表面活性剂在油田上应用进展
表面活性剂在石油开采中的应用
表面活性剂在石油开采中的应用摘要：随着人们对石油的需求量日益增加以及石油储量的逐渐减少，三次采油越来越受到重视。
表面活性剂驱是化学驱的一种，它可以通过降低油水界面张力，提高洗油效率来达到提高油田采收率的目的。
驱油用表面活性剂可分为非离子型和离子型，为了增强表面活性剂的性能，科学工作者研究了一系列新型表面活性剂，如非离子-阴离子表面活性剂、氟表面活性剂、双子表面活性剂、生物表面活性剂等。
这些新型表面活性剂不仅具有良好的表面活性，还具有耐温抗盐等性能。
目前，表面活性剂还存在合成工艺复杂、成本高、应用不足等问题。
为解决这些问题，需对表面活性剂分子结构进行改进，或将其与碱、聚合物复配，成为一种很有潜力的驱油方式。
关键字：表面活性剂；三次采油；研究现状；发展前景1.前言随着人们对石油的需求量日益增加以及石油储量的逐渐减少，提高油田采收率变得越来越重要。
经过一次采油（依靠地层的自然能量出油）和二次采油（采用注水、注气技术以补充油藏能量出油）之后，油藏中的残余油量仍达50%以上，因此，三次采油技术得到广泛研究。
三次采油是指依靠其他物理、化学或者生物方法开采困在储层空隙中的不连续分布的剩余油的方法，它可分为热力驱、混相驱、化学驱和微生物采油四种类型[1]。
目前，我国常使用化学驱来提高油田采收率，化学驱包括碱驱、聚合物驱、表面活性驱和复合驱。
使用化学驱时，需考虑地层水矿化度、原油PH值和粘度、储层温度和非均质性等多种因素[2]。
在化学驱油剂中，表面活性剂因具有独特的表面活性，无论作为主剂还是助剂都成为了一种很有潜力的驱油方式，受到研究者的重视。
将表面活性剂应用于石油开采中可追溯到20世纪20-30年代。
1927年，Uren 和Fahry指出驱油效率与油-水界面张力成反比，但由于理论和实验条件的限制，并没有进行足够的研究。
1929年，De Groot[3]提出木质素磺酸盐型表面活性剂有助于提高石油采收率，1958年，Holbrook[4]提出用脂肪酸盐等表面活性剂降低界面张力，提高原油采收率，由此产生了低张力表面活性剂驱油方法。
生物表面活性剂在油田中的应用
生物表面活性剂在油田中的应用生物表面活性剂是指有严格的亲水基团和疏水基团、由微生物产生的化学物质。
这种微生物生长在水不溶的物质中并以它为食物源,适应环境并产生这些物质。
它们能吸收、乳化、润湿、分散、溶解水不溶的物质。
生物表面活性剂在工业上有很大的用途,可用于油的开采、油管套清洗、纺织工业、制药业、化妆品、家用清洁剂、造纸业、陶瓷和金属工业。
然而最有前景的应用是用于清理污染的油罐、油轴的清洗、重油的运移、提高采收率、在污泥中和被碳、重金属离子和其他污染剂污染的区域采取生物补救措施开采原油。
已经证明生物表面活性剂是微生物采油的重要机理。
1 生物表面活性剂的特点生物表面活性剂和化学表面活性剂一样具有驱油能力,而且生物表面活性剂还具有如下特点:(1)水溶性好,在油-水界面有高的表面活性。
(2)在含油岩石表面润湿性好,能剥落油膜,分散原油,具有很强的乳化原油的能力。
(3)固体吸附量小。
(4)反应的产物均一,可引进新类型的化学基团,其中有些基团是化学方法难以合成的。
(5)生物表面活性剂无毒、安全。
(6)生物表面活性剂生产工艺简单,在常温、常压下即可发生反应。
若用化学生产条件极为复杂,有些需要苛刻的条件,如高温、高压。
研究表明,生物表面活性剂的驱油效率比人工合成的表面活性剂的驱油效率高3.5倍～8倍,而价格却为人工合成的表面活性剂的30%。
许多国家已经把产生生物表面活性剂的微生物采油作为长期开采油田项目的一部分。
2筛选产生生物表面活性剂的菌种菌种生长在水不溶的物质中,如石油烃、聚苯乙烯、橄榄油、煤油、甲苯、凡士林、二甲苯,并以它们为食物源。
提高采收率的生物表面活性剂,多数是从被原油污染的土壤、海水、地表废水中分离出来的。
这些微生物能有效地降解脂肪族和芳香族的烃类化合物,它们利用这些化合物,在微生物细胞和烃接触的界面上产生生物表面活性剂。
3生物表面活性剂的类型目前,生物表面活性剂主要有4类:糖脂类、磷脂类、脂蛋白或缩氨酸脂和聚合物类。
表面活性剂在油田开发和生产中的应用
ＲＯ（Ｈ－Ｈ０ｍ ＨＣ ２）ＲＳ ３ －－ ２ －） Ｃ ２Ｈ０ －＇ Ｍ Ｃ Ｃ （ Ｏ ｝
Ｃ Ｈ３
２ 堵水剂 ． ２
油井堵水是为了 在油井中控制水的产出。堵水剂 是一种用于封堵油层的大孔道或裂缝，以减少油井产 水的药品。 用表面活性剂配成的堵水剂有下列几种： （ 由水、 １ ）泡沫型 气和起泡剂配成。它在地层 通过Ｊ ｉ效应 （ ａｎ ｍ 气泡或液珠通过地层孔隙喉道时， 形成两个弯月面产生的附加压力，而阻止流体通过） 封堵高渗透层或裂缝。 起泡剂有石油磺酸盐， 为了 提 高泡沫稳定性，可加 ６ １ ５ 作为稳泡剂或者水溶性高 ０ 分子 （ 如趁甲 基纤维素） 聚乙烯醉、 ， 聚乙烯毗咯烷 酮等也可提高泡沫稳定性。 （） ２ 乳状液型 由 水、 油和乳化剂配成。这种乳状液液滴也可产 生Ｊ ｉ效应， ａｎ ｍ 起到封堵高渗透层，防止水的渗出。
』、 ｌ ｅｓ Ｈ ３ｌ Ｊ Ｊ ｅｓ
Ｎ －（Ｈ Ｈ Ｃ２
ＣＨ ，
由于含 氟表面活性剂可使原油和水界面张力下降 到十几个 － ／ ， Ｎｍ （）润湿反转剂 ５
酸化处理主要用于油井，酸液中的缓蚀剂在油井
过程中的指进现象。
目 发现烷基芳基磺酸盐， 一 前已 ａ 烯基磺酸盐和 二烷基磺酸盐等都有极好的起泡作用， 且在２０ ０℃时
表面活性剂在油田开发和生产中的应用
李干佐
（ 山东大学化学与化Ｉ学院．山东 济南 ７ １ ） ３０ ００
２ 世纪我国表面活性剂和洗涤剂工业，面临着 １ 一个挑战和机遇并存时期， 产品结构的调整， 产品的 创新和工艺的改进是进人市场的先驱。在我国， 表面 活性剂大部分用于洗涤剂行业， 但是在国外， 表面活 性剂用于工业占４ ％左右。 ０ 据统计， 欧洲从 １ ４ ９ 年 ９ 至 １ ７ 洗涤剂产量增加了４５％， ９ 年， ９ ． 而工业用表 面活性剂产量增加了 １． １ ４％，反映表面活性剂在工 业中的应用有更大的发展趋势。 石油是工业的 “ 血液” 是国民 ， 经济发展的 命脉。 石油生产可分成钻井，采油和集输三个过程。在这些 生产过程中， 经常用到表面活性剂去解决存在的问 题。 在这里作个介绍，以 便我国 表面活性剂行业的 领 导去策划、 研究和开阔无限的市场。 １ 钻井过程中 使用的表面活性荆 钻井液是指钻井过程中使用的工作流体。通常使 用水基钻井液 （ 又称泥浆） 它由膨润土， ， 水和处理 剂组成。 ｏｅ Ｍｏ 指出 “ ｒ 所有钻井中的复杂问题都与泥 浆有关，泥浆可称为钻井工作的心脏” 。为此，提高 钻井速度， 防止井壁坍塌，即 钻井液的发展对处理剂 提出了 新的 要求。按美国石油学会 （Ｐ ＡＩ ）把钻井使 用处理剂分成十六大类：例如，碱度控制剂、杀菌 剂、 消泡剂、 乳化剂、 润滑剂、絮凝剂、 降失水剂、 泡沫剂、 堵漏剂、 页岩控制剂、表面活性剂、 增钻 剂、 除钙剂、 加重剂、腐蚀抑制剂和稀释分散剂等。 其中除碱度控制剂、 堵漏材料、除钙剂、 加重剂以 外， 其他均与表面活性剂有关。 １ 钻井液起泡剂 ． １ 在水井钻井液中加人起泡剂并通人气体， 可配成 泡沫洗井液。这种泥浆具有摩阻低， 携带岩屑能力 强， 对低压油气层有保护作用等特点。通常应用的 起 泡剂有烷基苯磺酸钠、。 烯烃磺酸盐、 一 烷基醇聚氧
表面活性剂在三次采油中的应用前景及发展趋势
表面活性剂在三次采油中的应用前景及发展趋势摘要：介绍了常规的三次采油技术手段，如碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱等，并对各种技术手段的现状以及优缺点进行了总结。
并对双子表面活性剂的研究进行了重点介绍。
对三次采油技术将来的发展方向做了简要的讨论。
关键词：三次采油表面活性剂耐温抗盐双子表面活性剂引言石油资源是一种重要的战略资源，对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。
然而它并不是取之不尽，用之不竭的，随着勘探开发程度的加深，开采难度会逐步加大，因此提高石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个工业界普遍关心的问题。
三次采油技术是中国近十年来发展起来的一项高新技术。
一、三次采油的简介在世纪年代以前，油田开发主要是依靠油层原始能量进行自喷开采，一般采收率仅为5%～10%，我们称之为一次采油。
随着渗理论的发展，达西定律被应用于流体在多孔介质中的渗流，表明油井产量与压力梯度成正比关系。
这使人们认识到一次采油造成原油采收率低的主要原因是油层能量的衰竭，从而提出了以人工注水气的方法，来增补油层能量，保持油层压力开发油田的二次采油方法。
这是当今世界油田的主要开发方式是一次油田开发技术上的飞跃，但二次采油后仍有一剩余残留在地下采不出来。
国内外石油工作者进行了大量研究工作，逐步认识到制约二次原油采收率提高的因素，进而提出了新的三次采油方法。
二、三次采油的分类三次采油提高原油采收率的方法主要分为化学法、混相法、热力法和微生物法等。
根据作用原理的不同，化学法又可以进一步分为碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱以及在此基础上发展出来的碱一聚合物复合驱、碱一表面活性剂一聚合物复合驱或表面活性剂一碱一聚合物复合驱。
根据混相剂的不同，混相法分为溶剂混相驱、烃混相驱、CO2、混相驱、N2混相驱以及其他惰性气体混相驱。
在这些混相剂未达到混相压力之前为非混相气驱，近年来又开发出了气一水交替驱。
热力法包括蒸汽驱、火烧油层等。
三、碱驱碱驱油技术是三次采油技术中研究应用最早的。
生物表面活性剂在石油工业中的应用及发展趋势
生物表面活性剂在石油工业中的应用及发展趋势生物表面活性剂在石油工业中的应用优势生物表面活性剂具有很多优点：①结构更多样、可以用于特殊领域；②表面活性乳化更强；③可生物降解、无毒或低毒，对环境不造成污染；④生产工艺简单、施工简单，可以从工业废物中生产，有利于环境治理；⑤通过微小孔隙能力强、不堵地层，在极端温度、pH值、盐浓度下具有很好的选择性和专一性；⑥耐盐性好，不结垢，保护地层。
因此，可以适用于超微孔隙、超低渗、连通性差、常规注水见效差、含蜡量高、温度过低／过高、矿化度高的地层进行作用.在石油开采驱油工艺中的应用现阶段大多数油田已经进入二次驱油的中后期，地下剩余原油仍有大约50％以上，所以提高采收率是当今石油工业的重要研究领域。
微生物采油可以提高采油率，在油田上得到了很好的发展和利用。
大庆油田在萨北开发区小井距试验区开展生物表面活性剂先导性矿场试中，全区提高采油率16.64％，中心井提高采收率23.24％；在头台油田选取了头台油田用一个五点法小型井网作为微生物驱油先导矿场试验区。
采收率提高为51％一8l％。
新疆克拉玛依油田选育出对稠油具有显著降黏作用的微生物菌种，对稠油的降黏率可达70％．能够降解稠油中的非烃和长链饱和烃，并首次在克拉玛依油田进行了6口井的微生物吞吐开采稠油矿场试验，累计增油865t。
在甘肃工区油井，采用生物表面活性剂强化水驱。
注人生物表面活性剂8t，其中留62-72井组平均日增油20t。
留62-75井组平均日增油12t。
青海油田地层水中分离培养出4株微生物菌种均能适应青海油田温度及高矿化度地质环境。
在2口井的现场试验证明，微生物采油具有良好的提高石油采收率的效果和清蜡减阻效果。
另外，在文留油田、河南油田、百口泉采油厂、新北油田、徐家围子低渗透油田等也都进行了相关的研究。
在油井清防蜡技术中的应用三次驱油开采出原油含有较多石蜡和沥青质，这些高分子物质在油井和输油管道中沉积，给原油开采和集输造成很大问题，大多数油田采用加热或添加化学除蜡荆的方法来解决。
油田用表面活性剂的现状及发展趋势
等品种较少， 且大多数为复配型产品，
改进、 降粘和清防蜡目的的表面活性剂
流动 泥分散剂SAF(磺化丙酮甲 醛缩聚物)， 由于不同性质的原油对用作降凝、
量相对较少， 但其技术含量相对较高， 胶接增强剂等也均呈现出良好的发展 其用量约 占油 田用 表面 活性剂总量 势头， 并形成了专用的油并水泥外加 剂， 目前已经发展到 11 类 200 多个品 的 1/3 ，这两类化学品在油田用表面 活性剂中占有重要的位置。 种， 年用量数千吨。 目前世界钻井液处理剂的研究， (2)采油用表面活性剂。与钻井用
田得到推广应用， 并形成了一系列的 聚合醇钻井液体系。此外，甲基葡萄
糖酸贰、 甘油基钻井液也在现场应用
中取得良好的效果， 表现出良好的应 用前景， 也促进了钻并液用表面活性 剂的发展。目前，我国钻井液处理剂
外， 其他用途的品种也较多， 其中最多 的是胺类〔 有机伯、 叔、 仲、 季酞胺或其
复配物)， 4 琳及其衍生物也是一类 咪R4 用量较多的有机缓蚀剂。
江苏化工市场七 日讯
按照油田化学品的分类方法， 根
据用途可将油 田用表面活性剂分为 钻井用表面活性剂、 油气开采用表面 活性剂、 提高采收率表面活性剂、 油气 集输用表面活性剂和水处理用表面 活性剂等。
1 油 田表面活性剂现状
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已经发展到 18 类， 上千个品种， 年消 耗量近 30 万 to
与固并质量、抽气层保护密切相关的
油井水泥降滤失剂 、 促凝剂 、 缓凝剂和
用始于20 世纪 60 年代，目前已有 14 类、 数百个产品。 其中， 原油破乳剂用量 最大， 年需约 2 万t。 我国针对不同油田 研制了适用的破乳剂产品， 不少品种已 经达到20 世纪90 年代国际水平;而降
表面活性剂在大庆油田应用
一、前言石油作为世界性的主要能源，在以后几十余年仍保持在能源构成中的领先地位。
油田的早期开采主要是依靠自然能量，称为一次采油，其采收率只有15%工右。
本世纪30年代至40年代开始推广补充油藏能量的注水、注气技术为主的二次采油，使石油的采收率提高到40~50%，但仍有大量的石油遗留在油藏中，为了更好地采出这部分石油，又发展了以改变原油与驱油工作剂之间的界面张力和扩大波及体积为主的三次采油（EOR）技术。
在石油技术中应用表面活性剂采油的研究起始于三十年代初，至今已有60多年的历史。
六十多年来，无论理论和实践上都获得了很大的发展。
目前，基本上形成了以下几种注入体系。
1.活性水驱。
2.胶束溶液驱。
3.低界面张力体系采油。
4.三元复合驱。
其中三元复合驱（碱+聚合物+表面活性剂）是在本世纪八十年代才发展起来的一种提高采收率的新方法，由于这种方法在大幅度降低表面活必剂用量的情况下仍能获得较高的驱油效率。
因此，它有可能成为在经济和技术上都成功的提高采收率的新技术。
为此，我们在“八五”期间作为国家重点攻关项目，对这一方法进行了系统地研究。
通过对表活剂的筛选，得到了适合大庆油田条件的ASP驱油体系配方。
一九九四底进行了两个先导性ASP驱矿场试验，并初见成效。
渴望为大庆油田在高含水后期稳产到2000年发挥巨大的作用。
油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油块被圈闭在油藏岩石孔隙中，作用于油珠上的两个主要力即粘滞力和毛细管力。
如使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高了驱油效率。
为此提出对活性剂选择的标准：（1）低界面张力；（2）低吸附量；（3）良好的配伍性；（4）价廉，本文根据此标准优先选用阴离子和非离子表面活性剂进行了研究，并取得了较好的结果。
二、实验技术1.化学试剂（1）表面活性剂；（2）碱；（3）脱气原油2.实验方法所有实验均在大庆油田实际条件下完成，即平均地层水矿化度4456mmp，地层平均温度45℃和使用大庆脱气原油条件进行。
表面活性剂在油田中的应用与创新
表面活性剂在油田中的应用与创新摘要：本文从表面活性剂在油田钻井中的应用、在油田开采中的应用、在油气集输中的应用以及在油田水处理中的应用这四个方面分析了表面活性剂在油田中的应用现状，并在此基础对油田用表面活性剂的创新与发展进行了研究。
关键词：油田表面活性剂应用一、油田中应用的表面活性剂现状分析（一）表面活性剂在油田钻井中的应用在油田开采过程中，钻井是较为重要的环节之一，其直接关系到油田的开采效率，而钻井液又被称为钻井的血液，钻井过程中若失去钻井液的循环，钻井工作则无法进行。
与此同时，不同地区的岩层特点对钻井液的要求也不同，这在一定程度上导致了钻井过程中使用的表面活性剂种类较多，并且用量也相对较大，主要包括钻井液处理剂以及油井水泥外加剂等等，其用量约占油田用表面活性剂总量的60%左右。
由此可见，这类表面活性剂在油田开采中具有非常重要的作用。
现阶段，美国、俄罗斯和中国对钻井液处理剂的研究较为深入，如美国主要将研究的重点放在各种新型聚合物材料上，而俄罗斯则将研究的重点放在材料的廉价性方面。
我国的研究重点包括两个方面，一方面是传统原材料的利用，另一方面是新型合成聚合物。
自上个世纪90年开始，各种新型钻井液处理剂相继问世，其中以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸最具代表性，其属于多元共聚物。
同时，降滤失剂、降粘稠剂以及润滑剂等产品也都有了突破性的研究进展。
尤其是最近几年，聚合醇表面活性剂在国内大量油田中获得了推广应用，由此形成了一系列的聚合醇钻井液体系，这给油田钻井效率的提高带来了极大的帮助。
除此之外，甘油基钻井液以及甲基葡萄糖酸甙钻井液也都在油田钻井中取得了一定的效果，应用前景一片光明。
（二）表面活性剂在油田开采中的应用油田开采过程中使用的表面活性剂虽然从品种和数量上不及钻井用的表面活性剂，但从技术层面上，这类表面活性剂的技术含量较高，用量约占表面活性剂总用量的33.3%左右，其在油田开采的重要作用也不容忽视，尤其是一些酸化及压裂用的表面活性剂产品。
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摘 要 :表面活性剂在油 、气开发与开采中获得了日益广泛的应用 ,本文着重介绍一些包括绿色 环保型 、自组型 、反应型 、双烃链型等新型表面活性剂的开发及其在调节润湿性和控制天然气水 合物方面的应用 ,新型表面活性剂的开发也为有机合成和表面与胶体化学提供了日益广阔用武 之地 。 关键词 :表面活性剂 ; 绿色环保型 ; 反应型 ; 双烃链型 ; 自组型 中图分类号 : TE39 文献标识码 : A
天然气水合物是一种如图 2 所示的笼形包合 物 ,水分子通过氢键构成笼形晶格 ,气体分子靠范 得华引力充填于晶格孔隙之中 。天然气在在开采 和输送过程中 ,由于高压和低温条件 ,容易形成水 合物堵塞管道 ,有碍正常生产 ;天然气可以水合物 形式储存和运输 。
季胺盐 ,甜菜碱和 span等表面活性剂 ,它们的 极性基吸附于水合物表面 ,烃链伸入油相 ,使水合 物悬浮于油中 ,随油一起流动 ,并由于使油管或输 气管线壁面疏水 ,水合物不易成核和生长 ,而不堵 塞管道 [ 17 ] 。一些磺酸岩或硫酸盐型阴离子表面活 性剂可通过降低水的界面张力 ,加快传质 ,促进水 合物生成 [ 18 ] ,有助于以水合物形式储存天然气 。
图 2 气体水合物结构示意图
3 结语
随着现代科学技术的进步 ,表面活性剂的种类 日益增加 ,应用范围不断扩大 。表面活性剂在油田 上的应用进展尤为突出 ,环保型 、反应型 、自组型和 双烃链型表面活性剂的开发及其在调节润湿性和 控制天然气水合物方面的应用 ,极大地促进了石油 工业的飞速发展 ,也为有机合成和表面与胶体化学 提供了日益广阔用武之地 。
双头 双 烃 链 型 表 面 活 性 剂 即 双 子 (双 星 座 Gem ini)型表面活性剂 ,其结构式为亲油基团 - 亲 水基团 - 联结基团 - 亲水基团 - 亲油基团 ,或写作 “—O =O —”,其中“ = ”表示联结基团 [ 12 ] 。例如一 种双阳离子 (季铵盐型 ) 表面活性剂的结构式为
[ 5 ]Nasr - El - D in H A. A l - Mobammad A M. A l - Shurei. Restoring the injectivity of disporal well using a vicroelastic surfactant based acid. JPSE. 2006, 54 ( 1 2) : 10 - 24.
第 4卷第 2期
何志刚 :表面活性剂在油田上应用进展
蠕状胶束 ,并相互缠绕形成网络结构 ,像线性高分 子聚合物那样 ,使溶液具有粘弹性 。它与线性高分 子聚合物不同之处在于 ,它是一平衡体系 ,溶液结 构及其性质随溶液组成 、温度和切力的变化关系是 可逆的 ;线性高分子聚合物在热或切力的作用下产 生不可逆降解 [ 3 ] 。
表面活性剂不但因在界面上定向吸附 ,而具有 起泡 、消泡 、乳化 。破乳 、胶溶 ,絮凝 ,润湿 、反润湿 、 抗静电以及杀菌等功能 ,在油田上获得了广泛的应 用 ,而且发现在溶液内部可通过自聚形成各种形式 的如胶束 、反胶束 、囊泡和液晶等分子有序组合体 , 在油田上的应用范围日益扩大 [ 3 - 10 ] 。某些离子表 面活性剂在某些反离子基团存在时 ,可在水中形成
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σ或调节润湿性 (使接触角 θ趋于 90°)抑制水锁效
应 。氟或硅表面活性剂兼有这两种功能 。已成功
地用于抑制气井水锁 [ 13 ] 。
油 、气储层的润湿性决定了油 、气 、水在储层中
的分布 ,对油 、气开采具有重要的影响 。一般认为 , 油润湿储层水驱油效率最差 ,水润湿次之 ,中间润 湿最佳 。阳离子表面活性剂 (季铵或铵 )可通过吸 附于砂岩表面 ,使水润湿成为中间润湿 [ 14 ] ,还可通 过结合吸附在碳酸盐岩表面上带负电荷的物质 ,使 油润湿成为中间润湿 [ 15 ]提高驱油效率 ,阴离子表 面活性剂 (如十二烷基苯磺酸钠 )可通过分散沉积
收稿日期 : 2008 - 04 - 17 作者简介 :何志刚 (1968 - ) ,男 ,湖北武穴人 , 1992年毕业于新疆工学院化工系化学工程专业 ,工程师 。
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表面活性剂在油 、气开发与开采中获得了日益 广泛的应用 ,已有不少论著涉及 ,本文着重介绍一 些新型表面活性剂和在油田上的一些最新的应用 进展
1 新型表面活性剂
1. 1 环保型表面活性剂 葡萄糖和脂肪醇反应得到的烷基糖苷是一类
新型环保型表面活性剂 ,结构式如下
式中烷基碳原子数小于 10时为水溶性 ,等于 12 14时为油溶性 。因其表面活性高 、去污能力强 、对
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新疆石油天然气
2008年
在砂 岩 表 面 上 的 沥 青 质 [16 ] , 均 有 助 于 提 高 驱 油 效率 。 2. 2 控制天然气水合物
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2 新的应用领域
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 1 调节润湿性
在油 、气开开发过程中 ,由于钻井液 、完井液 、
固井液及酸化压裂液等外来流体难以有效排除 ,使
近井地带含水饱和度增加 ,油 、气相渗透率降低的
现象 ,谓之水锁效应 。水锁效应源于高的毛管压
力 PC
PC
= 2σco sθ
r
可以加入表面活性剂通过降低油 (气 ) /水界面张力
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皮肤刺激性小 、不污染环境和属于可再生资源 ,近 年来在洗涤 、化妆 、食品和医药工业上获得了日益 广泛的应用 。甲基糖苷水溶液在稳定页岩 、润滑和 降失水性能方面可与油基泥浆比美 ,堪称环保型钻 井液 [ 1 ] 。 1. 2 反应型表面活性剂
反应型表面活性剂可在使用过程中发生变化 , 人们发现有这样一类表面活性剂 [ 2 ] ,它在碱性环境 中为油包水乳化剂 ,酸性环境中为水包油乳化剂 , 如图 1所示 。可应用此性质作成一种油包水型钻 井液 ,作业完成后将其酸化转变为水包型油乳状 液 ,从而克服了油包水型钻井液使用后难以清除的 缺点 。 1. 3 自组型表面活性剂
图 1 胶束网络结构 粘弹性表面活性剂水溶液可作为无聚合物压 裂液 ,因其遇到原油可自动破胶 ,不会留下残渣污 染地层 ,所以也叫做清洁压裂液 [ 4 ] 。粘弹性表面活 性剂在强酸中粘度不高 ,易于注入 ;酸与碳酸盐矿 物反应时溶液 pH值上升 ,粘度增加 ,有助于抑制滤 失 ;作业完成后在高浓度钙离子作用下和与原油相 遇时粘度下降 ,有助于反排 。人们将含有粘弹性表 面活性剂的这种酸化液叫做变粘酸 [ 5 ] 。粘弹性表 面活性剂遇到天然气难以破胶 ,可加入某些表面活 性剂或聚合 物使 之变 为低 粘度 的球 状胶 束而 破 胶 [ 7, 8 ] ;破胶后不会像聚合物压裂液那样产生残渣 , 仍然比聚合物压裂液优越 。早期粘弹性表面活性 剂大多为阳离子型 ,不但价格偏高 ,而且容易吸附 在带负电荷的砂岩储层中使之亲油 ,降低原油的有 效渗透 率 ; 促 使 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 压 裂 液 问 世 [ 8 ] 。有人提出在聚电解质存在时 ,表面活性剂形 成的囊泡同样具有很高的粘弹性 ,而且对温度不敏 感 ,可代替蠕状胶束在油田上应用 [ 9 ] 。实验表明 , 用六角形液晶驱油 ,可在水驱基础上提高采收率 22. 2% [ 10 ] 。 1. 4 双烃链型表面活性剂 双 烃 链 型 表 面 活 性 剂 ( Double chained su rfac tan t)可分为单头双烃链型和双头双烃链型表 面活性. 单头双烃链型表面活性剂又叫做衣架型表 面活性剂 ,分子中含有一个头基和两个烃链. 其中 阴离子型如二烷基硫酸钠和二烷基磺酸钠 (二烷基 琥泊酸钠 ). 阳离子型如双烷基三甲基氯化铵. 此类 表面活性剂可通过减小表面曲率 ,无需助表面活性 剂即可形成微乳液 [ 11 ] 。