第24卷第3期油 田 化 学Vol.24 No.3 2007年9月25日Oilfield Chemistry25Sept,2007
文章编号:1000-4092(2007)03-0287-06
驱油用表面活性剂的发展
葛际江,张贵才,蒋 平,孙铭勤
(中国石油大学石油工程学院,山东东营257061)
摘要:综述了驱油用磺酸盐类、羧酸盐类、非离子-阴离子两性型、烷基多糖苷类及g emini表面活性剂的发展。总结了驱油用表面活性剂选择的界面张力指标、界面黏度指标和相行为指标。指出驱油用表面活性剂的合成从原料选择到合成工艺逐步精细化的趋势。近几年来国外较重视非离子-阴离子表面活性剂以及烷基多糖苷的研究,认为是较有潜力的新型驱油用表面活性剂。参52。
关键词:表面活性剂;驱油化学剂;提高采收率;应用性能;进展;综述
中图分类号:T E357.46:T E39:O647.2 文献标识码:A
20世纪20~30年代,De Groot(US1823439)提出用多环磺化物和木质素亚硫酸盐废液,Holbrook (US3006411)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。20世纪60年代后,Gogarty和Olson(US3254714)、Reisberg(US3330344、U S 3348611)、Jones(US3497006、US3506070)相继提出了微乳驱。此后,美国开展了表面活性剂驱的矿场试验,60年代进行泡沫驱,70年代进行微乳驱和低浓度表面活性剂驱。70年代两次石油危机刺激并加速了表面活性剂驱油技术的应用研究,1971~ 1986年美国付诸实施的驱油方案多达120多次。90年代美国提出复合驱,并在两个油田开展了先导性试验。90年代中期石油价格的下跌,使西方一些主要的石油公司停止了化学驱的矿场试验研究。中国由于经济发展的需要,复合驱的研究和应用得到了较大的发展,胜利油田、大庆油田、新疆油田、辽河油田等大型油田都开展了含表面活性剂的复合驱先导试验和先导扩大试验,中原油田还进行了表面活性剂吞吐试验。进年来,由于原油价格持续居高不下,表面活性剂驱作为一种极有潜力的提高采收率的方式,重新成为国内外研究的热点。
1 驱油用表面活性剂
1.1 磺酸盐表面活性剂
木质素磺酸盐是最早推荐用于驱油的表面活性组分(1929,U S1823439),但由于界面活性差,直到20世纪70年代才开始作为牺牲剂在表面活性剂驱中使用,80年代后和石油磺酸盐复配用作驱油剂。
-烯烃磺酸盐是工业化较晚的表面活性剂(1968年),分子中含有双键,耐盐能力可达到聚氧乙烯烷基醇醚硫酸盐(AES)的水平,但界面活性比烷基苯磺酸盐差,且价格高,在驱油中主要用作起泡剂。
真正大量用作驱油剂的磺酸盐表面活性剂是石油磺酸盐和合成磺酸盐,其发展可分为以下三个阶段。
70~90年代,无论是基础研究还是矿场试验,使用的表面活性剂主要是石油磺酸盐,这是由于石油磺酸盐具有以下优点: 生产工艺简单,价格低;
收稿日期:2006-05-21;修改日期:2007-07-23。
基金项目:国家高技术研究发展专项经费 稠油油藏混气表面活性剂驱油技术 (项目编号:2006AA06Z227)资助,山东省自然科学基金 稠油油藏蒸汽去后提高采收率用表面活性剂研究 (项目编号:Y2006B34)资助。
作者简介:葛际江(1972-),男,副教授,石油大学(华东)应用化学专业理学学士(1994)、油气田开发专业工学硕士(1997)、博士(2002),从事稠油油藏提高采收率用表面活性剂合成和缓蚀剂研制,通讯地址:257061山东东营市北二路271号中国石油大学石油工程学院,电话:0546-8391462,E-mail:gejj@https://www.doczj.com/doc/fa15503050.html,。
来源于原油,与原油配伍性好,降低界面张力能力强。
但是石油磺酸盐耐盐性差(只能用于含盐量低于3%的情况)、吸附损失较大,且由于原料组成复杂,不同批次产品性能差异大,进入20世纪90年代后,国外驱油用表面活性剂的研发主要集中在重烷基苯磺酸盐上。这类表面活性剂以生产洗涤剂用十二烷基苯的副产品作为原料,同样具有价格低的优势,而且重烷基苯磺酸盐中除直链和支链烷基苯磺酸盐外,还含有部分二烷基苯磺酸盐和烷基萘磺酸盐,界面活性优于十二烷基苯磺酸盐,因此被迅速推广使用。美国的Stepan公司、SCI公司和Witco公司先后研制了各自的产品,如ORS-41(SCI公司技术,Witco公司生产),B-100(Stepan公司)。大庆油田杏五及杏二西区三元复合驱先导性矿场试验用的表面活性剂即为ORS-41,中区西部先导试验用的表面活性剂为B-100。曲景奎[1]、邹文化[2]等分别以抚顺洗涤剂厂的重烷基苯、金桐石油化工公司的重烷基苯为原料制备了重烷基苯磺酸盐,对大庆原油、苏北原油表现出较好的界面活性。
为达到超低油水界面张力,上述磺酸盐表面活性剂通常和碱复配使用,构成复合驱油剂。碱组分的引入引起地层伤害、井筒和管线结垢、破乳难等问题。为解除这些困扰,要求驱油剂有高的界面活性,在低碱甚至无碱条件下达到超低界面张力。进入21世纪以来,随着对表面活性剂结构-性能关系的研究和低界面张力理论的发展,通过使用设计的原料和特殊的合成工艺,制备了一些新型的表面活性剂,如支链烷基苯磺酸盐[3]、烷基甲基萘磺酸盐[4]等。中国石油勘探开发研究院对烷基苯磺酸盐表面活性剂中苯环在烷烃碳链上不同取代位置的研究中,发现随着取代位置向碳链中间移动,界面活性增加,降低油水界面张力的能力和效率增加。在此规律的指导下,通过对烷基苯磺酸盐原料的调整和适当增加碳链支化度,合成了石蜡基和环烷基原油的弱碱化表面活性剂[5]。郭万奎等以 -烯烃、二甲苯为原料制备的长链烷基苯磺酸盐,在较宽的表面活性剂浓度(0.1%~0.3%)、碱浓度(0.6%~ 1.2%)范围内可与大庆原油形成10-3mN/m数量级的超低界面张力[6]。Berger等通过烯烃磺酸盐和芳烃加成制备了苯环位于烷基不同位置的芳基烷基磺酸盐,不需同碱复配即可产生超低界面张力[7]。
从上述发展历程可以看出,驱油用磺酸盐表面活性剂的合成从原料选择到合成工艺都逐步精细化;为合成高界面活性的合成磺酸盐,要求构建和原油 相容性 好的亲油基:烃链支链化、烃链上有芳环。不同的油相对烃链支化度、芳环位置、芳环有无的要求不同[8~10]。大庆油田经多年攻关,从分子水平上基本掌握和控制了三次采油用烷基苯磺酸盐的分子结构,并取得了拥有自主知识产权的系列产品,其性能与国外ORS-41相当[11]。
1.2 羧酸盐表面活性剂
作为驱油组分的羧酸盐主要包括石油羧酸盐[12]和天然羧酸盐[13]。以油脂下脚料为原料开发的混合羧酸盐在中原油田采油五厂先后开展了单井吞吐、井组区块驱替试验并取得了成功[14]。
羧酸盐的耐盐能力和界面活性均比磺酸盐差,但与磺酸盐复配后可以产生协同效应[15]。
1.3 非离子-阴离子表面活性剂
非离子-阴离子表面活性剂主要包括烷氧基羧酸盐、烷氧基硫酸酯盐、烷氧基磺酸盐,其性能取决于阴离子基团类型、烷氧基类型和链节大小、亲油基类型和大小。
相比于磺酸盐和羧酸盐表面活性剂,非离子-阴离子表面活性剂的最大特点是抗盐能力强、地层吸附损失小。表面活性剂的亲水亲油平衡,可以针对不同盐含量的地层水,通过调节烷氧基表面活性剂分子中氧乙烯(和/或氧丙烯)链节的大小进行调节。因此作为驱油化学剂,非离子-阴离子表面活性剂表现出比磺酸盐和羧酸盐表面活性剂更大的优势。加拿大David Lioyminster和Wainw rig ht Sparky复合驱试验中选用的表面活性剂就属于烷氧基硫酸盐。
从发展历程看,较早研究的非离子-阴离子两性表面活性剂仅含有氧乙烯链节。20世纪80年代后出现了分子中同时含氧乙烯和氧丙烯链节的磺酸盐、硫酸盐两性表面活性剂[16]。上述两类表面活性剂主要是为高盐储层的低浓度表面活性剂驱设计的(Loudon油田,矿化度104000mg/L;北海油田,矿化度36184mg/L)[17,18]。20世纪末,仅含氧丙烯链节、亲油基为支链的非离子-阴离子两性表面活性剂受到关注。2002年,Jayanti发现支链醇聚氧丙烯醚硫酸酯盐是高效的油污地层除油剂[19],鉴于油污地层修复和提高原油采收率的相似性,支链醇聚氧丙烯醚硫酸酯盐作为驱油剂开始受到重视,相关研究展示了该类表面活性剂良好的应用前景。
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2005年,Wu[20]评价了亲油基不同、氧丙烯链节分别为3、5、8的18种聚氧丙烯支链醇醚硫酸酯盐Alfoterra,发现低浓度(0.1%)的该类表面活性剂不需同碱、助溶剂复配,即可使盐水/辛烷或原油的界面张力降至0.01mN/m。以0.2%的Alfoterra (C12,3个氧丙烯基)作驱油剂,可使水驱后残余油饱和度降低50%。
2006年,Levitt通过相行为研究表明,C16~17-(PO)3-SO4Na与C20~24AOS( -烯烃磺酸盐)、C15~18IOS(内烯烃磺酸盐)复配后,对西德克萨斯原油的增溶参数均大于10(相应的界面张力低于0 003mN/m),可以避免凝胶或液晶出现,是有潜力的驱油用表面活性剂[21]。
此外,聚氧丙烯支链醇醚硫酸酯盐Alfoterra还有较好的润湿反转能力。0.05%Alfoterra与最佳含量的Na2CO3复配,可使吸附西德克萨斯原油的方解石表面反转为中性或水湿,其性能不差于1%的十二烷基三甲基溴化铵,应用于裂缝性碳酸盐地层的前景可观[22]。
国内日用化学研究所较早进行了羧甲基聚氧乙烯烷基酚醚的生产,中国石油大学的王业飞、李宜坤[23,24],中科院理化技术研究所的靳志强等[25]对非离子-阴离子表面活性剂在油田的应用进行了相关研究,但含氧丙烯链节的非离子-阴离子两性表面活性剂在我国尚属空白,其合成、应用均未引起注意。
研究表明,聚氧乙烯烷基醇(酚)醚硫酸酯钠盐、羧甲基聚氧乙烯烷基醇(酚)醚、聚氧乙烯烷基醇(酚)醚磺酸盐钠盐是性能优异的稠油乳化剂[26~28]。Liu等将50mg/L的烷基醚硫酸盐与0 15%Na2CO3复配,通过轻微扰动,即可使1800 mPa s(22 )的稠油乳化[29]。填砂管驱替试验表明,类似的配方可使黏度650~18000mPa s的Brintnel、Eastbode、Cactuslake、Court、Senlac五种稠油的采收率在水驱基础上增加20%以上[30]。
同烷氧基硫酸盐和烷氧基羧酸盐相比,烷氧基磺酸盐的合成工艺较为复杂,生产成本较高。
1.4 烷基多糖苷
烷基多糖苷分子中糖的聚合度和烷基大小影响其性能。糖的聚合度一般为0~2,烷基链长一般为C8~C16,其H LB值一般为13~16。
烷基多糖苷作为表面活性剂的性质在1936年即已被发现,但到80年代才获得商业性应用,目前全世界年产量达80000吨/年,我国年生产能力也达6000吨/年。
烷基多糖苷起泡性能好,同阴离子表面活性剂配伍性好,无毒、生物降解迅速,目前主要应用于民用洗涤用品和工业清洗剂。该类表面活性剂虽然在1991年被推荐用作驱油用表面活性剂[31],但该方面的研究近年来才受到重视。Lglauer指出,单纯的烷基多糖苷亲水基较大,降低油水界面张力的能力不强,但同醇或斯盘等含有小亲水基的表面活性物质复配,可在较低浓度下使界面张力降至0.1mN/ m以下,而且复配体系的界面张力几乎不受温度、盐含量的影响,这与常规非离子表面活性剂不同[32]。
烷基多糖苷目前价格较高,用作驱油剂在经济上似乎是不可行的,但若直接应用不纯化的烷基多糖苷粗产品,则可大幅度降低成本,因此有必要进行这方面的研究。
1.5 gemini(孪连)表面活性剂
gemini表面活性剂是20世纪末出现的新型表面活性剂,在三次采油中引起人们的很大兴趣。
罗平亚等研究了阳离子gemini表面活性剂在60 对大庆、中原原油的界面张力,发现16-4-16或16-4-16与12-2-12的混合物无需碱剂即可使油水界面张力降至超低[33]。谭中良以系列长链环氧烷与不同短链二醇为起始原料,合成了疏水链和连接基长度不同的7种磺酸盐型阴离子gemini表面活性剂,它们的cm c比相应碳链的常规表面活性剂小2~4个数量级,表面张力小7~9mN/m。在合适的条件下,仅用低浓度的单剂溶液就可使中原原油/水界面张力值降低到超低[34]。杨颖等合成了壬基酚聚氧乙烯类的非离子型gemini表面活性剂,发现尽管其表面活性与普通表面活性剂相似,但可明显减少地层吸附滞留所引起的表面活性剂损失[35]。朱森等合成了烷基苯磺酸类的gemini表面活性剂,当连接基团为六亚甲基时,仅以浓度为0.1%的单剂即可使油水界面张力降低至3.18 10-3mN/ m[36]。
虽然gemini表面活性剂被誉为三采后进一步提高采收率的表面活性剂,但真正用作驱油剂的研究并不多。除阳离子型gem ini表面活性剂外,可用作砂岩地层驱油剂的阴离子型gemini表面活性剂往往合成工艺复杂,收率低。如以纯乙二醇二缩水
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甘油醚合成的gemini表面活性剂,转化率仅为82%[37],而乙二醇二缩水甘油醚若用国内活性树脂稀释剂提纯法制备,收率一般低于50%;以乙二醇和辛基缩水甘油醚为原料(类似于文献[31]的合成方法),产物产率仅为65%[38]。因此阴离子型g emini表面活性剂往往生产成本高,目前国内未见工业化产品。预计gemini表面活性剂真正用作驱油剂还需要较长时间,但有关gemini表面活性剂用作驱油剂的基础研究不应被忽视。
2 驱油用表面活性剂的一些性能
驱油体系的性能是影响表面活性剂驱油效果的重要因素。选择驱油体系的依据是界面张力、相行为、吸附量、界面黏度、岩心驱油效率等。下面着重介绍对界面张力、界面黏度和相行为的要求和依据。
2.1 界面张力
界面张力主要用于指导构建表面活性剂驱油体系,一般要求驱油体系和被驱替相的界面张力达到0.01~0.001mN/m。
低界面张力是表面活性剂体系提高采收率的根本。虽然表面活性剂溶液驱油法早在20世纪20~ 30年代已经提出,但低界面张力机理的建立经历了近40年时间。
1953年,Moore等开始研究驱油效率与V / ( cos )(V为驱动速度, 为驱动流体黏度, 为界面张力, 为岩石润湿角)的关系,认为亲水岩心中界面张力低于0.1mN/m时才可使驱动前沿后的油移动[39]。1963年,M ungan发现驱油剂和油相界面张力由47mN/m降至1.1mN/m时,驱替饱和模拟油的水湿岩石可大幅度提高采收率[40]。
20世纪50~60年代,限于所用表面活性剂的性能,油水界面张力降低幅度不大,驱油过程中考虑的因素也不全面,曾出现过否定表面活性剂驱油的室内研究结果。60年代后,通过表面活性剂和盐的复配获得了低的界面张力,同时考虑到驱动压差、黏度的影响,表面活性剂体系的驱油效果才逐渐得到认同。1966年,Wagner发现只要界面张力降至足够低,油湿和水湿条件下都可显著提高采收率;低压差驱动时,有效提高采收率需使界面张力降至0 07 mN/m;若将界面张力降至0 07mN/m以下,采收率可大幅度提高[41]。1968年,Taber首次用表面活性剂体系驱替残余油,认为通过使界面张力降低至0.01mN/m,使 P/L ( P为长度L上的压力降)超过临界值5~10倍,对残余油的驱替可获得满意的结果[42]。1973年,Foster将毛管数V w w/ ( 为孔隙度)与残余油饱和度相关联,认为将油水界面张力降至0.001mN/m可使毛管数提高至10-2,可大幅度提高对残余油的驱替效率[43],这成为被广泛认同的低界面张力驱油的机理。此后,低界面张力成为筛选驱油用表面活性剂和驱油体系的主要标准。
动态界面张力有最低值和平衡值(或稳态值)之分。陈中华等认为,动态界面张力最低值与驱油效率的相关性好,而稳态值并不重要[44]。朱怀江等则认为动态界面张力最低值对驱替效率虽然有一定影响,但是稳态值更重要,是决定驱油体系能否获得较高驱油效率的关键[45]。贾忠伟等则认为当平衡界面张力相近时,瞬时界面张力大幅度降低能有效提高采收率[46]。
2.2 界面黏度
要求驱油体系和被驱替相之间的界面黏度为0 ~10mN s/m[47]。驱油体系和被驱替相之间的界面黏度影响油墙的形成。而油墙是大幅度提高残余油采收率所必需的。
表面活性剂体系可以降低界面张力和界面黏度。上文中对低界面张力限度的不同认识,可能是由于油水界面性质中除界面张力控制采收率外,还与乳化的难易程度(控制残余油的启动)、界面黏度有关。以界面黏度而言,界面黏度低有利于油墙的聚并,因此界面张力相近、界面黏度不同的体系可能有不同的驱替效果。
2.3 驱油体系和原油的相态行为
依据驱油体系和原油的相态行为,可选择驱油用表面活性剂和助表面活性剂: 形成大的中相微乳; 最佳含盐度下具有高的增溶参数(当最优含盐度下的增溶参数大于10时,可认为界面张力小于0.003mN/m[48]); 不出现层状液晶等黏稠相。
驱油体系和原油的相行为是基于对60年代后出现的浓表面活性剂驱油体系的设计和对驱油过程了解的需求发展起来的研究方法。1973年,Healy 和Reed首先用三相图研究微乳体系,此后10年间通过Healy、Reed、Nelson、Pope、Huh的工作,建立了驱油效率与相特性的关联、增溶参数与界面张力的关联[49]。
驱油体系和原油的相态行为与含盐度有关,因
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此相行为研究可用于指导驱油段塞中含盐度的设计。
相态行为的研究虽然是基于微乳驱等浓表面活性剂驱开展的,但理论体系较为完整,因此80年代后开展的复合驱[50],甚至21世纪初美国能源部开展的高效表面活性剂驱油体系研究中,仍把它取为重要的筛选方法[51]。
李干佐以正交试验测定相态数据,以中相体积和中相与过剩相间的界面张力为指标,优选三元复合驱最佳体系[52]。
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Development of Surfactants as Chemicals for EOR
GE J-i Jiang,ZHANG Gu-i Cai,JIANG Ping,SUN M ing-Qi n
(Petroleu m E ngineering College,China Univ ersity o f Pe troleum,Dongying,S handong257061,P R o f China)
Abstract:T he dev elopments in EOR sur factants of different classes are review in this art icle and these ar e:sulfo nates,carbox ylates, anionic-nonionic ampho ter ics,alkyl polyglucosides,and gemini surfactants.In recent years,mor e attention is given to amphoter ics and alkyl polyg lucosides aborad as they are considered to be mor e potential and more prospectiv e.It is a common trend in manufacturing surfactants for EO R to contr ol raw materials qualit y and technologic processes mor e and mor e pr ecisely.T he limit v alues of interfacial tensio n and viscosit y and phase behavior for EOR surfactants are discussed.
Keywords: surf actants;chemicals f or EOR;EOR(enhanced oil recov ery);p erf or mance p r op er ties;develop ments;review
(上接第241页。continued from p.241)
Performance Properties of Cr3+-Crosslinked Alkaline/Surfactant/Polymer Flooding System
ZHANG Ke,LU Xiang-Guo
(K e y L aboratory o f Enhanced Oil and G as Rec ov ery of Ed ucation M inistry in Daqing Petroleum Institute,Daqing,Heilongj iang163318,P R of China)
Abstract:T he performance propert ies of ASP flooding solutions in produced water composed of1.4g/L HPA M, 2.5g/L petroleum sulfonate,and12g/L Na2CO3with chromium acetate(CrA cet)added at dosage0,17.5,35.0,70.0,and140.0mg/L as Cr3+are investigated.Intr oducing Cr3+crosslinker into ASP flooding solulion leads to displacement upwardz of entire curves of app v iscosity vz ag eing time(0 20hrs),inter facial tension vz ageing time,viscosity vz shear rate,storage modulus vz angular frequency,and loss modulus vz angular frequency;meanw hile t he interfacial tension keeps ultralow values of10-3mN/m for all the solutions aged in 5days and is low er w hen aged in>5days for the A SP solution w ith17.5mg/L Cr3+added[A SP-Cr(17.5)]than for the Cr3+-free A SP solutio n[A SP-Cr(0)].A s determined in artificial homogeneous cores of K=1.27 m2,the r esistance factor,FF,of these A SP solutio ns is increased notably and the residual resistance factor,RFF, dramat ically w ith increasing CrAcet dosage.T he injecting pr essure of these ASP solutions into artificial layered heterogeneous cores of V K=0.89and K 1.0 m2after w ater flood is increased mor e significantly w hen CrA cet dosage is larger and the subsequent water injecting pressure is decreased at similar ex tent; t he enhancement in oil reco ver y on these cor es after w ater flood is of29.8%,34.1%,and39.4%by0.38PV o f ASP-Cr(0),0.38 PV of ASP-Cr(140)(with140mg/L o f Cr3+added),and0.1P V A SP-Cr(0)+0.18PV ASP-Cr(140)+0.1PV ASP-Cr(0), r espectiv ely.
Keywords: alkaline/sur f actant/p oly mer(A SP)f looding solution;chro mium crosslinked alkaline/surf actant/p oly mer(A SP)
f loodin
g solution;chr omium dosa ge;v iscosity p r op er ties;v iscoelastic p r op erties;interf acial tension;f low r esistance
in p orous media;oil disp lacement ef f iciency;Daqing oil f ields
292油 田 化 学2007年
浅析生物表面活性剂驱油研究进展 发表时间：2019-11-26T13:33:46.640Z 来源：《中国西部科技》2019年第22期作者：余渊荣赵兴军[导读] 第三次采油技术的发展促进了表面活性剂在油田生产中成熟而稳定的应用。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有无毒等优势，在近些年呈现出热点研究态势，部分成果业已得到应用。在应用方面，主要体现在与化学表面活性剂进行复配后定向注入油藏进行驱油；此外，近年来也开发出利用高效营养剂激活本源微生物，诱导其产生表面活性物质继而富集、驱油的新技术。 余渊荣赵兴军 浙江皇马科技股份有限公司摘要：第三次采油技术的发展促进了表面活性剂在油田生产中成熟而稳定的应用。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有无毒等优势，在近些年呈现出热点研究态势，部分成果业已得到应用。在应用方面，主要体现在与化学表面活性剂进行复配后定向注入油藏进行驱油；此外，近年来也开发出利用高效营养剂激活本源微生物，诱导其产生表面活性物质继而富集、驱油的新技术。关键词：生物表面；活性剂驱油部分微生物在特定培养条件下能够代谢产生兼具集亲水基和疏水基的表面活性物质，经提取后研究发现该物质可以在流动相（如气/水、油/水）界面按照不同的氢键和极性规律分布，具有降低界面或表面张力及乳化等能力。相比化学合成表面活性剂，生物表面活性剂具有更强的生物降解能力和极端环境适应性，并且具有无毒或极低毒性。因此，多年来生物表面活性剂在食品、医药、石油等诸多领域得到广泛研究和应用，尤其随着我国多数油田均已进入到开采后期，油藏储层中存在大量孤立滴状、柱状、膜状、簇状和盲端状的残油。油藏开采过程面临的难度及成本越来越大，单纯依靠理化方法来处理解决这些问题已力不从心，由此催生了生物表面活性剂在油田驱油中的应用 1. 表面活性剂驱油的发展概况1.1 三次采油的发展及分类学术界有一个公认的划分方法，即根据开发方式的不同把油田开发分为一次采油(POR)、二次采油(SOR)和三次采油(EOR)三个开发阶段：开采早期主要是依靠油藏自身压力压向地面或当压力不足时采用泵抽的方法，称为一次采油，其采收率一般在 10 %~15 %；随着一次采油时间的推移，地下天然能量逐步消耗，造成油井自身压力不足时，采用注入水或打人气体的方法补充能量，增加油层压力，以提高采油效率，称为二次采油，其采收率一般在 30 %~50 %；三次采油即在二次采油的基础上开始尝试物理或化学的方法对地下剩余油进行开采的阶段，国内外的实践结果表明，其提高采收率在二次采油的基础上一般还能提高 5 %~25 %。近十几年来，有关文献提及微生物采油，即向油藏注入合适的微生物菌种和营养物，使微生物在油藏中繁殖，代谢石油进而产生气体或分解石油或产生活性物质，达到开采地下残余油的目的，为区别于传统三次采油，有学者把此方法定义为四次采油，但大部分人仍将微生物采油归类于三次采油。 1.2 表面活性剂驱的发展历程首次提到表面活性剂在提高石油的采收率方面应用是在上世纪 20 年代末 30 年代初，由德格鲁特提出的主要成份为多环磺化物和木质素亚硫酸盐的表面活性剂有助于提高石油的采收率的观点。上世纪 40、50 年代，通过实验研究发现，将合成的表面活性剂加入到 NaOH 或 Na 2 CO 3 的水溶液中有利于提高石油的采收率；60 年代末 70 年代初，确立了把表面活性剂作为驱油体系的决定性条件，即只有油和表面活性剂水溶液间界面张力降到10 -2 mN/m 数量级以下，表面活性剂体系的驱油效果才有所表现；发现在 NaOH 或 Na 2 CO 3 的水溶液中加入少量的表面活性剂可起到比单独表面活性剂或碱都要好的效果；Wilson 的研究表明表面活性剂确实可以与原油产生超低界面张力。目前，表面活性剂提高采收率的应用有两种不同的方法：第一种是向地层中注入表面活性剂的质量浓度低于 2 %的低浓度大段塞(0.15 PV~0.6 PV)，被称为低界面张力表面活性剂驱油体系，表面活性剂溶于油或者水，溶解的表面活性剂分子与表面活性剂分子聚集体-胶束处于相平衡状态，降低油水界面张力，从而提高原油采收率；第二种是向地层中注入质量浓度 5 %~8 %小段塞(0.03 PV~0.2 PV)表面活性剂，被称为微乳液驱油体系，但随着高浓度段塞在油层中的运移，溶液被低层吸附和地层流体稀释，使得表面活性剂的浓度降低，驱油过程转变为第一种表面活性剂驱。 1.3 驱油用表面活性剂的要求化学驱是国内各大油田探讨三次采油的主要方法，而在化学驱驱动类型中大部分都要应用到表面活性剂。众多专家学者根据油田实践经验，对驱油用表面活性剂提出了要求，归纳总结为以下几个特点：(1)表面活性剂在油水界面上具有较高的界面活性，降低油水界面的能力较强，使油水界面张力降至 10 -2 mN/m 数量级以下，具有一定的溶解度、浊点、不受 pH 值影响或影响较小；(2)表面活性剂与地层岩石表面的相互作用小，难或不易吸附在岩石表面； (3)表面活性剂易溶于地层水，且具有较大的扩散速度，但抗稀释能力强，即表面活性剂的浓度降低时，其降低油水界面张力的能力不变或改变较小，驱油效果较好；(4)稳定性较好，不和其他注入化学剂或地层中的物质发生反应，不发生裂解降解等反应；(5)在驱油过程中要考虑驱油体系的成分和表面活性剂之间的配伍性问题和油藏开采程度等相互关系；(6)驱油用表面活性剂要适应油藏的温度和矿化度条件，即要具有一定的抗温抗盐能力；(7)驱油用表面活性剂具有较高的经济价值并且取材较容易，要遵循投入少产出高的经济法则。 2. 生物表面活性剂的应用 化学合成表面活性剂在油田生产中已经得到稳定应用，目前技术发展指向开发高效驱油表面活性剂及其无害化回收再利用两个方面。化学表面活性剂在油田驱油收到良好效果，一定程度上促进生物表面活性剂在驱油领域的发展。现已发现，油藏中本源微生物能够利用原油进行代谢产生表面活性物质，继而证实生物表面活性剂用于驱油具有切实可行性。 2.1 激活本源微生物产表面活性剂油藏本源微生物在油藏高温高压环境下进行生长代谢产生的表面活性物质具备两亲性、乳化原油及使油藏岩层润湿反转等功能，在此基础上激活本源微生物能够提高其产生的活性成分浓度，继而达到理想驱油效果。以原油为唯一碳源的微生物难以产生足够量的生物表面活性剂，在实际生产中通过及时向储层中注入营养元素，在一定程度上提高含该类元素代谢产物产量2.2 油藏外加生物表面活性剂
油田生产中表面活性剂的应用 1、开采稠油用的表面活性剂 由于稠油粘度大、流动性差，给开采带来许多困难。为开采这些稠油，有时需将表面活性剂的水溶液注入井下，使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油型乳状液，抽提到地面。这种稠油乳化降粘法用到的表面活性剂有烷基磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠盐等。采出的这种水包油型乳状液，需要将水分离出去，也要使用一些工业表面活性剂作为破乳剂进行脱水。这些破乳剂是油包水型乳化剂。常用的有阳离子表面活性剂或环烷酸、沥青质酸及它们的多价金属盐。 特殊的稠油，不能采用常规的抽油机开采法，需要注蒸汽进行热采。提高热采效果，需要使用表面活性剂。向注汽井注入泡沫，即注入耐高温的起泡剂及不凝气体是常用的调制方法之一。 常用的起泡剂是烷基苯磺酸盐、α—烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、磺烃基化的聚氧乙烯烷基醇醚和磺烃基化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。由于含氟表面活性剂，表面活性高，对酸、碱、氧、热及油稳定，故含氟表面活性剂是理想的高温起泡剂。为了使分散的油易于通过地层的孔喉结构，或使地层表面的油易被驱出，需要使用称之为薄膜扩散剂的表面活性剂，常用的是氧烷基化酚醛树脂高分子表面活性剂。 2、开采含蜡原油用表面活性剂 开采含蜡原油，需要经常进行防蜡和清蜡。表面活性剂作为防蜡剂和清蜡剂。防蜡用的有油溶表面活性剂和水溶性表面活性剂。前者通过改变蜡晶表面的性质而起防蜡作用。常用的油溶性表面活性剂是石油磺酸盐和胺型表面活性剂。水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面（如油管、抽油杆及设备表面）的性质而起防蜡作用。可用的表面活性剂有烷基磺酸钠、季铵盐、烷烃聚氧乙烯醚、芳烃聚氧乙烯醚及其它们的磺酸钠盐等。清蜡用的表面活性剂也分两个方面，油溶性用于油基清蜡剂，水溶性的磺酸盐型、季铵盐型、聚醚型、吐温型、OP 型表面活性剂、硫酸酯盐化或磺烃基化的平平加型与OP型表面活性剂等用于水基清蜡剂。近年来，国内外将清防蜡有机地结合起来，还将油基清蜡剂和水基清蜡剂有机地结合起来，生产出混合型清蜡剂。这种清蜡剂以芳香烃和混合芳香烃作油相，以具有清蜡作用的乳化剂作水相。当选择的这种乳化剂为具有适当浊点的非离子型表面活性剂时，就可使它在油井结蜡段以下温度达到或超过它的浊点，从而使这种混合型清蜡剂在进入结蜡段前破乳，分出两种清蜡剂，同时起清蜡作用。 3、稳定粘土使用的表面活性剂 稳定粘土分防止粘土矿物膨胀和防止粘土矿物微粒运移两个方面。防止粘土膨胀可用，如胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、咪唑啉盐等阳离子表面活性剂。防止粘土矿物颗粒运移可用的有含氟的非离子—阳离子表面活性剂。 4、酸化措施使用的表面活性剂 为了提高酸化效果，一般在酸液中需加入多种添加剂。凡能同酸液配伍并易被地层吸附的表面活性剂，均可作为酸化缓速剂。如阳离子表面活性剂中的脂肪胺盐酸盐、季铵盐、吡啶盐和两性表面活性剂中的磺酸盐化、羧甲基化、磷酸酯盐化或硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。有些表面活性剂如十二烷基磺酸和它的烷基胺盐，可将酸液乳化在油中，产生油包酸乳状液，以此乳状液作为酸化工业液，亦起缓速作用。 有些表面活性剂可作为酸化液防乳化剂，具有分支结构的表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺均可作为酸化防乳化剂。 有些表面活性剂可作为乏酸助排剂，可作为助排剂的表面活性剂有胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、非离子型、两性及含氟表面活性剂等。 有些表面活性剂可作为酸化防淤渣剂，如油溶性表面活性剂，如烷基酚、脂肪酸、烷基苯磺
生物表面活性剂研究进展 杨齐峰 （黄石理工学院，湖北，435000） 【摘要】：生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物，它无毒，可以生物降解，对环境影响很小，具有高效的表面活性，因此是合成表面活性剂的理想代替品。介绍了生物表面活性剂的特性及其生产制备方法，综述了近年生物表面活性剂在石油、洗涤、医药、食品等工业领域的应用与研究进展，主要介绍了利用生物表面活性剂在提高石油采收率等方面的应用，探讨了今后生物表面活性剂的主要发展方向。 【关键词】：生物表面活性剂；微生物；应用；发展趋势 Biosurfactant research progress Yangqifeng （Huangshi Institute of Technology School Hubei 435003）abstract：Biological surfactant is secreted by microbial natural products，it is avirulent,can biodegradation，a little influence and efficient surface activity，and is thus synthesis of surfactants ideal replacement. Introduces the characteristics and its biosurfactant production preparation methods，this paper reviews biosurfactant in petroleum，washing，pharmaceutical，food and other industrial areas of application and research progress，mainly introduced the use of biological surfactants in enhanced oil recovery of application，discusses the future biosurfactant the main development direction。 key words：biosurfactant；Microbial；application；development tendency 表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质，化学合成的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来的，在生产和使用过程中常常会给人类生存环境带来严重的污染，对人类的身体健康产生很大威胁。生物表面活性剂是从20世
生物表面活性剂及其应用 谈到学科知识应用，我第一反应是把其与人或自然界中实际存在的生物联系在一起，进而得出既有意义又有趣的结论和现象。在学习完物理化学表面化学部分后我们知道，表面活性剂(surfactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性。表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。但是目前大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来，由于受化工原料、产品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因，使表面活性剂的应用前景受到极大的挑战。因此寻找一种新型高效低污染的表面活性剂是一个尤为重要的举措。 生物表面活性剂就是一类性能较为优异的表面活性剂。查阅文献可知他们是指利用酶或微生物通过生物催化和生物合成法得到的具有一定表面活性的代谢产物。它们在结构上与一般表面活性剂分子类似，即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基，而且含有极性的亲水基，如磷酸根或多烃基基团，是集亲水基和憎水基结构于一身的两亲化合物。它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能,而且还拥有下列优点:①选择性广,对环境友好;②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;③分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;④原料在自然界广泛存在且价廉;⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等。 生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类。依据他们的化学组成和微生物来源可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。于是我们可以明显知道这些生物表面活性剂是对生物和环境极其友好，相较与普通的化学表面活性剂有更广阔的应用范围。 微生物强化采油(MEOR技术)是生物表面活性剂最为重要的应用领域。在油田中注入一些微生物和其生长所必须的营养物质，微生物在生长的同时，可以产生生物表面活性剂，这些生物表面活性剂能降低原油和水两相界面的张力，从而提高原油的开采量。与化学合成生物表面活性剂相比，生物表面活性剂可被微生物降解，不会对环境造成污染。微生物驱油和化学驱油最大的不同是微生物不但可沿注水压差方向运移，还可在油层中纵深迁移，大大提高了水驱或化学驱的效率。 利用生物表面活性剂能够增强水性化合物的亲水性和生物利用度，还可以使环境污染物不断降解，该技术称为生物修复。我觉得在不远的未来这个技术能有更大的应用和发展前景。 针铁矿(Fe(OH)3) 是一种非常重要的矿产资源，可以吸附土壤和工业废水中有毒的金属离子。用针铁矿吸附、共沉淀金属离子，再用生物表面活性剂作为絮凝剂载体，可将金属离子分离出来。资源问题一直是当今世界重视的难题，利用生物表面活性剂将环境保护和资源采集率两个方面同时兼顾，这将是我们对抗环境恶化的重要手段。 资源的紧缺以及人类环保意识的加强，将进一步推动绿色表面活性剂工业的发展。当前，世界表面活性剂市场呈稳定而缓慢的增长趋势，更多新型、性能优良、易生物降解、高效、安全的表面活性剂出现，会给人们的生活和工业生产注入新的活力。根据国外一些大公司及专家预测，未来表面活性剂工业发展趋向主
HX系列驱油用表面活性剂 研发报告
前言 随着世界能源的紧缺，石油的充分采出和合理利用已成为各国极大重视的问题，由于常规的一次和二次采油(POR和SOR)总采油率不是很高,一般质量分数仅能达到20%～40%，最高达到50%，至少还有50%～80%的原油未能采出。因此在能源日趋紧张的情况下，提高采油率已成为石油开采研究的重大课题，三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。 三次采油的方法很多，概括起来主要有四大类：一是热力驱，包括蒸气驱，火烧油层等；二是混相驱，包括CO2混相，烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱，包括聚合物驱，表面活性剂驱，碱水驱等；四是微生物采油，包括生物聚合物，微生物表面活性驱。目前，三次采油研究尤其以表面活性剂和微生物采油得到人们的普遍重视，而表面活性剂驱则显示出明显的优越性。 目前三次采油研究中所用表面活性剂的种类以阴离子型最多，其次是非离子型和两性离子型，应用最少的是阳离子型。 三次采油中阴离子表面活性剂，其分子结构中离子性亲水基为阴离子，这类阴离子亲水基组成的盐有磺酸盐、羧酸盐、硫酸(酯)盐和磷酸(酯)盐。阴离子表面活性剂可用于各种表面活性剂驱中,其中应用磺酸盐型最多,而在磺酸盐型阴离子表面活性剂中，以石油磺酸盐型最为普遍。石油磺酸盐成本较低，界面活性高，耐温性能好，但抗盐
能力差，临界胶束浓度(CMC)较高，在地层中的吸附、滞流和与多价离子的作用，导致了在驱油过程中的损耗。 非离子表面活性剂，其亲水基为非离子性基团。由于非离子性基团的亲水性要比离子性基团差得多,因此非离子性表面活性剂要保持较强的乳化作用,其分子结构中一般含有多个非离子性亲水基,形成含许多醚键、酯键、酰胺键或羟基或者它们相互两两组合或多种组合的结构。此类表面活性剂的优点是抗盐能力强，耐多价阳离子的性能好，CMC低。但在地层中稳定性差，吸附量比阴离子表面活性剂高，而且不耐高温，价格高。 两性表面活性剂，这类表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现两性。由于该种表面活性剂对金属离子有螯合作用，因而大多数都可用于高矿化度，较高温度的油层驱油，但同样有价格高的缺点。 因此，一种合适的表面活性剂体系，不仅能产生很好的协同效应而降低体系的界面张力，而且还能够降低表面活性剂的用量，甚至驱油液表面活性剂的总浓度也有可能降低，同时表面活性剂的其他性能如耐盐能力，耐温性能或吸附损耗减少等得到强化。 基于以上原因，为最大限度的满足驱油体系要求,提高采收率和降低采收成本，我公司根据油田三采科研专家攻关思路联合部分科研院校研制出了一种新型的表面活性剂驱油体系，即HX系列新型非离子-阴离子型表面活性剂体系。这类表面活性剂有两种不同的亲水基
1. 表面活性剂驱油机理在驱替方程中如何表征 在注入水中添加表面活性物质可改善常规注水的采收率，其主要机理如下： （1）向水中加入表面活性剂可以明显地降低油水接触面上的表面张力，油滴更容易变形，结果降低了将其排出孔隙喉道必需的功，同时也增加了原油在地层中的流速。 （2）使选择性润湿接触角变小，使岩石颗粒表面水润湿性加强，即使岩石更加亲水。 （3）表面活性剂水溶液能够清洗掉以薄膜形式覆盖在岩石表面的原油，使得这些油膜破裂并被冲洗出来。表面活性剂可以吸附在油水界面上，取代原油在岩石上形成牢固吸附层的那部分活性原油组份，使原油不易束缚在岩石上。 （4）表面活性剂使地层孔隙毛管中的弯液面发生变形，加强毛管力作用，增强了水利用毛管渗吸进入饱和有原油的孔隙介质的深度以及渗吸的速度。 （5）在表面活性剂作用下原油在水中弥散作用加强，不但使油滴逐渐变小，而且增强了这种原油分散体的稳定性，从而使油滴重新合并以及在岩石表面上粘附机率大大减少，导致相渗曲线右移现象，即向水润湿方面移动，表明残余油饱和度下降。 （6）表面活性剂能吸附到结构性原油的某些组份上，并减弱它们之间相互作用，使原油粘度下降。 综上所述，表面活性剂主要作用在油水界面处及岩石表面处，即在油水界面处降低界面张力，改变岩石表面的润湿性。二者的共同作用提高采收率。以一单元体表征表面活性剂水溶液的流动过程。 考虑一单元体，如图所示，宽为b ，高为H ，表面活性剂水溶液流速为v w ，含水饱和度为S w ，表面活性剂浓度为C 。则 d t 时间内流入单元体中的表面活性剂量为：w v bHCdt d t 时间内流出单元体的表面活性剂量为：()d d d w w v C v bHC t bH x t x ?+? d t 时间内单元体水中表面活性剂增量为：()d d w S C bH x t x φ?? d t 时间内单元体中表面活性剂吸附量为：d d A bH x t x ?? 其中，A 为单元体中表面活性剂量。 根据物质平衡条件：流入量?流出量=水中表面活性剂增量+吸附量。其中，水中表面活性剂增量为单元体中水中的表面活性剂的量，作用在油水界面处；吸附量为吸附在岩石表面及结构性原油的某些组分上。二者共同构成了表面活性剂在单元体中的滞留量。根据此物质平衡条件，可得方程： ()()d [d d d ]d d d d w w w w v C S C A v bHC t v bHC t bH x t bH x t bH x t x x x φ???-+=+??? 化简得： d w v bHC t d x t
驱油用石油磺酸盐表面活性剂 一、产品简介 石油磺酸盐是表面活性剂驱油中使用的常规产品之一，在国内外三次采油的矿场工业化应用中，取得了明显的效果。石油磺酸盐是以石油馏分为原料，经过磺化后得到的产品。由于石油馏分中的组成与石油的组成十分相近，因此，得到的产品与原油有很好的匹配关系，在与原油的增容与乳化和实现超低界面张力方面，比其它表面活性剂都具有十分明显和独特的效果。石油磺酸盐的原料中含有原油浓缩的酸性组分，经过碱中和后生成天然的皂化活性物，因此，即使在实际应用中不加碱也自然具有“协同效应”。石油磺酸盐作为化学驱油剂具有活性效率高，界面活性强，能使油水界面张力达到超低的特点；与原油配伍性好，水溶性好，耐温性好，具有一定的抗盐性；适合中等温度和矿化度的砂岩油藏。该产品的原料来源广，产于油田用于油田，成本较低，是迄今为止产量最大、研究工作和现场试验中采用最多的表面活性剂。 我公司根据目前石油磺酸盐产品的质量问题和不稳定问题，开发出了精细切割石油磺酸盐，分子量变窄，质量变好。并根据不同原油的品质，生产出了环烷基石油磺酸盐、芳基石油磺酸盐和烷基芳基石油磺酸盐 等特种产品，提高了石油磺酸盐的针对性和表面活性。根据不同油田的条件，设计生产了烷基碳数为C14 ～C18的石油磺酸盐，可与我国大多数油田的原油形成超低界面张力体系, 因而可以满足不同油田三次采油的 需要。 三、产品指标 不同结构和性质的石油磺酸盐性质如下： 石油磺酸盐产品指标 产品编号石油馏份 °C 活性物含量 （％） 当量 未磺化油 （％） 无机盐 （％） Petross-150 130-150 50 280 ≤35.0 ≤10.0 Petross-280 268-279 50 350 ≤35.0 ≤10.0 Petross-340 332-340 40 400 ≤35.0 ≤10.0 Petross-360 359-361 35 450 ≤45.0 ≤10.0 Petross-500 390-500 35 500 ≤45.0 ≤10.0 四、产品特点 重烷基苯磺酸盐的原料主要是十二烷基苯精馏副产物——重烷基苯，经磺化、中和后得到重烷基苯磺酸盐表面活性剂。烷基碳数为C14～C16的重烷基苯磺酸盐可与我国大多数油田的原油形成超低界面张力体系, 因而成为重要的驱油用表面活性剂。重烷基苯磺酸盐可分别与石油羧酸盐、生物表面活性剂、两性表面活性剂、支链烷基苯磺酸盐进行复配，提高驱油体系性能，达到良好的驱油效果。该系列表面活性剂在浓度 范围为0.05%-0.3%（质量分数）较低浓度范围内均具有较高的活性，可根据现场情况而定。
生物表面活性剂 摘要： 关键词： 随着人类生活水平和坏境意识的提高，人们对食品和环境的关注也进一步加强。近年来作为食品和环境中极其重要的一种物质—表面活性剂也受到人们的关注，传统的表面活性剂（多指化学表面活性剂）在食品中的安全隐患和在环境污染也被越来越重视，进而促进新型表面活性剂的出现，生物表面活性剂应运而生。生物表面活性剂（biosurfactant）是指利用酶或微生物等通过生物催化和生物合成等生物技术从微生物、植物和动物上得到的集亲水和憎水基结构于一体的具有表面活性的天然表面活性剂[1]。与化学合成的表面活性剂相比，它具有降低表面张力、分散性、生物降解性、环境相容性等特性，同时还具有低毒或无毒、化学结构多样、在极端温度、pH等极限条件下也具有更好的选择性和专一性。由于这些优点，生物表面活性剂具有广阔的应用前景。 1 生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂种类繁多，按其不同的作用有以下分类方式： 2 生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂是一类两亲分子，其中含有亲水基团和亲脂基团。亲水基团主要是极性基团，如单糖、多糖、羧基、氨基等离子或分离子形式；而疏水基团
主要是非极性基团，如长链烃类、饱和或不饱和脂肪酸等。由于其特殊化学结构所以能在两相界面（如水油界面、水汽界面等）定向排列形成分子层，降低其界面张力或表面张力。例如这种性质在乳制品中具有十分重要的作用，它改善物质起泡性和泡沫稳定性，同时还具有无毒、口感好的优点。与合成表面活性剂相比较，它也有自己的独特之处。 2.1 具有良好的化学稳定性和热稳定性。如由地衣芽孢杆菌(Bacillus licheni formis)产生的脂肽在75℃时至少可耐热140h。生物表面活性剂在pH5.5~12保持稳定，当pH小于5.5时，会逐渐失活。 2.2 生物表面活性剂化学结构更为复杂，空间构象多而具有更大的开发潜力，如改性技术改善其溶解性、乳化性等。由于其种类繁多，弥补了部分化学不能合成的复杂大分子活性剂或化学不能合成的新型化学基团。 2.3 生物活性剂对环境友好，能完全微生物生物降解，没有污染和破坏。其产品本身无毒、使用量少且生物相容性好，可广泛应用于药品、化妆品及食品添加剂等领域。 2.4 部分生物表面活性剂自身就具有很多生理、药理和免疫等功能，如生物活性肽类物质。 3 生物表面活性剂活性的评价方式 生物表面活性剂的活性评价方式主要有三种[]： （1）表面张力和临界胶束浓度CMC（critical micell concentration）蒸馏水的表面活性张力为72mN/m左右，增加表面活性剂后可将水溶液的表面张力降至26~27mN/m。随表面活性剂增加到油/水或水/油体系，表面张力一直减小直到一个临界水平时，活性剂将很容易交联形成超分子结构，如胶团、双分子层等。这个临界值叫着临界胶束浓度CMC，被常用于测定表面活性剂的功效。CMC越低，说明表面活性越高【】。 （2）乳化液的稳定性 一液相以微液滴的方式分散到另一连续的液相之中形成乳液，表面活性剂能够稳定乳液或破乳作用。 4 生物表面活性剂的制备 生物表面活性剂主要采用微生物发酵、酶法和从动植物材料中提取三种方
ICS Q/TQF 提高采收率用表面活性剂 全氟壬烯氧基苯磺酸钠 TQF-I 台安县泉沣化工有限公司企业标准发布
前言 本标准依据GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由台安县泉沣化工有限公司负责起草。 本标准由台安县泉沣化工有限公司提出。 本标准由台安县泉沣化工有限公司归口管理。 本标准起草人：刘德强、张良、魏国。
提高采收率用表面活性剂全氟壬烯氧基苯磺酸钠TQF-I 1范围 本标准规定了提高采收率用表面活性剂全氟壬烯氧基苯磺酸钠TQF-I的分类与命名、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存与保质期。 本标准适用于提高采收率用表面活性剂全氟壬烯氧基苯磺酸钠TQF-I。 2 规范性引用文件 下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。。 GB/T 4472—2011 化工产品密度、相对密度的测定 GB/T 6003.1—2012 试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛 GB/T 6541—1986 石油产品油对水界面张力测定法（圆环法） GB/T 6680—2003 液体化工产品采样通则 GB/T 22237—2008 表面活性剂表面张力的测定 GB/T 16483-2008化学品安全技术说明书内容和项目顺序 SY/T 5281—1991 原油破乳剂使用性能检测方法（瓶试法） JJF 1070-2005 定量包装商品净含量计量检验规则 3分类与命名 产品型号为： 4 要求 产品技术性能指标见表1 表1 技术性能指标
表面活性剂驱油技术 在三次采油中，二元复合驱是有效利用聚合物的粘度和活性剂的活性的驱油技术。与单一注聚相比，能更加有效地获得降水增油效果，更大幅度地提高采收率。目前胜利油田复合驱项目规模逐年扩大，驱油效果逐渐显现，其中：在孤东油田、孤岛油田见到明显的效果。 在复合驱中活性剂作为其中的一种重要组分起着增加洗油效率的重要作用，由于不同区块的油藏地质条件差别较大，我公司成立专门的研究小组研究适用于不同区块复合驱的活性剂。即HX系列新型非离子-阴离子型表面活性剂体系。 HX驱油用表面活性剂是一种适合在高温、高矿化度条件下使用的新型非离子-阴离子两性表面活性剂。该表面活性剂既保持了非离子、阴离子表面活性剂的优点,又克服了各自的缺点,是一类性能优良的驱油用表面活性剂。 HX驱油用表面活性剂是由多种活性成份组成，兼具非离子、阴离子活性剂的优点，但比阴离子活性剂耐盐能力更强，又比非离子活性剂更耐高温，并且与聚合物有良好的兼容性。该剂地层条件下稳定，不分解，可在高达270℃的条件下使用。其主要特点：能显著降低油水之间的界面张力，0.5%的活性剂即可将油水界面张力降至1×10-3 mN.m-1；具有良好的热稳定性和水解稳定性；具有良好的耐盐性；具有极强的增溶性能和突出的分散性能；与其他表面活性剂具有优异的配伍性。可广泛应用于油田二元、三元复合驱油用表面活性剂体系，或直接做驱油剂使用。
1、HX驱油用表面活性剂技术指标 项目指标 外观浅黄色至棕黄色均匀液体密度（20℃，g/cm3）0.95-1.10 固含量，% ≥45 PH值（1%水溶液）7.0-9.0 水溶性（10%水溶液）与水混融，均匀，无沉淀 界面张力（mN/m）≤1×10-3 洗油效率（%）≥70 2、HX驱油用表面活性剂结构特点 根据胜利油田的实际情况，我们对研发的表面活性剂有以下要求： ◆表面活性剂体系性能稳定，在油砂上吸附量小，并能够显著降 低界面张力； ◆以胜利石油磺酸盐为主剂，所研制的产品与之配伍性好； ◆与石油磺酸盐的复合体系与聚合物配伍性好； ◆经济可行。 研究思路：以常用的适应性较强的聚醚类活性剂为主，经过适当的改性合成阴离子非离子两性活性剂 根据以上思路，合成了如下结构式的活性剂： R1—C--O R2R3M 其中：R1为聚醚碳链；
第24卷第3期油 田 化 学Vol.24 No.3 2007年9月25日Oilfield Chemistry25Sept,2007 文章编号:1000-4092(2007)03-0287-06 驱油用表面活性剂的发展 葛际江,张贵才,蒋 平,孙铭勤 (中国石油大学石油工程学院,山东东营257061) 摘要:综述了驱油用磺酸盐类、羧酸盐类、非离子-阴离子两性型、烷基多糖苷类及g emini表面活性剂的发展。总结了驱油用表面活性剂选择的界面张力指标、界面黏度指标和相行为指标。指出驱油用表面活性剂的合成从原料选择到合成工艺逐步精细化的趋势。近几年来国外较重视非离子-阴离子表面活性剂以及烷基多糖苷的研究,认为是较有潜力的新型驱油用表面活性剂。参52。 关键词:表面活性剂;驱油化学剂;提高采收率;应用性能;进展;综述 中图分类号:T E357.46:T E39:O647.2 文献标识码:A 20世纪20~30年代,De Groot(US1823439)提出用多环磺化物和木质素亚硫酸盐废液,Holbrook (US3006411)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。20世纪60年代后,Gogarty和Olson(US3254714)、Reisberg(US3330344、U S 3348611)、Jones(US3497006、US3506070)相继提出了微乳驱。此后,美国开展了表面活性剂驱的矿场试验,60年代进行泡沫驱,70年代进行微乳驱和低浓度表面活性剂驱。70年代两次石油危机刺激并加速了表面活性剂驱油技术的应用研究,1971~ 1986年美国付诸实施的驱油方案多达120多次。90年代美国提出复合驱,并在两个油田开展了先导性试验。90年代中期石油价格的下跌,使西方一些主要的石油公司停止了化学驱的矿场试验研究。中国由于经济发展的需要,复合驱的研究和应用得到了较大的发展,胜利油田、大庆油田、新疆油田、辽河油田等大型油田都开展了含表面活性剂的复合驱先导试验和先导扩大试验,中原油田还进行了表面活性剂吞吐试验。进年来,由于原油价格持续居高不下,表面活性剂驱作为一种极有潜力的提高采收率的方式,重新成为国内外研究的热点。 1 驱油用表面活性剂 1.1 磺酸盐表面活性剂 木质素磺酸盐是最早推荐用于驱油的表面活性组分(1929,U S1823439),但由于界面活性差,直到20世纪70年代才开始作为牺牲剂在表面活性剂驱中使用,80年代后和石油磺酸盐复配用作驱油剂。 -烯烃磺酸盐是工业化较晚的表面活性剂(1968年),分子中含有双键,耐盐能力可达到聚氧乙烯烷基醇醚硫酸盐(AES)的水平,但界面活性比烷基苯磺酸盐差,且价格高,在驱油中主要用作起泡剂。 真正大量用作驱油剂的磺酸盐表面活性剂是石油磺酸盐和合成磺酸盐,其发展可分为以下三个阶段。 70~90年代,无论是基础研究还是矿场试验,使用的表面活性剂主要是石油磺酸盐,这是由于石油磺酸盐具有以下优点: 生产工艺简单,价格低; 收稿日期:2006-05-21;修改日期:2007-07-23。 基金项目:国家高技术研究发展专项经费 稠油油藏混气表面活性剂驱油技术 (项目编号:2006AA06Z227)资助,山东省自然科学基金 稠油油藏蒸汽去后提高采收率用表面活性剂研究 (项目编号:Y2006B34)资助。 作者简介:葛际江(1972-),男,副教授,石油大学(华东)应用化学专业理学学士(1994)、油气田开发专业工学硕士(1997)、博士(2002),从事稠油油藏提高采收率用表面活性剂合成和缓蚀剂研制,通讯地址:257061山东东营市北二路271号中国石油大学石油工程学院,电话:0546-8391462,E-mail:gejj@https://www.doczj.com/doc/fa15503050.html,。