3三元復(fù)合體系對殘余油的乳化作用

微觀實(shí)驗(yàn)過程中通過錄像系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集圖片，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)三元復(fù)合體系對殘余油乳化的作用。

3.1三元復(fù)合體系驅(qū)替時(shí)殘余油啟動(dòng)運(yùn)移

3.1.1相同界面張力、不同界面擴(kuò)張黏彈性的三元復(fù)合體系對殘余油的作用

體系4、體系5、體系6的界面張力超低,體系5的界面擴(kuò)張模量大，體系4和體系6的界面擴(kuò)張模量小。圖3給出了3個(gè)體系驅(qū)替時(shí)殘余油的啟動(dòng)運(yùn)移情況：體系5乳化油滴少且油滴較大;體系4和體系6乳化的油滴小且多，同時(shí)出現(xiàn)了乳化油絲現(xiàn)象。說明界面張力相同的情況下，降低界面擴(kuò)張模量有利于殘余油乳化。體系4和體系6使用了不同類型的表面活性劑與堿，而界面張力與界面擴(kuò)張模量相近。體系4和體系6驅(qū)替過程中殘余油的啟動(dòng)運(yùn)移方式相近，說明改變堿型與表活劑類型后只要三元復(fù)合體系界面性質(zhì)不變，其驅(qū)替殘余油的機(jī)理不變。

圖3相同界面張力、不同界面擴(kuò)張黏彈性的三元復(fù)合體系對殘余油的作用

3.1.2不同界面張力、相同界面擴(kuò)張模量的三元復(fù)合體系對殘余油的作用

圖4給出了體系1—體系3在驅(qū)替過程中殘余油啟動(dòng)運(yùn)移的形式，體系1界面張力在10-1mN/m數(shù)量級，體系2和體系3界面張力在10-2mN/m數(shù)量級，3個(gè)體系的界面擴(kuò)張模量相同。體系1驅(qū)替時(shí)殘余油乳化作用最弱，體系2和體系3在驅(qū)替時(shí)都能將殘余油大量的乳化成油滴。由此可以得到：在界面擴(kuò)張模量相同的情況下，降低界面張力有利于乳化作用的發(fā)生。

3.1.3界面張力、界面擴(kuò)張模量均不同的三元復(fù)合體系對殘余油的作用

圖5給出了體系2、體系3、體系5驅(qū)替過程中殘余油啟動(dòng)運(yùn)移的形式，體系5使油水界面張力達(dá)到超低，界面擴(kuò)張模量為10 mN/m，對殘余油的乳化作用弱，只有少量的油滴形成；體系2和體系3降低油水界面張力到10-2mN/m數(shù)量級，界面擴(kuò)張模量在5 mN/m左右，驅(qū)替過程中殘余油乳化成大量小油滴，乳化作用強(qiáng)烈。界面張力達(dá)到超低的體系5乳化殘余油的效果比界面張力10-2mN/m數(shù)量級的體系2和體系3乳化殘余油的效果差，表明界面擴(kuò)張黏彈性在殘余油乳化過程中發(fā)揮重要作用。

圖4相同界面擴(kuò)張模量、不同界面張力的三元復(fù)合體系對殘余油的作用

圖5不同界面張力、不同界面擴(kuò)張黏彈性的三元復(fù)合體系對殘余油的作用

3.2界面張力及界面擴(kuò)張黏彈性與殘余油乳化的關(guān)系

三元復(fù)合驅(qū)替時(shí)的顯著現(xiàn)象是乳化，乳化油滴的過程是將殘余油逐步采出的過程，由于這個(gè)過程是局部的，殘余油受到的阻力要比整體啟動(dòng)時(shí)的阻力小很多，界面張力對乳化作用有影響，殘余油受到的黏滯力等作用足夠克服界面張力時(shí)殘余油才有可能發(fā)生形變，界面擴(kuò)張黏彈性決定了殘余油形變大小和保持形變的難易程度。

微觀驅(qū)替結(jié)果表明，三元復(fù)合體系對殘余油的乳化作用隨著界面張力和界面擴(kuò)張黏彈性的改變而改變。界面張力為10-1mN/m數(shù)量級、界面擴(kuò)張黏彈性為3～4 mN/m的情況下，由于界面張力較大導(dǎo)致界面膜穩(wěn)定而不容易發(fā)生形變，殘余油很難乳化(見圖4(a))；界面張力超低，界面擴(kuò)張黏彈性在10 mN/m以上的情況下，油水界面膜可以發(fā)生形變，在高界面擴(kuò)張模量的作用下，形變很小并且形變后很容易恢復(fù)，殘余油的乳化作用有微弱增強(qiáng)(見圖3(b))；界面張力達(dá)到10-2mN/m數(shù)量級并且界面擴(kuò)張模量在3～4 mN/m之間時(shí)有利于乳化發(fā)生，這時(shí)滿足了界面膜發(fā)生形變的條件，形變的難度小，發(fā)生形變后恢復(fù)原狀的作用弱，形變超過一定的程度，在界面張力的作用下殘余油極易乳化出油滴(見圖4(b)、4(c))；一種特殊的情況：界面張力超低，界面擴(kuò)張模量小得無法測量時(shí)，這種情況下油水界面膜極易發(fā)生形變，形變后基本不會(huì)恢復(fù)，同時(shí)油水界面張力低界面膜的收縮作用很弱，形變很大時(shí)也不會(huì)發(fā)生界面膜的斷裂，表現(xiàn)為乳化油絲(見圖3(a)、3(c))。

從體系2(或體系3)與體系5的對比中可以得到：油水界面張力降低到10-2mN/m數(shù)量級后，繼續(xù)降低界面張力(體系5)可以使乳化發(fā)生的可能性增大，但如果界面擴(kuò)張模量較大，則界面膜形變的阻力強(qiáng)且界面膜在形變后恢復(fù)能力也強(qiáng)，導(dǎo)致乳化作用提高有限(見圖5(c))。油水界面張力為10-2mN/m數(shù)量級時(shí)，不降低界面張力而考慮降低界面擴(kuò)張模量(體系2或體系3)，低界面張力保證乳化可以發(fā)生，界面擴(kuò)張模量降低使油水界面膜形變?nèi)菀装l(fā)生且形變發(fā)生后可以維持，最終乳化作用得到顯著增強(qiáng)(見圖5(a)或5(b))。超低界面張力的體系5的乳化作用比界面張力只有10-2mN/m數(shù)量級的體系2和體系3的乳化作用弱(見圖5(c)與圖5(a)、(b)比較)，說明界面張力超低的三元復(fù)合體系由于自身較高的界面擴(kuò)張黏彈性，限制了驅(qū)油體系對殘余油的乳化作用，而界面張力在10-2mN/m數(shù)量級的三元復(fù)合體系降低界面擴(kuò)張黏彈性后也可以很好地乳化殘余油。

綜上，界面張力和界面擴(kuò)張模量綜合影響三元復(fù)合體系對殘余油的乳化作用。界面張力達(dá)到10-2mN/m數(shù)量級后殘余油可以大量乳化；且界面張力降低到10-2mN/m數(shù)量級后適當(dāng)?shù)亟档腿獜?fù)合體系的界面擴(kuò)張黏彈性能夠顯著增強(qiáng)對殘余油的乳化作用；界面張力和界面擴(kuò)張模量越低，乳化作用越強(qiáng)；隨著界面張力和界面擴(kuò)張模量的降低，殘余油的乳化作用從乳化油滴向乳化油絲轉(zhuǎn)變。

4結(jié)論

(1)隨著界面張力和界面擴(kuò)張模量的降低，殘余油乳化作用增強(qiáng)，乳化形式從乳化油滴向乳化油絲轉(zhuǎn)變。

(2)界面張力達(dá)到10-2mN/m數(shù)量級后，降低界面擴(kuò)張模量可以顯著增強(qiáng)三元復(fù)合體系對殘余油的乳化作用，此時(shí)油水界面擴(kuò)張黏彈性是選擇驅(qū)油體系時(shí)需要考慮的因素。