3.1.1 阴离子表面活性剂型乳化降黏剂

        阴离子表面活性剂是目前使用最广泛的乳化降黏剂，乳化能力强，高温下性能稳定。其中常用的有烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、a-烯烃磺酸盐等。Sarmah等比较了阴离子表面活性剂木质素磺酸钠、无铬木质素磺酸钠和非离子表面活性剂TX-100对Assam 稠油的影响，结果发现3种表面活性剂都能有效降低稠油黏度，但木质素磺酸钠的效果最好。蒲万芬等选用十二烷基磺酸钠（SDS）为乳化降黏剂， 发现矿化度的增加不仅降低了降黏效果，还降低了乳液的稳定性。这是因为大多磺酸盐型阴离子表面活性剂耐矿化度较差，容易与二价阳离子产生沉淀。同时他们还发现，当pH=10时，黏度最低，降黏率达99%。这是由于碱能促进石油酸盐的生成，从而与SDS 产生协同作用，降低稠油黏度。此外，有研究表明高分子量的内烯烃磺酸盐有助于抑制液晶结构的形成，也适用于高蜡、高沥青质含量的高黏度稠油乳化降黏。Yang等研究了a-烯烃磺酸盐（AOS）、线性醇、碱三元复合体系对稠油的乳化降黏作用。实验结果表明，当加入0.2%AOS、5%正戊醇、0.25% Na₂CO₃ 和0.2% DEA 时，乳化降黏效果最好，降黏率达98.94%。

        除常规小分子量表面活性剂外，也有学者尝试制备高分子量的聚合物型表面活性剂作为乳化降黏剂，将乳化降黏与聚合物驱相结合，进一步提高降黏剂对中深层稠油复杂油藏的适应性。李娟等合成了一系列含有甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的阴离子型长支链聚合物降黏剂（AAGAS）。研究结果表明，AAGAS 具有良好的表界面活性，独特的缔合性使AAGAS 溶液既能增稠，又能将高黏度稠油转化为低黏度O/W 乳液。1000 mg/L 的AAGAS-3能使稠油黏度降低96.8%，效果明显优于商用小分子表面活性剂SDBS 和渤海油田现场应用的聚合物表面活性剂。

        阴离子表面活性剂来源广泛，价格低廉，乳化能力强，耐温性能突出，在稠油乳化降黏方面具有很好的应用前景。聚合物表面活性剂进一步提高了阴离子型乳化降黏剂的耐温性能，未来值得进一步关注。但是阴离子耐矿化度性能差，容易与原油中高价阳离子产生沉淀，限制了其在中深层稠油油藏的广泛应用。

3.1.2 非离子表面活性剂型乳化降黏剂

        不同于阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂的头基不带电荷，不易受地层离子的影响，具有优异的耐盐性能，在稠油乳化降黏中具有良好的应用前景。李美蓉等研究了非离子型乳化降黏剂OP-10对胜利油田超稠油的乳化降黏效果，发现OP-10能使稠油乳状液由W/O 型乳状液反相为O/W型乳状液， 降黏率达99.59%。Kumar 等研究了非离子表面活性剂曲拉通X-100的乳化降黏效果，发现在最优条件下，降黏率达83%。室温条件下保存56d 后乳状液仍能保持稳定。Vegad 等研究了聚氧乙烯山梨醇单油酸酯（Tween 85）的乳化降黏效果。在最优条件下，稠油黏度由5151 mPa·s 降至216.2 mPa·s，降黏效果良好。Jiang 等研究了脂肪酸烷醇酰胺双聚氧乙烯醚（NS）对辽河油田稠油的自发乳化作用。结果表明，65 ℃下静置12h 后等体积稠油能在2%的NS 溶液中完全乳化，形成稳定的乳状液，降黏率达99.74%。自发乳化是指在不需要高剪切混合或超声波的额外操作，仅靠乳化剂本身即可形成O/W 乳状液。自发乳化可以较大程度地降低能耗，对于中深层稠油降黏具有重要意义，未来值得进一步研究关注。

        此外，从植物中提取的天然非离子表面活性剂或者基于植物提取物合成的非离子表面活性剂在近年来也有诸多报道。Kumar 等比较了从皂角干果中提取的天然非离子表面活性剂和商用表面活性剂十二烷基聚氧乙烯醚对稠油的乳化降黏效果，结果表明，天然表面活性剂的降黏率为87%，降黏效果优于商用表面活性剂。刘书杰等合成了一种基于改性烷基糖苷的非离子环保型表面活性剂，该乳化降黏剂符合海上稠油乳化降黏剂的环保要求，0.3% 的降黏剂可使油水界面张力降至10^－3 mN/m，降黏率达92.1%。Kumar 等从葵花籽油中提取甘油三酯， 通过水解和酯化反应合成了一种新型非离子表面活性剂三乙醇胺单向日葵酯。实验结果表明，当油水比为6:4、表面活性剂添加量为2% 时，降黏率达96%。

3.1.3 阴-非离子表面活性剂型乳化降黏剂

        虽然非离子表面活性剂在耐矿化度方面有很大优势，但其耐温性能相对较差，在实际应用中通常是与其他表面活性剂复配使用。考虑到阴离子表面活性剂优异的耐温性能，有学者将其与非离子表面活性剂复配使用，以期同时达到耐盐和耐温，应对中深层稠油油藏更复杂的储层环境。Chen等开发了一种新型复合降黏剂CSY-1，由0.5% OP-10、1.8% SDBS、0.1% Tween 80和1% NaOH（或Na₂CO₃）组成，降黏率可超过99%，单井日产油量由3.74 t 提高到8.12 t，具有重要的工业价值。Wang等合成了一种含聚乙二醇结构的非离子聚合物表面活性剂TPVR7，并将其与阴离子表面活性剂丁二酸二异辛酯磺酸钠DSS复配应用。结果表明，在最优加量下，降黏率可达97%，采收率增至21.89%，具有较大的应用潜力。

        虽然阴-非离子表面活性剂的协同效应可显著促进稠油乳化降黏，提高稠油采收率，但也有研究指出复合表面活性剂在地层会发生“色谱分离”，减弱协同效应。为了避免这一问题，研究人员将阴-非离子复合表面活性剂融入到一个分子中。Wu等以辛基酚乙氧基酯、氯丙烯和亚硫酸氢钠为原料合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐。结果表明，随着矿化度的增加，降黏效果变差。但是当矿化度低于3000 mg/L时，降黏率仍保持超过90%，最高可达95%，在高矿化度稠油储层中，具有应用潜力。Yang等以脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、Triton X-100，芳烃/醇混合物为原料制备的复合降黏剂SDG-2，显示出优异的耐高温、耐高盐性能。对不同种类的稠油，降黏率均超过99%，在140 ℃下仍能保持性能稳定。在2.26×10⁵ mg/L的高矿化度溶液中，0.15% SDG-2能降低油水界面张力至0.41 mN/m。在现场试验中，SDG-2能大大降低轻质油的用量，产量提高到22.5%。与阴离子聚合物型表面活性剂结构类似，含有阴离子和非离子结构的聚合物型表面活性剂也受到了学者的关注，以期进一步增强乳化降黏剂对中深层稠油复杂地层的适应性。Zhang等合成了一系列兼具磺酸基团和聚氧乙烯链的三元聚合物PAAI_x（x代表聚氧乙烯链的长度）。其中PAAI₁₅形成的乳状液最稳定，降黏率高达97.5%。

        阴-非离子表面活性剂不仅具有良好的乳化降黏效果，同时耐温耐盐性能突出，具有重要的应用价值。然而，阴离子-非离子表面活性剂的合成工艺复杂，成本较高，因此，目前还仅限于室内研究。相信随着研究的深入与合成工艺的优化，阴-非离子表面活性剂未来在稠油降黏中大有可为。

        综上，稠油乳化降黏技术在石油工业中得到了广泛应用，但仍然具有一定挑战。首先，乳化降黏剂具有很强的选择性，即某一种表面活性剂只适用于某一类稠油。而对于稠油组成如何影响表面活性剂乳化效果，目前还没有明确答案。因此，接下来还需进一步分析表面活性剂与稠油组分之间的相互作用，从而研制出应用范围更广、适应性更强的降黏剂。其次，随着中深层稠油开发的纵深推进，储层地质条件越发复杂，这对表面活性剂提出了更高要求，不仅要求其能大幅度降低界面张力，还需要耐高温、耐高矿化度性能佳。虽然阴-非离子表面活性剂的结合可以适应高温高矿化度的复杂稠油地层，但合成工艺复杂，成本较高。因此，考虑经济因素，优化合成工艺来降低阴-非离子表面活性剂的成本也实有必要。最后，控制乳液的稳定性，避免受到外界因素的干扰，造成开采事故，是最大的挑战之一，并且破乳后的污水处理也是一个棘手的问题。