胜利油区复合驱油体系研究及表面活性剂的作用_陈业泉
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。
无碱式二元复合驱油体系的研究与实践
化学驱是包括碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱以及三种化学剂之间组合的二元、三元复合驱。
复合驱是在综合了单一化学驱优点的基础上建立起来的一种新型的化学驱油体系，它的主要机理就是提高洗油效率和增大波及体积，复合驱由于多种化学剂具有各自的作用与优势，且相互之间能发挥协同效应，其驱油效果明显优于单一化学剂驱。
孤东油田是一个高渗透率、高粘度、高饱和度的疏松砂岩油藏，其油层具有层厚、疏松、亲水、正韵律等四大特点。
七区西馆上段５－６层系，位于孤东披覆构造东翼的高点，含油面积１０．２ｋｍ，原始地质储量１８２４．７×１０ｔ，平均有效厚度８．０ｍ。
单元以行列式开采５、５、６三个小层，其中５层是主力开发小层；５和６层为次要层。
单元于１９８６年５月投入开发，１９９４年７月开始进入特高含水期开发。
试验区位于七区西馆上段５―６层东南部，设计井位２８口井，其中，生产井１８口、注入井９口、观察井１口。
２０００年４月，试验区共有油井１８口，开井１７口，日产液水平２０２７ｔ／ｄ，日产油水平３０．１ｔ／ｄ，综合含水９８．１％。
年采油速度０．４６％，采出程度３０．６％。
共有注水井７口，开井７口，日注水水平１６５１ｍ／ｄ，平均油压１１．７ＭＰａ，注采比０．９８，累积注采比１．０３。
对不同的石油磺酸盐样品在不同浓度下的界面张力进行了测试（表１），由表中看出，１号石油磺酸盐样品（ＳＰＳ－１）界面张力较好，但其界面张力最低仅达到４×１０ｍＮ／ｍ，因此需添加其它活性剂或助剂以取得更佳的效果。
以ＳＰＳ－１为主剂，选择不同活性剂或助剂与之复配，考察了复配体系界面张力０．３％石油磺酸盐ＳＰＳ－１＋０．１％１＃活性剂体系相对较好，在活性剂总浓度为０．４％时界面张力就可达到２．９５×１０ｍＮ／ｍ。
将石油磺酸盐作为主剂与１＃活性剂按３：１进行复配，进行了界面张力测定（表２）。
结果表明３＃：０．３％ＳＰＳ－１＋０．１％１＃活性剂复配体系相对较好，该体系与模拟油的界面张力达２．３４１０－３ｍＮ／ｍ，进入了超低界面张力区。
胜利油田承担的二元复合驱油先导试验通过验收
北化院开发的苯酐催化剂 达 到 同类 进 口产 品水 平
由北京化工研究院开发的苯酐装置催化 剂， 经过金陵石化苯酐装 置两年多的使用效
维普资讯
第 ３ 卷 ５ ２０ ） ８ 期（０ ８ 造成的结垢 、 腐蚀、 乳化等 问题 。 孤 东 油 田七 区西 Ｎｇ ４ ６ ５— １层 二元 复 合
醇 为主要原 料 的有机 化工 产业链 。保 山化工
—
胜利油 田承担 的二元复合 驱 油 先 导 试 验 通 过验 收
胜利油田承担 的孤东油 田七 区西 Ｎ ５ ｇ４ ６ 二元复合驱油先导试验 日 １ 前通过验收， 专家认为 ， 其成果达到国际领先水平。 胜 利 油 区 的 主 力 油 田 已逐 步 进 入 高 含
高负荷苯酐装置也使用中国石化 自己开发的 苯 酐催 化剂 。 在使用 国产催化剂 的过程 中， 金陵石化
加强生产装置 的操作管理 ， 精心控制装 置工
云南云维公司在保 山兴建 ２ 万 ｔａ ｏ ／ 电石和 ５万 ｔａ ／ 醋酸 乙烯项 目
云南 煤 化 集 团云 维 公 司 ２ ０万 ｔａ电石 ／
９ ％。仅 ２ ０ — ０６ ， ９ ０ ４ ２ ０ 年 大庆石化累积回收
丙 烯 ６７ ｔ 丙 烷 ７ ５ｔ 实 现 销 售 收 入 ４ ８， ７６ ，
６ ７ ．９ ８ ６ ５ 万元 。
该 项 目的开发 主要 是解 决 大庆 石化羰基
合成反应系统驰放气中的丙烯和丙烷排放问 题。
（ 孙 ｔａ 万 ／ 醋酸乙烯项 目在保山兴建。
２０ ０７年 ９月 ， 山市 政 府 与云 南 煤 化集 保
团签订战略合作协议 ， 利用保 山丰富的矿产 、
水电和煤炭资源大力发展 乙炔化工 、 生物化 工、 金属硅、 钛矿开采 以及后 加工 ， 发展有机 原料、 合成材料等。项 目 分两期建设 ， 一期工 程项 目总投 资 ２ ． 亿元 ， ２４ 包括 ２ ０万 ｔａ电 ／ 石、 万 ｔａ ５ ／ 醋酸乙烯 、０ ｔａ ３ 万 ／ 水泥等 ， 建成 后每年可实现销售收入 １ ． ８ ７亿元。二期项 目 规划投人 １０ ０ 亿元 ， 发展 以乙炔 和生物 乙
表面活性剂驱油技术
表面活性剂驱油技术在三次采油中，二元复合驱是有效利用聚合物的粘度和活性剂的活性的驱油技术。
与单一注聚相比，能更加有效地获得降水增油效果，更大幅度地提高采收率。
目前胜利油田复合驱项目规模逐年扩大，驱油效果逐渐显现，其中：在孤东油田、孤岛油田见到明显的效果。
在复合驱中活性剂作为其中的一种重要组分起着增加洗油效率的重要作用，由于不同区块的油藏地质条件差别较大，我公司成立专门的研究小组研究适用于不同区块复合驱的活性剂。
即HX系列新型非离子-阴离子型表面活性剂体系。
HX驱油用表面活性剂是一种适合在高温、高矿化度条件下使用的新型非离子-阴离子两性表面活性剂。
该表面活性剂既保持了非离子、阴离子表面活性剂的优点,又克服了各自的缺点,是一类性能优良的驱油用表面活性剂。
HX驱油用表面活性剂是由多种活性成份组成，兼具非离子、阴离子活性剂的优点，但比阴离子活性剂耐盐能力更强，又比非离子活性剂更耐高温，并且与聚合物有良好的兼容性。
该剂地层条件下稳定，不分解，可在高达270℃的条件下使用。
其主要特点：能显著降低油水之间的界面张力，0.5%的活性剂即可将油水界面张力降至1×10-3 mN.m-1；具有良好的热稳定性和水解稳定性；具有良好的耐盐性；具有极强的增溶性能和突出的分散性能；与其他表面活性剂具有优异的配伍性。
可广泛应用于油田二元、三元复合驱油用表面活性剂体系，或直接做驱油剂使用。
1、HX驱油用表面活性剂技术指标2、HX驱油用表面活性剂结构特点根据胜利油田的实际情况，我们对研发的表面活性剂有以下要求：◆表面活性剂体系性能稳定，在油砂上吸附量小，并能够显著降低界面张力；◆以胜利石油磺酸盐为主剂，所研制的产品与之配伍性好；◆与石油磺酸盐的复合体系与聚合物配伍性好；◆经济可行。
研究思路：以常用的适应性较强的聚醚类活性剂为主，经过适当的改性合成阴离子非离子两性活性剂根据以上思路，合成了如下结构式的活性剂：R1—C--O R2R3M其中：R1为聚醚碳链；R2为烷基或环烷基碳链（根据区块的油品性选用不同的基团）；R3为阴离子基团，可为羧酸盐也可为硫酸基或磺酸基团，本研究中采用磺酸基；M为金属离子。
油田生产中表面活性剂的应用
油田生产中表面活性剂的应用引言：油田是指地下储存大量石油的区域，其中包括油层、油气藏、地下储罐等。
在油田开采和生产中，表面活性剂被广泛应用于提高采油效率、减少污染、改善油水界面性质等方面。
本文将介绍表面活性剂在油田生产中的应用，并对其效果和影响进行分析。
一、表面活性剂在油井起动和钻井液中的应用1.表面活性剂在油井起动中的应用：在油井起动过程中，表面活性剂可用于调整井液的黏度和界面张力，提高钻井的效率和稳定性。
一些非离子型和阳离子型表面活性剂可以改善水井循环性能，增加水力传导率，减小溢流井和高渗漏地层导致的起动困难。
2.表面活性剂在钻井液中的应用：钻井液是钻井过程中用于降低摩阻、冲刷岩粉和防止井壁垮塌的重要液体。
表面活性剂在钻井液中的应用可以起到很好的润滑和减摩作用，降低井下潜在的摩擦力，提高钻进速度，减少钻用能和材料消耗。
二、表面活性剂在采油过程中的应用1.表面活性剂在油水界面活性调整中的应用：油水界面活性调整是指通过调整油水界面的表面活性，使油-水界面张力降低，以改善采油效果。
表面活性剂可以在油水界面形成一层分散相，使油滴形成胶束，减少油滴之间的相互作用力，提高采油效率。
同时，表面活性剂还可以调整原油和水的互溶性，减少乳化现象，降低表面张力，改善水的渗透率。
2.表面活性剂在油藏酸化中的应用：油藏酸化是指通过注入一定浓度的酸液到油层中，以溶解岩石中的碳酸盐和硫酸盐矿物，改善油层渗透性的过程。
在油藏酸化过程中，表面活性剂可以增加酸液的渗透能力，促进酸液更好地与岩石反应，提高酸液的效果和利用率。
3.表面活性剂在油藏压裂中的应用：油藏压裂是指通过注入高压液体或气体到油层中，使油藏受力破裂，形成一系列裂缝，增加油层的渗透能力，促进油藏的开发。
在油藏压裂过程中，表面活性剂可以增加液体和油层之间的接触面积，增加液体的扩散速率，提高油藏压裂的效果和做工质量。
三、表面活性剂对油田环境的影响1.降低污染：表面活性剂可以减少储运过程中的油品泄漏和挥发，降低对土壤和水体的污染风险。
每年花200亿的三次采油的真相调查1
每年投入200亿的中国的三次采油技术是真的高效增产技术吗？----通过调研分析中国二元驱三元驱聚合物驱油的真相石油对我们国家的发展具有重要意义，如何有效地提高油田产量，解决老油田持续发展是一个关键问题。
当前我国石油界最代表性的提高采收率技术为中石油和中石化的三次采油技术，及大庆油田和胜利油田的二元驱、三元驱增产技术，经由20余年的发展，技术已经延伸到中石油中石化很多的油田，每年的整体投入已经达到200亿元人民币，催生了中石油中石化一群高科技的人才队伍和研究院研究所，催生了众多的国际级国家级重大发明成果，催生了众多的知识产权成果，并由于该项目的重大贡献，解决了老油田采收率低，自然递减快的问题，因此也催生了众多的领导和高级知识专家，并且一些专家已经成为院士，获得名利双收，同时也催生了很多的服务企业获得发展，包括聚丙烯酰胺以及活性剂驱油剂的发展，考虑这么大的市场空间，一些企业因此获得很好的成长并且上市，这是一个美妙的产业状况，多赢的状况。
三次采油高新技术，老油田的迫切需求，这是一个如此高水平的增产技术，为了将这样好的技术发扬光大，因此在中石油大庆油田，中石化胜利油田，以及中海油都在大力实施聚合物驱系统项目（三元驱和二元驱），这些项目都成为这些大油田的一把手工程，并且藉此形成了一支庞大的研究机构和实施队伍，可见对这个项目的高度重视程度，以及这项技术对油田的重要程度。
由于它的贡献大，在大庆油田，在胜利油田，每年投入的成本，已经超过了其它任何科技项目的发展投入。
基于这样的技术地位，它已经成为全国多所石油大学、技术人员，以及全世界石油人员需要认真研究和学习的科技。
为了充分的学习好该技术，我们向各个油田中进行了调研，并先后提炼了近20年来（三元驱二元驱-聚合物驱的中国实践发展历程），油田官方自己形成的成绩经验总结，其中含有技术书籍、技术论文及相关标准，特别是在认为技术成熟后并开始更大范围推动的2010-2014年的相关增产实效数据（投入产出比分析），室内研究成果分析，以及二元驱、三元驱等三次采油核心的理论支撑：超低界面张力、岩心动态驱油效果和理论等具体成果，将这些各油田及专家、权威机构提供的数据，进行了相关的比对、分析和总结提纯。
表面活性剂在胜利油田复合驱中的应用研究
６
器
质量 分数 。
第卷 ｚ ，第 期
原油 是混 合体 系 ， 同油 组 分需 不 同 Ｈ Ｂ值 不 Ｌ 的活性剂 乳化 ， 迭晟佳 驱油 效果 因此 ， 采用 复配
活 性 剂 满 足 原 油 不 同组 分 的 需 要 。 根 据 表 面 活 性 剂 的 驱 油 机 理 ． 面 活 性 剂 应 满 足 油 水 界 面 上 表 表
＝
３ Ｎ ｍ， Ｏｍ ／ 要驱 替 这 部 分 油 ， 靠 增 大压 差 很 难 。 单
因驱 动所 需 压 差 为９８６ ７ｋ ａ 而 注 水 时 压 差 仅 ０ ． Ｐ ，
为 １６ １ ９ ． ｋ ａ 远 小 于 驱 动 压 差 。 所 以 ， ９ ． ～３２ ３ Ｐ ， 利
用表 面活性 剂 降低 界 面 张力 ， 高 毛管 数 的特 性 提 驱 出这部分 剩余 油是 可行又有 前途 的方 法 在 孤 东小 井距三元 复合 驱 油先 导试 验 完成 、 心 井采 中 收率 提高 １ ． ％效 果 后… ， ４ ３ 我们 开 发 了适 台油 田 应用 的表面 活性剂 ， 并研 制出适台 孤东 、 岛试验 孤
烷 基苯磺 酸 盐 、 烷基 磺酸盐 、 烷基 萘盐 、 酸盐 、 羧 硫 酸盐 及磷 酸 盐 。大 量试 验 表 明 ， 离 子 型 表 面活 非 性 剂驱 油效 果好 、 因为其 在岩石表 面 的吸 附量少 ， 并对 地层 水 中 的高价 阳离 子 （ ａ 、 等 ） ｃ “ Ｍｇ 不敏 感 。将 非 离 子 型 和 阴离 子 型表 面 活 性 剂 复 配使 用， 发挥 非离 子型 表 面 活性 剂 乳化 作 用 和 阴离 子 型表面 活 剂润湿 作蚪 、 Ｊ 分散作用 ， 果更 好 。针 效
氯化钠 质 昌分数，％ ＝
大庆油田复合驱用表面活性剂的性能及发展方向
引证文献(7条)
1.李朝霞.张新春.刘仁强.马文国 无碱二元体系提高采收率研究[期刊论文]-新疆石油地质 2009(2) 2.张学佳.纪巍.康志军.孙大勇.王建.那荣喜 三元复合驱采油技术进展[期刊论文]-杭州化工 2009(2) 3.吴文祥.王磊.王超.张向宇.崔茂蕾 新型羧基甜菜碱BS13表面活性剂体系的界面张力及驱油效果[期刊论文]-大庆
随着大庆油田三元复合驱技术的逐步推广，国内各科研 院所对烷基苯磺酸盐的研究也越来越深入，北京化工大学 （赵传钧）、北京勘探院采收率所（朱友益、王红庄）、中科院 新疆化学所（李之平）和大连理工大学（李宗石）都先后有与 合成相关的文献报道，２００１年大庆油田利用抚顺洗化厂的 尾料合成了烷基苯磺酸盐工业产品，并在大庆采油四厂杏二 中实验区进行了工业性矿场实验。
（Ｄ叼垤Ｏ以盹纪腿Ｄ胍∞胁胁￡讹ｅ，Ｄ叼垤１６３７１２，胁渤僦，蕊讹） ＹＡＮＧ Ｚｈｅｎ—ｙｕ，ＺＨＯＵ Ｈａｏ，ＪＩＡＮＧ Ｊｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇ，ＰＥＮＧ Ｓｈｕ—ｋａｉ，ＷＡＮＧ Ｍｉｎｇ—ｈｏｎｇ
Ａｂｓｔｍｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＳＰ ｆ１００ｄｉｎｇ ｉｎ Ｄａｑｉｎｇ ｏｉｌ ｆｉｅｌｄ ｉｓ ｒｅｐｏｎｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ａｎｄ出ｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 讹ｎｄ ｏｆ ｓｕ击ｃｔａｎｔ ｆｏｒ ＡＳＰ ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ａｒｅ ｓｕｍｍａＩｉｚｅｄ． ，１１ｌｅ ｐｅ而珊粕ｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ａ１１ｄ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｓｕ如ｃｔａｎｔ ａｎｄ山ｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｓｕ而ｃｔａｎｔ ｒｅｃｅｎⅡｙ ｆｏｒ ＡＳＰ ｎｏｏｄｉｎｇ
石油学院学报 2009(5)
4.耿杰.王海峰.杨勇.单存龙.伍晓林 大庆油田三元复合驱表面活性剂研究现状及发展方向[期刊论文]-天津化工
不同表面活性剂二元复合体系对驱油效果的影响
化学工程师 Chemical Engineer
２２００１１７７ 年年第第 ００２２ 期期
DOI：10.16247/ki.23-1171/tq.20170250
油
田 化
不同表面活性剂二元复合体系
学
对驱油效果的影响
张 邈 １，杨明达 ２，周泽宇 １，刘 学 １，刘雨薇 １
性剂与聚合物 ＋ 后续水驱”。方案 １：０．３５％石油磺 酸盐与 ０．８％聚合物的溶液；方案 ２：０．３５％甜菜碱 与 ０．８％聚合物的溶液；方案 ３：０．３５％十二烷基苯 磺酸盐与 ０．８％聚合物的溶液。
（６）按照方案进行驱油实验，注入速度 ０．３ｍＬ· ｍｉｎ－１。３０ｍｉｎ 记一次数。后续水驱含水率为 ９８％。
系，对比不同类型表面活性剂 ／ 聚合物体系的界面张力、润湿反转、驱油效果。表面活性剂与聚合物可以使油
水界面张力下降，实验表明，不同类型的表面活性剂组成的无碱二元体系对驱油效果存在较大的差异。
关键词：无碱二元体系；界面张力；物理模拟；驱油
中图分类号：ＴＥ３５７
文献标识码：Ａ
Effect of polymer-surfactant system with different surfactants on oil displacement efficiency
油田经过多年开发，大部分油田的油层得到了 较大的动用程度［ １－３ ］，含水率在逐渐升高。但低渗透 层仍存大量的剩余油有待挖潜。针对这种现象，单独 使用聚合物驱油很难增大原油的采出程度，本文选 用聚合物与表面活性剂组成的无碱二元体系，应用 其调剖和洗油的双重作用，在扩大波及体积的同时， 还可以降低界面张力［ ４－９］。聚合物与表面活性剂良好 的协同作用，促使采收率也得到了较大的提高。
胜利油田聚合物驱后二元复合驱油体系优化
关键词 ： 聚合物 ； 注 复合 驱 动 ； 替 液 ； 高采 收 率 ； 利 油 田 驱 提 胜
中图 分 类 号 ： Ｅ３ ７ ４ Ｆ ５．６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ｆ］ ８ ０ ２ ０ ） ５ ０１ １ Ｏ １）卜０ ９ （ ０ ７ ０ — ０ 一 ３ （
中一 区 Ｎｇ ３油 藏 开展 了二 元 复 合 驱 油体 系优 化 ， 进 行 了 系 统评 价 ， 并 结果 表 明 ， 化 的二 元 复 合 驱 油 体 系与 原 油 可 优 达 到 超 低 界 面 张 力状 态 ， 吸 附量 小 ， 稳 定 性 及 驱 油 效 果好 。 物 理 模 拟 试 验 结 果 表 明 ， 合 物 驱 后 二 元 复 合 驱 可 其 热 聚
构 效 关 系研 究 表 明 ， 同类 型 和 结构 的表 面活 不
性 剂 在 油 ／ 界 面 共 吸 附 ， 由于 空 间 作 用力 和 电性 水 可
相互 作用 的改变 ， 成 分 子 排 列 更 致 密 而 有序 的 界 形
面膜 ， 使油 界 面张 力进 一 步下 降 ， 水 即存 在 复 配协
胜利 油 田聚合 物驱 累积 动用储 量 和年 产油 量分 别 占
到 胜 利 油 田 的 ８ ９ 和 ｌ ． ， 为 油 田 可 持 续 发 ． ２４ 成 展 的 重 要 技 术 措 施 。 尽 管 如 此 ， 合 物 驱 通 常 只 能 聚
胜 利 油 田 生 产 的 石 油 磺 酸 盐 （ Ｉ Ｓ 活 性 物 含 Ｓ ） Ｐ 量 达 到 ３ 以 上 ， 藏 条 件 下 溶 解 性 能 良好 ， 较 ５ 油 能 好 地 分 散 于 水 中 。但 其 降 低 界 面 张 力 的 能 力 满 足 不
表面活性剂及其复配体系在三次采油中的应用
表面活性剂及其复配体系在三次采油中的应用张逢玉 卢 艳 韩建彬(大庆石油学院华星公司)摘 要 介绍了表面活性剂结构、三采用表面活性剂种类,并对表面活性剂驱油机理作了详细叙述。
研究了三元复合驱的技术特点,指出选择合适的表面活性剂复合体系可在低表面活性剂浓度下,获得超低界面张力。
主题词 表面活性剂 界面张力 磺酸盐 三元复合驱 三次采油提高采收率主要是靠化学驱油技术,其中,表面活性剂是提高采收率幅度较大、适用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。
采用表面活性剂驱油为进一步开发利用现有原油储量展示了广阔的前景。
然而,单独使用表面活性剂驱油存在着活性剂波及系数低、驱油效率差、吸附损失较为严重、活性剂用量大、成本高等缺点。
因此,近年来先后开发了表面活性剂-聚合物、表面活性剂-碱以及聚合物-碱等二元驱油技术。
最近提出的表面活性剂-碱-聚合物三元复合驱技术,已在国内外许多油田试验区的矿场试验研究中取得显著效果。
1 表面活性剂的结构、分类表面活性剂单体是由一个非极性的亲油基和一个极性的亲水基构成。
亲油基一般由长烃链组成。
表面活性化合物的表面性质受制于其亲油和亲水特性的平衡。
如果表面活性剂中的烃链少于12个碳原子,则该表面活性剂为水溶性的,因为极性端基团把全部分子拉入水中。
然而,当烃链长度大于14个碳原子时,则这种化合物称为水不溶性(油溶性)的表面活性剂。
图1为表面活性剂分子结构图。
表面活性剂的分子结构不仅造成表面活性剂在表面的集中并降低溶剂的表面张力,而且也影响分子在表面的排列方向,其亲油基在溶剂中,而亲水基部分的取向则要离开溶剂。
亲水基是离子型的或高度极化的。
根据极性基团的性质可以把表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、两性的或非离子型。
在这些类型的表面活性剂中,与其它类型相比,由于阴离子型表面活性剂在油藏岩石表面的吸附少,故它广泛用于提高原油采收率的工艺技术中。
2 三采中常用的表面活性剂三采中广泛应用的阴离子表面活性剂是磺酸盐类,常用的有石油磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、烯基磺酸盐和木质素磺酸盐。
表面活性驱油剂提高采收率研究
低渗透油藏的主要特征是其渗透率很低，油气水赖以流动的通道很微细，渗流的阻力很大，液固界面及液液界面的相互作用力显著，使得低渗透油藏注水压力高、常规水驱采收率低。
表面活性剂溶液在驱油中可以降低驱油体系和（或）原油间的界面张力，影响驱油效率及原油破乳等，同时还能改变岩石的润湿性，在三次采油中有着广阔的发展前途。
研究发现，表面活性剂水溶液中加碱可比较容易地达到超低界面张力，实现低渗透油藏提高原油采收率的目的。
1 表面活性剂提高采收率机理提高原油采收率主要是通过提高波及系数及洗油效率来实现。
堵水、调剖等措施可提高驱替波及系数，注入表面活性剂溶液驱油可提高洗油效率以提高原油最终采收率。
表面活性剂溶液提高原油采收率效率的主要机理可分为以下几种。
1.1 降低油水界面张力。
表面活性剂是一种既亲水又亲油的化学试剂，其中亲水基团可以进入水相，疏水基团可以进入油相，降低油水界面张力增大储层毛管准数，提高原油的采收率。
一般来说，油水界面张力越小，毛管准数越大，驱油效率越好。
1.2 改变润湿性水驱油过程中，岩石的润湿性对驱油效率的影响较大。
在相同条件下，亲水储层的驱油效率远远大于亲油岩心的驱油效率。
若储层岩石表面偏油湿，在加入表面活性剂后，表面活性剂中的疏水基团融入储层岩石表面，使得储层岩石表面表现出亲水特性，出现润湿反转现象，原油在储层表面的粘附力减少，提高原油采收率。
2 实验研究2.1 实验材料实验流体采用浓度为0.2%的DN-1、DW-1、DN-6表面活性剂溶液、原油，模拟地层水以及实验区岩心。
2.2 实验步骤（1）测定驱油剂油水界面张力；（2）岩心预处理，将岩心烘干洗油，测定岩心空气渗透率；（3）称取岩心干重即为m1；（4）采用模拟地层水饱和岩心，称取岩心湿重计为m2，测定岩心孔隙度；（5）饱和油，将饱和地层水后的岩样放入驱替装置中，沿岩心夹持器正向端挤入油相，进行油驱水过程，达到束缚水状态；（6）采用模拟地层水从岩心夹持器正向端进行水驱油实验，直至岩心夹持器出口段无油相产出时，测定水相渗透率即为K w1，停止驱替，并记录驱出水的体积为V o1；（7）注入1PV左右DN-1驱油剂；（8）采用模拟地层水将岩心驱替至含水98%后，测定水相渗透率，计为K w2，并记录驱出水的体积为V O2；（9）计算驱油效率。
复合驱油技术在特低渗透油田驱油效果分析
复合驱油技术在特低渗透油田驱油效果分析摘要：随着油田注水开发中后期产量逐年递减、含水率逐渐升高，必须在稳定注水的基础上配合应用化学驱油技术，才能提高油田采收率，获得更高的产能。
逐渐由二次采油向三次采油过渡。
现阶段延长油田主要使用的驱油手段有1.石油磺酸盐表面活性剂驱油技术；2.微生物活性符合复合驱油技术；3.聚合物+表面活性剂驱油技术等。
石油油磺酸盐驱油技术和微生物符合驱油技术经试验成功，已经在多个区域推广应用，不同区域效果不一。
聚合物+表面活性剂驱油技术在延长油田主要应用于水淹井组调驱治理以后的驱油阶段，在不同井组效果也不一样。
本文通过分析三种驱油技术在不同区域的实际效果，优选出适合各区域的驱油方法。
关键词：三次采油聚合物表面活性剂微生物驱油特低渗油田三次采油在国内外大油田已经是非常成熟的技术。
国内化学驱油技术己形成了完整的配套工艺并实现了工业化应用。
在大庆、胜利、大港、克拉玛依等油田，碱+表面活性剂+聚合物复合驱已经成为技术接替稳产的主要重要手段。
延长油田所属区域大部分油藏天然能量低，一次采油时间短、递减快，现阶段主要依靠大规模的注水实现二次采油的稳产。
随着注水中后期油田产量下降，含水上升，需要尽快展开三次采油以提高油田采收率，稳定产能。
一、不同驱油剂驱油机理1.聚合物驱油剂作用机理是通过扩大波及体积（包括微观波及体积和宏观波及体积），提高驱油效率。
2.表面活性剂驱主要机理是降低油水界面张力，使原油颗粒与岩石剥离，有效地随注入水流出油层，还能改变岩石湿润性，疏通渗流通道，降低注水压力，从而避免微裂缝开启造成储层水淹，水窜。
3.微生物驱油作用机理是利用微生物与原油发生反应，产生有机酸，达到降低原油粘度，增强流动性的目的。
不同微生物还具有控制原油含硫，降低管柱腐蚀；改善地层渗透率减缓水锥形成等作用。
与表面活性剂共同作用能够更好降低油水界面张力。
二、几种驱油剂组合方法在延长油田特低渗透油藏的应用效果分析延长油田子长区域内应用过的驱油剂有1.聚合物+石油磺酸盐活性剂：应用井组区块A19个，区块B11个，区块C3个共33个井组，正常生产油井94口。
表面活性剂复合驱提高采收率研究
表面活性剂复合驱提高采收率研究一、绪论1.1 研究背景与意义1.2 国内外研究现状与进展1.3 研究内容与目的1.4 研究方法与思路二、表面活性剂复合驱原理及机理探究2.1 表面活性剂的作用原理2.2 复合驱的机理分析2.3 复合驱增油机理探究2.4 影响表面活性剂复合驱效果的因素分析三、表面活性剂复合驱的实验研究3.1 实验对象及实验条件3.2 实验方法与流程3.3 实验结果分析与讨论3.4 实验结论及启示四、表面活性剂复合驱在油田应用中的效果评价4.1 油田试验设计与实施4.2 采油效果评价标准及方法4.3 表面活性剂复合驱在油田应用中的效果分析4.4 评价结果的启示和建议五、结论与展望5.1 总结与归纳5.2 结论与启示5.3 进一步研究方向和发展趋势一、绪论1.1 研究背景与意义随着我国石油工业的不断发展，油藏难采油品质的逐渐增加，使得传统采油方式已经难以满足产油的需要，为了提高油田的采收率和油井的生产能力，传统采油技术已不再适应当今的油井开采和油藏开发，我们需要不断地发展和完善新的采油技术。
表面活性剂复合驱作为现代化的采油技术之一，利用了其独特的物理化学性质，通过对地下油层渗透压的影响，实现了提高油井产能、增加采收率、降低粘度等多种目的的功能。
采用表面活性剂复合驱技术的油田不断扩大，复合驱技术的应用已呈现出良好的发展趋势。
因此，研究表面活性剂复合驱提高采收率的效果，对于石油行业和国民经济的发展都具有积极的意义。
1.2 国内外研究现状与进展自20世纪60年代以来，表面活性剂复合驱的研究已经开始逐渐兴起。
目前，针对复合驱获取石油，相关研究已经涉及到了各个方面，包括理论与实践的综合研究。
在国外，表面活性剂复合驱技术已经广泛应用于采油领域，这些技术都已经得到了相应的技术进步与转化。
在国内，表面活性剂复合驱技术的研究也有了较大的进展，大量的相关研究已经开展，这些研究成果为复合驱技术的应用提供了科学依据。
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率
表面活性剂是一种化学物质，它可以降低液体和气体之间的表面张力，从而能够影响金属或者非金属的表面化学反应，使得原本不相容的物质得以混合。
在油田开采中，表面活性剂可以用来提高低渗储层原油采收率。
低渗储层是指储层孔隙度较低、岩石中孔缝较小、连通性差，导致油气无法自然流出的地层。
在这样的储层中，原油很难被采集，甚至有时候需要采用高成本、高能耗的采油方式，如注水、注气等。
表面活性剂的使用可以降低采油成本，同时提高采油效率。
表面活性剂通过改变储层和原油之间的相互作用，使油水分离降低，从而实现原油的提取。
在低渗储层中，通常只有少量的原油被生产，大部分油仍然呈现在孔隙中，无法流出。
表面活性剂可以改变孔隙表面的润湿性，使得原油能够被吸附在表面活性剂颗粒上，从而形成一个类似泡沫的体系，这种泡沫能够渗透到储层深处，将原油带到井口。
此外，表面活性剂还可以降低水的黏度，促进油水的分离，从而提高原油采收率。
在使用表面活性剂的过程中，通常需要进行反复注水，不断增加注水的压力和注水体积，以更好地将原油带到井口。
总之，表面活性剂是一种可以有效提高低渗储层原油采收率的化学物质，它能够改变孔隙表面的润湿性，形成相互连通的通道，将原油带到井口，从而降低采油成本，提高采油效率。
随着表面活性剂技术的不断发展和应用，相信在油田开采中，它将扮演越来越重要的角色。
表面活性剂驱及复合驱
3.分类
a.下相微乳液
O
O 过剩油
M
M 微乳液
b.上相微乳液
M
M 微乳液
W
W 过剩水
c.中相微乳液
O 过剩油
O
M 微乳液
M
W
W 过剩水
d.单相微乳液
M
M 微乳液
4.微乳液的微观结构 a.下相微乳液
O O
σMO M
水包油结构oil-in-water, ，水外相，含水相
油+膜σo，水 +膜σw，σo> σw， 按能量趋于最小的原则，胶束非极性端聚集。
油：模拟地层油（因有些原油成分复杂， 给配制带来困难），0-80%（体积比）。
水：蒸馏水，10-95%。 活性剂：阴离子型，石油磺酸盐，<1-15%。 助剂：脂肪醇（改变体系性质），0-10%。 电解质：NaCl，<1-10%。
2.微乳液的配制
a.配制一定浓度的盐水 b.试取油：盐水=1：1，混合 c.加入活性剂和醇 震荡，搅拌，静置十几分钟到数小时。 注：任何一种组份或含量改变，都会影响微乳 液的生成和性质。
r2
2 r2
(cos
2 cos
1)
排驱残余油滴的条件：水驱油的压力>附加毛管阻力。
——表面活性剂驱降低界面张力σ，可启动残余油。如果实 现有利的相态（混相），就消除界面和界面张力，驱油效率 将大幅度提高。表面活性剂驱通过乳化实现有利的相态，而 气体混相驱在一定条件下实现气体与油的混相。
提高水驱油采收率的主要途径
σmo
σmw
含盐量增加 含盐量增加,σmo降低，σmw增加。 当S=S*时， σmo=σmw，S*——最低界面张力含盐度。
表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用
表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用X陈 勇(长江大学工程技术学院) 摘 要:针对低渗透油藏在开发过程中所遇到的注水压力过高、注入水沿裂缝突进等问题,应用表面活性剂驱通过降低油水界面张力、增加毛管数,以达到提高驱油效率的目的。
关键词:低渗透油藏;表面活性剂驱;驱油效率 中图分类号:T E357.46 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)05—0118—01 低渗透油藏普遍存在着孔喉细小、渗流阻力大,只有较大的驱替压力液体才能流动。
为提高注水开发效果而增加注入压力,但注水压力高,易造成微裂缝开启,注入水沿裂缝突进,造成驱油效率低,波及体积小,且套损严重。
之所以会产生上述的情况,是因为在低渗透油层中,低渗透油层渗流时表面分子力、毛管力等对渗流起到实质性的影响。
低渗透油层的显著特征是低渗、低孔隙度、微观孔隙结构影响增强。
这样,孔道细小,孔喉作用增强,微观孔隙结构影响增强,高比表面这些特点就直接对流体产生明显影响,而且渗透率较低,这种影响愈强,使得渗流过程出现了较达西渗流更复杂的、更强烈的一些作用力。
由于高比表面,细孔道,表面分子力作用更为强烈,造成了“流动渗透率”的影响程度和影响速度域的加大,甚至微毛细孔道内液体的滞留、孔道结构复杂程度的增强使得孔喉控制作用加大,于是出现了渗透能力随压力梯度改变的非线性流动。
低渗透油层液体非达西型渗流特征反映了渗流过程中强烈的固液表面分子力的影响。
1 表面活性剂驱应用于低渗透油藏开发的优势以及国内外研究趋势通过上述分析,可以看出,由于表面活性剂溶液可降低油水界面张力,减小亲油油层的毛细管阻力、能增加毛管数及提高驱油效率性能。
因此,表面活性剂降压增注技术研究可以有效地提高低渗透油藏的开发效率。
从国外文献看:有关表面活性剂降压增注技术研究方面国外已在一些油田开展了先导性研究及矿场试验,并取得了成功经验。
《用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性高洗油效率表面活性剂复合物》[1]一文主要选择了用于不同地质条件下表面活性剂复合物,这些复合物溶于水中可使油水界面张力降到10-2-10-3mN/m,具有很强的增溶性。
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胜利油区复合驱油体系研究及表面活性剂的作用陈业泉1 曹绪龙2 王得顺2 周国华2 李秀兰2(1.胜利油田科技处,257001; 2.胜利油田地质科学研究院,山东东营,257015)摘要:为建立胜利油区复合驱油体系进行了室内实验。
介绍了复合驱油的机理及表面活性剂的作用。
重点针对孤岛西区进行了复合驱油配方的设计与矿场应用效果评价。
关键词:胜利油田 复合驱 表面活性剂 表面活性剂的应用 配方设计 矿场试验 经过“八五”、“九五”攻关,在界面张力、活性剂检测、活性剂吸附损耗、乳化、注入方式等试验的基础上,胜利油田分别于1992年8月和1997年5月,实施了国内首例复合驱试验孤东小井距复合驱油先导试验和复合驱扩大试验孤岛西区三元复合驱配套试验,并取得了良好的降水增油效果。
小井距试验区中心井提高采收率13.4%,孤岛西区三元复合驱在主体段塞尚未注完的情况下,综合含水已由95.7%降至89.4%,累计增油4.45×104t。
胜利油区适合三元复合驱的区块群有飞雁滩埕126块及孤东二区Ng5所代表的区块群,18个单元,覆盖储量1.4746×108t,潜力为2.710×107t。
但是根据管理局的统一部署飞雁滩埕126、孤东二区Ng5等7个单元在“九五”期间已安排实施聚合物驱。
“九五”期间也已经对孤岛西区复合驱试验区和孤东七区西Ng5461复合驱试验作了安排,“十五”及“十一五”期间将对可能的区块实施工业化推广。
十年间总共安排5个工业化推广区块,动用地质储量9.440×107t,提高采收率13%,增加可采储量1.227×107t。
1 复合驱油机理及表面活性剂的作用1.1 复合驱油机理复合驱是指由两种或两种以上驱油剂组合起来的一种驱替方式,主要通过提高洗油效率和扩大波及体积来提高采收率。
提高洗油效率主要通过降低油水界面张力和乳化夹带作用两个方面来实现,扩大波及体积和流度控制主要通过增大驱替液与原油形成的乳化液和聚合物溶液的粘度来实现。
其中表面活性剂主要有以下几个作用:降低油水界面张力、与其它化学剂产生协同效应、促进乳化和改变岩石的润湿性。
1.2 表面活性剂的作用1.2.1 降低油水界面张力在决定石油采收率的众多因素中,驱油剂的波及效率和洗油效率是最为重要的两个参数。
提高洗油效率一般是通过增加毛细管准数来实现的,而降低油水界面张力则是增加毛细管准数的主要途径。
注水开发后期,毛细管准数一般在10-6～10-7。
增加毛细管准数将显著地提高原油采收率,理想状态下毛细管准数增加至10-2时,原油采收率可达到100%。
通过降低油水界面张力,可使毛细管准数有3～4个数量级的变化。
通常油水界面张力在20～30mN/m范围内,理想的表面活性剂可使界面张力降至10-6～10-7 mN/m的超低范围内[1]。
1.2.2 协同效应复合驱油体系中,碱与原油中的有机酸反应生成一种新型的表面活性剂石油酸皂,该活性剂可与体系中人为加入的表面活性剂产生协同效应,使得复配体系的界面张力远低于单一体系的界面张力。
这也是复合驱油体系能够大幅度提高原油采收率的主要原因之一。
收稿日期:20001215;修改稿收到日期:20010915。
作者简介:陈业泉,男,高级工程师,1979年毕业于华东石油学院自动化专业,现任胜利油田科技处副处长。
2001年9月 精 细 石 油 化 工SPEC IALIT Y PET ROCHE M ICALS 第5期1.2.3 乳化作用活性剂在适当的盐度下能与原油形成油包水型乳化液,其粘度远高于原油的粘度,这种高粘度的乳化液既调节了地层流体间的流度比,又为剩余油的剥落和剥落油滴的聚并起到了很大的作用。
同时由剥落油滴乳化聚并而形成的高粘度富油带也起到了一个活塞推进的作用。
1.2.4 改变岩石的润湿性研究结果表明[2],驱油效率与岩石的润湿性密切相关。
油湿表面导致驱油效率差,水湿表面导致驱油效率好。
合适的表面活性剂,可以使原油与岩石的润湿接触角变小,降低油滴在岩石表面的粘附功。
2 表面活性剂的应用2.1 表面活性剂复配体系由于各区块的油藏条件(油层渗透率、地层温度、地层水矿化度等)各不相同,原油的性质(如芳烃含量、原油酸值、烷烃含量等)也各有差异,因此对某一个具体区块驱油效率很高的配方,对另外的一个区块并不一定好用。
另外,针对特定的原油,采用几种表面活性剂复配的方法更容易找到适宜HLB 值的活性剂体系。
因此在复合驱油中,应针对不同的区块或单元筛选出对它适用的活性剂复配体系。
在针对某特定区块筛选配方过程中应遵循的原则是对大量的活性剂进行筛选和调配,优选出高效廉价的驱油配方,以便该区块“对症下药”。
2.2 复合驱油配方的设计与性能评价复合驱油配方主要借助各组分间有效的协同效应来提高波及体积和驱油效率。
但是由于体系所含的化学组分多、驱油机理复杂,为达到理想的驱油效果,需要对体系的理化特征进行研究。
为保证研究工作的顺利开展,建立了复合驱室内配方设计与性能评价技术,制定了配方设计与性能评价工作流程,见图1。
该项技术主要包括界面张力试验、活性剂筛选评价、化学剂吸附损耗试验、溶解性试验、配伍性试验、色谱分离试验和物理模拟试验等内容,其技术核心是化学驱油体系的确定、化学剂降低界面张力的性能、复配体系的稳定性、吸附损耗及对界面张力的影响和驱油效率的高低。
根据上述流程开展了大量的室内试验,首先通过界面张力试验、抗钙镁能力试验、乳化试验,对50余种表面活性剂进行了筛选评价。
研究了不同活性剂间的加和作用及活性剂配比对界面张力的影响。
绘制了界面张力等值图,见图2。
图1 复合驱配方设计与性能评价工作流程图2 界面张力等值图运用该图既可以对单一活性剂的性能进行评价,又可以对复合驱油配方进行评价和优化。
综合上述研究结果初步确定了由国产活性剂复配的孤岛西区复合驱油配方:1.2%Na 2CO 3+0.2%BES3+0.1%PS +0.15%3530S建立了活性剂BES 、PS 的高效液相色谱浓度分析方法,PS 的浓度分析方法最低检出限量为1mg /L;BES 3的最低检出限量为20mg /L 。
并运用建立化学剂浓度分析方法对体系的理化特征进行了全面的评价。
表1 孤岛西区复合驱配方性能指标配 方0.2%BE S 3+0.1%PS +1.2%Na 2CO 3+0.15%3530S界面张力/ (mN ・m -1)7×10-4活性剂,%0.03(商品)提高采收率,%16.8采出液状态无明显乳化现象20 精 细 石 油 化 工 2001年 经综合评价认为: 该配方与目的层原油的界面张力最低达7×10-4mN /m,即使在油砂吸附之后或热老化70d 后,界面张力仍低达10-3mN /m 数量级,该配方超低界面张力区域较宽、适用性强; 该配方原油在高碱浓度时与目的层原油形成比原油粘度高的乳化液,在低碱浓度时形成比原油粘度低的乳化液,因此,宜于注入井附近扩大波及体积,可增加远注入井区域流体的渗流; 推荐的配方体系中活性剂吸附损耗量较小,不仅有利于活性剂在地下传播,而且配方中使用活性剂的浓度低; 该配方室内提高采收率可达到22.4%(OOIP,Original o il in place),对目的层原油有较好的驱油能力。
采用国产活性剂复配方式具有显著特点,与国内外同类成果相比,其效果更好,价格更低。
1996年经国家验收和专家鉴定。
认为在配方设计和高效廉价活性剂方面有重大突破,研究成果达到国际领先水平。
2.3 矿场应用该配方在矿场投入使用以后,取得了良好的降水增油效果,孤岛西区注采动态曲线见图3。
图3 孤岛西区注采动态曲线在主体段塞尚未注完的情况下,综合含水已由95.7%降至89.4%,累计增油4.45×104t 。
其中中心评价井含水由98.5%最低降到85.0%,日产油由1.0t 增至14.3t 。
3 结束语从复合驱油的主要机理和胜利油田复合驱油的实践和现状可以看出,复合驱油技术具有广阔的推广应用前景。
但在开发过程中也暴露出一些问题,如仍需进一步解决好高效廉价表面活性剂、结垢防垢问题和采出液的破乳问题。
参 考 文 献1 杨承志.化学驱理论及实践.北京:石油工业出版社,1996.32 赵福麟.采油化学.东营:石油大学出版社,1994.91STUDY ON ASP FLOODING SYSTEM FOR SHENGLI OIL FIELD AND THE EFFECTS OFSURFACTANT APPLICATIONChen Yequan 1,Cao Xulong 2,Wang Deshun 2,Zho u Guohua 2and Li Xiulan2(1.T echnical Dep artment in Shengli Oil Field ,257001)(2.Geological S cientif ic R esear ch Institute ,Shengli Oil Field ,Shandon Dongy ing ,257015)Abstract :A series of exper im ents w ere co nducted fo r desig n of alkali surfactant polym er (ASP )flooding sy stem in Sheng li Oil Field.Aform ula of A SP flooding and fluid for Western Gudao Oil Field desig ned and evaluated by field tests.T he mechanism of ASP flo oding w as descr ibed also.Key words :Shengli oil field;alkali sur factant paly mer floo ding ;surfactant;application;form ula-tio n ;field test21第5期陈业泉等.胜利油区复合驱油体系研究及表面活性剂的作用。