微乳液和三次采油
三次采油 Enhanced oil recovery
三次采油 Enhanced oil recovery (EOR)定义：一种用来提高油田原油采收率的技术，通过气体注入、化学注入、超声波刺激、微生物注入或热回收等方法来实现。
通常把利用油层能量开采石油称为一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量开采石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，开采出更多的石油，称为三次采油。
又称提高采收率(EOR)方法。
提高石油采收率的方法很多，主要有以下一些：注表面活性剂；注聚合物稠化水；注碱水驱；注CO2驱；注碱加聚合物驱；注惰性气体驱；注烃类混相驱；火烧油层；注蒸汽驱等。
用微生物方法提高采收率也可归属三次采油，也有人称之为四次采油。
老化油近些年来，随着各大油田都进入开采的中后期，原油重质化及三次采油技术的使用使大部分开采出的原油以乳状液形式存在，而且乳化严重。
部分乳状液在一定条件和时间内逐渐稳定，并在油水界面处聚结，形成一定厚度，这就是老化油。
广义上讲，老化油是指现有技术手段难以处理的原油，包括油田生产过程中含油污水经污水沉降罐、除油罐、浮选罐等形成的数量可观的污油；污水回收池内的污油；脱水器内油-水过渡层；钻井、作业及原油输送过程中形成的油-水乳状液以及落地油老化油乳状液成分复杂，含有许多导电性较强的黏土和FeS等机械杂质，经常会造成脱水系统净化油含水超标或脱后污水水质超标。
同时，由于这些杂质的导电性较强，往往会导致电脱水装置出现频繁跳闸现象，甚至出垮电场事故。
老化油进入电场后，难于破乳，油水分离速度慢，在电场中易形成水链，引起电场间断放电，严重时垮电场，烧极板。
单独处理系统：从污水沉降罐出来的老化油由于沉积时间久，粘度比较大，所以必须加热、加破乳剂来降低粘度。
老化油通过泵进入水力旋流装置内，离心机高速旋转，在较大离心力的作用下，密度大的固体（污泥）沉降到转鼓壁上。
两相密度不同的液体形成同心圆柱，较轻的液相(油)处于内层，较重的液相(水)处于外层。
微乳液在石油开采中的应用
微乳液在石油开采中的应用摘要：简述了微乳液的定义及微乳液的制备方法；详细综述了微乳液在三次采油中的应用。
微乳液是指两种或两种以上互不相溶液体经混合乳化后，分散液滴的直径在5nm~100nm之间，形成的体系。
微乳液为透明分散体系，其形成与胶束的加溶作用有关，又称为“被溶胀的胶束溶液”或“胶束乳液”，简称微乳。
通常由油、水、表面活性剂、助表面活性剂和电解质等组成的透明或半透明的液状稳定体系。
分散相的质点小于0.1μm，甚至小到数十埃。
其特点是分散相质点大小在0.01～0.1μm间，质点大小均匀，显微镜不可见；质点呈球状；微乳液呈半透明至透明，热力学稳定，如果体系透明，流动性良好。
微乳液的形成主要依靠体系中各成分的配比，虽然温度、压力、浓度等因素的改变，会对平衡体系中的相组成造成影响，出现相变区，但不会妨碍微乳液的形成。
因此，微乳液制备关键在于各组份的适当组成关系。
主要制备方法有两种：一种是将油、水、表面活性剂混合形成乳状液后，向其中滴加助表面活性剂(醇类)，滴加到一定数量时体系则变为澄清透明的微乳液，该方法称为Schulman 法，常用于O/W型微乳液的制备。
另一种是将油、水、表面活性剂按一定比例混合均匀后，向其中滴加适量水，即可形成澄清的微乳液，继续加入过量水，液滴数量增多，体积增大，体系由W/O型逐渐过渡为浑浊、粘度大的双连续型，最后水成为连续相，形成O/W型微乳液，该方法称为shah法，常用于制备W/O型微乳液，也可用于O/W型微乳液的制备。
微乳液有广泛的应用，例如在油田三次采油中可以提高收率。
通常油田开发分为三个阶段，当新油藏投入开发时，往往利用其蕴藏的天然能量将原油从地下采至地面，这个阶段称为一次采油。
若油藏的能量不足以将原油从井底举升到地面时，可采取向油井注入高压气体进行气举采油，或在井下安装抽油泵进行深井泵采油。
一般一次采油的效率很低，为提高采油采收率，向一次采油后的油藏注水或注气、人工补充能量开采，称为二次采油。
石油的一次采油、二次采油、三次采油
⽯油的⼀次采油、⼆次采油、三次采油据阿果⽯油英才⽹了解的信息，在⽯油界，通常把仅仅依靠岩⽯膨胀、边⽔驱动、重⼒、天然⽓膨胀等各种天然能量来⾤油的⽅法称为⼀次采油；把通过注⽓或注⽔提⾼油层压⼒的⾤油⽅法称为⼆次⾤油；把通过注⼊流体或热量来改变原油黏度或改变原油与地层中的其他介质的界⾯张⼒，⽤这种物理、化学⽅法来驱替油层中不连续的和难开采原油的⽅法称为三次⾤油。
在⼀次⾤油阶段，在地层⾥沉睡了亿万年的⽯油可以依靠天然能量摆脱覆盖在它们之上的重重障碍通过油井流到地⾯。
这种能量正是来源于覆盖在它们之上的岩⽯对其所处的地层和地层当中的流体所施加的重压。
在上覆地层的重压下，岩⽯和流体中集聚了⼤量的弹性能量。
当油层通过油井与地⾯连通后，井⼝是低压⽽井底是⾼压，在这个压差的作⽤下，上覆地层就像挤海绵⼀样将⽯油从油层挤到油井中并举升到地⾯。
随着原油及天然⽓的不断产出，油层岩⽯及地层中流体的体积逐渐扩展，弹性能量也逐渐释放，总有⼀天，当弹性能量不⾜以把流体举升上来时，地层中新的压⼒平衡慢慢建⽴起来，流体也不再流动，⼤量的⽯油会被滞留在地下。
就像弹簧被压缩⼀样，开始弹⼒很强，随着弹簧体积扩展，弹⼒越来越弱，最终失去弹⼒。
在⼆次⾤油阶段，⼈们通过向油层中注⽓或注⽔来提⾼油层压⼒，为地层中的岩⽯和流体补充弹性能量，使地层中岩⽯和流体新的压⼒平衡⽆法建⽴，地层流体可以始终流向油井，从⽽能够采出仅靠天然能量不能⾤出的⽯油。
但是，由于地层的⾮均质性，注⼈流体总是沿着阻⼒最⼩的途径流向油井，处于阻⼒相对较⼤的区域中的⽯油将不能被驱替出来。
即便是被注⼊流体驱替过的区域，也还有⼀定数量的⽯油由于岩⽯对⽯油的吸附作⽤⽽⽆法采出，这就像⽤清⽔冲洗不能去除⾐物上沾染的油污⼀样。
另外，有的原油在地下就像沥青⼀样，根本⽆法在地层这种多孔介质中流动，因此，⼆次采油⽅法提⾼原油采收率的能⼒是有限的。
在三次采油阶段，⼈们通过采⽤各种物理、化学⽅法改变原油的黏度和对岩⽯的吸附性，可以增加原油的流动能⼒，进⼀步提⾼原油采收率。
微乳液在化妆品及洗涤剂中的应用
微乳液在化妆品及洗涤剂中的应用——轻纺网企业新闻2008-4-7 0:00:00来源:中国国际美容网微乳液最早由Schulman和Hoar在1943年提出，它的理论和应用发展极为迅速，已经被广泛地应用于三次采油、洗涤去污、催化、化学反应介质和药物传递等领域中。
微乳液通常是由水、油与表面活性剂和中等链长醇混合，能自发地形成透明和半透明的分散体系，也可利用极性非离子表面活性剂在不加醇的条件下得到。
微乳液与普通乳状液相比，具有特殊的性质：界面张力小，通常为10~-5N/m—10~-9N/m胶束粒子很小，直径约为10nm—100nm 热力学更稳定，能够自发形成，不需要外界提供能量，经高速离心分离不发生分层现象外观透明或近乎透明。
1.微乳液的形成机理关于微乳液的自发形成，历史上提出了许多理论：如Schulman和Prince等的负界面张力理沦、Schulman与Bowcoff的双层膜理论、Bobbins等提出的几何排列理论及Winsor等发展的R比理论，在这些理论中以Winsor的R 比埋论更为完善。
R比理论从分子间相互作用出发，认为表面活性剂、助表面活性剂、水和油之间存在着相互作用，并定义为R=(Aco—Aoo—Aii)/(Acw—Aww—Ahh)。
式中Aco 和Acw分别为油、水与表面活性剂之间的内聚能，Aoo和Aww分别为油分子之间和水分子之间的内聚能，Aii为表面活性剂亲油基之间的内聚能，Aww为表面活性剂亲水基之间的内聚能。
微乳液体系中可以分为4个类型WinsorI、WinsorII、WinsorIII和WinsorⅣ。
WilsorI，R<1，是水包油型微乳液WinsorII,R>1，是油包水型微乳液WinsorⅢ是I和II的中间相，R=1，为中相微乳液，是双连续相结构。
其中WinsorI.WinsorⅡ、WinsorⅢ为三相体系，在加入合适表面活性剂时可以形成WirierⅣ，为单相体系，是WirierⅢ的特殊形式。
三次采油方法进展
三次采油方法进展一、三次采油简介通常把利用油层能量开采石油称为一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量开采石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，开采出更多的石油，称为三次采油。
又称提高采收率(EOR)方法。
提高石油采收率的方法很多，主要有以下一些：注表面活性剂；注聚合物稠化水；注碱水驱；注CO2驱；注碱加聚合物驱；注惰性气体驱；注烃类混相驱；火烧油层；注蒸汽驱等。
用微生物方法提高采收率也可归属三次采油，也有人称之为四次采油。
二、三次采油的内容目前，世界上已形成三次采油的四大技术系列，即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。
其中化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱及其复配的二元、三元复合驱、泡沫驱等；气驱包括CO2 混相/非混相驱、氮气驱、烃类气驱和烟道气驱等；热力驱包括蒸汽吞吐、热水驱、蒸汽驱和火烧油层等；微生物驱包括微生物调剖或微生物驱油等。
四大三次采油技术中，有的已形成工业化应用，有的正在开展先导性矿场试验，还有的还处于理论研究之中。
1 化学驱自20 世纪80 年代美国化学驱达到高峰以后的近20 多年内，化学驱在美国运用越来越少，但在中国却得到了成功应用。
中国的化学驱技术已代表世界先进水平。
中国聚合物驱技术于1996 年形成工业化应用。
“十五”期间大庆油田形成了以烷基苯磺酸盐为主剂的“碱+聚合物+表面活性剂”二元复合驱技术，胜利油田形成“聚合物+表面活性剂”的无碱二元复合驱技术。
目前，已开展“碱+聚合物+表面活性剂+天然气”泡沫复合驱室内研究和矿场试验。
化学驱油目前存在着 3 个不同的研究方向。
首先，从改善油水的流度比出发，除使原油降黏外，相应的办法是提高驱油剂的黏度，降低其流度，应用此原理开发了聚合物溶液、泡沫液等驱油法。
其次，从改善驱油剂的洗涤能力以及岩石的不利润湿性出发，开发了活性水驱油法。
再其次，就是介于前两种之间的化学驱油法，称为碱性水驱，利用碱性水与原油组分就地形成活性水剂而改善润湿性或就地使原油乳化。
微乳液在油气增产中的驱油机理浅析
1152022年4月上 第07期 总第379期油气、地矿、电力设备管理与技术China Science & Technology Overview1943年Hoar 和Schulman 意外发现了一种新的分散体系，并于1959年被正式命名为微乳液，自问世以来得到众多学者的关注和研究，人们对其性质、相态、驱替机理以及制备工艺等的认识也很快达到一个新的高度[1-2]。
经过不断的研究、钻研与创新，大幅度地推动了微乳液的发展，微乳液目前可广泛地应用于多个领域，包括医药、采油、日化品及环境保护等。
我国在微乳液方面的研究起步虽晚，但自1980后经过刻苦钻研，在基础理论研究和实际应用方面也取得了一些成绩[3]。
我国非常规油气资源占比较大，开采难度大，微乳液作为新兴增产助剂，具有广泛的应用前景。
1.微乳液的类型和特点1.1 类型微乳液是由油、水、表面活性剂、助表面活性剂以及盐五组分按一定比例混合而成的溶液体系。
5种组分中任意一种组分的性质或质量的改变都会影响微乳液组成。
表面活性剂有阴离子型、阳离子型、两相离子型以及非离子型。
类型不同、浓度不同的表面活性剂制备出来的微乳液的性质大不相同[4]。
助表面活性剂既溶于油相又溶于水相，使得助表面活性剂与表面活性剂相辅相成，能够很好地改善微乳液体系的性能。
常用的助表面活性剂有醇、醛、醚及其衍生物。
1.2 微乳液的相态和乳状液相比，微乳液是更为分散的体系，因而具有大界面和较高界面自由能。
这一性质使微乳液在驱油方面很有应用前景。
微乳液的相态很复杂，5种成分重点任意一种组分和浓度的变化都影响其相态的变化，而且它也没有通用的状态方程。
因此体系的相态是通过实验来的测定的，常以相图的形式来表示出来的。
微乳液以3种相态存在，它们是上相微乳液、上相微乳液和中相微乳液。
上相微乳液是指在配制微乳液的容器中上部生成了微乳液，其下部是过剩的水。
下相微乳液是容器下部是微乳液，上部是过剩油。
中相微乳液便是容器上部是过剩油，下部是过剩水，中部是微乳液[5-6]。
三次采油技术基础知识
聚合物粘度
是流体内部对流动产生的内摩擦阻力（流动难易程度），与聚合物分 子间的缠绕程度和分子间的相互作用有关。在流体力学中，粘度等于 切应力与剪切速率比值
•
Pa 1/s
[Pas]
t
剪切速率
Shear rate
[ ] •
d． dt
m s·m
（2）聚合物的阻力系数和滞留引起的残余阻力系数对驱油是否有负贡献？ 改变大孔道渗透率同时，如进入小孔道也会降低其渗透率，注聚前期应降低注 水量，留足压力空间，慢速注入高分子量聚合物使其自然选择水驱发育好的孔 道，从而避免进入小孔道。待压力升高至一定值时转注低分主段塞驱替
目录
一、三次驱油技术分类及目前现状 二、聚合物驱驱油技术
衡量聚合物溶液流动阻力的量值，聚合物溶液的粘度是 指聚合物分子内部的内摩擦力
聚合物分子量
是聚合物分子链上重复单元分子量与聚合度的乘积，代表分子尺寸大小。 聚合物是多分散体系，分子量代表平均分子量，油田通常采用粘均分子量
低
分
950－1200万
分子量类型
中
分
1200－1600万
高
分
1600－1900万
表活剂在界面上构成了具有一定强度的膜 ，膜强度决定乳状液的稳定
性
A
B
C
油相
相变
过渡层
水相
A:2000mg/LP+0.1%S+0.8%A B:2000mg/LP+0.2%S+1.0%A C:2000mg/LP+0.3%S+1.2%A
➢ 研究院研制出具有不同乳化能力的5种三元复合体系
➢ 分级标准：乳化稳定性、过渡层厚度、乳化粘度、乳化粒径
浅探二次采油与三次采油的结合关键技术
浅探二次采油与三次采油的结合关键技术二次采油与三次采油是相互补充的油藏提高采收率的方式。
二次采油主要是利用注水压制油藏，提高采油效率，但同时也会带来一些问题，如增加成本、降低采收率等。
三次采油则是通过注入一些化学剂或微生物菌种，改变油藏表面张力或油水相互作用力，从而使之降低粘度或提高渗透率，增加采收率。
本文将浅探一下二次采油与三次采油的结合关键技术。
1. 确定注入液的类型三次采油的注入液类型包括溶剂、表面活性剂、聚合物、微生物、润滑剂、低能量物质等。
需要根据油藏的特性、实验室实验结果以及现场试验结果来选择最适合的注入液类型，以达到最佳的采收率。
注入液的浓度和用量是决定三次采油最终效果的关键因素。
这需要在实验室中对不同浓度和用量的试验液进行试验，通过试验数据分析，得到最佳浓度和用量。
注入液的注入方式包括连续注入、间歇注入、环状注入等。
需要根据油藏特性、地质条件、射孔方式等因素来选择合适的注入方式。
同时，还需要根据实验室实验和现场试验结果来确定最佳注入方式。
4. 注入液与注水的选择与配比二次采油需要注水来压制油藏，而三次采油需要注入液来改进油水相互作用力，虽然这两种注入液的作用不同，但同样需要选择合适的注入液和注水类型，并且根据油藏情况和地质条件选择最佳的注入液和注水配比。
5. 适当提高注入液的温度和压力适当提高注入液的温度和压力，可以改变油水相互作用力，降低油的粘度，增加油藏的渗透率，从而提高采收率。
但需要注意，过高的温度和压力也会导致注入液与油藏产生副作用，损失部分注入液并降低采收率。
综上所述，二次采油与三次采油的结合可以提高采收率，但需要针对不同的油藏特性和地质条件选择最佳的注入液类型、浓度和用量、注入方式、注入液和注水配比等关键技术，以达到最佳的采收率。
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微乳液形成过程的自由能变化可分为三部分 ：界 面自由能，微滴间相互作用能以及体系内微滴分散 的熵贡献 微乳液的形成不需要外加功，是在体系 内各种成分达到匹配时而自发形成的 为了寻找这 种匹配关系，比较适用的方法有HLB法和盐度描法. 以及PIT（相转化温度）、ＣＥＲ（粘附能比）表 面活性剂在油相和界面相的分配等。
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影响微乳液结构的因素 主要包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性 , 以及温度、 pH值、电解质浓度、各组分的相 对比、油相的化学特性等。通过相图 ,各组 分的关系可以比校精确地确定 ,而且可以预 测微乳液的特征。
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微乳液的制备
微乳液常规制备方法有二种：一是把有机溶剂水乳 化剂混合均匀后向该乳状液中滴加助剂，在某一时 刻体系会突然间变得透明，这样就制得了微乳液， 这种方法称为 Schulman 法；另一种是把有机溶剂 助乳化剂混合为乳化体系，向该乳化液中加入水， 体系也会在瞬间变成透明，称为Shah法。
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谢谢观看！
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微乳液在三次采油中的应用
三次采油 通常的注水驱油法虽然可以提高采油 率 ,但由于地下沙岩的表面粘附了原油 ,不能为水 所湿润 ,故残油不易被水驱出 ,现在大约 30 %的 原油被 1 次和2 次采油采出 ,另外大约20 %的原 油必须通过 3 次采油采出。3 次采油中多采用微 乳液法 , 即按照适当的配方 ,加入表面活性剂和 部分高分子化合物再注入水进行驱油。表面活性剂 水溶液注入油井后 ,与原油形成双连续相微乳液 (中相微乳液) , 微乳液与过量的水和过量的油平 衡共存 ,两相间的界面张力达到超低 ,通常原油和 水之间的界面张力为 50 mN/ m , 形成微乳相后 , 其界面张力可以降低到 10 - 4到 10 - 5mN/ m 的 数值 ,明显地降低原油的粘度 ,增加其流动性 ,使 残留于岩石中的原油流入油井 ,从而增加原油的采 出率 ,达到深化采油的目的。
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国外三次采油应用现状 及发展趋势
世界三次采油技术现状 目前，世界上已形成三次采油的四大技术系列， 即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。其中化学驱 包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱及其复配的二 元、三元复合驱、泡沫驱等；气驱包括混相/非混 相驱、氮气驱、烃类气驱和烟道气驱等；热力驱包 括蒸汽吞吐、热水驱、蒸汽驱和火烧油层等；微生 物驱包括微生物调剖或微生物驱油等。四大三次采 油技术中，有的已形成工业化应用，有的正在开展 先导性矿场试验，还有的还处于理论研究之中。
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2007年底世界三次采油项目数和 产量所占比例见图1和图2
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当前现状
我国在三次采油提高采收率技术方面急需解决的问 题：一是加强提高采收率新技术的基础理论研究。 主要课题包括改善注水采油技术提高采收率机理研 究、化学驱油技术科学基础研究、油气藏流体变组 分及变相态开发原理研究、稠油开采新技术科学基 础研究、微生物驱油技术科学原理研究。二是开发 新型提高采收率驱替剂。目前剩余储量大都集中在 高含水、低渗透、稠油、高温高盐油藏、非均质极 强的碳酸盐岩缝洞油藏等开采难度较大的地方,现 有驱替剂已无法满足进一步提高采收率需求。三是 开发高效提高采收率的集成技术。针对复杂的油藏， 每一项提高采收率技术都有其应用的局限性，结合 不同技术的优势，研究高效集成技术，是提高采收 率又一个新的发展方向。
——匿名
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概述Байду номын сангаас
微乳液自 1943 年由 Hour 和 Schulman 发现 以来 ,其理论和应用研究取得了很大进展 ,20 世 纪 70 年代发生世界石油危机后 ,由于微乳体系在 3 次采油技术中显示出巨大潜力而迎来了发展高潮。 特别是 20 世纪 90 年代以来 ,微乳液的应用领域 迅速拓展 ,除了 3 次采油技术外 ,目前已渗透到 日用化工、精细化工、材料科学、生物技术、环境 科学、分析化学等领域 ,成为当今国际上热门的具 有巨大潜力的研究领域。
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微乳液
微乳液是指外观为透明或半透明 ,粒径在 10～200 nm之间 ,具有超低界面张力 ,热力学稳定的乳状液。 它由水、油、表面活性剂和助剂组成 ,能自发形成。 微乳液分为 W/ O 型 O/ W 型和双连续型 3 种结 构 ,W/ O 型微乳液由油连续相、水核及表面活性 剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成。O/ W型 微乳液的结构则由水连续相、油核及表面活性剂与 助表面活性剂组成的界面膜三相构成 ,双连续相结 构具有 W/ O 和 O/ W 两种结构的综合特性 ,但其 中水相和油相均不是球状 ,而是类似于水管在油相 中形成的网络。
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微乳液的特点及应用
微乳液的特点 由于聚合物微乳液有其独到的特点 ： 1）可得到粒径在 20~50nm之间热力学稳定的胶乳； 2）微乳液聚合物颗粒为 寡链高分子； 3）微乳液聚合物的形态和结构都相当规整， 研究结果表明，可通过调节微乳体系的结构制得孔大小均匀 的多孔性聚合物； 4）良好的附着力，良好的耐溶剂性、耐 侯性； 5）微乳液聚合物具有较低的密度和较高的玻璃化温 度； 6）聚合物微乳液润湿性好、渗透性好 成膜性优异； 7）表面张力小，有极好的光泽性、黏合性、渗透性、润滑 性、流平性和流变性，可渗入到极细微的凹凸图纹、微细毛 孔道中和几何形状异常复杂的机体表面。
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微乳液的应用
三次采油 纳米材料的制备 有机化学反应 催化领域 微乳液聚合 分离过程 节能与环保
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三次采油
三次采油（EOR）技术是一项能够利用物理、化学 和生物等新技术提高原油采收率的重要油田开发技 术。所谓三次采油，是对比一次采油、二次采油而 言的。通俗地讲，在石油开采初期，只是利用地层 的天然能量开采石油，称为一次采油，其采收率仅 为10% 左右。通过向地层补充能量来开采石油的方 法，如注水、注气等，称为二次采油。目前世界上 已有大量油田采用二次采油方法，但采收率一般也 只能达到 25% 到40% 左右。三次采油，则是利用 物理、化学和生物等手段，继续开采地下剩余的石 油，以此提高原油采收率的方法。