隨著常規(guī)油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，提高原油采收率（Enhanced Oil Recovery, EOR）已成為石油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。在眾多EOR方法中，化學(xué)驅(qū)，特別是聚合物驅(qū)和表面活性劑驅(qū)，因其能夠有效改善油藏流體的流動(dòng)性和降低油水界面張力而受到廣泛關(guān)注。近年來(lái)，二元復(fù)合驅(qū)（即聚合物-表面活性劑復(fù)合體系）因其在宏觀流度控制與微觀驅(qū)油效率方面的協(xié)同增效作用，成為三次采油技術(shù)的重要發(fā)展方向。聚合物主要通過(guò)增加水相粘度、改善流度比來(lái)擴(kuò)大波及體積；而表面活性劑則通過(guò)顯著降低油水界面張力，促進(jìn)殘余油滴的剝離與運(yùn)移，從而提高洗油效率。將二者復(fù)配使用，不僅可實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)，更可能產(chǎn)生超越單一組分的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提升驅(qū)油效率。

本文聚焦于陰離子表面活性劑金塔1號(hào)（JT-1）與多種聚合物的復(fù)合體系，系統(tǒng)研究其在模擬三次采油采出液環(huán)境下的相互作用機(jī)制與性能表現(xiàn)。研究選取了典型陰離子型聚合物（如部分水解聚丙烯酰胺，HPAM）及中性聚合物（如聚丙烯酰胺，PAM）作為代表，考察其與JT-1在不同條件下的協(xié)同行為。實(shí)驗(yàn)體系以實(shí)際二元復(fù)合驅(qū)采出污水為背景，充分考慮礦化度、溫度、濃度等現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵參數(shù)的影響，確保研究結(jié)果具有良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用指導(dǎo)意義。

在體相性能方面，采用旋轉(zhuǎn)流變儀和懸滴界面張力儀分別對(duì)復(fù)合體系的流變特性與動(dòng)態(tài)界面張力行為進(jìn)行了系統(tǒng)表征。結(jié)果表明，聚合物的引入顯著改變了JT-1溶液的流變學(xué)行為。無(wú)論是陰離子型還是中性聚合物，與JT-1復(fù)配后均能形成具有較高表觀粘度的混合溶液，且粘度隨聚合物濃度和分子量的增加而顯著提升。這歸因于聚合物長(zhǎng)鏈分子在溶液中形成的纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及其與表面活性劑分子之間可能存在的弱相互作用（如靜電、氫鍵或疏水締合），從而增強(qiáng)了體系的結(jié)構(gòu)粘度。值得注意的是，盡管高分子量和高濃度聚合物有助于提升體系粘度，但同時(shí)也延長(zhǎng)了油水界面張力達(dá)到平衡所需的時(shí)間。這一現(xiàn)象可能與聚合物分子在界面處的擴(kuò)散阻力增大、阻礙表面活性劑分子快速吸附至界面有關(guān)。

在界面性能方面，復(fù)合體系展現(xiàn)出優(yōu)異的界面活性。在適宜配比下，JT-1與聚合物復(fù)配后可實(shí)現(xiàn)超低油水界面張力（達(dá)10?3 mN/m量級(jí)），表明二者在界面層存在協(xié)同吸附或界面結(jié)構(gòu)優(yōu)化效應(yīng)。然而，環(huán)境因素對(duì)體系性能具有顯著影響。升高溫度和礦化度均導(dǎo)致體系粘度下降，這主要由于高溫加劇了聚合物鏈的熱運(yùn)動(dòng)，削弱了分子間相互作用，同時(shí)高溫也可能促進(jìn)表面活性劑膠束結(jié)構(gòu)的變化；高礦化度則通過(guò)壓縮聚合物鏈上的雙電層，導(dǎo)致分子鏈?zhǔn)湛s甚至部分沉淀，從而降低其增粘能力。此外，高離子強(qiáng)度環(huán)境下，表面活性劑的臨界膠束濃度（CMC）發(fā)生變化，界面吸附動(dòng)力學(xué)加快，因此界面張力平衡時(shí)間縮短。

為深入探究聚合物與表面活性劑在多孔介質(zhì)中的吸附行為及其競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，本研究采用天然露頭巖心砂作為吸附基質(zhì)，結(jié)合高效液相色譜（HPLC）技術(shù)定量分析了單一組分與復(fù)合體系中各組分的吸附量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在復(fù)合體系中，聚合物的吸附量較其單獨(dú)存在時(shí)明顯減少，而表面活性劑的吸附行為則受聚合物類型和濃度影響較大。該現(xiàn)象揭示了聚合物與表面活性劑在巖石表面存在競(jìng)爭(zhēng)吸附關(guān)系：一方面，聚合物分子優(yōu)先占據(jù)巖石表面的吸附位點(diǎn)，形成吸附層，從而抑制了后續(xù)表面活性劑的吸附；另一方面，表面活性劑分子也可能通過(guò)改變表面潤(rùn)濕性或與聚合物形成共吸附結(jié)構(gòu)，間接影響聚合物的吸附構(gòu)型。這一競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制對(duì)于控制化學(xué)劑損耗、優(yōu)化注入策略具有重要意義。

進(jìn)一步地，通過(guò)長(zhǎng)期靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)合界面張力與流變性監(jiān)測(cè)，評(píng)估了復(fù)合體系在巖心砂環(huán)境中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。結(jié)果表明，在經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間（數(shù)天至數(shù)周）接觸后，復(fù)合體系的粘度和界面張力仍能保持相對(duì)穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯的性能衰減或相分離現(xiàn)象，說(shuō)明該體系在模擬地層環(huán)境中具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性與抗吸附能力，有利于在油藏深部維持驅(qū)油性能。

為進(jìn)一步揭示分子尺度上的吸附過(guò)程與界面膜形成機(jī)制，本研究采用石英晶體微量天平（QCM-D）技術(shù)，在模擬礦物表面（SiO?芯片）上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了單一組分及復(fù)合體系的吸附動(dòng)力學(xué)。QCM-D通過(guò)測(cè)量晶體諧振頻率（ΔF）和耗散因子（ΔD）的變化，可靈敏反映吸附層的質(zhì)量、粘彈性及結(jié)構(gòu)致密性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單一聚合物和表面活性劑均能在SiO?表面形成穩(wěn)定的吸附膜，其吸附曲線呈現(xiàn)典型的Langmuir型特征。然而，當(dāng)兩者共存時(shí)，吸附行為顯著復(fù)雜化，出現(xiàn)L型或S型吸附曲線，ΔF和ΔD值均明顯增大，表明復(fù)合體系在界面形成了更厚、更具粘彈性的吸附層。這種增強(qiáng)的吸附可能是由于聚合物與表面活性劑之間在界面上形成了聚集體或復(fù)合物，導(dǎo)致更多質(zhì)量沉積并形成松散多孔的凝膠狀結(jié)構(gòu)。

特別地，針對(duì)不同聚合物種類的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以1500 mg/L濃度的聚表劑型聚合物與0.3% JT-1配制的二元體系，在SiO?表面表現(xiàn)出最強(qiáng)的初始溶脹能力，對(duì)應(yīng)QCM-D信號(hào)變化最為顯著。該體系所形成的吸附膜對(duì)模擬油膜具有優(yōu)異的剝離能力，可將附著油膜厚度降低至15.2 nm，顯示出最佳的界面去污效果。這一結(jié)果暗示，特定結(jié)構(gòu)的聚合物（如具有表面活性功能基團(tuán)的聚表劑）與陰離子表面活性劑之間可能存在更強(qiáng)的分子間協(xié)同作用，有利于在礦物表面構(gòu)建高效的驅(qū)油界面。

綜上所述，本研究通過(guò)多尺度、多方法的實(shí)驗(yàn)手段，系統(tǒng)闡明了陰離子表面活性劑JT-1與不同類型聚合物在復(fù)合驅(qū)條件下的協(xié)同作用機(jī)制。研究證實(shí)，聚合物與表面活性劑的復(fù)配不僅能實(shí)現(xiàn)粘度與界面張力的雙重優(yōu)化，還在吸附行為、界面膜結(jié)構(gòu)及長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出復(fù)雜的相互作用。這些發(fā)現(xiàn)為優(yōu)化二元復(fù)合驅(qū)配方設(shè)計(jì)、降低化學(xué)劑損耗、提升驅(qū)油效率提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)支持，對(duì)推動(dòng)化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)在高鹽、高溫等復(fù)雜油藏條件下的規(guī)模化應(yīng)用具有積極意義。未來(lái)研究可進(jìn)一步拓展至更多聚合物-表面活性劑組合、考慮三元復(fù)合體系（加入堿）的影響，并結(jié)合分子模擬手段深入揭示其微觀作用機(jī)理。