表面活性剂在石油中的应用
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表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文摘要:表面活性剂在石油工程的油气钻井、开采及储运中均有很广泛的应用。
综述了表面活性剂在石油工程中的研究及应用现状,由于国内一些大型油气藏已到开采后期,油田采收率较低,利用表面活性剂可以提高采收率。
高分子类型的表面活性剂既能提高波及系数,又能提高洗油效率,是很好的驱油助剂。
目前不少油田在开采低渗透油藏以及页岩油气藏,压裂液助剂的开发研究是现在及将来的一个研究热点。
关键词:表面活性剂;石油工程;应用;研究表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的,少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。
它们广泛用于日常生活[1,2],以及石油工程。
例如,在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等;在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂(可用于乳化酸、泡沫酸,成胶和破胶、助排剂等);在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等,于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。
目前国内一些大型油藏已到开发后期,原油采收率较低,可以采用化学驱进行驱油。
例如,大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。
对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺,其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。
根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类,可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型(包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等)表面活性剂。
现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述,以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。
1普通表面活性剂的研究及应用1.1阴离子型在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。
表面活性剂在石油生产中的作用摘要:随着世界能源需求日益增长,伴随着石油能源的迅速递减,这就要求人们使用各种办法来提高石油的采收率,进而充分利用有限的石油资源。
在众多研究方法中,表面活性剂驱是一种前景颇为看好的化学方法,能很好地提高石油的采收率。
本文综述了在石油开采过程中不同阶段表面活性剂驱中的表面活性剂的种类,并结合了表面活性剂驱在三次采抽中的应用及国内的一些应用实例。
关键词:表面活性剂石油开采应用0 引言随着世界能源需求的增加,对石油的开采量及开采效率的要求越来越高,用常规方法采油,一般仅采出原油地质储量很少,但是大约三分之二的原油仍留在油层中,并且很难解决原油被滞留在岩石孔隙中和剩余原油流动性差的难题。
利用物理化学和生物学等技术来强化开采剩余储量的三次采油法,能有效提高原油采收率。
1 表面活性剂在钻井中的作用1.1 钻井用表面活性剂,避免钻井事故钻井用表面活性剂(包括钻井液处理剂和油井水泥外加剂)用量最大,约占油田用表面活性剂总量的60%左右;釆油用表面活性剂的量相对较少,但其技术含量相对较高,其用量约占油田用表面活性剂总量的1/3,这两类化学品在油田用表面活性剂中占有重要的位置。
在油井的钻探过程中, 表面活性剂常被加入钻井液体系用作降滤失剂, 以使泥饼更致密, 从而降低泥饼中的自由水向地层渗透而避免钻井事故。
降滤失剂需满足的重要要求之一是耐高温, 而要实现这一目的, 需要让表面活性剂分子尽可能多地与黏土表面的氧原子或羟基形成氢键。
因此, 如能在降滤失剂分子结构中引入氟原子,降滤失剂则具有更好的耐温性。
除此之外, 表面活性剂还在钻井液中用作降黏剂、增黏剂、流型调节剂、乳化剂、起泡剂、消泡剂、润滑剂、絮凝剂、黏土稳定剂和缓释剂等。
2 表面活性剂在油气开采中的增产作用2.1 稠油开采,采用表面活性剂增产由于稠油的黏度和密度比普通原油大得多, 因此对大多数的稠油通常采用井底乳液降黏, 即将碱类化合物和表面活性剂以及水注入到井底稠油中或挤入到油层近井地带, 借助井底的高温使稠油从地层渗流到井筒。
表面活性剂在石油工业中的应用
在石油工业中,表面活性剂作为油田化学品广泛用于钻井、固井、采油、油气集输、三次采油和油田水处理等中,对于保证钻井安全,提高原油采收率、油品质量、生产效率和经济效益,以及设备防护、降低集输成本和防止环境污染等方面起着重要的作用。
当今,表面活性剂已成为油田开发中必不可少的油田化学品。
在石油工业中的各个环节大量使用各种表面活性剂做乳化剂、破乳剂、发泡剂、润湿剂、缓蚀剂、增粘剂、除垢剂、杀菌剂等,用于配制钻井液、解卡液、固井液、泡沫排液、驱油剂、防蜡剂和清蜡剂、润湿降阻剂、乳化降粘剂、压裂液、酸化液、杀菌剂、原油破乳剂、降凝降粘剂、减阻剂、抗氧化剂、抗磨剂、清净剂、防锈剂、抗静电剂、燃油节能添加剂等。
常用的阴离子表面活性剂有高级脂肪酸盐、环烷酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基琥珀酸盐、烷基磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐等。
常用的阳离子表面活性剂有脂肪胺盐酸盐、脂肪基咪唑啉乙酸盐、烷基三甲基氯化铵、烷基二甲基苄基氯化铵、咪唑型铵盐、聚季铵盐、双烷基二甲基氯化铵、烷基氯化吡啶、烷基胺乙酸盐、烷基二甲基胺乙酸盐、吉米奇双子季铵盐、多头季铵盐等。
常用的两性表面活性剂有烷基甜菜碱、磺基甜菜碱、咪唑啉型两性表面活性剂等。
常用的非离子表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酰烷醇胺、脂肪酰烷醇胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段型聚醚、甘油脂肪酸酯聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等。
150高分子表面活性剂属于一种化合物质,其内部相对分子质量较高且表面上具有活性良好的高分子,相较于低分子表面活性剂来看,两者均是由疏水和亲水两部分组成。
因为高分子表面活性剂能够完成乳化、悬浮以及增溶等功能,因此可以很好的适用在棉纺织业、食品业以及造纸业等领域中,充分发挥出自身应有作用。
当前,油田采集过程中已经逐步普及高分子表面活性剂,能够有效提升原油的采集效率,同时这也是高分子表面活性剂能够融入到油田开发各个阶段中的重要因素。
不难发现,深入研究高分子表面活性剂以及有关应用,可以推动我国石油化工领域进一步向前发展,具有实际意义。
1 高分子表面活性剂的种类从上世纪后期开始,我国就逐步开展了有关于高分子表面活性剂的研究并不断通过实践进行验证。
通过不断研究,高分子表面活性剂进一步完善,专门服务于油田开发过程的高分子表面活性剂不管是在种类还是质量方面均有显著成果,这也为我国石油领域的前行奠定良好的基础。
诚然我国在高分子表面活性剂方面的研究已经有了很大的突破,但同一些发达国家相比还存在很大的不足,这就要求相关研究人员通过进一步的研究开发出性能更加优良的活性产品,从而带动我国石油领域稳定前行。
2 高分子表面活性剂在油田中的应用对于油田的采集过程来说,高分子表面活性剂的使用也会受到外部条件的干扰,主要的影响方面有以下几点:2.1 在驱油剂方面的应用从油田的开采阶段来讲,期望获取更高的原油采集效率,一般会选取化学驱油的方式来完成。
但是驱油过程中如果借助复合驱时会存在一定缺陷,因为复合驱内部的低分子表面活性剂同聚合物不完全相同,导致在地层中流动后会发生分离的问题,这就致使驱油剂无畏的消耗,也会阻碍原油采集效率的提升,企业难以获取最大化的经济收益。
但借助于高分子表面活性剂就能够有效解决上述问题,消除分离现象,同时可以有效的应用在三次采油中。
不仅如此,高分子表面活性剂还具有较强的粘合力以及良好的泡沫效果,不但可以发挥出自身驱油的作用,还能够稳定的充当泡沫剂。
驱油用表面活性剂的发展一、概述随着石油资源的日益枯竭和开采难度的不断增大,提高原油采收率成为石油工业面临的重要挑战。
在这一背景下,驱油用表面活性剂的研究与应用逐渐受到广泛关注。
表面活性剂作为一种具有特殊分子结构的化学物质,能够在油水界面形成稳定的乳状液,从而改善原油的流动性,提高采收率。
驱油用表面活性剂的发展历程可追溯到20世纪初期,随着科学技术的不断进步,其种类和应用范围也在不断扩大。
驱油用表面活性剂已经形成了包括磺酸盐类、羧酸盐类、非离子型等多种类型在内的完整体系。
这些表面活性剂在油田开采中发挥着越来越重要的作用,不仅提高了原油采收率,还降低了开采成本,为石油工业的可持续发展提供了有力支持。
驱油用表面活性剂的研究与应用仍面临诸多挑战。
高温高盐油藏、稠油油藏、低渗透油藏等特殊油藏的开采条件对表面活性剂的性能提出了更高要求;另一方面,环保法规的日益严格也要求表面活性剂在生产和使用过程中必须满足环保要求。
未来驱油用表面活性剂的研究将更加注重高性能、环保型产品的研发与应用,以满足石油工业对高效、环保开采技术的迫切需求。
驱油用表面活性剂作为提高原油采收率的重要手段之一,在石油工业中发挥着不可替代的作用。
随着科学技术的不断进步和环保要求的日益严格,驱油用表面活性剂的研究与应用将迎来更加广阔的发展前景。
1. 驱油用表面活性剂在石油开采中的重要作用在石油开采领域,驱油用表面活性剂发挥着举足轻重的作用。
表面活性剂作为一种特殊的化学剂,其分子结构既包含亲水基团又包含疏水基团,这一特性使得它能够在油水界面产生显著降低表面张力的效果。
通过注入表面活性剂,油层中的原油与水的界面张力被大幅度降低,从而增强了原油的流动性,使原本难以流动的石油变得易于开采。
表面活性剂还能够提升地层内部的润滑性,减少石油在流动过程中因摩擦力而滞留在孔洞中的现象。
这种润滑性的提升不仅有助于石油的顺畅流动,还能够减少开采过程中的机械阻力,提高开采效率。
表面活性剂在油田开发中的应用近年来,表面活性剂在油田开发中的应用逐渐受到关注。
表面活性剂是一类能够降低液体的表面张力的化学物质,具有广泛的应用领域。
在油田开发中,表面活性剂能够提高原油采收率、减少环境污染,对于油田的可持续开发具有重要意义。
首先,表面活性剂能够提高原油采收率。
在油井中,原油常常附着在岩石毛细孔隙中,难以流动到油井中。
表面活性剂的应用可以破除这种附着,降低原油与岩石表面之间的摩擦力,使原油更顺畅地流动。
此外,表面活性剂还可以降低原油与水之间的界面张力,促使原油趋向油井,从而提高原油采收率。
研究表明,适当使用表面活性剂,可以使原本无法采收的油井增加采收量达到10%以上。
其次,表面活性剂能够减少环境污染。
在传统的石油开采过程中,大量的水被用于冲刷岩石,以期提高原油采收率。
然而,这样的操作会导致大量的废水产生,其中含有油污染物,对环境造成严重影响。
而使用表面活性剂则可以减少水的使用量,降低废水的产生。
表面活性剂能够使水与油更好地混合,形成乳化体系,水中的表面活性剂能够包裹住油颗粒,使其更易于分散和处理。
同时,表面活性剂本身具有分解油污染物的能力,可以在一定程度上降低废水中油污染物的浓度,减轻对环境的污染。
此外,表面活性剂在油田地表保护中也发挥着重要作用。
在油井开采过程中,会产生大量的废水和废液。
这些废水和废液中常常含有高浓度的油污染物和有害物质,对土壤和地下水造成污染。
表面活性剂可以用于废水处理和土壤修复。
通过选择合适的表面活性剂和处理工艺,可以使废水中的油污染物和有害物质被分解、吸附或沉淀,达到排放水质标准。
同时,利用表面活性剂的吸油能力,可以在土壤修复过程中加速油污染物的迁移和分解,提高修复效果。
然而,表面活性剂在油田开发中的应用也面临一些挑战。
首先,表面活性剂的选择与应用需要进行充分的实验研究和现场试验,以确定最佳的剂型和用量。
不同类型的油藏和地质条件对表面活性剂的要求不同,因此需要根据具体情况进行针对性的选择和应用。
表面活性剂在石油化工中的应用张婧旭;石国芳;张大齐;方柳亚【摘要】表面活性剂由于其对界面性质的显著影响而被广泛使用。
由于用量小而能收到显著效果,表面活性剂又被称为“工业味精”。
根据表面活性剂具有润湿、起泡、增溶以及乳化、洗涤等性质,大量的工业试剂得以产生。
表面活性剂的飞速发展,有效地解决了我国石油化工行业中的一系列问题。
本文总结了表面活性剂在我国石油化工产业中的应用情况,并进行分析。
%Surfactant is widely used because of its significant impact on the interfacial properties.Due to the small amount and significant effect, the surfactant is also known as the industrial monosodium glutamate.According to its characteristic such as moisturizing, foaming, solubilizing, emulsifying and clearing, a large amount of industrial surfactant has been produced.With the rapid development of surfactant, a series of problems have been solved effectively in petrochemical industry.The surfactant which had applications in petrochemical industry was focused on and analyzed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P28-29,44)【关键词】表面活性剂;石油化工;应用【作者】张婧旭;石国芳;张大齐;方柳亚【作者单位】武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430074;荆州职业技术学院,湖北荆州 434020;武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430074;武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TQ423.99随着国际原油贮备量的不断减少,我国对原油进口费用不断增涨。
表面活性剂在石油开采中的应用摘要:随着全球能源需求的不断增加,改善石油开采是石油行业的一个紧迫课题。
基于表面活性剂的特性,它在石油开采中得到了广泛的应用。
本文主要介绍了表面活性剂的结构、种类及其在石油开采中的应用,并对其发展趋势提出了一些建议。
关键词:表面活性剂;石油开采引言在石油开采中,为提高采收率,降低成本,合理开发和保护资源,应大量使用表面活性剂。
表面活性剂具有溶解、乳化、破乳、润湿、抗粘、起泡、消泡、分散、洗涤等一系列物理化学功能。
它在油田作业的钻井、采油、装配和运输中发挥着重要作用。
在油田化工产品中,表面活性剂以其独特的功能在三级采油项目中发挥着重要作用,已成为不可替代的化学添加剂。
1.表面活性剂介绍如何回收地球上最有价值的石油资源一直是一个紧迫的研究课题,表面活性剂在提高石油采收率方面得到了广泛的应用。
含油地层的采油可分为三个阶段:一次采油,以地层自然能为基础,采收率小于30%;在二次采油作业中,注水和注气技术用于补充油藏的能量以生产石油。
率可提高到40%~50%;三重采油是基于物理化学和生物技术,提高采油剩余储量,可将采收率提高到80%~85%。
三种采油方法可分为四类:一类是热浸法,包括蒸汽浸法和烧油罐;另一种是非混相驱,包括二氧化碳非混相驱、烃类混相驱和其他惰性气体非混相驱。
三是化学驱,包括聚合物驱、地表驱、碱水驱和浓硫酸驱;第四是微生物采油,包括生物聚合物和细菌表面驱油。
其中,用于提高采收率的表面活性剂和微生物受到了广泛关注。
根据采油工艺流程,采油化学品可分为增油剂、脱蜡和石蜡阻滞剂、压裂液剂、酸化液剂、控水或堵水剂、油井酸拮抗剂7类。
化学品并防止形成化学损害。
这些化学品的主要成分是无机物、水溶性聚合物和表面活性剂,其中最大的是表面活性剂,广泛用于提高采收率[2]。
2.表面活性剂在稠油开采中的作用(1)用作起泡剂以提高出油率。
稠油主要产于非均质层。
非均质层稠油粘度高于普通原油,传统采油方法注入的高压高温蒸汽难以流入高粘度稠油,降低了采油效果。
表面活性剂在石油中的应用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、烷基苯磺酸、季铵盐等。
因它们酸溶性不好,可用非离子型表面活性剂将它们分散在酸液中。
为了提高酸化效果,需要在酸液中加入润湿反转剂,将近井地带的润湿性由亲油反转为亲水。
聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚与磷酸酯盐化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚的混合物等,被地层吸附为第吸附层,而起到润湿反转作用。
另外,还有一些表面活性剂,如脂肪胺盐酸盐、季铵盐或非离子—阴离子表面活性剂作为起泡剂,制成泡沫酸工作液,达到缓速缓蚀深部酸化之目的,或以此制成泡沫作为酸化的前置液,将它们注入地层后,再注酸液。
泡沫中的气泡产生的Jamin效应,可对酸液起转向作用,迫使酸液主要溶蚀低渗透层,提高了酸化效果。
5、压裂措施使用的表面活性剂压裂措施常施用于低渗透油田,就是用压力将地层压开,形成裂缝,并用支撑剂将裂缝支撑起来,减少流体流动阻力,达到增产增注目的。
有些压裂液是用表面活性剂作为成分之一来配制的。
水包油压裂液是由水、油和乳化剂配制的。
使用的乳化剂有离子型、非离子型和两性表面活性剂。
若用稠化水作外相,以油作内相,可配得稠化水包油压裂液(聚合物乳状液)。
这种压裂液能使用160℃以下的温度下,并能自动破乳排液。
泡沫压裂液是以水为分散介质、以气为分散相的压裂液,其主要成分是水、气和起泡剂。
烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸酯盐、季铵盐和OP型表面活性剂均可作为起泡剂。
起泡剂在水中的浓度一般是0.5—2%,气相体积与泡沫体积的比值在0.5—0.9范围。
油基压裂液是以油作溶剂或分散介质配成的压裂液。
现场应用最多的油是原油或其重馏分,为了改进其粘温性能,需要加入油溶石油磺酸盐(分子量300—750)。
油基压裂液也包括油包水压裂液和油泡沫压裂液。
前者用的乳化剂是油溶性的阴离子型表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂,后者用的稳泡剂是含氟的高分子表面活性剂。
水敏地层压裂液,是用醇(如乙二醇)与油(如煤油)混合物作为分散介质,用液体二氧化碳作为分散相,用硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基醇醚作乳化剂或起泡剂配成的乳状液或泡沫,压裂水敏地层。
压裂酸化用压裂液,既是压裂液又是酸化液,用于碳酸盐地层,两种措施同时进行。
与表面活性剂有关的是酸泡沫和酸乳状液,前者用烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐作起泡剂,后者是用磺酸盐型表面活性剂为乳化剂。
压裂液也同酸化液一样使用表面活性剂作为防乳化剂、助排剂和润湿反转剂,在此不再多叙。
6、调剖、堵水措施用表面活性剂为了提高注水开发效果抑制原油含水上升速度,需要在注水井上调整吸水剖面及在生产井上进行堵水的增产措施。
其中的一些调剖堵水方法,经常用到一些表面活性剂。
HPC/SDS冻胶调剖剂,由羟丙基纤维素(HPC)与十二烷基硫酸酯钠盐(SDS)在淡水中配成。
烷基磺酸钠和烷基三甲基氯化铵,分别溶于水中,配成两种工作液,先后注入地层,在地层中两种工作液相迂,产生烷基三甲基胺的烷基亚硫酸酯沉淀,封堵高渗透层。
聚氧乙烯烷基苯酚醚,烷基芳基磺酸盐等可作为起泡剂,溶于水中配制一种工作液,然后与液体二氧化碳工作液交替注入地层中,就在地层中(主要是高渗透层)形成泡沫,产生堵塞,起到调剖作用。
以季铵盐型表面活性剂作为起泡剂溶于硫酸铵同水玻璃配成的硅酸溶胶中注入地层,然后注不冷凝气体(天然气或氯气),则可在地层中先产生以液体为分散介层的泡沫,随后硅酸溶胶胶凝,就产生了以固体为分散介质的泡沫,起到堵塞高渗透层及调剖作用。
以磺酸盐型表面活性剂为起泡剂,以高分子化合物作为稠化稳泡剂,再注气体或产生气体的物质,在地面或地层生成水基泡沫,这种泡沫在油层,表面活性剂大量移至油水界面,引起泡沫破坏,故不堵油层,是一种选择性和油井堵水剂。
油基水泥堵水剂是水泥在油中的悬浮体,水泥表面亲水,当它进入出水层时,水置换水泥表面的油井与水泥作用,使水泥固化封堵出水层。
为改善这种堵剂的流动性,通常加入羧酸盐型及磺酸盐型表面活性剂。
水基胶束液溶堵水剂,是由石油磺酸铵、烃类及醇类等为主要成分的一种胶束溶液,在地层中迂高含盐水,可变粘稠,达到堵水作用。
水基或油基阳离子表面活性剂溶液堵水剂,是以烷基羧酸盐和烷基氯化铵盐活性剂为主要成分,只适用于砂岩地层。
活性稠油堵水剂,它是一种溶有油包水型乳化剂的稠油,在地层迂水后产生高粘的油包水乳状液,达到堵水目的。
水包油堵水剂,是以阳离子型表面活性剂作为水包油型乳化剂,将稠油乳化在水中配成。
7、防砂措施用表面活性剂防砂作业前,需要注一定量的由表面活性剂配制的活性水作为前置液,对地层进行予清洗,以提高防砂效果。
目前常用活性剂,多数是阴离子表面活性剂。
8、原油脱水用表面活性剂在一、二次采油阶段,采出的原油多用油包水型破乳剂。
已发展了三代产品,第一代是羧酸盐,硫酸盐和磺酸盐。
第二代是低分子非离子表面活性剂如OP、平平加和磺化蓖麻油等。
第三代为高分子非离子表面活性剂。
在二次采油后期和三次采油阶段,采出原油多以水包油型乳状液形式存在。
所用破乳剂有四类,如十四烷基三甲基氧基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵,它们可与阴离子类型的乳化剂反应,改变其亲水油平衡值,或吸附在水湿性粘土颗粒表面,改变其润湿性,破坏水包油型乳状液。
另外一些可作为油包水型乳化剂的阴离子表面活性剂以及油溶性的非离子表面活性剂,也可用作为水包油型乳状液破乳剂。
9、水处理用表面活性剂油井采出液经脱出原油之后,产出水需要经过处理才能达到回注要求。
水处理的目的有六个方面,即缓蚀、防垢、杀菌、除氧、除油和除去固体悬浮物。
因此,要使用缓蚀剂、防垢剂、杀菌剂、除氧剂、除油剂及絮凝剂等,涉及工业表面活性剂的有如下方面:用作缓蚀剂的工业表面活性剂有烷基磺酸、烷基苯磺酸、全氟烷基磺酸的盐类,直链烷基胺盐类、季铵盐类、烷基吡啶盐类、咪唑啉及其衍生物的盐类、聚氧乙烯烷基醇醚类、聚氧乙烯二烷基丙炔醇、聚氧乙烯松香胺、聚氧乙烯十八胺以及聚氧乙烯烷基醇醚烷基磺酸盐,各种季胺基内盐,二(聚氧乙烯基)烷基及其衍生物的内盐。
用作防垢剂的表面活性剂有磷酸酯盐、硫酸酯盐、醋酸盐、羧酸盐及其它们的聚氧乙烯基化合物。
磺酸酯盐、羧酸盐的热稳定性明显优于磷酸酯盐、硫酸酯盐。
用于杀菌剂的工业表面活性剂有直链烷基胺盐类、季胺盐类、烷基吡啶盐类、咪唑啉及其衍生物的盐类、多种季铵内盐、二(聚氧乙烯基)烷基及其衍生物的内盐。
用于除油剂的工业表面活性剂,主要是具有分支结构和含二硫代羧酸钠基的表面活性剂。
10、化学驱油用表面活性剂一、二次采油可采出25%—50%的地下原油,还有许多原油留在地下采不出来。
进行三次采油可提高原油采收率。
三次采油多以化学驱油方法,即向注入水中加入一些化学剂,提高水驱效率。
在所用化学剂之中,有些属于工业表面活性剂,其情况简要介绍如下:以表面活性剂为主剂的化学驱油方法,称之为表面活性剂驱。
表面活性剂主要通过降低油水界面张力,提高毛管数而起到提高采收率作用。
由于砂岩地层表面带负电,所以使用的表面活性剂主要是阴离子型表面活性剂,而且大部分是磺酸盐型表面活性剂。
它是使用磺化剂(如三氧化硫)将芳香烃含量高的石油馏分磺化,再用碱中和制成。
其规格:活性物50%—80%,矿物油5%—30%,水2%—20%,硫酸钠1%—6%。
石油磺酸盐耐温不耐盐,不耐高价金属离子。