(EOR)6 表面活性剂驱

三次采油(EOR)成为一种在一､二次采油之后有效提高采油率的重要技术,而表面活性剂在三次采油中的重要性越来越明显,其中表面活性剂驱和三元复合驱(ASP,即碱- 表面活性剂-聚合物复合驱)则是具有发展潜力的三次采油技术。

本文主要介绍和概述了三次采油用表面活性剂的制备､性能､应用特点及其发展前景。

内容：0 前言石油能源的合理开发利用已引起人们的极大重视。

由于常规的一､二次采油(POR和SOR)总采油率不是很高,一般仅能达到20%～40%,最高达到50%,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。

目前,三次采油研究以表面活性剂和微生物采油得到人们的普遍重视,而表面活性驱则显示出明显的优越性,其中所用驱油液的主要添加剂是表面活性剂,本文讨论表面活性驱所用表面活性剂的制备､应用特点和进展。

1 表面活性剂的制备由于三次采油用表面活性剂和助剂绝大部分是阴离子磺酸盐及羧酸盐,其提高采油率效果最为显著,因此这里主要讨论在三次采油中重要的阴离子磺酸盐及羧酸盐的合成与制备。

对于磺酸盐制备的磺化反应所用的磺化剂,常用的有浓硫酸､发烟硫酸､三氧化硫和氯磺酸。

对于大规模工业生产,综合比较来看,以三氧化硫磺化工艺最优,其通用性､安全性､适用性都比较好,成本也较低。

因此在磺酸盐合成工业中获得了广泛的应用和发展。

1.1石油磺酸盐的制备石油磺酸盐是以富芳烃原油或馏分磺化得到的产物,其主要成分是芳烃化合物的单磺酸盐,其中有一个芳环与一个或几个五元环稠合在一起,也有二个芳环与一个或几个五元环稠合在一起,其余的则为脂肪烃和脂环烃的磺化物或氧化物。

目前主要采用磺化法,分别有三种制备方法:白油生产副产物法､原油磺化法和两步磺化法。

(1)白油生产副产物法。

在提炼白油的生产中利用磺化工艺,除掉原料油中的芳烃及其它活性组分,得到的主要产物是白油和磺酸油,在水相中则主要是石油磺酸盐。

非均相复合驱油体系设计与性能评价曹绪龙【摘要】为进一步提高聚驱后油藏采收率,针对聚驱后油藏非均质性强、剩余油普遍分布的特点,提出了非均相复合驱油体系.非均相复合驱油体系包括黏弹性颗粒驱油剂(PPG)、表面活性剂和聚合物.通过研究黏弹性颗粒驱油剂的溶胀能力、黏弹性、滤过能力和在岩心中运移性能,及其与表面活性剂、聚合物之间相互作用,得到了适合于胜利高温高盐油藏和聚合物驱后油藏的非均相复合驱油体系1000 mg/LPPG+1000 mg/L聚合物+0.3％胜利石油磺酸盐+0.1％非离子表面活性剂1709.结果表明,PPG可遇水溶胀,耐盐性能好,在油藏中具有封堵和运移性能,较单一聚合物能够更好地提高波及体积.在含水98％条件下注入0.3倍孔隙体积的非均相复合驱油体系,聚合物驱后提高采收率13.6％ (OOIP).该体系可应用于高温高盐油藏或聚合物驱后油藏大幅度提高采收率.%In order to enhance the oil recovery after polymer flooding, the heterogeneous phase combination floodingsystem( HPCF) consisting of surfactant, polymer and preformed particle gel (PPG) was designed for the strong heterogeneity of reservoir and the widely distributed remaining oil. The dilative capacity, viscoelastic properties, filterability and migration in cores for a series of synthesized PPG, and the interactions between PPG and polymer and the influences of PPG plus polymer on IFT were investigated. The results showed that PPG was a kind of viscoelastic dilative particle in brine and could be migrated under injection pressure in cores. The effective HCFS used for high temperature and salinity reservoir and post polymer flooding reservoir was as 1000 mg/L PPG+1000 mg/L polymer+0. 3% Shengli petroleumsulphonate +0. l%nonionic surfactant 1709. The enhanced oil recovery was 13. 6%(OOIP) after polymer flooding when 0. 3 pore volume HPCF fluid was injected at water cut of 98%.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2013(029)001【总页数】7页(P115-121)【关键词】非均相复合驱油体系(HPCF);提高采收率(EOR);黏弹性颗粒驱油剂(PPG);聚合物;表面活性剂;黏弹性【作者】曹绪龙【作者单位】中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015【正文语种】中文【中图分类】TE357.6自20世纪90年代以来，聚合物驱油技术在大庆油田［1］、胜利油田［2－3］等现场获得大规模应用并取得显著降水增油效果。

1第一章1．波及系数：指注入流体波及区域的体积与油藏总体积之比。

2．洗油效率：指注入流体在波及范围内，采出的油量与波及区内石油储量的体积之比。

3．采收率：油藏累计采出的油量与油藏地质储量比值的百分数。

从理论上来说，取决于波及效率（系数）（EV ）和驱（洗）油效率（ED ） 。

因此，采收率（ER ）定义为：ER （η）=EV · ED4．影响采收率的因素：（1）地层的不均质性（2）地层表面的润湿性（3）流度比（4）毛管数（5）布井 5．流度比：指驱油时驱动液流度与被驱动液（原油）流度之比。

w ro orw w o o w o o w w o w wo k k k k /k /k M μμμμμμλλ====6．毛管数：粘滞力与毛管力的比值。

毛管数增大，洗油效率提高，使采收率提高（即剩余油饱和度减少）－影响残余油饱和度的主要因素。

σμd d V Nc =7．增大毛管数的途径： （1）减小σ水驱油时，毛管数的数量级为10-6。

从图1-8可以看到，若将毛管数的数量级增至10-2，则剩余油饱和度趋于零。

若油水界面张力由101mN.m-1降至10-3mN.m-1数量级，即满足此要求。

因此提出表面活性剂驱和混相驱的采油法。

（2）增加µd这也是提出聚合物驱的依据。

（3）提高Vd 但有一定限度。

8．、第二章1．2．在亲水地层，毛细管上升现象是水驱油的动力，在亲油地层，毛细管下降现象是水驱油的阻力。

233.Jamin 效应：是指液珠或气泡通过喉孔时由于界面变形而对液流产生的阻力效应。

)R 1R 1(2p p 2112-=-σ4.（1）Jamin 效应始终是阻力效应，亲水地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之前；亲油地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之后。

（2）Jamin 效应具有叠加作用即总的Jamin 效应是各个喉孔Jamin 效应的加和。

5.润湿现象：固体表面上一种流体被另一种流体取代引起表面能下降的过程。

论述题：1、注水开发油田存在的地下三大矛盾是什么？地下三大矛盾产生的原因和造成的负面影响是什么？答：注水开发油田存在的地下三大矛盾指的是层间矛盾、平面矛盾、层内矛盾。

（1）层间矛盾：就是因高渗透性油层与中低渗透性油层在吸水能力、水线（油水前缘）推进速度等方面存在的差异性，从而产生注采不平衡、压力不均衡和层与层之间相互干扰的现象。

（2）平面矛盾：由于油层的发育，渗透率在平面上分布的不均匀性，以及井网对油层各部分控制程度的不同，从而使注入水在平面上推进不均匀，高渗透层先见水、先水淹，初期开发效果好，干扰中低渗透层作用的发挥，形成平面高压区和低压区、水淹区和含油区交叉分布，相互干扰，影响油田开发效果。

（3）层内矛盾：由于油层内部存在着非均质性，高渗透层中夹杂中低渗透条带，而中低渗透层中夹杂高渗透条带，从而使注入水在油层波及不同，产生层内的互相干扰和影响。

2、水驱油过程中不均匀性是由哪些因素引起的？答：水驱油过程中不均匀性主要由：油层结构的非均质性、油水粘度差、岩石的润湿性、毛细管力等因素引起的。

（1）油层结构的非均质性：油和水都是在油层岩石颗粒之间的细小孔道（孔隙、裂缝）内运动的。

这些孔道大小不一，纵横交错，变化万千，这就是油层结构的非均质性。

水驱动石油在这些孔道中流动时，由于孔道大小不同，所遇到的阻力也不一样，使得水在不同的孔道中驱油时的流动速度不同。

（2）油水粘度差：在水驱油过程中，由于油水粘度的差别，在同一孔道流动时，对油的阻力就大，对水的阻力就小，水就会超越到油的前面，产生窜流，从而加剧了由于油层非均质性所造成的水驱油的不均匀状况。

（3）岩石的润湿性：由于油层岩石矿物组分不同，润湿性也不一样。

在水驱油过程中孔道的不同部位油膜被剥落的程度也不同，造成水驱油过程中的不均匀性。

（4）毛细管压力：在油层中，毛细管压力影响孔道中油水的流动。

当岩石表面具有亲水性质时，在毛细管力的作用下，使水自发地推动石油在微细孔道中前进；当岩石表面具有亲油憎水性质时，毛细管力就阻止水进入孔道，使石油不易被水驱走。

非离子表面活性剂的性能和用途非离子表面活性剂的性能和用途洗涤产品中常常会用到很多非离子表面活性剂，本文详细介绍了洗涤产品中常用的一些非离子表面活性剂的性能和用途。

在工业及公共设施洗涤剂中，非离子表面活性剂中不少品种是作为主洗涤剂使用的，大部分品种是作为助剂和助洗剂使用的。

（1）脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）性能：AEO 中烷基链长不同，其亲油性不同。

EO 数不同则水溶性不同。

例如，椰油醇的产品可以作洗涤剂，而C18 醇的产品只能作乳化剂、匀染剂。

天然醇比合成醇的产品去污性和乳化性要好，而合成醇的产品相对的水溶性好（奇碳原子的作用）。

加入EO 数越多，产品的水溶性越强。

EO 数在6 以下时的AEO 为油溶性，超过6 即为水溶性产品。

EO 越多，产品的浊点也越低。

①脂肪醇聚氧乙烯（3）醚（AEO3，乳化剂FO 或MOA-3），在25℃时为液态，具有乳化、匀染、渗透等作用。

在液体洗涤剂中可以作为辅助成分使用，或单独用作匀染剂、纺织油剂等。

②脂肪醇聚氧乙烯（5）醚（AEO5，润湿剂JFC），使用C7-C9 的合成醇，EO 数为5。

在常温下为液体，具有很好的润湿和渗透作用。

主要用于纺织印染、造纸等行业，作为匀染剂、渗透剂、润湿剂，工业洗涤的辅助成分。

③脂肪醇聚氧乙烯（7）醚（AEO7，乳化剂MOA-7），使用C12-C16 的椰子油醇，EO 数为7，浅黄色液体。

有良好的润湿性、发泡性、去污力和乳化力。

有较高的去脂能力一抗硬水力。

可广泛用于各种洗涤剂（如金属清洗剂、纤维用洗涤剂）及其他助剂。

④脂肪醇聚氧乙烯（9）醚[AEO（9），平平加9]，选用C12-C16 椰子油醇，EO 数为9，是最常用的洗涤剂主成分，具有去污、乳化、去脂、缩绒、润湿作用。

广泛用作主洗涤剂。

尤其适合洗涤合成纤维等非极性基质及其他硬表面。

用于纺织印染工业作脱脂剂、缩绒剂、乳化剂等。

⑤脂肪醇聚氧乙烯（10）醚（AEO-10），使用C12-C18 脂肪醇，EO 数为10。

脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，又称为聚乙氧基化脂肪醇，具有的良好的去污力、润湿、乳化、抗硬水性、较低的刺激性和生物降解功能，是非离子表面活性剂中发展最快、用量最大的品种。

这种类型的表面活性剂是用脂肪醇与环氧乙烷通过加成反应而制得的，用以下通式表示：R-O-(CH2CH2O)n-H。

结构R一般为饱和的或不饱和的C12～18的烃基，可以是直链烃基，也可以是带支链的烃基。

n是环氧乙烷的加成数，也就是表面活性剂分子中氧乙烯基的数目。

n越大，分子亲水基上的氧越多，与水就能形成更多的氢键，水溶性就越好。

n=1～5时，产物能溶于油而不溶于水，常做为制备硫酸酯类阴离子表面活性剂的原料。

n=6～8时，能溶于水，常用作纺织品的洗涤剂和油脂乳化剂。

n=10～20时，在工业上用作乳化剂和匀染剂。

当碳链R为C7～9，n=5时，生成的脂肪醇聚氧乙烯醚在工业上称作渗透剂JFC(Penetrating agent JFC)。

当碳链R为C12～18，n=15～20时，生成的脂肪醇聚氧乙烯醚在工业上称作平平加O(Peregal O)。

当碳链R为C12时，生成的脂肪醇聚氧乙烯醚则俗称AEO。

制备合成用氢氧化钠做催化剂，长链脂肪醇在无水和无氧气存在的情况下与环氧乙烷发生开环聚合反应，就生成脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂：特性脂肪醇聚氧乙烯醚分子中乙氧基数目可在合成的过程中人为调整，故可制得一系列不同性能和用途的非离子表面活性剂。

脂肪醇聚氧乙烯醚是最重要的一类非离子表面活性剂。

分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小。

脂肪醇聚氧乙烯醚是无色液体或蜡状物，其碳链长度、环氧乙烷加成数及分布都对产品的物化性能和应用性能有很大影响。

脂肪醇聚氧乙烯醚的浊点、相对密度、黏度等随环氧乙烷加成数的增大而增大，但其表面活性如去污能力、起泡性、润湿和分散力则是开始随环氧乙烷加成数的增大而增大，到最大值后，继续增加环氧乙烷加成数，其表面活性又开始下降。