裂缝性碳酸盐岩油藏表面活性剂强化注水驱油技术研究

60一、碳酸盐岩油藏开发现状
碳酸盐岩油藏的常规开发方式主要
有：衰竭式开采、边底水驱开采、注水开发、水平井开采等。

国内外碳酸盐岩油藏大部分首先都利用天然能量进行一次采油，有些油藏长期依靠天然能量开采，在开发的中后期再采用注水开发以及其他提高采收率技术。

目前应用于碳酸盐岩油藏提高采收率的开采技术主要有注气、热采和化学驱三大类。

国内由于气源限制，注水开发仍占主导地位，随着油田开发的进行，注水开发效果逐年变差。

对于基质渗透率或渗吸特性较好的裂缝性碳酸盐岩油藏，注水开发是恢复或维持油藏压力和提高采收率的有效方法。

虽然有关表面活性剂驱方面的研究主要应用于砂岩油藏，且砂岩油藏的采收率一般高于碳酸盐岩油藏，但表面活性剂可以通过改变岩石表面的润湿性和降低油水界面张力的作用改善注水替油的效果，因此碳酸盐岩油藏也具有使用表面活性剂来提高采收率的巨大潜力。

二、碳酸盐岩油藏用表面活性剂
用于碳酸盐岩油藏提高采收率的表面活性剂主要有阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂。

1.阴离子表面活性剂。

阴离子表面活性剂主要是含有氧乙烯链节、含有氧丙烯链节或同时含有氧乙烯链节或氧丙烯链节的聚醚类表面活性剂的羧酸盐或者磺酸盐。

阴离子表面活性剂用于碳酸盐岩油藏提高采收率的不足之处是采油速度低于阳离子表面活性剂。

此外，阴离子表面活性剂在水中电离后分子本身带有负电，而通常情况下碳酸盐岩表面带有正电（石灰岩等电点为9.2，白云岩等电点为7.4），因此这类表面活性剂在碳酸盐岩表面的吸附量较高。

通过将阴离子表面活性剂和碱性物质复配，提高水相pH 值，可大幅降低阴离子表面活性剂在碳酸盐岩表面的吸附量。

此外碱性物质本身可以起到提高水相渗吸速度的作用。

对于含有烷氧基链节的阴离子表面活性剂来说，分子中乙氧基链节数越大，最佳盐含量越高；分子中丙氧基链节数越大，最佳盐含量越低。

另外，该类表面
活性剂最佳盐含量随温度升高而降低。

2.阳离子表面活性剂。

阳离子表面
活性剂是较早在研究中用作提高碳酸盐
油藏采收率的表面活性剂。

常用的阳离
子表面活性剂主要是十二烷基三甲基氯
化铵（DTAB）、十六烷基三甲基氯化铵
（CTAB）。

阳离子表面活性剂烷基链越
长，润湿反转效果越好。

阳离子表面活性剂是效果最好的碳
酸盐岩油藏提高采收率用表面活性剂，
且该类表面活性剂具有较好的耐温、耐
盐能力，在带正电的碳酸盐表面的吸附
量也低。

但该类表面活性剂价格高、使
用浓度较大，成本较高，严重限制了该
类表面活性剂在油田的推广使用。

3.非离子表面活性剂。

非离子表面
活性剂也是研究较早的碳酸盐岩提高采
收率用表面活性剂。

该类表面活性剂主
要包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧
乙烯醚等。

该类表面活性剂具有较好的
耐盐能力，但耐温能力差，这主要是由
于非离子表面活性剂均存在浊点，故使
用温度应低于其浊点温度。

通过增加氧
乙烯链节数，虽能提高表面活性剂的浊
点，但该类表面活性剂在高盐条件下的
浊点会有所降低，因此该类表面活性剂
仍无法在高温高盐油藏中使用。

4.两性表面活性剂。

用于提高碳酸
盐岩油藏采收率的两性表面活性剂主要
是甜菜碱类表面活性剂。

按其中含有的
阴离子基团划分，甜菜碱表面活性剂可
分为羧酸型、磺酸型、硫酸酯盐型和磷
酸酯盐型。

由于酸性条件下甜菜碱类表面活性
剂分子电离后表现出正电性，因此该类
表面活性剂在带正电的碳酸盐岩表面的
吸附较低。

另外，甜菜碱类表面活性剂
耐温、耐盐，是有潜力的碳酸盐岩油藏
提高采收率用表面活性剂。

但目前尚无
文献报道该类表面活性剂在碳酸盐岩中
的润湿反转效果。

三、表面活性剂洗油能力影响因
素研究
1.润湿性的影响。

当接触角（针对
水相）降低时，意味着表面活性剂使润
湿性向着水湿状态改变，对于毛管力驱
动过程（高界面张力，如使用阳离子表
面活性剂）来说，毛管力成为驱油的动
力；另一方面，当润湿性向着水湿状态
转变时，油相成为非润湿相，因此其相
对渗透率升高。

综合上述作用，油湿性
岩石表面反转为水湿后，会表现出较高
的采收率。

2.界面张力的影响
界面张力对表面活性剂提高碳酸盐
岩油藏采收率的影响分两种情况：当表
面活性剂使岩石表面接触角由150°（对
于水相）降至60°时，界面张力的降低
会使采收率降低。

水湿条件下，岩心渗
透率越低，界面张力降低对采收率的影
响越大。

当表面活性剂使岩石表面接触
角由150°（对于水相）降至120°时，
界面张力降低会使采收率提高，
3.原油黏度的影响。

原油黏度对渗
吸提高碳酸盐岩采收率的影响主要表现
为：原油黏度越低，渗吸采油的效率越
高。

4.原油酸值的影响。

通过盐水对饱
和不同原油Chalk岩心的自吸效果图可以
看出，原油酸值（AN）越高，渗吸采
油效果越差。

此外，温度会影响碳酸盐
岩的润湿性。

高温条件下，碳酸盐岩倾
向于水湿。

除润湿性、界面张力、岩心
渗透率、原油黏度影响碳酸盐岩的采油
效果外，其他因素对采收率也有重要影
响。

四、结语
碳酸盐岩油藏有丰富的地质储量，
如何使用表面活性剂提高采收率是今后
的一个重要研究方向。

用于提高盐酸盐
岩油藏采收率的表面活性剂主要有阴离
子、阳离子、非离子和两性表面活性剂
四类。

影响表面活性剂提高碳酸盐岩采
收率的主要因素是润湿性、界面张力、
原油黏度和原油酸值。

参考文献：
[1]刘中春.塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏提高
采收率技术途径[J].油气地质与采收率,2012,19
（6）：66-68．
裂缝性碳酸盐岩油藏表面活性剂
强化注水驱油技术研究
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【摘　要】表面活性剂可以通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力的作用来改善注水替油的效果，基于此，本文综述了用于提高碳酸盐岩油藏采收率的阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂的研究进展,指出了四类表面活性剂的优缺点及各自的适用性,并分析了影响表面活性剂提高碳酸盐岩油藏采收率的主要因素。

【关键词】裂缝性碳酸盐岩油藏；表面活性剂；注水驱油。