驱油用表面活性剂的研究综述.pdf

研究与开发化 工 设 计 通 讯 Research and DevelopmentChemical Engineering Design Communications 137 第43卷第9期 2017年9月 现阶段我国的油田已经进入勘探开发的中后期 统计数 据显示 我国老油田的原油采出率在30 上下 和发达国家 原油采出率在50 以上相比还有很大差距 研究高效的驱油 技术和驱油用表面活性剂是现在和未来一段时期内油田主要 的研究方向之一 1 1 驱油用表面活性剂 实现原油开采化学驱成功与否的关键是表面活性剂的性 能 从驱油用表面活性剂性能指标上进行分析 岩石表面吸 附量 降低界面张力能力 耐盐抗温性能 价格等因素是影 响该表面活性剂使用的关键指标 2 在此基础上 还需要在室 内和现场对实际驱油能力进行试验验证 现阶段使用较为广 泛的驱油用表面活性剂有以下两类 非离子 阴离子型表面 活性剂 阴离子型表面活性剂 2 非离子 阴离子型表面活性剂 非离子 阴离子型表面活性剂的驱油性能主要取决于烷 氧基的类型 亲油基的类型 阴离子基团类型和链节大小等 与磺酸盐表面活性剂和羧酸盐表面活性剂最大的不同在于 非 离子 阴离子型表面活性剂具备很强的抗盐性能 对于不同 地层水 可以通过调节表面活性剂分子中的氧乙烯含量 达 到亲油 亲水性能的平衡 非离子 阴离子型表面活性剂具 有更为广泛的环境适应能力 最早的非离子 阴离子型表面活性剂只含有氧乙烯基团 在20世纪80年代之后 通过国内外科研工作者的努力 在氧 乙烯基团中加入了硫酸盐和磺酸盐等官能基团 使得该类表 面活性剂的抗盐能力进一步提升 使用的浓度显著下降 国 外学者研究发现 使用不同类型的助溶剂和碱 能够降低原 油表面张力到0 01mN m 使用0 2 质量分数的驱油剂 驱 油后的残余油饱和度可以降低到50 左右 与此同时 复配 使用多种含有不同官能基团的非离子 阴离子型表面活性剂 能够有效避免液晶和凝胶现象的发生 2 1 阴离子型表面活性剂 用于驱油的阴离子表面活性剂主要包括石油磺酸盐 重 烷基苯磺酸盐 烯烃磺酸盐 木质素磺酸盐和石油梭酸盐 烷基梭酸盐 木质素磺酸盐是最早用作驱油的表面活性组分 但由于 该类物质没有长链亲油基 因此界面活性差 在早期化学驱 中曾用作牺牲剂 近年来国内鉴于木质素较低的价格 有通 过烷基化等手段制备含长烷基链木质素磺酸盐的研究 不过 对于能否取得较好经济成本与技术指标之间平衡的报道极少 烯烃磺酸盐是工业化较晚的表面活性剂 分子中含有双 键 耐盐能力可比于聚氧乙烯烷基醇醚硫酸盐 但界面活性 比烷基苯磺酸盐差 且价格高 因此主要作起泡剂 在泡沫驱 稠油注蒸汽开采过程 控制蒸汽窜进和超覆 中有广泛应用 研究表明 烯烃磺酸盐的亲油基越长 高温稳泡能力越好 在油田中大量使用的磺酸盐类表面活性剂是合成磺酸盐 和石油磺酸盐类 研究发现 石油磺酸盐的最大优势在于生产 成本较低 工艺操作简单 但是缺点是吸附损失量较大 同 时对于地层水中盐分的抗性不足 为达到降低油水界面张力 提升驱油效果的目的 可以将上述的磺酸盐表面活性剂和碱 搭配使用 但是应该注意 对于碱敏性较强的地层 需要开 展储层保护相关研究 避免储层受到伤害 进入新世纪 随着超低界面张力理论的发展 使用特殊 合成工艺和原材料的新型表面活性剂相继问世 中国石油勘 探开发研究院通过变换苯环在烷烃支链上的位置 得到界面 性质不同的驱油用表面活性剂 而且取代位置向碳链中间移 动能够明显提升驱油效率 2 2 其他类型表面活性剂 在使用上述两种驱油用表面活性剂之外 油田也尝试多种 其他类型表面活性剂在驱油中的应用 烷基多糖苷的糖聚合 度在1 1 3 0 HLB 值通常情况下控制在13 17 烷基多糖苷 作为驱油用表面活性剂的最大优势在于具备较高的起泡性能 同时生物降解性能高 对环境危害小 但是单纯使用烷基多 糖苷的驱油效率不高 可以配合醇类和具有小亲水基团的表 面活性剂共同使用 该体系受温度和盐分含量的影响很小 甜菜碱表面活性剂是一种含有阴离子的表面活性剂 山 东大学李干佐教授第一次提出该种物质在降低油水界面张力 方面的能力 在此之后甜菜碱表面活性剂在三次采油中的应 用得到广泛关注 3 结束语 随着我国石油消耗量的增加 油田二次采油和三次采油 已经成为大势所趋 驱油用表面活性剂在油田提高采收率中 的应用越来越广泛 但是在驱油机理和降低界面张力机理等 方面研究深度和广度都有待提升 本文对现阶段油田中使用 较多的驱油用表面活性剂类型及作用机理进行分析 对于从 事该领域研究的工作人员具有指导意义 参考文献 1 曹晓春 李艳钰 柯坤 表面活性剂在石油工程中的应用研究进展 J 当代化工 2017 06 1222 1224 1234 2 张文柯 表面活性剂驱油体系研究进展 J 广东化工 2013 04 164 166 169 摘 要 为提高我国油田原油采出率 实现原油生产的稳产 使用高效的提高采收率技术势在必行 化学驱作为一种提高 油田原油采出率的重要手段 近二十年来发挥了重要的作用 重点分析了驱油用表面活性剂的种类和近年来的发展 为下一阶 段表面活性剂的发展提供一定借鉴 关键词 驱油 表面活性剂 研究 中图分类号 TE39 TE357 46 文献标志码 A 文章编号 1003 6490 2017 09 0137 01 A Review of Surfactants for Oil Displacement Wang Qian Abstract In order to improve the recovery rate of crude oil in China s oilfield and realize the stable production of crude oil production it is imperative to use efficient and efficient oil recovery technology Chemical flooding is an important means to improve oilfield oil recovery rate An important role The types of surfactants for oil displacement and the development in recent years were analyzed which provided some reference for the development of surfactants in the next stage Key