2.2.3乳化性能

圖6為不同體係的析水率與時間關係圖。由圖6可知,TDMS的析水率為40%,LHSB的析水率為90%。有機堿可增強LHSB的乳化能力，其中二乙醇胺最為顯著，使析水率降低至56%。這是因為二乙醇胺能夠與原油中的酸性組分(石油酸)發生化學反應，生成具有表麵活性的烷醇酰胺化合物，這種反應產物能顯著改善油相的乳化性能，並與LHSB產生協同效應，從而顯著提升LHSB的乳化效果。

TDMS表麵活性劑因其分子結構中包含較長的疏水鏈段和雙親性基團,導致油水分離過程更為緩慢。隨著疏水烷基鏈長度的增加,分子更容易形成膠束。在相同濃度條件下，這種結構特征能夠形成更多的疏水區域，顯著增強對油滴的增溶作用，進而形成更加穩定的乳化體係，從而表現出更優異的乳化性能。同時，分子結構中含有多個仲胺基團，TDMS表麵活性劑的乳化能力得到了進一步增強。

2.2.4潤濕性能

圖7為不同體係與天然岩心的接觸角。由圖7可知，TDMS和LHSB對岩心潤濕性的改善效果顯著，能夠將油濕性岩心轉變為強水濕性，其接觸角可分別降至41.1°和46.8°。然而，當體係中加入有機堿後，接觸角普遍增大。這一現象的原因在於:二乙醇胺會占據LHSB分子在岩石表麵的吸附位點，產生空間位阻效應，從而限製了LHSB分子在岩石表麵的接觸率和吸附性，最終造成體係潤濕性能下降;聚醚胺的加入，可能會與石油酸類化合物發生反應，導致其發生質子化反應，降低了LHSB在岩心表麵的吸附量，減弱了對油濕岩石的潤濕性;二乙胺，三乙胺為小分子有機胺，可能優先吸附在岩石表麵，占據原本表麵活性劑的吸附位點，這會減少表麵活性劑在岩石表麵的吸附量，從而削弱表麵活性劑對潤濕性的調控能力。

TDMS表麵活性劑尾端含有兩個親水基團，可以增強烷基疏水鏈的疏水結合能力。同時它含有多胺骨架結構，可增強正電荷密度，強化與負電性岩心表麵的靜電吸附，形成穩固吸附層。TDMS分子由於具有較長的疏水鏈段，能夠在油水界麵更有效地緊密排列。這種緊密吸附主要得益於分子間的連接鍵作用，該作用可以顯著降低靜電排斥力，從而使界麵上吸附的表麵活性劑分子密度得以提升。

2.2.5耐鹽性能

圖8為TDMS在不同離子濃度梯度下的界麵張力。由圖8可知，隨著NaCl與CaCl₂質量分數的增加，TDMS溶液界麵張力呈現出不同的變化趨勢，在Na⁺、Ca²⁺質量濃度分別為30000、15000 mg/L時，TDMS溶液的界麵張力最低,分別為0.00334和0.02229 mN/m。這是由於“鹽析效應”的影響:在離子質量濃度較低時，大部分表麵活性劑會分散於水相中，鹽含量增加，促使表麵活性劑從水相轉向油相,界麵張力持續下降。水相和油相中表麵活性劑含量平衡時，界麵吸附最佳，界麵張力達到最小值。然而,離子質量濃度進一步升高,會使表麵活性劑大量進入油相形成膠束，導致界麵吸附失衡，界麵張力上升。

2.2.6耐溫性能

圖9為TDMS在不同溫度下的界麵張力值。由圖9可知，隨著溫度的升高，TDMS的溶液界麵張力呈現出相同的變化趨勢。在60、90和120℃下,TDMS的界麵張力值有小幅度升高,但仍保持10⁻²的數量級，具有良好的耐溫性能。這是由於TDMS表麵活性劑中含有磺酸基團,具有強極性和電離能力,在高溫下仍能有效吸附在油水界麵,從而穩定地降低界麵張力。

2.2.7 Zeta電位

Zeta電位是表征電荷在固體表麵顆粒之間相互排斥或吸引力強度的量度。TDMS的Zeta電位在0.3~0.4 mV之間，接近於0。這是由於TDMS表麵活性劑同時含有陽離子季銨鹽基團和陰離子磺酸基團，二者電荷接近中性。同時，電荷平衡會影響其分子排列密度，從而在油水界麵調節表麵張力。

2.2.8聚合物質量分數優選

圖10為不同聚合物質量分數二元體係的界麵張力。由圖10可知，隨著聚合物質量分數的增大，體係油水界麵張力先下降後逐漸升高。當聚合物質量分數為0.15%時，二元體係的油水界麵張力達到最低值(0.0295 mN/m)。當聚合物質量分數增至0.30%時，二元體係的油水界麵張力大於10⁻² mN/m，降低油水界麵張力效果顯著減弱。因此，以0.15% HPAM作為二元複合驅油體係的優選聚合物質量分數。

2.2.9驅油性能

表1為新型二元複合驅油體係驅油的效果。由表1可知,人造岩心在水驅階段的最終采收率為49.2%,注入0.5 PV的有機堿二元複合驅油體係並繼續水驅，可使采收率在原有基礎上提升25.7%，最終達到74.9%的總采收率。

在水驅開發初期，隨著注入體積的增加，注入壓力和原油采收率同步上升，此時含水率保持為0;進入水驅中後期，注入壓力經曆短暫下降後達到平穩狀態，同時含水率呈現快速上升趨勢，最終趨於穩定，含水率達到90%;在二元複合驅油階段，隨著含水率逐步降低，原油采收率和注入壓力呈現持續上升趨勢，采收率最高可提升至52%;進入後續水驅階段，采收率與含水率同步增長並最終達到穩定狀態，而注入壓力則經曆先上升後回落的過程，最終趨於平穩。

3結論

1)以N-牛脂基三胺、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯和3-氯-2-羥基丙磺酸鈉作為反應原料，製備了一種新型多胺型甜菜堿表麵活性劑TDMS，對產物進行了結構表征，結構表征中出現了設計的分子結構，證明產物已成功製備。

2)相較於LHSB及其與多種有機堿的複合體係，TDMS展現出更優異的表麵活性性能。該體係具有以下顯著特點:極低的臨界膠束濃度(CMC=4.78×10⁻⁶ mol/L);出色的界麵活性，能將油水界麵張力降低至0.016 mN/m;良好的潤濕調控能力，可使油濕性岩石接觸角降至41.1°;優異的乳化穩定性，80 min析水率僅為40%。以上性能指標均優於對比體係，表明TDMS在降低界麵張力、改善潤濕性和穩定乳液方麵具有顯著優勢。

3)用0.3% TDMS+0.15% HPAM作為新型有機堿二元複合驅油體係具有良好的驅油性能，可在水驅的基礎上提高原油采收率25.7%。