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表面活性剂由于能有效降低界面张力而广泛应用于油气开采作业中,但用于水—CO2交替驱(CO2-WAG)水相增粘剂和压裂增产用清洁压裂液时,表面活性剂的增粘能力都明显不足;而用于泡沫驱时,泡沫稳定性相对较差;原油采出后,油水分离破乳难。近年来发展起来的智能表面活性剂为这些问题的解决提供了新思路。 鉴于此,本文利用芥酸酰胺基叔胺(UC22AMPM)的pH敏感和CO2响应特性,模拟典型的油藏环境条件,开展了高温高压条件下CO2对UC22AMPM水基分散体系粘弹性性能、UC22AMPM的起泡及稳泡能力、三价金属盐对UC22AMPM增粘能力的影响等研究,得到了如下主要结果: (1)在5MPa、60℃、100s-1条件下,CO2诱导2.1%UC22AMPM分散液经历了低粘乳状液(3mPa·s)、粘弹性流体(25mPa·s)和气体膨胀的粘弹性流体(62mPa·s)三状态可逆转变和两次增粘。岩心模型驱替实验证实了UC22AMPM具有作为CO2-WAG水相增粘剂的设想,提高采收率达15.6%,比传统CO2-WAG驱油高5.1%。 (2)以0.20%UC22AMPM分散液为起泡剂可形成CO2稳定泡沫(Vmax=71 cm3,t1/2=1037s),0.20%椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)以N2为起泡气体可形成优异性能的泡沫(Vmax=93cm3,t1/2=8056s)。UC22AMPM不但发挥了起泡作用,还因为增粘而表现出稳泡功能。UC22AMPM-CO2泡沫驱能提高采收率15.3%,而CAB-N2泡沫驱提高采收率仅为12.4%。 (3) AlCl3作为路易斯酸和电解质,能有效增粘UC22AMPM分散液,粘度高于相同pH下的UC22AMPM-HCl分散液;前者具有中(8×103mPa·s)—高(2×105mPa·s)粘度转变的pH响应性和可逆性,在80℃、170s-1连续剪切120min后粘度仍保持在47mPa·s,具备在80℃以下用作清洁压裂液的潜力。