2.2.3乳化性能

图6为不同体系的析水率与时间关系图。由图6可知,TDMS的析水率为40%,LHSB的析水率为90%。有机碱可增强LHSB的乳化能力，其中二乙醇胺最为显著，使析水率降低至56%。这是因为二乙醇胺能够与原油中的酸性组分(石油酸)发生化学反应，生成具有表面活性的烷醇酰胺化合物，这种反应产物能显著改善油相的乳化性能，并与LHSB产生协同效应，从而显著提升LHSB的乳化效果。

TDMS表面活性剂因其分子结构中包含较长的疏水链段和双亲性基团,导致油水分离过程更为缓慢。随着疏水烷基链长度的增加,分子更容易形成胶束。在相同浓度条件下，这种结构特征能够形成更多的疏水区域，显著增强对油滴的增溶作用，进而形成更加稳定的乳化体系，从而表现出更优异的乳化性能。同时，分子结构中含有多个仲胺基团，TDMS表面活性剂的乳化能力得到了进一步增强。

2.2.4润湿性能

图7为不同体系与天然岩心的接触角。由图7可知，TDMS和LHSB对岩心润湿性的改善效果显著，能够将油湿性岩心转变为强水湿性，其接触角可分别降至41.1°和46.8°。然而，当体系中加入有机碱后，接触角普遍增大。这一现象的原因在于:二乙醇胺会占据LHSB分子在岩石表面的吸附位点，产生空间位阻效应，从而限制了LHSB分子在岩石表面的接触率和吸附性，最终造成体系润湿性能下降;聚醚胺的加入，可能会与石油酸类化合物发生反应，导致其发生质子化反应，降低了LHSB在岩心表面的吸附量，减弱了对油湿岩石的润湿性;二乙胺，三乙胺为小分子有机胺，可能优先吸附在岩石表面，占据原本表面活性剂的吸附位点，这会减少表面活性剂在岩石表面的吸附量，从而削弱表面活性剂对润湿性的调控能力。

TDMS表面活性剂尾端含有两个亲水基团，可以增强烷基疏水链的疏水结合能力。同时它含有多胺骨架结构，可增强正电荷密度，强化与负电性岩心表面的静电吸附，形成稳固吸附层。TDMS分子由于具有较长的疏水链段，能够在油水界面更有效地紧密排列。这种紧密吸附主要得益于分子间的连接键作用，该作用可以显著降低静电排斥力，从而使界面上吸附的表面活性剂分子密度得以提升。

2.2.5耐盐性能

图8为TDMS在不同离子浓度梯度下的界面张力。由图8可知，随着NaCl与CaCl₂质量分数的增加，TDMS溶液界面张力呈现出不同的变化趋势，在Na⁺、Ca²⁺质量浓度分别为30000、15000 mg/L时，TDMS溶液的界面张力最低,分别为0.00334和0.02229 mN/m。这是由于“盐析效应”的影响:在离子质量浓度较低时，大部分表面活性剂会分散于水相中，盐含量增加，促使表面活性剂从水相转向油相,界面张力持续下降。水相和油相中表面活性剂含量平衡时，界面吸附最佳，界面张力达到最小值。然而,离子质量浓度进一步升高,会使表面活性剂大量进入油相形成胶束，导致界面吸附失衡，界面张力上升。

2.2.6耐温性能

图9为TDMS在不同温度下的界面张力值。由图9可知，随着温度的升高，TDMS的溶液界面张力呈现出相同的变化趋势。在60、90和120℃下,TDMS的界面张力值有小幅度升高,但仍保持10⁻²的数量级，具有良好的耐温性能。这是由于TDMS表面活性剂中含有磺酸基团,具有强极性和电离能力,在高温下仍能有效吸附在油水界面,从而稳定地降低界面张力。

2.2.7 Zeta电位

Zeta电位是表征电荷在固体表面颗粒之间相互排斥或吸引力强度的量度。TDMS的Zeta电位在0.3~0.4 mV之间，接近于0。这是由于TDMS表面活性剂同时含有阳离子季铵盐基团和阴离子磺酸基团，二者电荷接近中性。同时，电荷平衡会影响其分子排列密度，从而在油水界面调节表面张力。

2.2.8聚合物质量分数优选

图10为不同聚合物质量分数二元体系的界面张力。由图10可知，随着聚合物质量分数的增大，体系油水界面张力先下降后逐渐升高。当聚合物质量分数为0.15%时，二元体系的油水界面张力达到最低值(0.0295 mN/m)。当聚合物质量分数增至0.30%时，二元体系的油水界面张力大于10⁻² mN/m，降低油水界面张力效果显著减弱。因此，以0.15% HPAM作为二元复合驱油体系的优选聚合物质量分数。

2.2.9驱油性能

表1为新型二元复合驱油体系驱油的效果。由表1可知,人造岩心在水驱阶段的最终采收率为49.2%,注入0.5 PV的有机碱二元复合驱油体系并继续水驱，可使采收率在原有基础上提升25.7%，最终达到74.9%的总采收率。

在水驱开发初期，随着注入体积的增加，注入压力和原油采收率同步上升，此时含水率保持为0;进入水驱中后期，注入压力经历短暂下降后达到平稳状态，同时含水率呈现快速上升趋势，最终趋于稳定，含水率达到90%;在二元复合驱油阶段，随着含水率逐步降低，原油采收率和注入压力呈现持续上升趋势，采收率最高可提升至52%;进入后续水驱阶段，采收率与含水率同步增长并最终达到稳定状态，而注入压力则经历先上升后回落的过程，最终趋于平稳。

3结论

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-羟基丙磺酸钠作为反应原料，制备了一种新型多胺型甜菜碱表面活性剂TDMS，对产物进行了结构表征，结构表征中出现了设计的分子结构，证明产物已成功制备。

2)相较于LHSB及其与多种有机碱的复合体系，TDMS展现出更优异的表面活性性能。该体系具有以下显著特点:极低的临界胶束浓度(CMC=4.78×10⁻⁶ mol/L);出色的界面活性，能将油水界面张力降低至0.016 mN/m;良好的润湿调控能力，可使油湿性岩石接触角降至41.1°;优异的乳化稳定性，80 min析水率仅为40%。以上性能指标均优于对比体系，表明TDMS在降低界面张力、改善润湿性和稳定乳液方面具有显著优势。

3)用0.3% TDMS+0.15% HPAM作为新型有机碱二元复合驱油体系具有良好的驱油性能，可在水驱的基础上提高原油采收率25.7%。