表面活性剂在油田上应用进展

表面活性剂在石油开采中的应用摘要：随着人们对石油的需求量日益增加以及石油储量的逐渐减少，三次采油越来越受到重视。

表面活性剂驱是化学驱的一种，它可以通过降低油水界面张力，提高洗油效率来达到提高油田采收率的目的。

驱油用表面活性剂可分为非离子型和离子型，为了增强表面活性剂的性能，科学工作者研究了一系列新型表面活性剂，如非离子-阴离子表面活性剂、氟表面活性剂、双子表面活性剂、生物表面活性剂等。

这些新型表面活性剂不仅具有良好的表面活性，还具有耐温抗盐等性能。

目前，表面活性剂还存在合成工艺复杂、成本高、应用不足等问题。

为解决这些问题，需对表面活性剂分子结构进行改进，或将其与碱、聚合物复配，成为一种很有潜力的驱油方式。

关键字：表面活性剂；三次采油；研究现状；发展前景1.前言随着人们对石油的需求量日益增加以及石油储量的逐渐减少，提高油田采收率变得越来越重要。

经过一次采油（依靠地层的自然能量出油）和二次采油（采用注水、注气技术以补充油藏能量出油）之后，油藏中的残余油量仍达50%以上，因此，三次采油技术得到广泛研究。

三次采油是指依靠其他物理、化学或者生物方法开采困在储层空隙中的不连续分布的剩余油的方法，它可分为热力驱、混相驱、化学驱和微生物采油四种类型[1]。

目前，我国常使用化学驱来提高油田采收率，化学驱包括碱驱、聚合物驱、表面活性驱和复合驱。

使用化学驱时，需考虑地层水矿化度、原油PH值和粘度、储层温度和非均质性等多种因素[2]。

在化学驱油剂中，表面活性剂因具有独特的表面活性，无论作为主剂还是助剂都成为了一种很有潜力的驱油方式，受到研究者的重视。

将表面活性剂应用于石油开采中可追溯到20世纪20-30年代。

1927年，Uren 和Fahry指出驱油效率与油-水界面张力成反比，但由于理论和实验条件的限制，并没有进行足够的研究。

1929年，De Groot[3]提出木质素磺酸盐型表面活性剂有助于提高石油采收率，1958年，Holbrook[4]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。

生物表面活性剂在油田中的应用生物表面活性剂是指有严格的亲水基团和疏水基团、由微生物产生的化学物质。

这种微生物生长在水不溶的物质中并以它为食物源,适应环境并产生这些物质。

它们能吸收、乳化、润湿、分散、溶解水不溶的物质。

生物表面活性剂在工业上有很大的用途,可用于油的开采、油管套清洗、纺织工业、制药业、化妆品、家用清洁剂、造纸业、陶瓷和金属工业。

然而最有前景的应用是用于清理污染的油罐、油轴的清洗、重油的运移、提高采收率、在污泥中和被碳、重金属离子和其他污染剂污染的区域采取生物补救措施开采原油。

已经证明生物表面活性剂是微生物采油的重要机理。

1 生物表面活性剂的特点生物表面活性剂和化学表面活性剂一样具有驱油能力,而且生物表面活性剂还具有如下特点:(1)水溶性好,在油-水界面有高的表面活性。

(2)在含油岩石表面润湿性好,能剥落油膜,分散原油,具有很强的乳化原油的能力。

(3)固体吸附量小。

(4)反应的产物均一,可引进新类型的化学基团,其中有些基团是化学方法难以合成的。

(5)生物表面活性剂无毒、安全。

(6)生物表面活性剂生产工艺简单,在常温、常压下即可发生反应。

若用化学生产条件极为复杂,有些需要苛刻的条件,如高温、高压。

研究表明,生物表面活性剂的驱油效率比人工合成的表面活性剂的驱油效率高3.5倍～8倍,而价格却为人工合成的表面活性剂的30%。

许多国家已经把产生生物表面活性剂的微生物采油作为长期开采油田项目的一部分。

2筛选产生生物表面活性剂的菌种菌种生长在水不溶的物质中,如石油烃、聚苯乙烯、橄榄油、煤油、甲苯、凡士林、二甲苯,并以它们为食物源。

提高采收率的生物表面活性剂,多数是从被原油污染的土壤、海水、地表废水中分离出来的。

这些微生物能有效地降解脂肪族和芳香族的烃类化合物,它们利用这些化合物,在微生物细胞和烃接触的界面上产生生物表面活性剂。

3生物表面活性剂的类型目前,生物表面活性剂主要有4类:糖脂类、磷脂类、脂蛋白或缩氨酸脂和聚合物类。

表面活性剂在三次采油中的应用前景及发展趋势摘要：介绍了常规的三次采油技术手段，如碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱等，并对各种技术手段的现状以及优缺点进行了总结。

并对双子表面活性剂的研究进行了重点介绍。

对三次采油技术将来的发展方向做了简要的讨论。

关键词：三次采油表面活性剂耐温抗盐双子表面活性剂引言石油资源是一种重要的战略资源，对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。

然而它并不是取之不尽，用之不竭的，随着勘探开发程度的加深，开采难度会逐步加大，因此提高石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个工业界普遍关心的问题。

三次采油技术是中国近十年来发展起来的一项高新技术。

一、三次采油的简介在世纪年代以前，油田开发主要是依靠油层原始能量进行自喷开采，一般采收率仅为5%～10%，我们称之为一次采油。

随着渗理论的发展，达西定律被应用于流体在多孔介质中的渗流，表明油井产量与压力梯度成正比关系。

这使人们认识到一次采油造成原油采收率低的主要原因是油层能量的衰竭，从而提出了以人工注水气的方法，来增补油层能量，保持油层压力开发油田的二次采油方法。

这是当今世界油田的主要开发方式是一次油田开发技术上的飞跃，但二次采油后仍有一剩余残留在地下采不出来。

国内外石油工作者进行了大量研究工作，逐步认识到制约二次原油采收率提高的因素，进而提出了新的三次采油方法。

二、三次采油的分类三次采油提高原油采收率的方法主要分为化学法、混相法、热力法和微生物法等。

根据作用原理的不同，化学法又可以进一步分为碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱以及在此基础上发展出来的碱一聚合物复合驱、碱一表面活性剂一聚合物复合驱或表面活性剂一碱一聚合物复合驱。

根据混相剂的不同，混相法分为溶剂混相驱、烃混相驱、CO2、混相驱、N2混相驱以及其他惰性气体混相驱。

在这些混相剂未达到混相压力之前为非混相气驱，近年来又开发出了气一水交替驱。

热力法包括蒸汽驱、火烧油层等。

三、碱驱碱驱油技术是三次采油技术中研究应用最早的。

生物表面活性剂在石油工业中的应用及发展趋势生物表面活性剂在石油工业中的应用优势生物表面活性剂具有很多优点：①结构更多样、可以用于特殊领域；②表面活性乳化更强；③可生物降解、无毒或低毒，对环境不造成污染；④生产工艺简单、施工简单，可以从工业废物中生产，有利于环境治理；⑤通过微小孔隙能力强、不堵地层，在极端温度、pH值、盐浓度下具有很好的选择性和专一性；⑥耐盐性好，不结垢，保护地层。

因此，可以适用于超微孔隙、超低渗、连通性差、常规注水见效差、含蜡量高、温度过低／过高、矿化度高的地层进行作用.在石油开采驱油工艺中的应用现阶段大多数油田已经进入二次驱油的中后期，地下剩余原油仍有大约50％以上，所以提高采收率是当今石油工业的重要研究领域。

微生物采油可以提高采油率，在油田上得到了很好的发展和利用。

大庆油田在萨北开发区小井距试验区开展生物表面活性剂先导性矿场试中，全区提高采油率16.64％，中心井提高采收率23.24％；在头台油田选取了头台油田用一个五点法小型井网作为微生物驱油先导矿场试验区。

采收率提高为51％一8l％。

新疆克拉玛依油田选育出对稠油具有显著降黏作用的微生物菌种，对稠油的降黏率可达70％．能够降解稠油中的非烃和长链饱和烃，并首次在克拉玛依油田进行了6口井的微生物吞吐开采稠油矿场试验，累计增油865t。

在甘肃工区油井，采用生物表面活性剂强化水驱。

注人生物表面活性剂8t，其中留62-72井组平均日增油20t。

留62-75井组平均日增油12t。

青海油田地层水中分离培养出4株微生物菌种均能适应青海油田温度及高矿化度地质环境。

在2口井的现场试验证明，微生物采油具有良好的提高石油采收率的效果和清蜡减阻效果。

另外，在文留油田、河南油田、百口泉采油厂、新北油田、徐家围子低渗透油田等也都进行了相关的研究。

在油井清防蜡技术中的应用三次驱油开采出原油含有较多石蜡和沥青质，这些高分子物质在油井和输油管道中沉积，给原油开采和集输造成很大问题，大多数油田采用加热或添加化学除蜡荆的方法来解决。

一、前言石油作为世界性的主要能源，在以后几十余年仍保持在能源构成中的领先地位。

油田的早期开采主要是依靠自然能量，称为一次采油，其采收率只有15%工右。

本世纪30年代至40年代开始推广补充油藏能量的注水、注气技术为主的二次采油，使石油的采收率提高到40~50%，但仍有大量的石油遗留在油藏中，为了更好地采出这部分石油，又发展了以改变原油与驱油工作剂之间的界面张力和扩大波及体积为主的三次采油（EOR）技术。

在石油技术中应用表面活性剂采油的研究起始于三十年代初，至今已有60多年的历史。

六十多年来，无论理论和实践上都获得了很大的发展。

目前，基本上形成了以下几种注入体系。

1.活性水驱。

2.胶束溶液驱。

3.低界面张力体系采油。

4.三元复合驱。

其中三元复合驱（碱+聚合物+表面活性剂）是在本世纪八十年代才发展起来的一种提高采收率的新方法，由于这种方法在大幅度降低表面活必剂用量的情况下仍能获得较高的驱油效率。

因此，它有可能成为在经济和技术上都成功的提高采收率的新技术。

为此，我们在“八五”期间作为国家重点攻关项目，对这一方法进行了系统地研究。

通过对表活剂的筛选，得到了适合大庆油田条件的ASP驱油体系配方。

一九九四底进行了两个先导性ASP驱矿场试验，并初见成效。

渴望为大庆油田在高含水后期稳产到2000年发挥巨大的作用。

油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油块被圈闭在油藏岩石孔隙中，作用于油珠上的两个主要力即粘滞力和毛细管力。

如使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高了驱油效率。

为此提出对活性剂选择的标准：（1）低界面张力；（2）低吸附量；（3）良好的配伍性；（4）价廉，本文根据此标准优先选用阴离子和非离子表面活性剂进行了研究，并取得了较好的结果。

二、实验技术1.化学试剂（1）表面活性剂；（2）碱；（3）脱气原油2.实验方法所有实验均在大庆油田实际条件下完成，即平均地层水矿化度4456mmp，地层平均温度45℃和使用大庆脱气原油条件进行。

表面活性剂在油田中的应用与创新摘要：本文从表面活性剂在油田钻井中的应用、在油田开采中的应用、在油气集输中的应用以及在油田水处理中的应用这四个方面分析了表面活性剂在油田中的应用现状，并在此基础对油田用表面活性剂的创新与发展进行了研究。

关键词：油田表面活性剂应用一、油田中应用的表面活性剂现状分析（一）表面活性剂在油田钻井中的应用在油田开采过程中，钻井是较为重要的环节之一，其直接关系到油田的开采效率，而钻井液又被称为钻井的血液，钻井过程中若失去钻井液的循环，钻井工作则无法进行。

与此同时，不同地区的岩层特点对钻井液的要求也不同，这在一定程度上导致了钻井过程中使用的表面活性剂种类较多，并且用量也相对较大，主要包括钻井液处理剂以及油井水泥外加剂等等，其用量约占油田用表面活性剂总量的60%左右。

由此可见，这类表面活性剂在油田开采中具有非常重要的作用。

现阶段，美国、俄罗斯和中国对钻井液处理剂的研究较为深入，如美国主要将研究的重点放在各种新型聚合物材料上，而俄罗斯则将研究的重点放在材料的廉价性方面。

我国的研究重点包括两个方面，一方面是传统原材料的利用，另一方面是新型合成聚合物。

自上个世纪90年开始，各种新型钻井液处理剂相继问世，其中以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸最具代表性，其属于多元共聚物。

同时，降滤失剂、降粘稠剂以及润滑剂等产品也都有了突破性的研究进展。

尤其是最近几年，聚合醇表面活性剂在国内大量油田中获得了推广应用，由此形成了一系列的聚合醇钻井液体系，这给油田钻井效率的提高带来了极大的帮助。

除此之外，甘油基钻井液以及甲基葡萄糖酸甙钻井液也都在油田钻井中取得了一定的效果，应用前景一片光明。

（二）表面活性剂在油田开采中的应用油田开采过程中使用的表面活性剂虽然从品种和数量上不及钻井用的表面活性剂，但从技术层面上，这类表面活性剂的技术含量较高，用量约占表面活性剂总用量的33.3%左右，其在油田开采的重要作用也不容忽视，尤其是一些酸化及压裂用的表面活性剂产品。

表面活性剂在油气田开发中的应用摘要：现阶段，世界各国对石油能源的需求在不断提升，因此进一步提高石油的采出率也是各个国家石油开采企业关注的重点。

表面活性剂对于油气田开发有着举足轻重的地位，其种类繁多，在油气田各个方面应用十分广泛。

基于石油生产，本文系统介绍了表面活性剂在钻井、采油两个方面的主要应用及相应的作用原理，并对未来表面活性剂的研究发展进行归纳展望。

关键词：表面活性剂，油气田开发1. 表面活性剂在钻井过程中的应用钻井液是指钻井过程中使用的工作流体，它在钻井工作中的主要作用是：（1）携带和悬浮钻屑，（2）稳定井壁，（3）冷却和清洗钻头、净化井底，（4）平衡地层压力和获取井下信息。

要使钻井液能满足不同的要求，需要在钻井液中加人各种化学处理剂。

大部分的化学处理剂与表面活性物质有关。

1.1 表面活性剂作为起泡剂在水基钻井液中加人起泡剂，在操作过程中混入气体产生泡沫，即成为泡沫钻井液。

其目的是大幅度降低钻井液的密度，从而降低井孔内的液柱压力。

这种钻井方法具有磨擦阻力小，钻井速度快，可防止井漏和井塌事故，对低压油气层有保护作用等特点。

大多为阴离子型表面活性剂。

非离子型及阳离子型表面活性剂较少应用在空气钻井、泡沫钻井或气化钻井下，泡沫剂是重要的添加剂。

1.2 表面活性剂作为乳化剂钻井液使用的乳化剂可分为水包油型和油包水型乳化剂。

水基泥浆中混入油形成O/W型钻井液，其目的也是提高钻速；在油基泥浆中形成W/O型钻井液，可提高钻井液的耐温性以及通过水敏性地层和产油层。

1.3 表面活性剂作为润滑剂目前，国内外使用的钻井液润滑剂有170多种，约占钻井液处理剂总量的6%，其中大多数钻井液用润滑剂与表面活性剂有关。

常用的钻井液润滑剂主要是石油工业的衍生产品，或来自类似的资源（油页岩、沥青砂等）。

1.4 表面活性剂作为泥浆降粘剂钻井液降粘剂主要是用来降低钻井液的粘度，控制钻井液的流动性。

好的降粘剂降粘率高，对粘土的抑制性强，成本低，有利于油田现场降低钻井成本、减少粘卡事故发生。

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。