原油乳化剂及原油乳化驱油技术研究
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精 细 石 油 化 工 进 展
１ ２
Ａ Ｄ Ｖ Ａ Ｎ Ｃ Ｅ Ｓ Ｃ Ａ Ｌ Ｓ
第ｌ ６卷第 ４期
原 油 乳 化 剂 及 原 油 乳 化 驱 油 技 术 研 究
任朝华 ， 罗 跃 ， 汪庐 山 ， 靳彦欣 ， 王 涛 ， 冯 茜 ， 郑延成
一
般不透明， 呈乳白色 ， 液滴直径通常为 ０ ． １ ～ １ ０ Ｉ ｘ ｍ， 可 用一 般光 学显 微镜 观察 。乳 状 液可 分 为水
力， 能 一定程 度 上降低 油水 两相 之 间的界 面张力 ， 并 能 在乳滴 周 围形 成适 当强 度 的乳 化 膜 ； ２ ） 具 有
较强 的耐 盐 性 和 抗 温 性 ； ３ ） 与原油 、 地 层 水 或 地 表水 具有 良好 的 配伍 性 ； ４ ） 化学稳定性好 ； ５ ） 成 本 低廉 等 。
乳 状 液两相 性质 ， 可将 乳 化 剂 分 为水 包 油 型 和 油 包 水 型 ２类 。用 于“ 三采” 中 的原 油乳 化 剂 ， 通 常 应 该满 足 以下 的基 本要 求 ： １ ） 具 有较 强 的乳 化 能
乳 状液 是 一种液 体 以液珠 状分 散在 与它 不相
混 溶 的另一 种 液体 中而形 成 的分散 体系 。乳状 液
表 面活 性剂 组成 ， 其主 要作 用是 降低表 面 张力 ， 在
的原 油 以乳 状 液 的形 式 被 采 出 ， 原 油乳 化 及 乳 化
原 油 的采油 技术 引起 了研 究者 的广 泛关 注 。
１ 原 油乳 状液
分 散相 液滴 的周 围形 成坚 固的界 面膜 。乳 化剂从 来 源上 可分 为天 然 物 和人 工 合 成 品 ２大类 ； 而按
验， 发 现 ３种原 油 乳 状 液 体 系 中水 的体 积 分数 分 别为 ３ ０ ％、 ４ ２ ％和 ６ ５ ％时， 乳 状 液 由 Ｗ／ Ｏ 型 向 Ｏ ／ Ｗ 型 转变 。乳 状液 中的 “ 油相 ” 指 一 切与 水不
Ｈ Ｌ Ｂ值高的表面活性剂通常可以形成 Ｏ ／ Ｗ 型乳 状液 。配制乳 状 液 时 ， 可 以 根据 形 成 乳 状 液 的类
素， 综述 了乳状液 的驱油机理 。研究结果表 明， 采用乳化驱油技术 可 以提高原 油采收率 ， 提 出应加 强对乳化原油的微观驱替机理 的研究 。
关键词 原油 乳化剂 提高采收率 机 理
世 界 稠 油 已探 明储 量 中 ， 以加拿大 、 委 内瑞 拉、 南美 等 国家或 地 区 占有份 额最 为 突 出 ， 约 占世 界 稠油 资源 的 ９ ０ ％ 。我 国亦 有 丰 富 的稠 油 资源 ，
上述 条件 可 作 为选 择 或 评 价 乳化 剂 的标 准 ，
包油 （ Ｏ ／ Ｗ） 和油 包水 （ Ｗ／ Ｏ） ２种 类 型 ， 在 特定 条 件下 ， 乳状 液 的类 型 与乳 化 剂 及 含水 量 有 关 。笔
者 开发 了新型 的系列乳 化剂 ， 对 新 疆 油 田原 油 （ ２ ５℃ 下 黏 度 为 ７ ３ ． ２ ｍ Ｐ ａ・ Ｓ ） 、 长 庆 油 田原 油
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５—０ ５— ０ ６ 。 作者简介 ： 任朝华 ， 博士 ， 副教授， 主要从事 油田化学 、 精细化
相 混溶 的有 机液 体 ， 油 相 在 乳状 液 中 的分 散 一般
是 在表 面活 性 剂 等 物 质 （ 乳化 剂 ） 的作 用 下 形 成
的。乳 化 剂 的存 在 或 加入 ， 可 以降 低 油 一水 界 面 张力 ， 并 在 界 面 上 形 成 定 向 的 单 分 子 层 界 面
（ １ ． 长江大学 化学 与环境工程学 院 ， 湖北荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ； ２ ． ． 中国石化胜利 油田分公 司采 油工 艺研究 院 ， 山东东营 ２ ５ ７ ０ ０ ０ ） 摘 要 介绍 了原油乳化剂应具备 的基本性能 以及选择方法 ， 指 出了影 响原油乳状 液稳 定性 的因
膜 Ｉ ２ ｊ ， 有 利 于形 成 分 散 和 稳 定 的液 （ 乳） 滴， 抑 制乳 滴 的聚 并 ， 得 到相 对 稳 定 的乳 状 液 体 系 。石 油 开采过 程 中 ， 地层 或地 层原 油 中存 在 的沥青 质 、
目前 已经在 渤海 湾盆 地 、 辽 松盆 地 、 准 噶尔 盆地 等 ｌ ５个 大 中型 含 油 盆 地 和 地 区发 现 了稠 油 油 藏 。 预 测全 国稠 油 储 量 大 于 ８ ． ０×１ ０ ｔ ， 其 中 近渤 海
（ ２ ５℃下 黏 度 为 ６ ４ ． ６ ｍ Ｐ ａ・ Ｓ ） 和 胜 利 油 田稠 油
乳化 剂 的选择 主要 有 以下 ３种 方法 ： １ ） 亲水 一亲油 平 衡 （ ＨＬ Ｂ） 值 法 。ＨＬ Ｂ值 低
的表 面活 性 剂 通 常 可 以形 成 Ｗ／ Ｏ 型乳 状 液 ， 而
（ ２ ５℃ 下黏 度 为 ６ ３ ５ ８ ． ４ ｍ Ｐ ａ・ Ｓ ） 进 行 了乳 化实
湾 盆地 的稠 油储 量 占 ５ ０ ％ 以上 ， 准 噶 尔 盆地 西 北 边 缘稠 油储 量 占总 储 量 的 １ ２ ． ５ ％ 。 目前 稠 油 资
表 面活性 物质 、 油溶 性 的有机 酸 、 脂 肪酸 、 芳香 酸 、 苯、 甲苯 等天 然 乳 化剂 － ４ ］ 或加 入 的表 面活 性 剂 等乳 化剂 可 以使原 油 与注入水 等形 成原 油 一水乳 状 液 。一 定 条件 下 ， 原 油 乳状 液 的形 成 可 以提 高
原 油采 收率 。
源 的常规开 采方 式 主 要 有 乳化 降黏 法 、 稀 释 法 和
热 采法 等 ， 随着 二次采 油 （ 主要 为 水驱 ） 和三 次 采 油（ 主要为 化学 驱 ） 技 术 的 广泛 开 展 ， 有 很 大 比例
２ 原油 乳化 剂 的性 能 要求及 选择 方法
乳 化剂 是能 够 使 乳 状 液稳 定 的 物 质 ， 主要 由
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第ｌ ６卷第 ４期
原 油 乳 化 剂 及 原 油 乳 化 驱 油 技 术 研 究
任朝华 ， 罗 跃 ， 汪庐 山 ， 靳彦欣 ， 王 涛 ， 冯 茜 ， 郑延成
一
般不透明， 呈乳白色 ， 液滴直径通常为 ０ ． １ ～ １ ０ Ｉ ｘ ｍ， 可 用一 般光 学显 微镜 观察 。乳 状 液可 分 为水
力， 能 一定程 度 上降低 油水 两相 之 间的界 面张力 ， 并 能 在乳滴 周 围形 成适 当强 度 的乳 化 膜 ； ２ ） 具 有
较强 的耐 盐 性 和 抗 温 性 ； ３ ） 与原油 、 地 层 水 或 地 表水 具有 良好 的 配伍 性 ； ４ ） 化学稳定性好 ； ５ ） 成 本 低廉 等 。
乳 状 液两相 性质 ， 可将 乳 化 剂 分 为水 包 油 型 和 油 包 水 型 ２类 。用 于“ 三采” 中 的原 油乳 化 剂 ， 通 常 应 该满 足 以下 的基 本要 求 ： １ ） 具 有较 强 的乳 化 能
乳 状液 是 一种液 体 以液珠 状分 散在 与它 不相
混 溶 的另一 种 液体 中而形 成 的分散 体系 。乳状 液
表 面活 性剂 组成 ， 其主 要作 用是 降低表 面 张力 ， 在
的原 油 以乳 状 液 的形 式 被 采 出 ， 原 油乳 化 及 乳 化
原 油 的采油 技术 引起 了研 究者 的广 泛关 注 。
１ 原 油乳 状液
分 散相 液滴 的周 围形 成坚 固的界 面膜 。乳 化剂从 来 源上 可分 为天 然 物 和人 工 合 成 品 ２大类 ； 而按
验， 发 现 ３种原 油 乳 状 液 体 系 中水 的体 积 分数 分 别为 ３ ０ ％、 ４ ２ ％和 ６ ５ ％时， 乳 状 液 由 Ｗ／ Ｏ 型 向 Ｏ ／ Ｗ 型 转变 。乳 状液 中的 “ 油相 ” 指 一 切与 水不
Ｈ Ｌ Ｂ值高的表面活性剂通常可以形成 Ｏ ／ Ｗ 型乳 状液 。配制乳 状 液 时 ， 可 以 根据 形 成 乳 状 液 的类
素， 综述 了乳状液 的驱油机理 。研究结果表 明， 采用乳化驱油技术 可 以提高原 油采收率 ， 提 出应加 强对乳化原油的微观驱替机理 的研究 。
关键词 原油 乳化剂 提高采收率 机 理
世 界 稠 油 已探 明储 量 中 ， 以加拿大 、 委 内瑞 拉、 南美 等 国家或 地 区 占有份 额最 为 突 出 ， 约 占世 界 稠油 资源 的 ９ ０ ％ 。我 国亦 有 丰 富 的稠 油 资源 ，
上述 条件 可 作 为选 择 或 评 价 乳化 剂 的标 准 ，
包油 （ Ｏ ／ Ｗ） 和油 包水 （ Ｗ／ Ｏ） ２种 类 型 ， 在 特定 条 件下 ， 乳状 液 的类 型 与乳 化 剂 及 含水 量 有 关 。笔
者 开发 了新型 的系列乳 化剂 ， 对 新 疆 油 田原 油 （ ２ ５℃ 下 黏 度 为 ７ ３ ． ２ ｍ Ｐ ａ・ Ｓ ） 、 长 庆 油 田原 油
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５—０ ５— ０ ６ 。 作者简介 ： 任朝华 ， 博士 ， 副教授， 主要从事 油田化学 、 精细化
相 混溶 的有 机液 体 ， 油 相 在 乳状 液 中 的分 散 一般
是 在表 面活 性 剂 等 物 质 （ 乳化 剂 ） 的作 用 下 形 成
的。乳 化 剂 的存 在 或 加入 ， 可 以降 低 油 一水 界 面 张力 ， 并 在 界 面 上 形 成 定 向 的 单 分 子 层 界 面
（ １ ． 长江大学 化学 与环境工程学 院 ， 湖北荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ； ２ ． ． 中国石化胜利 油田分公 司采 油工 艺研究 院 ， 山东东营 ２ ５ ７ ０ ０ ０ ） 摘 要 介绍 了原油乳化剂应具备 的基本性能 以及选择方法 ， 指 出了影 响原油乳状 液稳 定性 的因
膜 Ｉ ２ ｊ ， 有 利 于形 成 分 散 和 稳 定 的液 （ 乳） 滴， 抑 制乳 滴 的聚 并 ， 得 到相 对 稳 定 的乳 状 液 体 系 。石 油 开采过 程 中 ， 地层 或地 层原 油 中存 在 的沥青 质 、
目前 已经在 渤海 湾盆 地 、 辽 松盆 地 、 准 噶尔 盆地 等 ｌ ５个 大 中型 含 油 盆 地 和 地 区发 现 了稠 油 油 藏 。 预 测全 国稠 油 储 量 大 于 ８ ． ０×１ ０ ｔ ， 其 中 近渤 海
（ ２ ５℃下 黏 度 为 ６ ４ ． ６ ｍ Ｐ ａ・ Ｓ ） 和 胜 利 油 田稠 油
乳化 剂 的选择 主要 有 以下 ３种 方法 ： １ ） 亲水 一亲油 平 衡 （ ＨＬ Ｂ） 值 法 。ＨＬ Ｂ值 低
的表 面活 性 剂 通 常 可 以形 成 Ｗ／ Ｏ 型乳 状 液 ， 而
（ ２ ５℃ 下黏 度 为 ６ ３ ５ ８ ． ４ ｍ Ｐ ａ・ Ｓ ） 进 行 了乳 化实
湾 盆地 的稠 油储 量 占 ５ ０ ％ 以上 ， 准 噶 尔 盆地 西 北 边 缘稠 油储 量 占总 储 量 的 １ ２ ． ５ ％ 。 目前 稠 油 资
表 面活性 物质 、 油溶 性 的有机 酸 、 脂 肪酸 、 芳香 酸 、 苯、 甲苯 等天 然 乳 化剂 － ４ ］ 或加 入 的表 面活 性 剂 等乳 化剂 可 以使原 油 与注入水 等形 成原 油 一水乳 状 液 。一 定 条件 下 ， 原 油 乳状 液 的形 成 可 以提 高
原 油采 收率 。
源 的常规开 采方 式 主 要 有 乳化 降黏 法 、 稀 释 法 和
热 采法 等 ， 随着 二次采 油 （ 主要 为 水驱 ） 和三 次 采 油（ 主要为 化学 驱 ） 技 术 的 广泛 开 展 ， 有 很 大 比例
２ 原油 乳化 剂 的性 能 要求及 选择 方法
乳 化剂 是能 够 使 乳 状 液稳 定 的 物 质 ， 主要 由
