表面活性剂驱油技术

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。

三元复合驱技术研究摘要:三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。

它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。

关键词：三元复合驱；成垢；技术三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。

它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。

但是，在驱油体系注入地层的过程中，当碱性的化学剂注入地层后，受地层温度、压力、离子组成和注入体系的pH值等因素的影响，与地层岩石和地层水发生包括溶解、混合和离子交换在内的多种反应。

一方面，碱性三元液中的钠离子与粘土中的钙、镁离子发生置换，形成钙、镁的氢氧化物沉淀；另一方面，在地层岩石组分中有长石、伊利石、高岭石、蒙脱土等，碱也能与这些组分作用生成Si、Al等离子，进入地层水中，打破地下液体原有的离子平衡，随着地层条件的改变又形成新的矿物质沉淀，产生大量的硅铝酸盐垢。

这些由于碱的存在而引起的垢沉积，不仅造成卡泵现象，影响抽油机的正常生产及试验的顺利进行，而且还会堵塞油层孔隙，降低驱油剂的波及系数，并使油层受到伤害，影响最终采收率。

我国大庆油田已完成的5个三元复合驱先导性矿场试验,使用NaOH的为4个试验区,在这4个试验区中,除杏五区外,均不同程度地出现结垢现象,结垢发生在采出环节,包括油井近井地带、井筒举升设备和地面集输设备,以中心采出井最为严重,也最为典型。

因此，确定三元复合驱的成垢条件及界限，研究三元复合驱过程中垢的形成机理，找出对策，保证三元复合驱技术的成功有重要意义。

一、结垢状况分析为了确定三元复合驱垢样的晶型及组成，了解试验区的结垢情况，对试验区垢样进行分析。

（一）垢样分析取三元复合驱矿场试验区垢样，如采用大庆油田采油四厂杏二西三元复合驱扩大性矿场试验区垢样为例。

具体过程为：采用-射线衍射进行物相分析，确定矿物的晶型，用-光电子能谱确定元素组成，用化学分析法确定典型氧化物的含量。

化学驱油技术进展及发展趋势探讨摘要]：目前的三次采油技术中，化学驱技术占有重要的位置。

我国在化学驱方面，以大庆和胜利油田为代表，以聚合物驱技术最为成熟有效。

相比之下，表面活性剂驱、泡沫驱等方法仍处于小规模探索试验阶段。

本文综述了各类化学驱方法及其现场应用情况，并探讨和分析了化学驱的发展趋势。

关键词：化学驱、聚合物驱、复合驱、表面活性剂驱、泡沫驱、碱驱引言化学驱是通过水溶液中添加化学剂，改变注入流体的物理化学性质和流变学性质以及与储层岩石的相互作用特征而提高采收率的一种强化措施。

其基本原理有两个，一是扩大波及系数，二是提高微观驱油效率[1-2]。

自20世纪80年代，化学驱达到高峰以后的近30多年内，化学驱在国外的运用越来越少，但在中国却得到了成功应用。

国外三次采油方法大都以气体混相驱为主，而国内却大都以化学驱为主。

其主要原因之一是我国储层为陆相沉积非均质性较强，陆相生油原油粘度较高，在提高采收率方法中更适合于化学驱。

另一个原因是恢复地层能量的方法不同，从气源、制造业水平和设备等条件来看，国外主要是靠注气，因而发展成混相、非混相技术；而国内主要靠注水，因而必然发展成化学驱。

1聚合物驱聚合物驱是指高粘度聚合物水溶液注入地层后，改善水油流度比、降低水相渗流率，扩大驱替液波及体积。

油田应用比较广泛的聚合物主要有三类，即普通水解聚丙烯酰胺类、黄原胶类和耐温抗盐等特殊聚合物类。

黄原胶类主要应用在高盐油藏，由于产量较低，现场试验不多。

我国油田主要分布在陆相沉积盆地，以河流三角洲沉积体系为主，储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂，油藏非均质性严重，而且原油粘度高，比较适合聚合物驱。

1.1矿场试验研究近年来，国内外专家学者研究指出低渗透油藏可以开展聚合物驱，但须充分考虑聚合物注入性能及不可及孔隙体积(IPV)对驱油效果的影响，同时需综合考虑其他的诸如启动压力梯度、油藏温度、矿化度、剪切和热降解作用等因素。

油田化学驱油技术在提高采收率中的应用研究摘要：油田化学驱油技术是一种通过注入化学剂来改善油藏物理和化学条件以提高采收率的方法。

本文通过探讨油田化学驱油技术的应用以及其在提高采收率方面的作用，旨在为油田开发提供参考和借鉴。

关键词：油田化学驱油技术；提高；采收率；应用前言：随着全球能源需求的不断增长，油田开发成为了研究重点。

然而，传统的采油方法已经不能满足现代油田开发的需求。

油田化学驱油技术作为一种新兴的采油方法，因其在提高采收率、减少环境污染、降低开采成本、延长油田寿命等方面的优势，越来越受到人们的重视和关注。

本文将探讨油田化学驱油技术的应用以及其在提高采收率方面的作用。

1化学驱油技术的优缺点1.1优点提高采收率，化学驱油技术可以有效地提高采收率，从而增加油田的产量和经济效益。

适用范围广，化学驱油技术可以适用于各种不同类型的油藏，如低渗透油藏、高粘度油藏等。

操作简便，化学驱油技术的操作相对简便，不需要大量的设备和人力资源。

1.2缺点成本较高，化学驱油技术需要大量的化学药剂，成本较高。

环境污染，化学驱油技术会产生一定的污染物，对环境造成一定的影响。

效果不稳定，不同类型的油藏对不同的化学药剂敏感程度不同，因此化学驱油技术的效果不稳定。

2油田化学驱油技术在提高采收率中的应用2.1化学驱油技术在提高采收率中的作用化学驱油技术的基本原理是利用化学药剂改变油藏中油与岩石表面的相互作用，使油从孔隙中脱附出来，从而提高采收率。

化学驱油技术的作用机理首先，降低油-水界面张力，油-水界面张力是影响油在孔隙中的分布和流动的重要因素。

化学驱油技术可以通过添加表面活性剂等化学物质来降低油-水界面张力，从而使油在孔隙中分布更均匀，且更容易流动。

其次，改变岩石表面电性质，岩石表面的电性质决定了油在孔隙中的吸附和脱附。

化学驱油技术可以通过添加电解质等化学物质来改变岩石表面的电性质，从而使油更容易从孔隙中脱附出来。

再次，溶解油，化学驱油技术可以通过添加溶解剂等化学物质来溶解油，使其从孔隙中脱附出来。

第28卷第6期油气地质与采收率Vol.28,No.62021年11月Petroleum Geology and Recovery EfficiencyNov.2021—————————————收稿日期：2021-01-11。

作者简介：李晓骁（1994—），男，河北沧州人，在读博士研究生，从事油田化学及提高采收率方面的研究。

E-mail ：****************。

通信作者：岳湘安（1957—），男，北京人，教授，博导。

E-mail ：*************。

基金项目：国家科技重大专项“低渗-致密油藏高效提高采收率新技术”（2017ZX05009-004），国家科技重大专项“鄂尔多斯盆地大型低渗透岩性地层油气藏开发示范工程”（2016ZX05050012），国家自然科学基金重点项目“致密油储层提高采收率关键理论与方法研究”（51334007）。

文章编号：1009-9603（2021）06-0094-07DOI ：10.13673/37-1359/te.2021.06.012稠油油藏表面活性剂辅助CO 2驱油效果及主控性能李晓骁1，2，岳湘安1，2，闫荣杰1，2，郭亚兵3，檀洪坤4（1.油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京102249；3.中国石化石油勘探开发研究院，北京100083；4.中国石油华北油田分公司第一采油厂，河北任丘062552）摘要：针对稠油油藏储层特征与开发现状，基于静态泡沫性能与驱油性能评价，复配了3种具备不同性能的表面活性剂，并研究了不同表面活性剂辅助CO 2驱油效果，明确了表面活性剂的主控性能。

实验结果表明，表面活性剂S1，S2和S3辅助CO 2驱油对渗透率级差为3.0的非均质岩心水驱后采收率增幅分别为19.7%，13.2%和15.2%，优于直接注入CO 2的驱油效果，说明表面活性剂可以提高稠油油藏高含水阶段CO 2驱油效果。

非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂(non-ionic surface active agent)它在水溶液中不产生离子的一种表面活性剂。

它在水中的溶解是由于它具有对水亲和力很强的官能团。

非离子表面活性剂和阴离子类型相比较，乳化能力更高，并具有一定的耐硬水能力，是净洗剂、乳化剂配方中不可或缺的成分。

当然，与阴离子表面活性剂相比，非离子表面活性剂也存在一些缺陷，如浊点限制、不耐碱、价格较高等。

非离子表面活性剂大多为液态和浆状态，它在水中的溶解度随温度升高而降低。

非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、润湿、增溶、匀染、防腐蚀、和保护胶体等多种性能，广泛地用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、毛皮、玻璃、石油、化纤、医药、农药、涂料、染料、化肥、胶片、照相、金属加工、选矿、建材、环保、化妆品、消防和农业等各方面。

种类：烷基酚的聚氧乙烯醚TX与NP是同一产品，为壬基酚的聚氧乙烯醚。

OP则是辛基酚的聚氧乙烯醚。

两种烷基酚醚的区别在于OP为14碳的碳链，TX/NP多出一个碳，为15个碳的碳链。

OP 的乳化性和渗透性能好于TX/NP，分散性能差于TX/NP。

OP的浊点和HLB值均高于TX/NP，OP的泡沫要低于TX/NP。

具体在应用方面，OP更适合做乳化剂和较高温度条件下使用。

TX/NP适合温度低的条件下使用，性能更加全面，多用于净洗领域。

烷基酚聚氧乙烯醚虽然对环境不友好，但是其乳化净洗效果还是相当出众，在农业、工业硬表面清洗等不要求APEO的领域，仍然发挥巨大作用脂肪醇聚氧乙烯醚月桂醇聚氧乙烯醚（AEO系列）12-14碳伯醇聚氧乙烯醚（MOA系列）12-14碳仲醇聚氧乙烯醚支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚直链的10碳醇聚氧乙烯醚直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚（JFC）直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚（JFC-2或JFC-E）AEO系列：价格最便宜，生产工艺最成熟，并且成品AEO月桂醇残余较低，但是乳化效果和分散效果跟其它醇醚相比较差，长期储存亦有分层现状。

三次采油化学驱油技术及其发展探索摘要：化学驱油技术在三次采油的实践工作中占有显著的技术运用地位，化学驱油技术目前已经被普及运用在三次采油的工程实施过程。

化学驱油技术经过了长期的发展演变以后，目前已经表现为良好的技术成熟程度，现有的化学驱油技术种类也较为丰富。

因此，本文探讨了化学驱油技术手段运用于三次采油实践的基本操作要点，探析化学驱油的技术发展趋势。

关键词：三次采油；化学驱油技术；发展趋势三次采油的化学驱油技术主要依靠于指定的化学物质来达到驱油目标，确保经过化学驱油处理后的石油资源开采效率得到显著的优化。

现阶段的三次采油工艺方法已经得到了大范围的采用实施，三次采油的良好实践技术指标如果要获得完整的实现，那么关键前提就在于正确运用化学驱油的工艺技术手段。

具体在实施三次采油的实践过程中，工程技术人员应当准确界定化学驱油的工艺流程以及操作方法要点，通过实施综合性的化学驱油技术方案来保证三次采油的效率提升优化。

一、三次采油化学驱油技术的常见类型化学驱油技术就是借助化学物质来达到驱油效果，从而辅助实现全过程的石油开采目标。

三次采油的工程实践规模比较庞大，对于石油资源在进行各个环节的开采操作过程中，通常都会用到相应的驱油技术方法[1]。

相比而言，现阶段的化学驱油工程技术手段已经较为完善成熟，化学驱油的工程设施也逐步实现了合理的优化。

由此可见，运用化学驱油的采油工程技术方法更加可以达到优良的采油实践效率目标，同时对于采油全过程的成本资源予以显著的节约。

对于三次采油的常用技术方法在进行分类实践中，通常可以将其分成混相驱的采油技术手段、热力驱的采油技术、化学驱的采油技术、微生物驱的采油技术等。

其中，运用化学物质作为驱动的三次采油技术方案更加可以确保良好的采油综合实践效果，确保综合运用多种类型的驱油化学物质来达到复合物的驱油实践目标。

但是与此同时，采油工程的具体实施人员应当严格重视维护采区附近的生态环境平衡，防止由于过度排放污染性的有毒化学物质，从而对于采区附近的土壤以及水质造成较为显著的破坏污染影响[2]。

提高油气田采收率始终业界关注的话题，以大庆为代表的水驱、聚驱采收率技术，创造了具有世界水平的成果。

在此基础上，中国石油经过不懈的探索和实践，又形成了新水驱、蒸汽驱、SAGD、三元复合驱、火驱、CO2驱等战略性、前瞻性的提高采收率技术，为中国老油田继续提高采收率奠定了技术基础，提供了各类油田提高采收率的各种选择，也是中国提高采收率技术走在世界前列。

一、水驱（超前注水技术）超前注水技术是长庆油田原创技术，是水驱采收率技术的最新表现形式。

其背景是：针对储层压力系数低、地饱压差小、启动压差大、低渗透、特低渗透资源等特点，长庆油田特低渗透开发，通过长期的实践，受“污水回灌现象”的启示，首次创新性的提出和研发了“超前注水”理论与技术。

“超前注水”技术是特低渗透油田最具影响力的的核心技术。

超前注水技术的基本概念。

注水井在采油井投产前3个月或半年而提前投注，使原始地层压力保持在110%—120%之间，称之为超前注水。

其做法是“先注后采”，也就是说“先钻注水井，后钻采油井。

基本原理是：（1）增加驱替压力梯度, 减少启动压力影响；（2）有效防止原油性质的改变, 保证渗流畅通；（3）提高注入水波及体积；（4）降低油井初期含水；（5）降低油田产量递减率。

应用效果。

长庆油田从1995年开始，在安塞、靖安、绥靖、西峰、南梁、姬塬等油田实施超前注水，初期平均单井产油量达到5.42 t/d, 比相邻区域非超前注水区油井初期产能提高1.35t/d，平均单井产量比同步或滞后注水区提高了20～30%，效果十分明显。

西峰油田通过整体超前注水, 降低了油田的综合递减率。

长庆西峰油田白马区2002 年至2003 年产能建设井的综合递减率分别为8.5% 和5.0% , 而三叠系其他非超前注水区近4 年的产能建设综合递减率为14.2%。

由于在长庆西峰油田超前注水区建立了有效的压力驱替系统, 初期单井产量提高1~2t/d, 而且产量相对稳定。

超前注水技术的重大意义是：（1）解决了“低渗透”储层“低压”问题（世界性难题）；（2）解决了低渗透油田投产后采油、采液指数下降的难题（世界性难题）；（3）使低渗透油田从投产之时就保持原始地层压力的平衡；（4）建立有效的压力驱替系统，提高单井产量；（5）避免因地层压力下降造成储层物性变差。

碱活性剂聚合物（ASP）三元复合驱碱/活性剂/聚合物（ASP）三元复合驱碱 /活性剂/聚合物三元复合体系驱油是80年代初出现的新技术。

三元复合体系是从⼆元复合体系发展⽽来的。

⼈们虽然已经意识到了胶束/聚合物驱的特殊效果，但是，经济因素限制了这⼀技术的商业化推⼴。

⽽三元复合体系主要是为了⽤便宜的碱剂来代替价格昂贵的表⾯活性剂，以降低有效化学剂的成本，这为复合驱的推⼴应⽤奠定了基础。

从化学剂效率（总化学剂成本/采油量）来看，复合体系所需要的表⾯活性剂和助剂的总量，仅为胶束/聚合物驱的三分之⼀，复合体系的化学剂效率⽐胶束/聚合物驱要⾼。

从提⾼采收率来看，三元复合驱体系能够采出⽔驱剩余油的80%以上，可以与最好的胶束/聚合物驱相⽐，并⾼于⼀般的⼆元复合驱。

从驱油机理来看，三元复合驱⽐⼆元复合驱有更⼴的适应范围，并能明显地降低活性剂的吸附滞留。

此外，三元复合驱⽐⼆元复合驱有更好的资⾦回收率。

（⼀）ASP驱油机理ASP复合驱提⾼采收率的机理是三种效应的综合结果：降低界⾯张⼒；流度控制；减少化学剂损失。

1. 降低油⽔界⾯张⼒与其它驱替体系相⽐，三元复合体系（ASP）与原油接触后，界⾯张⼒能很快降到10-2mN/m以下，⽽表⾯活性剂或碱单独与原油之间的界⾯张⼒下降的速度要慢得多。

当聚合物浓度适中时，ASP三元复合体系⽐AS⼆元体系能产⽣更低的界⾯张⼒。

这可能是由于聚合物尤其是聚丙烯酰胺能够保护表⾯活性剂，使其不与Ca2 、Mg2 等⾼价阳离⼦反应⽽使活性剂失去表⾯活性。

同时，表⾯活性剂和聚丙烯酰胺在油⽔界⾯上均有⼀定程度的吸附，形成混合吸附层。

部分⽔解聚丙烯酰胺分⼦链上的多个阴离⼦基可使混合膜具有更⾼的界⾯电荷，使界⾯张⼒降得更低。

另外，碱剂推动活性剂前进，趋向于使最⼩界⾯张⼒迅速传播，这样就减少了碱驱替原油的滞后过程，且可保持长时间的低张⼒驱过程。

2. 流度控制在碱/活性剂/聚合物复合驱过程中，由于被驱替的原油流度⾼，在油墙的前⾯形成了低流度带，从⽽保证了较⾼的扫及效率。

表面活性剂驱油机理分析及现状研究作者：王威张云宝王楠李彦阅薛宝庆那日苏马凤春来源：《当代化工》2019年第08期摘 ;;;;;要：表面活性剂是一种高界面活性化学剂，具有降低油水界面张力的特性。

应用表面活性剂驱油能够有效地提高洗油效率，实现提高采收率的目的，但据现场试验表明，表面活性剂在地下储层驱替过程中，常会出现见水快、稳油效果差等现象。

在驱替过程中，表面活性剂驱油效果受到温度、矿化度、浓度、药剂类型等因素影响，且由于岩石吸附作用会造成大量表面活性剂的损失。

因此，基于表面活性剂驱在油田开发上的实际效果，归纳了表面活性剂对储层物性的改善方式，分析了表面活性剂驱油及吸附的机理，针对表面活性剂驱油现状，为油田实际生产提供参考性建议。

关 ;键 ;词：表面活性剂;界面张力;储层物性;驱油现状中图分类号：TE39 ;;;;;;文献标识码： A ;;;;;;文章编号： 1671-0460（2019）08-1850-04Abstract： Surfactant is a high interfacial active chemical agent， and has the characteristics of reducing the interfacial tension of oil and water. Surfactant flooding can effectively improve oil washing efficiency and enhance oil recovery， but according to field tests， surfactant flooding in underground reservoirs often results in rapid water breakthrough， poor oil stabilization effect and other phenomena. In the process of displacement， the effect of surfactant flooding is affected by temperature， salinity， concentration， type of reagent， and a large number of surfactants will be lost due to rock adsorption. Therefore， based on the actual effect of surfactant flooding in oilfield development， the ways of improving reservoir physical properties with surfactant were summarized in this paper， the mechanisms of surfactant flooding and adsorption were analyzed. At last， in view of the current situation of surfactant flooding， some suggestions for oilfield actual production were put forward.Key words： Surface active agent; Interfacial tension; Reservoir physical property; Oil displacement status随着原油需求量的日趋增长，如何高效地开发油藏成为石油科技工作者关心的问题[1]。