驱油用表面活性剂

一、前言 表面活性剂是一类具有两亲结构的特殊化学物质，它们能够吸附在表（界）面上，在加入量很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质，从而产生一系列的应用功能。表面活性剂分子结构由亲水基和疏水基（也称亲油基）两部分组成。其中，亲油基一般由长链烃基构成，结构上差异较小，以碳氢基团为主，碳原子在8～20之间；亲水基部分的基团种类繁多，差别较大，一般为带电的离子基团和不带电的极性基团。表面活性剂被称作“工业味精”，可以用于洗涤、润滑、食品、化妆品、农业、采油等多个行业，多个领域。在油田作业中，表面活性剂可用于油田钻井、采油和集输环节。用于采油时，能够做驱油剂、堵水剂、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂以及油井的清蜡和防蜡。目前，表面活性剂驱油主要是用于各种化学驱油方法中。     

前苏联的表面活性剂稀体系驱油

本文介绍了前苏联非离子型表面活性剂稀体系驱油的历史、现状、使用药剂、室内研究的课题、矿场试验情况和效果,讨论了一些典型实例。     

五里湾长6油藏表面活性剂复合调驱技术研究及试验

经研究得出表面表活性剂体系的最佳配方,研究证明表面活性剂复合调驱可较大幅度提高原油采油率,在低渗透油藏中的注水开发部分具有很好的应用前景。     

生物表面活性剂发酵液驱油效率研究

本研究参照国外生物表面活性剂在提高原油采收率方面的研究情况，用有机玻璃模型管对生物表面活性剂发酵液进行驱油方式和驱替速度实验，研究其对驱油效率、原油采收率的影响，从而为生物表面活性剂发酵液的深入研究和矿场应用提供参考和依据。     

安塞油田表面活性剂驱油体系室内研究

考察了阴离子-非离子型表面活性剂体系SKDAS的界面张力、乳化能力、吸附性能、配伍性能、降压增注能力,并进行了室内驱油实验。结果表明,0.1%数0.9%的SKDAS与安塞油田原油的最终界面张力维持在10-3m N/m数量级。在矿化度为10数90 g/L时,0.5%的SKDAS矿化水溶液与原油之间的界面张力均在10-3m N/m数量级,耐盐性较好。其对原油具有较强的乳化能力,且加量越大,乳化能力越强。0.1%数0.5%SKDAS溶液在油砂中的吸附量为0.11数0.14 mg/g。SKDAS和安塞油田清水、采出水配伍性良好。当SKDAS质量分数由0.3%增至0.7%时,可在水驱基础上提高采收率10.41%数12.84%,能满足安塞油田表面活性剂驱油的要求。     

张天渠特低渗油藏表面活性剂驱油先导实验研究

张天渠油田属于特低渗油藏,其主力开发层位长2,经过近20年的注水开发,目前综合含水84%,已进入高含水开发阶段,且采出程度达到20.5%,水驱采收率标定25.0%,已达到水驱开发比较理想的效果。为进一步提高油藏的采收率,开展表面活性剂驱油技术研究,通过表面活性剂单剂优选、复配筛选、临界胶束浓度测定,优选出4种表面活性较优的驱油体系,并进行性能评价及岩心驱替实验。室内实验结果表明,表面活性剂驱油技术可使张天渠油田长2储层驱油效率提高17.7%。     

纳米聚合物微球/表面活性剂复合调驱体系评价及应用

针对长庆低渗透油藏特点,提出聚合物微球/表面活性剂复合调驱提高采收率技术。以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-巯基苯甲酸、过硫酸铵、亚硫酸氢钠等为原料制备聚合物微球,以烷醇酰胺聚氧乙烯聚醚磺酸盐与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺为原料制得表面活性剂。研究了表面活性剂和表面活性剂/聚合物微球混合液的油水界面张力,考察了聚合物微球与混合液的调驱性能,优选了复合调驱注入方式,并在安塞油田进行了现场应用。结果表明,聚合物微球初始粒径为50～300 nm,具有水化膨胀特性,膨胀倍数为20～100倍。微球在水化膨胀过程中产生聚集特性,分散性、球形度均较好,且粒径呈高斯正态分布。表面活性剂适宜用量为3 g/L。聚合物微球加入表面活性剂后混合液黏度增大,微球分散相颗粒屏蔽了表面活性剂的界面活性以及形成胶束的能力,导致油水界面张力降幅变小,不利于表面活性剂驱油。聚合物微球溶液对岩心的封堵性较好,微球质量浓度大于4 g/L时的封堵率约80%。体积比为1∶1的聚合物微球与表面活性剂段塞式注入岩心的驱油效果好于二者混合式注入。该体系在安塞油田现场的应用效果显著,累计增油3576 t。     

耐温抗盐型嵌段聚醚类阴-非两性离子表面活性剂的制备与性能评价

为满足江汉油田周16井区高温高盐油藏的驱油要求,以苯酚和苯乙烯为原料,通过醚化及酯化反应合成了一种耐温抗盐型聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚类阴-非两性离子表面活性剂PPS。研究了PPS与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)复配体系的界面张力、耐温抗盐性能、动态吸附规律和驱油性能。结果表明,复配体系的界面活性良好,PPS与AES总质量分数为0.1%、二者摩尔比为1∶1的复配体系油水界面张力可达1.39×10-2mN/m,且经140℃高温处理后仍保持在10-2m N/m数量级;复配体系耐盐性较好,在矿化度为30×104mg/L或Ca2+质量浓度3000 mg/L的条件下,体系油水界面张力保持在10-2m N/m数量级;复配体系在在岩心表面的饱和吸附量为0.097mg/g砂,且动态吸附损耗小于单一表面活性剂;复配体系驱油效果较好,在均质岩心水驱含水率达到65%时,以0.05 mL/min注入速度转注0.4 PV PPS/AES复配溶液,驱油效率最大增幅可达22.53%;在非均质岩心中,复配体系提高采收率的最大增幅为19.8%。PPS/AES复配体系可用于江汉油田周16井区油藏驱油。     

绿色环保型表面活性剂驱油体系研究

考察了绿色环保型表面活性剂YCH-601及其复配体系的驱油性能。生物毒性评价实验表明YCH-601无毒、无皮肤刺激及过敏反应,属于绿色环保型表面活性剂。YCH-601及其复配体系室内评价实验结果表明,与其他几种油田常用表面活性剂相比,YCH-601对原油的乳化效果较好;在砂岩表面的吸附量较低,其稳定的动态吸附量为0.123 mg/g砂;YCH-601降低表面张力效果最好,使用浓度最低,其最低表面张力为26.7 mN/m。YCH-601复配体系AON、ASN体系降低油水界面张力效果较好,耐Na+能力分别为20、50 g/L,耐Ca2+能力分别为1500、4000 mg/L,并且经150℃高温处理后,油水界面张力仍在10-3mN/m数量级。YCH-601及其复配体系提高采收率效果好于其他表面活性剂,采收率高达22.5%。图9表4参14     

五里湾表面活性剂组合驱油技术研究及试验

随着油田开发时间的延长,相渗逐步发生变化,油井含水上升速度不断加快,水驱油效率降低。为延缓含水上升速度,提高最终采收率,开展了以调剖和驱油技术相结合的组合调驱技术研究。并针对组合调驱技术及其现场应用中存在的问题,通过系统的理论分析和室内模拟实验,探索出适合采油三厂提高最终采收率的有效方法,改善低渗透油藏的水驱开发效果。通过对油藏的精细描述,优化选井,在五里湾一区开展了三口水井的现场试验,试验效果良好。     

阴离子双子表面活性剂驱油体系研究

对一种新型双子表面活性剂GA12-4-12的耐盐性和驱油性能进行了研究。该表面活性剂在含NaCl为2.35×105 mg/L、CaCl2为1.5×104 mg/L的地层水溶液中表现出良好的表面活性,其临界胶束浓度为538.6mg/L。GA12-4-12溶液与稀油间的油水界面张力随着无机盐含量的增加而降低并趋于稳定,当NaCl含量为250g/L,能使界面张力降至2.2×10-3 mN/m。在高矿化度模拟地层水条件下,GA12-4-12及其与非离子表面活性剂复合体系SP的油水动态界面张力均能达到超低(10-3 mN/m)。进行模拟驱油实验表明,GA12-4-12与SP复合体系提高水驱采收率分别为6.25%、10.67%。     

OCS表面活性剂工业品的界面活性及驱油效率

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大,经济效益差的缺点,利用廉价的大庆减压渣油为原料合成了驱油用表面活性剂OCS.测试结果表明,OCS表面活性剂工业品具有优异的降低原油-地层水界面张力的能力,能在较宽的碱浓度和表面活性剂浓度范围内使不同大庆采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN/m.在无碱条件下,对于大港油田枣园1256断块原油,当OCS活性剂质量分数达到0.2%时,油-水界面张力即可降至10^-3mN/m.大庆原油的平面模型驱油试验表明,OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系（ASP）的驱油效率比水驱提高20%以上.     

表面活性剂驱油藏适应性研究

在广泛调研国内外文献的基础上,重点论述了砂岩油藏构造特征、沉积环境、储集层特征、流体性质及开采方式等因素对表面活性剂驱油的影响,对砂岩油藏表面活性剂驱替的适应性进行了分析与总结。结合美国在20世纪80—90年代采用表面活性剂体系开采的油田实例,对碳酸盐岩油藏采用表面活性剂驱替进行了积极的探索。通过评价表面活性剂驱对油藏的适应性,为优选提高油田原油采收率方法提供新的思路。     

表面活性剂驱的驱油机理与应用

通过对表面活性剂分子在油水界面的作用特征、水驱后残余油的受力情况以及表面活性剂对残余油受力状况影响的分析,对表面活性剂的驱油机理进行了评述。根据对国内驱油用表面活性剂研究现状的分析,结合目前开展的研究工作,认为开发研制廉价、高效表面活性剂是开展表面活性剂驱油及其相关驱油技术的关键,并对表面活性剂及其相关驱油技术的应用前景进行了展望。     

渗透率对三元复合体系色谱分离及驱油效果影响的实验研究

论述了国内外化学驱油剂色谱分离的研究现状,提出了三元复合体系色谱分离的研究方法。在天然油砂充填的填砂管模型中进行了三元复合体系的流动实验,研究了渗透率对三元复合体系色谱分离的影响。三元复合体系在同砂充填的多孔介质中流支经学剂间发生色谱分离现象,渗透率越低,色谱分离程度越明显。     

深部调驱机理和调驱体系适应性研究

介绍了深部调驱的作用机理;研究了储层的非均质性、原油黏度、调驱体系与原油的黏度比、调驱体系的注入量及井距对调驱效果的影响,以及储层渗透率与调驱体系黏度的匹配关系。     

非离子低分子表面活性剂优选及驱油效率研究

目前国内外对低渗透油藏开发的主要趋势为注气开发,又以CO2混相驱居多。我国低渗油藏以陆上沉积为主,储量大且非均质性严重,油质较重黏度高一般不易达到CO2混相。为了降低驱油混相压力,在尽量少增加成本的情况下提高驱油效率,找到了一类不溶于水但溶于超临界CO2及原油中的非离子低分子表面活性剂,通过研制复配及溶解性与降黏评价实验,找到了2种表活剂CAE、CAF。以细管实验为载体,采用高温高压配样器配置地层油进行驱油效率评价,筛选确定了一种表活剂CAE。进行溶解式驱替及段塞式驱替以确定表活剂CAE的最佳注入方式;进行不同浓度的驱替实验确定表活剂CAE的最佳注入浓度。研究表明:段塞式驱替为该活性剂的最佳注入方式,最佳浓度为0.2%;表活剂CAE在最佳驱替方式下与纯CO2相比可以提高驱油效率约13.13百分点。该研究为国内低渗透油藏相对有效地降低混相压力、提高驱油效率找到了途径,是我国低渗油藏注气开发研究中值得探索和尝试的方法之一。     

五里湾长6油藏表面活性剂复合调驱技术研究及试验

针对五里湾长_6油藏已经进入中含水期,相渗逐步发生变化,水驱油效率降低,为延缓含水上升速度,提高最终采收率,开展了以调剖和驱油技术以及复合调驱技术提高采收率的研究,并针对调驱技术及其应用中存在的问题和难点,借助系统的理论分析和多种实验技术,重点突破,探索出长庆油田采油三厂注水开发油田提高采收率的有效方法和途径,在五里湾一区开展了一口井的现场试验,试验效果良好。     

低碱浓度非离子表面活性剂驱油临界面张力研究

考虑到中原文明寨油藏高温、高矿化度、高钙镁含量的特点及注入水的高ＰＨ值（８－９．５％），选择含有低浓度（０．０２５％）Ｎａ２Ｃｏ３的非离子表面活性剂ＮＳ溶液为驱油溶液为驱油剂，考察了该体系与文明寨原油之间的界面张力，在天然岩心上进行了驱油实验，在水驱基础上使采收率提高了１０％和７．６％。     

非离子表面活性剂驱油体系配方研究—方程系数法

用方程系数法研究了以OP—10为非离子表面活性剂、正构烷烃为油相、正丁醇为基醇、正己醇为追加醇的体系形成中相微乳液的规律,确定了该体系的最佳含盐量方程。非离子表面活性剂体系具有特殊的性质,其最佳含盐量对油溶性和水溶性基醇的方程都能满足。