuǎn)移到移液管中，再向移液管中加入等體積的煤油，并記錄油相和水相的初始界面；③依次向移液管中加入不同質(zhì)量（以0.5%作為濃度梯度）的NaCl，再將移液管另一端出口封住，充分混合后靜置；④觀察微乳液的相行為，并記錄界面變化。

1.4.2 兩相流體潤濕性判別實(shí)驗(yàn)

利用圖1所示的微流控模型進(jìn)行兩相流體潤濕鋪展性能研究：①將微觀模型飽和非潤濕相流體；②分別從入口A和入口B以1.0 kPa壓力注入潤濕相和非潤濕相流體，出口壓力為大氣壓，待直通道中發(fā)生界面運(yùn)移時采集油水兩相界面照片。

1.4.3 微流控滲吸模型實(shí)驗(yàn)

2.5D油濕微流控滲吸模型WⅠ體系滲吸動態(tài)實(shí)驗(yàn)步驟為：①同時從圖2所示模型中的A相注入口和出口1以300 kPa的壓力注入染色煤油，使模型完全飽和油；②同時從A相注入口和B相注入口以2.0 kPa壓力注入油相和 WⅠ體系，待兩相流體到達(dá)出口后，將注入壓力降低為零；③對基質(zhì)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時錄像，并觀察油水流動動態(tài)；④通過ImageJ軟件對采集的圖像進(jìn)行處理，計(jì)算不同時刻基質(zhì)區(qū)域的含油飽和度；⑤每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后分別用5%鹽酸溶液、2% NaOH溶液、乙醇和去離子水反復(fù)沖洗微通道，并在120 ℃下烘干微觀模型；⑥每組實(shí)驗(yàn)重復(fù) 3次，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確及實(shí)驗(yàn)可重復(fù)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)

通過 NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)對微乳液的靜態(tài)相行為進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)主要目的是確定不同NaCl濃度條件下WⅠ體系的溶油量以及所形成微乳液與油相的界面張力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。在低NaCl濃度條件下，WⅠ體系會與油相形成Winsor Ⅰ型（水包油）微乳液；因通過NaCl的鹽析作用，可改變表面活性劑親水、親油性的相對強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微乳液的相變。因此，隨著NaCl濃度升高，形成的微乳液由Winsor Ⅰ型向WinsorⅢ型（雙連續(xù)相）及Winsor Ⅱ型（油包水）轉(zhuǎn)變。在Winsor Ⅰ型微乳液體系中，表面活性劑和助溶劑的親水性強(qiáng)于親油性，油相以納米液滴的形式分散于水相中。隨著NaCl濃度升高，鹽析作用加強(qiáng)，表面活性劑和助溶劑在NaCl溶液中溶解度降低，親油性會逐漸變強(qiáng)，進(jìn)而水相與油相形成雙連續(xù)或油包水的微觀結(jié)構(gòu)。

圖4 NaCl濃度掃描實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過微乳液相圖，可以進(jìn)一步確定不同NaCl濃度條件下 WⅠ體系的溶油與溶水能力。WⅠ體系的溶油或溶水能力，可用油或水在單位體積表面活性劑中的溶解度來表征。

NaCl的加入會影響體系中表面活性劑和助溶劑的溶解度，當(dāng)NaCl質(zhì)量濃度超過30 000 mg/L時，WⅠ體系會在鹽析作用下分層，無法用于三次采油。因Winsor Ⅰ型微乳液的溶油量隨 NaCl濃度的增加呈近似線性上升，因此，選擇低于 WⅠ體系耐鹽度且差距較大的3個質(zhì)量濃度（0，10 000，20 000 mg/L）開展NaCl濃度對WⅠ體系滲吸效率的影響研究。

微乳液-油相界面張力可根據(jù) Chun-Huh公式[22]進(jìn)行計(jì)算。

微乳液溶油量與微乳液-油相界面張力的計(jì)算結(jié)果如圖5所示。從靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，NaCl濃度對WⅠ體系性能的影響主要體現(xiàn)在微乳液的溶油量上。在Winsor Ⅰ型微乳液體系中，隨著NaCl濃度的升高，微乳液溶油量逐漸增高，界面張力逐漸降低。然而，靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不能體現(xiàn) WⅠ體系在多孔介質(zhì)中與油相的作用效果，也不能反映整個體系的潤濕性特征及自發(fā)滲吸的可行性，因此需要更加直觀的實(shí)驗(yàn)來呈現(xiàn)WⅠ體系在動態(tài)條件下的潤濕鋪展行為。

圖5 不同WⅠ體系溶油量與微乳液-油相界面張力隨NaCl質(zhì)量濃度的變化關(guān)系

2.2 原位微乳液識別及潤濕行為

WⅠ體系和油相之間界面張力低且易混溶，在常規(guī)接觸角測定設(shè)備中，滴入油相中的表面活性劑溶液在巖心表面鋪展并迅速混溶，導(dǎo)致無法進(jìn)行“WⅠ體系-油相-固相”3相接觸角的測定[23]。直通道微流控模型可提供弱接觸、輕擾動的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對表面活性劑體系潤濕鋪展行為的研究。在對潤濕鋪展行為進(jìn)行研究之前，先對微觀模型中微乳液體系進(jìn)行了識別，以便于在微流控實(shí)驗(yàn)中區(qū)分油相、微乳液相與水溶液相（見圖6），微觀模型中紅色為油相、粉色為微乳液相、白色為水溶液相。

圖6 微觀模型中微乳液識別結(jié)果

研究各相潤濕性的主要目的是為微流控滲吸實(shí)驗(yàn)中潤濕相與非潤濕相的區(qū)分提供依據(jù)。低NaCl濃度的WⅠ體系在多孔介質(zhì)中流動的過程中，在擴(kuò)散、對流等作用下，油與 WⅠ體系會在界面處自發(fā)地形成微乳液（見圖7a）。根據(jù)Tagavifar等[21]的研究結(jié)果，多孔介質(zhì)中微乳液體系的動態(tài)相變行為與移液管中的靜態(tài)相變行為是不一致的。后者符合微乳液體系靜態(tài)平衡理論，而前者符合原位微乳液的局部平衡理論。即在流動條件下，原位微乳液的形成及其微觀結(jié)構(gòu)都與油-WⅠ體系接觸的局部區(qū)域的油水比、NaCl濃度和表面活性劑濃度等參數(shù)有關(guān)。根據(jù)原位微乳液局部平衡理論，高NaCl濃度條件下，在WⅠ體系與油相接觸面上，由于鹽析作用，會導(dǎo)致表面活性劑和助溶劑在油水界面過量富集，形成“過平衡微乳液”[21]，同時在“過平衡微乳液”后沿會析出NaCl溶液（見圖7b）。

圖7 不同條件下原位微乳液形成示意圖

“過平衡微乳液”是由于局部表面活性劑濃度、助溶劑濃度高于原溶液濃度而產(chǎn)生的溶油量大于平衡狀態(tài)微乳液溶油量的微乳液相。因此，在進(jìn)行原位微乳液體系潤濕鋪展性能研究的過程中，考慮了 WⅠ體系、微乳液相、油相和NaCl溶液相等共存條件下的潤濕鋪展行為。WⅠ體系、微乳液相、油相和NaCl溶液相接觸角如圖8所示，可以看出，在油濕多孔介質(zhì)中，整個體系的潤濕性相對強(qiáng)度從大到小排序?yàn)椋何⑷橐夯騑Ⅰ體系、油相、NaCl溶液相。這也就意味著，在油濕多孔介質(zhì)中，WⅠ體系和Winsor Ⅰ型微乳液相都能夠?qū)崿F(xiàn)自發(fā)滲吸。但潤濕性判別的結(jié)果僅能反映兩相流體間自發(fā)滲吸的可行性，要明確 WⅠ體系滲吸機(jī)理，則需要利用微流控模型更進(jìn)一步地研究多孔介質(zhì)中WⅠ體系的滲吸過程。

圖8 油濕芯片中“油-NaCl溶液-WⅠ體系-微乳液”的相接觸角測定結(jié)果

2.3 NaCl濃度對WⅠ體系滲吸的影響

2.3.1 NaCl濃度對WⅠ體系滲吸效率的影響

利用油濕微觀滲吸模型，進(jìn)行不同 NaCl濃度的WⅠ體系微觀模型自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)（見圖9）?？梢钥闯?，WⅠ體系最終滲吸采收率隨 NaCl濃度的增加顯著增大：NaCl質(zhì)量濃度為 0 mg/L時最終滲吸采收率為62.5%；NaCl質(zhì)量濃度為10 000 mg/L時最終滲吸采收率為76.8%；NaCl質(zhì)量濃度為20 000 mg/L時最終滲吸采收率為95.3%。同時隨著NaCl濃度增加，油濕介質(zhì)自發(fā)滲吸速度和采出程度都逐漸升高，即高NaCl濃度的WⅠ體系能夠顯著提高油濕介質(zhì)自發(fā)滲吸效率。

圖9 微觀模型中不同NaCl濃度的WⅠ體系滲吸效果

從油濕微觀模型自發(fā)滲吸過程（見圖10）可以看出：①在NaCl質(zhì)量濃度為0 mg/L時，模型中只包括油相與Winsor Ⅰ型微乳液相；②隨著NaCl濃度升高，Winsor Ⅰ型微乳液條帶逐漸變窄，所形成微乳液不能迅速與后續(xù)表面活性劑溶液混溶；③隨著NaCl濃度升高，不僅體系滲吸速度升高，WⅠ體系已波及區(qū)域中滯留的油相也會減少，在滲吸初期被圈閉住的油相也會逐漸被采出，這種作用效果在 NaCl質(zhì)量濃度為20 000 mg/L的WⅠ體系中尤為明顯。

2.3.2 NaCl濃度對WⅠ體系滲吸機(jī)制的影響

根據(jù)圖10的研究結(jié)果，WⅠ體系的滲吸機(jī)制可分為2種模式。

①低NaCl濃度條件下，鹽析作用弱，表面活性劑和助溶劑的親水性遠(yuǎn)大于親油性，在油-WⅠ體系界面處形成的Winsor Ⅰ型微乳液能夠與后續(xù)WⅠ體系持續(xù)混溶，實(shí)現(xiàn)Winsor Ⅰ型微乳液的瞬間再平衡（見圖10a），低NaCl濃度條件下模型中只有Winsor Ⅰ型微乳液與油兩相共存。整個滲吸過程都是更潤濕的Winsor Ⅰ型微乳液相推動油相的過程（見圖11）。該過程中，同一孔隙中的油相與微乳液相在多個喉道存在接觸，當(dāng)一個喉道中的微乳液相突破后，會出現(xiàn)由于毛細(xì)管屏蔽效應(yīng)導(dǎo)致的殘余油（圖11中紫色箭頭指示區(qū)域），這是滲吸過程中形成殘余油的主要原因。這里將WⅠ體系-微乳液已波及區(qū)域中滯留的油相定義為滲吸殘余油。

圖10 不同NaCl濃度的WⅠ體系滲吸動態(tài)過程

圖11 NaCl質(zhì)量濃度為0 mg/L條件下微乳液滲吸微觀圖像

②高NaCl濃度條件下，鹽析作用增強(qiáng)，表面活性劑和助溶劑的親油性增強(qiáng)，WⅠ體系中的表面活性劑和助溶劑會在油-WⅠ體系界面處富集，其在與油相形成微乳液的同時，會在微乳液相的后沿出現(xiàn)非潤濕的NaCl溶液相。此時，整個體系呈現(xiàn)出“WⅠ體系-NaCl溶液相-微乳液相-油相”共存的特征（見圖10b、圖10c）。在滲吸過程中，微乳液相仍會以潤濕相的形式在壁面鋪展（見圖12a），而非潤濕的NaCl溶液相則會在后續(xù)潤濕的WⅠ體系的推動下驅(qū)替微乳液相（見圖12b）。

圖12 NaCl質(zhì)量濃度為20 000 mg/L條件下WⅠ體系滲吸微觀動態(tài)圖像

結(jié)合前述原位微乳液體系的潤濕性判別，可以確定從低NaCl濃度到高NaCl濃度，WⅠ體系的滲吸機(jī)制是逐漸由“微乳液-油相”滲吸向“WⅠ體系-NaCl溶液-微乳液-油相”滲吸過渡的過程（見圖13）。

2.3.3 NaCl濃度對WⅠ體系溶油效率的影響

圖14展示了圖10中已波及區(qū)域滯留的油相被再次動用的微觀動態(tài)，紅色箭頭所指為后續(xù) WⅠ體系的流動方向，可以看出，在WⅠ溶液與Winsor Ⅰ型微乳液的接觸面上，WⅠ溶液與微乳液的邊界逐漸變模糊，邊界區(qū)域微乳液顏色變淺，即微乳液相與 WⅠ體系發(fā)生了互溶，該現(xiàn)象與Winsor Ⅰ型微乳液的水溶性有關(guān)。在微乳液相與后續(xù) WⅠ體系互溶過程中，所形成的顏色更淺的“未平衡微乳液相”（溶油能力未達(dá)到飽和的微乳液）仍具有一定的溶油能力，會溶解滯留在孔隙中的油相，進(jìn)而趨向平衡態(tài)微乳液相（圖中藍(lán)圈區(qū)域），但這種作用僅在局部區(qū)域出現(xiàn)，其周邊沒有參與到該再平衡過程的油相則不會被溶解。

圖13 NaCl濃度對原位微乳液體系滲吸排油機(jī)制的影響

圖14 后續(xù)WⅠ體系流動動態(tài)圖像

采用imageJ軟件計(jì)算微觀滲吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果的飽和度剖面，定量化研究不同WⅠ體系對滲吸過程中已圈閉油相的動用情況（見圖15）。WⅠ體系/微乳液已波及區(qū)域中滯留的油相飽和度剖面為圖中虛線部分。可以看出：①NaCl質(zhì)量濃度為0 mg/L的WⅠ體系滲吸殘余油飽和度約為20%，且滲吸殘余油在后續(xù)WⅠ體系流動過程中基本未被動用；②NaCl質(zhì)量濃度為10 000 mg/L的WⅠ體系滲吸殘余油飽和度約為15%，且模型末端的滲吸殘余油可在后續(xù) WⅠ體系流動過程中繼續(xù)通過溶解作用采出；③NaCl質(zhì)量濃度為20 000 mg/L的WⅠ體系滲吸殘余油飽和度約為10%，且整個模型中的滲吸殘余油大多都可以在后續(xù) WⅠ體系流動過程中通過溶解作用采出。

圖15 不同WⅠ體系滲吸過程中含油飽和度剖面與滲吸殘余油飽和度分布

結(jié)合圖5與圖15的分析可知：①WⅠ體系的NaCl濃度與滲吸殘余油飽和度呈負(fù)相關(guān)，NaCl濃度越高，滲吸殘余油飽和度越低；②WⅠ體系的NaCl濃度與滲吸殘余油的動用效果正相關(guān)，NaCl濃度越高，滲吸殘余油的動用效果越好。滲吸模型中，相對滲吸殘余油而言，WⅠ體系都屬于過量相，即3種NaCl濃度的WⅠ體系溶油量都遠(yuǎn)大于模型中滲吸殘余油的含量。因此，滲吸殘余油動用效果與 WⅠ體系的溶油量無明顯相關(guān)性，NaCl濃度不同導(dǎo)致Winsor Ⅰ型微乳液再平衡機(jī)制不同是影響滲吸殘余油動用效果的主控因素。高NaCl濃度 WⅠ體系中，鹽析作用較強(qiáng)，整個體系表現(xiàn)為“WⅠ體系-高濃度NaCl溶液-Winsor Ⅰ型微乳液-油”4相共存、共同流動狀態(tài)，表面活性劑將在NaCl溶液界面處富集并形成具有一定強(qiáng)度的界面膜，界面膜附近進(jìn)而形成WⅠ溶液與Winsor Ⅰ型微乳液間的隔離條帶，該隔離條帶將阻礙水溶性的Winsor Ⅰ型微乳液與后續(xù)WⅠ體系迅速混溶，從而后續(xù)WⅠ體系能夠溶解更多的油相（見圖16）。

圖16 NaCl濃度對WⅠ體系溶解滲吸殘余油影響示意圖

3 結(jié)論

油濕多孔介質(zhì)中，Winsor Ⅰ型微乳液潤濕性與WⅠ體系相近，相對油相和NaCl溶液相而言為潤濕相；鹽析作用產(chǎn)生的NaCl溶液相對油相而言為非潤濕相。

WⅠ體系可在多孔介質(zhì)中與油相形成Winsor Ⅰ型原位微乳液，其潤濕鋪展與溶解滲吸殘余油是提高滲吸采收率的主要途徑。

NaCl濃度顯著影響WⅠ體系的滲吸機(jī)制：低NaCl濃度條件下，滲吸過程表現(xiàn)為更潤濕的Winsor Ⅰ型微乳液相推動油相；高NaCl濃度條件下，析出的非潤濕相NaCl溶液顯著影響Winsor Ⅰ型微乳液的再平衡，滲吸過程由“Winsor Ⅰ型微乳液-油相”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癢Ⅰ溶液- NaCl溶液-Winsor Ⅰ型微乳液-油相”滲吸，后者滲吸效率更高。

NaCl濃度顯著影響WⅠ體系溶解滲吸殘余油的能力：低NaCl濃度條件下，油水界面形成的Winsor Ⅰ型微乳液可迅速與后續(xù)WⅠ溶液互溶，形成Winsor Ⅰ型微乳液相，其對滲吸殘余油的溶解能力相對較差；高NaCl濃度條件下，Winsor Ⅰ型微乳液與NaCl溶液混溶較慢，后續(xù) WⅠ體系可與滲吸殘余油混溶形成Winsor Ⅰ型微乳液相，采出更多滲吸殘余油。

符號注釋：

C——常數(shù)，取值為 0.3 mN/m；Vs——表面活性劑的體積，mL；Vx——微乳液中溶解的水或油的體積，mL；γ——微乳液與油相間的界面張力，mN/m；σx——油或水在單位體積表面活性劑中的溶解度，mL/mL。