表面活性剂在石油开采上的应用
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表面活性剂在石油 开采上的应用
提纲
*表面活性剂在石油开采上的应用发展 *石油开采对表面活性剂的要求 *石油开采所用表面活性剂种类 *表面活性剂在石油开采上的应用及原理 *表面活性剂在石油开采上应用的研究方向
表面活性剂在石油开采上的应用发展
• 表面活性剂在工业上的应用始于1800年，1880年得出注水驱 油的结论，二次大战期间美国采用注水驱油法以来，表面活 性剂在油田得到了实际的应用。
(1)在油水界面上的表面活性高，使油-水界面张力降低，具有适宜的溶解度、浊点、pH值，降低岩层对原油的吸附性。
用开，发部 在分苛(3油刻)陷条在留件地在下较使层细用的的介毛新质管型孔表中道面中活应，性有要剂把。较这部大分的油驱扩替出散来速，单度靠增。 随各着种石 产油品(4化广)学泛当工应在业用的于水发石展油中和开浓石采油各度勘个探过较难程低度。的时加深，，应推动有了表较面强活性的剂在驱油油田化能学中力的。应用，现在阴、阳、非离子和两性表面活性剂的 其*石中油有开起(采5泡对)剂应表、面具润活滑性有剂剂、能的乳要阻化求止其他化学剂副反应发生的能力。 注目水前采 通油过(6后改)，性注还，水约使有其用三既分具表之有面二以的上活原优油点性滞的剂留同在时应油浊层点考中很虑，高由，到于抗毛盐它管能与力力的更地作强，层适矿用于物高盐组高分温地、层。地层水注入水成分、
地层温度以及油藏的枯竭程度等的相互关系。
(7) 具有抗地层高温、高盐浓度的能力。
(8)具有较高的经济价值，投入产出比具备优势。
石油开采用表面活性剂种类
• 非离子表面活性剂：常用品种有脂肪醇系聚氧乙烯醚、烷基酚系聚氧
乙烯醚、油酸聚氧乙烯酯等。优点是抗盐能力强，临界胶束浓度低，但 浊点低，不能用于超过其浊点的地层。目前通过改性，使其既具有以上 优点的同时浊点很高，抗盐能力更强，适用于高盐高温地层。
石油开采对表面活性剂的要求
目前化学驱用表面活性剂的发展已经成为三次采油(EOR)提高采收率的
主要方法。
下面为化学驱用表面活性剂应具备的条件: 表采面油活 过性程(1剂中)在使在石用油油的开表水采面上活界应性面用剂的：上研究的方表向 面活性高，使油-水界面张力降低，具有适宜的溶解 所表以面利 活用性表剂面在度活油性田、剂开浊降发低中点油的水应、界用p面越H张来值力越，广，是泛一，降个近低既年可来岩行呈又现层有出对以 原油的吸附性。 (2)在岩石表面上的被吸附量要小。 用，部分油陷留在较细的毛管孔道中，要把这部分油驱替出来，单靠增
根据所采用的体系不同，表面活性剂驱可分为活性水驱、碱水驱、微 乳状液驱、泡沫驱、增稠水驱、正向异常液驱等。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
钻井过程中使用的表面活性剂：
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：(l)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。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
所以利用表面采活性油剂过降低程油水中界面使张力用，是的一表个既面可行活又有性剂：
其 况中下有，起 必泡 须剂 及、 时润 加滑 人驱剂 消、泡油乳 剂剂化 以消、除泥堵浆水中泡剂沫。、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂、防蜡剂和清蜡 石油开采用表剂面活。性例剂种如类 ：在采油过程中,油井堵水是控制油井中水的产出。堵水剂的 表石面油活 开性采剂对在表作石面油活用开性是采剂上的封的要应求堵用油及原层理 的大孔道或裂缝,以提高采收率。
• 阴离子表面活性剂：常用品种有石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素
磺酸盐等。优点是浊点很高，在砂岩表面上吸附量少，但抗盐能力面活性剂，因其易被地层吸附或产生沉淀，故降低油水界面张 力的能力差，一般不适用配制二次或三次采油的胶束。 在某些特定的条件下可使用季铵两性表面活性剂、季铵磺酸盐等。 常用的其他药剂有：水溶性高分子聚合物(如聚丙酰胺)、低碳脂肪醇等。
要使钻井液能满足不同的要求，需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。其中有起泡剂、润滑剂、乳化 剂（低分子的有机阳离子表面活性物质和大分子量的阳离子聚合物）。例 如：钻井液在循环过程中,某些处理剂兼有起泡作用,但是对于高压油气层 或者高压水层,需要一定的钻井液密度,否则就会出现井喷事故。在这种情 况下，必须及时加人消泡剂以消除泥浆中泡沫。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
作用原理：
注水采油后，还约有三分之二的原油滞留在油层中，由于毛管力的作 用，部分油陷留在较细的毛管孔道中，要把这部分油驱替出来，单靠增 加压差是很难办到的。油水界面张力约为30 mN/m，计算表明驱动所需 的压差一般为9.81 MPa，而注水时压差仅为(196.13~392.27) kPa，远小于 驱动压差。所以利用表面活性剂降低油水界面张力，是一个既可行又有 前途的方法。
• 随着石油化学工业的发展和石油勘探难度的加深，推动了表 面活性剂在油田化学中的应用，现在阴、阳、非离子和两性 表面活性剂的各种产品广泛应用于石油开采各个过程。
• 表面活性剂数由80年的99种增至83年的167种，其中发展最 快的是分散解卡剂。
• 在国外，随着石油的深度开采出现了新的三次采油技术，强 化采油技术(EOR)。始于1960年代，经二十年的开发发展， 其中聚合物驱油法已实现工业化，表面活性剂驱油法已在工 业试验中。
集输过程中使用的表面活性剂： 如：钻井液在循环过程中,某些处理剂兼有起泡作用,但是对于高压油气层
大部分的化学处理剂与表面活性物质有关。 表面活性剂在石油开采上应用的研究方向
所以利用表面活性剂破降低乳油水剂界和面张水力，处是理一个剂既可。行例又有如：水处理的目的有6个，即缓蚀、防垢、 随各着种石 产油品化广学泛杀工应业用菌的于、发石展油除和开石采氧油各、勘个探过除难程度。油的和加深除，推悬动浮了表物面活。性水剂在处油田理化剂学中中的应有用很，现大在阴一、部阳、分非离产子和品两属性表于面活表性剂的 面活性物质。 目前油田使用的表面活性剂大部分来源于石油和煤炭，但是它们属于非再生资源，所以最好从再生资源进行开发。
提纲
*表面活性剂在石油开采上的应用发展 *石油开采对表面活性剂的要求 *石油开采所用表面活性剂种类 *表面活性剂在石油开采上的应用及原理 *表面活性剂在石油开采上应用的研究方向
表面活性剂在石油开采上的应用发展
• 表面活性剂在工业上的应用始于1800年，1880年得出注水驱 油的结论，二次大战期间美国采用注水驱油法以来，表面活 性剂在油田得到了实际的应用。
(1)在油水界面上的表面活性高，使油-水界面张力降低，具有适宜的溶解度、浊点、pH值，降低岩层对原油的吸附性。
用开，发部 在分苛(3油刻)陷条在留件地在下较使层细用的的介毛新质管型孔表中道面中活应，性有要剂把。较这部大分的油驱扩替出散来速，单度靠增。 随各着种石 产油品(4化广)学泛当工应在业用的于水发石展油中和开浓石采油各度勘个探过较难程低度。的时加深，，应推动有了表较面强活性的剂在驱油油田化能学中力的。应用，现在阴、阳、非离子和两性表面活性剂的 其*石中油有开起(采5泡对)剂应表、面具润活滑性有剂剂、能的乳要阻化求止其他化学剂副反应发生的能力。 注目水前采 通油过(6后改)，性注还，水约使有其用三既分具表之有面二以的上活原优油点性滞的剂留同在时应油浊层点考中很虑，高由，到于抗毛盐它管能与力力的更地作强，层适矿用于物高盐组高分温地、层。地层水注入水成分、
地层温度以及油藏的枯竭程度等的相互关系。
(7) 具有抗地层高温、高盐浓度的能力。
(8)具有较高的经济价值，投入产出比具备优势。
石油开采用表面活性剂种类
• 非离子表面活性剂：常用品种有脂肪醇系聚氧乙烯醚、烷基酚系聚氧
乙烯醚、油酸聚氧乙烯酯等。优点是抗盐能力强，临界胶束浓度低，但 浊点低，不能用于超过其浊点的地层。目前通过改性，使其既具有以上 优点的同时浊点很高，抗盐能力更强，适用于高盐高温地层。
石油开采对表面活性剂的要求
目前化学驱用表面活性剂的发展已经成为三次采油(EOR)提高采收率的
主要方法。
下面为化学驱用表面活性剂应具备的条件: 表采面油活 过性程(1剂中)在使在石用油油的开表水采面上活界应性面用剂的：上研究的方表向 面活性高，使油-水界面张力降低，具有适宜的溶解 所表以面利 活用性表剂面在度活油性田、剂开浊降发低中点油的水应、界用p面越H张来值力越，广，是泛一，降个近低既年可来岩行呈又现层有出对以 原油的吸附性。 (2)在岩石表面上的被吸附量要小。 用，部分油陷留在较细的毛管孔道中，要把这部分油驱替出来，单靠增
根据所采用的体系不同，表面活性剂驱可分为活性水驱、碱水驱、微 乳状液驱、泡沫驱、增稠水驱、正向异常液驱等。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
钻井过程中使用的表面活性剂：
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：(l)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。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
所以利用表面采活性油剂过降低程油水中界面使张力用，是的一表个既面可行活又有性剂：
其 况中下有，起 必泡 须剂 及、 时润 加滑 人驱剂 消、泡油乳 剂剂化 以消、除泥堵浆水中泡剂沫。、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂、防蜡剂和清蜡 石油开采用表剂面活。性例剂种如类 ：在采油过程中,油井堵水是控制油井中水的产出。堵水剂的 表石面油活 开性采剂对在表作石面油活用开性是采剂上的封的要应求堵用油及原层理 的大孔道或裂缝,以提高采收率。
• 阴离子表面活性剂：常用品种有石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素
磺酸盐等。优点是浊点很高，在砂岩表面上吸附量少，但抗盐能力面活性剂，因其易被地层吸附或产生沉淀，故降低油水界面张 力的能力差，一般不适用配制二次或三次采油的胶束。 在某些特定的条件下可使用季铵两性表面活性剂、季铵磺酸盐等。 常用的其他药剂有：水溶性高分子聚合物(如聚丙酰胺)、低碳脂肪醇等。
要使钻井液能满足不同的要求，需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。其中有起泡剂、润滑剂、乳化 剂（低分子的有机阳离子表面活性物质和大分子量的阳离子聚合物）。例 如：钻井液在循环过程中,某些处理剂兼有起泡作用,但是对于高压油气层 或者高压水层,需要一定的钻井液密度,否则就会出现井喷事故。在这种情 况下，必须及时加人消泡剂以消除泥浆中泡沫。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
作用原理：
注水采油后，还约有三分之二的原油滞留在油层中，由于毛管力的作 用，部分油陷留在较细的毛管孔道中，要把这部分油驱替出来，单靠增 加压差是很难办到的。油水界面张力约为30 mN/m，计算表明驱动所需 的压差一般为9.81 MPa，而注水时压差仅为(196.13~392.27) kPa，远小于 驱动压差。所以利用表面活性剂降低油水界面张力，是一个既可行又有 前途的方法。
• 随着石油化学工业的发展和石油勘探难度的加深，推动了表 面活性剂在油田化学中的应用，现在阴、阳、非离子和两性 表面活性剂的各种产品广泛应用于石油开采各个过程。
• 表面活性剂数由80年的99种增至83年的167种，其中发展最 快的是分散解卡剂。
• 在国外，随着石油的深度开采出现了新的三次采油技术，强 化采油技术(EOR)。始于1960年代，经二十年的开发发展， 其中聚合物驱油法已实现工业化，表面活性剂驱油法已在工 业试验中。
集输过程中使用的表面活性剂： 如：钻井液在循环过程中,某些处理剂兼有起泡作用,但是对于高压油气层
大部分的化学处理剂与表面活性物质有关。 表面活性剂在石油开采上应用的研究方向
所以利用表面活性剂破降低乳油水剂界和面张水力，处是理一个剂既可。行例又有如：水处理的目的有6个，即缓蚀、防垢、 随各着种石 产油品化广学泛杀工应业用菌的于、发石展油除和开石采氧油各、勘个探过除难程度。油的和加深除，推悬动浮了表物面活。性水剂在处油田理化剂学中中的应有用很，现大在阴一、部阳、分非离产子和品两属性表于面活表性剂的 面活性物质。 目前油田使用的表面活性剂大部分来源于石油和煤炭，但是它们属于非再生资源，所以最好从再生资源进行开发。