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文档简介

表面活性剂在石油开采上的应用,课题名称:胶体与界面化学 指导老师:王继勇 化工1002班第二组 小组成员:祝超 段晓娟 周静 黄辉 邹尚 樊烨飞 巩彦强 杜震昊 余博洋 陈豪,提纲,*表面活性剂在石油开采上的应用发展 *石油开采对表面活性剂的要求 *石油开采所用表面活性剂种类 *表面活性剂在石油开采上的应用及原理 *表面活性剂在石油开采上应用的研究方向,表面活性剂在石油开采上的应用发展,表面活性剂在工业上的应用始于1800年,1880年JohnF.Carll得出注水驱油的结论,二次大战期间美国采用注水驱油法以来,表面活性剂在油田得到了实际的应用。 随着石油化学工业的发展和石油勘探难度的加深,推动了表面活性剂在油田化学中的应用,现在阴、阳、非离子和两性表面活性剂的各种产品广泛应用于石油开采各个过程。 表面活性剂数由80年的99种增至83年的167种,其中发展最快的是分散解卡剂。 在国外,随着石油的深度开采出现了新的三次采油技术,强化采油技术(EOR)。始于1960年代,经二十年的开发发展,其中聚合物驱油法已实现工业化,表面活性剂驱油法已在工业试验中。,石油开采对表面活性剂的要求,目前化学驱用表面活性剂的发展已经成为三次采油(EOR)提高采收率的 主要方法。 下面为化学驱用表面活性剂应具备的条件: (1)在油水界面上的表面活性高,使油-水界面张力降低,具有适宜的溶解度、浊点、pH值,降低岩层对原油的吸附性。 (2)在岩石表面上的被吸附量要小。 (3)在地层介质中应有较大的扩散速度。 (4)当在水中浓度较低时,应有较强的驱油能力。 (5)应具有能阻止其他化学剂副反应发生的能力。 (6)注水用表面活性剂应考虑到它与地层矿物组分、地层水注入水成分、地层温度以及油藏的枯竭程度等的相互关系。 (7) 具有抗地层高温、高盐浓度的能力。 (8)具有较高的经济价值,投入产出比具备优势。,石油开采用表面活性剂种类,非离子表面活性剂:常用品种有脂肪醇系聚氧乙烯醚、烷基酚系聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯酯等。优点是抗盐能力强,临界胶束浓度低,但浊点低,不能用于超过其浊点的地层。目前通过改性,使其既具有以上优点的同时浊点很高,抗盐能力更强,适用于高盐高温地层。 阴离子表面活性剂:常用品种有石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐等。优点是浊点很高,在砂岩表面上吸附量少,但抗盐能力差,临界胶束浓度较高。 其他表面活性剂和药剂: 阳离子表面活性剂,因其易被地层吸附或产生沉淀,故降低油水界面张力的能力差,一般不适用配制二次或三次采油的胶束。 在某些特定的条件下可使用季铵两性表面活性剂、季铵磺酸盐等。 常用的其他药剂有:水溶性高分子聚合物(如聚丙酰胺)、低碳脂肪醇等。,表面活性剂在石油开采上的应用及原理,作用原理: 注水采油后,还约有三分之二的原油滞留在油层中,由于毛管力的作 用,部分油陷留在较细的毛管孔道中,要把这部分油驱替出来,单靠增 加压差是很难办到的。油水界面张力约为30 mN/m,计算表明驱动所需 的压差一般为9.81 MPa,而注水时压差仅为(196.13392.27) kPa,远小于 驱动压差。所以利用表面活性剂降低油水界面张力,是一个既可行又有 前途的方法。 根据所采用的体系不同,表面活性剂驱可分为活性水驱、碱水驱、微 乳状液驱、泡沫驱、增稠水驱、正向异常液驱等。,表面活性剂在石油开采上的应用及原理,钻井过程中使用的表面活性剂: 钻井液是指钻井过程中使用的工作流体,它在钻井工作中的主要作用 是:(l)携带和悬浮钻屑,(2)稳定井壁,(3)冷却和清洗钻头、净化井底, (4)平衡地层压力和获取井下信息。 要使钻井液能满足不同的要求,需在钻井液中加人各种化学处理剂。 大部分的化学处理剂与表面活性物质有关。其中有起泡剂、润滑剂、乳化 剂(低分子的有机阳离子表面活性物质和大分子量的阳离子聚合物)。例 如:钻井液在循环过程中,某些处理剂兼有起泡作用,但是对于高压油气层 或者高压水层,需要一定的钻井液密度,否则就会出现井喷事故。在这种情 况下,必须及时加人消泡剂以消除泥浆中泡沫。,表面活性剂在石油开采上的应用及原理,采油过程中使用的表面活性剂: 驱油剂、堵水剂、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂、防蜡剂和清蜡剂。例如:在采油过程中,油井堵水是控制油井中水的产出。堵水剂的作用是封堵油层的大孔道或裂缝,以提高采收率。 集输过程中使用的表面活性剂: 破乳剂和水处理剂。例如:水处理的目的有6个,即缓蚀、防垢、杀菌、除氧、除油和除悬浮物。水处理剂中有很大一部分产品属于表面活性物质。,表面活性剂在石油开采上应用的研究方向,表面活性剂在油田开发中的应用越来越广泛,近年来呈现出以 下几方面的发展趋势: 筛选和开发多功能的处理剂。为在高温高压和原油存在的条件下能够维持泡沫的稳定性,开发了碳氟表面活性剂,或与两性烷烃表面活性剂复配。 扩大表面活性剂的原料来源,降低处理剂成本。目前油田使用的表面活性剂大部分来源于石油和煤炭

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