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亲水砂岩岩芯的润湿性是低渗油气藏注水开发中受到普遍关注的问题,大量研究表明在储层岩芯润湿性为中性-弱亲水时,既有助于工作液返排,又有利于油气的采出。通过原子力显微镜研究双链阳离子与非离子表面活性剂在亲水砂岩岩芯表面的吸附规律,在课题组微乳剂研究的基础上,实验绘制微乳剂／水／油三元相图,复配出能改善超低渗亲水砂岩岩芯润湿性的微乳液体系。研究表明,双链Gemini型表面活性剂在云母或石英砂表面主要发生单层吸附,伴有少量的双层吸附,能使亲水砂岩表面发生润湿反转且不随表面活性剂浓度大小发生变化,以此建立单、双层吸附模型,通过原子力显微镜观测其表面的吸附情况验证了模型的合理性。Gemini阳离子表面活性剂在砂岩岩芯粉上的吸附行为符合Langmuir等温吸附曲线,吸附量与岩芯粉矿物质量分数成较好的线性关系。同时,Gemini可将岩芯粉所带负电荷转变为正电荷,且电荷量随Gemini浓度增大而增大,最后趋于稳定。OP非离子表面活性剂在低浓度下主要发生单层吸附,高浓度时发生双层吸附,无论单层吸附还是双层吸附,均不能明显改善亲水砂岩岩芯的润湿性。OP在岩芯粉上的吸附行为符合Langmuir等温吸附曲线,但吸附量比Gemini小。选择课题组已优化的微乳剂体系WA和WB,实验绘制微乳剂／水／油三元相图,选择合适的配比,最终优化出超低渗油气藏用微乳液体系：MA、MB。考察微乳液体系主要性能及与压裂液的配伍性,研究表明：微乳液体系在较低浓度下即可将强亲水岩芯改善为中性-弱亲水(65°<接触角<90°)；具有较低的表面张力30mN/m左右,降低毛细管力,有助于工作液的返排,减小外来流体对地层的伤害,提高油气采收率；微乳液体系使用温度为130℃C左右,耐矿化度能力强,满足超低渗油气藏开发的高温及高矿化度要求；微乳液体系与压裂液及其添加剂配伍性良好；室内物理模拟实验中,微乳液体系能有效提高驱替返排率、有效提高防膨率,减小渗透率伤害。超低渗油气藏用微乳液体系配制简单方便,热力学性能稳定,改善亲水砂岩岩芯润湿能力理想,表面张力低,与压裂液有良好的配伍性,具有良好的应用前景。