表面活性剂在低渗透油气藏全过程保护中的应用进展
新型表面活性剂在大庆油田低渗透储层的应用
新型表面活性剂在大庆油田低渗透储层的应用
丁伟;王娇;谢建波
【期刊名称】《石油化工高等学校学报》
【年(卷),期】2014(000)001
【摘要】对大庆低渗透储层机构特征和综合损害机理进行研究，确定水锁损害是最主要的伤害类型之一。
大庆油田龙西地区水锁损害在10．41％～14．29％。
通过在室内对水锁损害机理分析，进行了防水锁剂的优选和评价，优选出的表面活性剂DW-3大大的降低了滤液界面张力，具有良好的防水锁效果。
防水锁聚合物钻井液在现场试验表明，矿场评价该钻井液体系渗透率恢复值达到88．14％。
形成大庆油田低渗透储层防水锁专项技术，达到保护油气藏的目的。
【总页数】4页(P71-74)
【作者】丁伟;王娇;谢建波
【作者单位】东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆市163318;东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆市163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆市163318
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.43
【相关文献】
1.大庆油田台肇地区低渗透储层裂缝及其开发对策研究 [J], 曾联波;刘洪涛;房宝才;邓海成
2.防水锁聚合物钻井液在大庆油田低渗透储层的应用 [J], 丁伟;王娇;谢建波;滕飞
3.粘弹性表面活性剂压裂液在低渗透储层中的应用 [J], MathewSamuue;李莉;何建华
4.恒速压汞法研究低渗透储层微观孔隙结构特征——以大庆油田为例 [J], 慕月
5.化学驱表面活性剂对特低渗透砂岩储层表面荷电性能的影响:以鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组长8储层为例 [J], 张茜;孙卫;任大忠;刘登科;南珺祥
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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
注表面活性剂是一种可以提高低渗储层原油采收率的一种技术手段。
低渗储层指的是
储层渗透率较低的地层，一般渗透率小于0.1mD。
由于渗透率低，原油在储层中流动困难，开采难度较大。
而注表面活性剂技术可以改善储层原油的流动性，提高采收率。
注表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的物质，能够在液体中形成一个分子层，
使得液体界面变得更加稳定。
在油藏开发中，注表面活性剂可以通过两种方式提高低渗储
层原油的采收率。
注表面活性剂可以通过减小原油和储层岩石之间的液体表面张力，增加原油在储层中
的渗透性。
由于油藏岩石孔隙较小，原油粘度较大，原油往往无法顺利地通过岩石孔隙和
毛细管力进行流动。
而注表面活性剂的添加可以减小原油和岩石孔隙表面的张力，降低粘
附力，使得原油能够更容易地通过储层岩石孔隙，提高渗透率。
注表面活性剂还可以通过改变原油和水之间的相互作用，增加水和油之间的顺序。
在
储层中，往往存在大量的残余水，而水和原油之间的亲和力较大，导致原油无法有效地被
开采。
而注表面活性剂的添加可以改变水和原油之间的亲和力，使得原油能够更容易地被
迫出储层，提高采收率。
注表面活性剂是一种可以提高低渗储层原油采收率的一种有效技术手段。
通过减小原
油和储层岩石之间的液体表面张力，改变原油和水之间的相互作用，使得原油能够更容易
地通过储层岩石孔隙和被开采，提高采收率。
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理表面活性剂溶液对低渗透油藏的降压增注效果也非常突出。
表面活性剂对超低渗透降压增注的机理并不只是大幅降低油/水界面张力。
表面活性剂具有较好地改变岩石表面润湿性的作用。
因此，本文将继降压增注实验之后开展降压增注机理分析。
标签：表面活性剂；低渗透油藏；降压增注1引言表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能，在油田上最早用于提高采收率，目前广泛应用在油气井增产和水井增注，通过吸附在岩石矿物表面，改变岩石润湿性，从而降低毛管力、减弱储层损害表面活性剂驱油机理，可概括为降低界面张力、降低注入压力、聚并形成油带、形成分子膜、降低边界层厚度、改变岩石润湿性、改变岩石流变性等。
特性，在较低的使用浓度条件下，表面活性剂溶液就能够很快地降低界面张力，根据极性基团的区别，将表面活性剂划分以下几大类：阴离子型、两性型、阳离子型、和非离子型表面活性剂等。
其降压增注机理体现为：降低油水界面张力、改变岩石润湿性、降低注入压力、改变原油流变性、提高洗油能力。
2表面活性剂降压增注机理由于组成表面活性剂分子的两部分为具有极性的“头基”和具有非极性的“链尾”，因此表面活性剂显示两亲性的。
2.1 降低油水界面张力。
由于低渗储层具有孔吼半径细小的特征，连续油流在通过狭小孔隙吼道时，毛管力急剧地增加，会引起贾敏效应，在储层孔隙中油柱会变成断断续续的油滴，从而引起流体渗流阻力的增加。
在注入表面活性剂段塞后，在油水界面上吸附着活性剂，引起油水界面张力的降低，引起油滴变形从而更容易通过孔隙吼道，有效地解除了含油堵塞，从而达到了降低注水压力的目的。
关于降低油/水界面张力以降压增注的研究已经很多，且形成了较为一致的看法，在这里做简述。
由于表面活性剂都具有一定的表面活性，能够降低界面张力，驱替液（水相）与被驱替液（油相）接触时，表面活性剂快速地达到油/水界面，起到降低界面张力的作用，减小相间相互作用，同时乳化原油、降低原油粘度，阳离子表面活性剂压缩双电层、使边界层变得更薄，从而改善油、水渗流性，提高水相渗透率，降低注入压力。
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。
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
科技 曩向导
◇ 能源科技◇
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
洪 伟 金 燕 波 （ 国石 化 江 汉 油 田 分公 司江 汉 采 油 厂 湖 北 中 潜江 ４３２ ３ １ ３）
【 摘 要】 对江汉油田部分注水井注入压力高、 针 注水驱 替效 率低及套损并不断增加情况 ， 开展 了 面活性 降低 注入 井注入压 力实验研 究． 表 室 内进行 了表面活性 剂体 系表 面张力、 面张力稳 定性能研究 ． 界 在天然岩心上进行 了表 面活性 剂体 系降低驱 替压力物理模 拟 实验及确定现 场 注入参数 实验研 究。实验 结果表 明， 究出的表面活性剂体在试验 温度 ８ ＇ ， 研 ５Ｃ 使用量 ５Ｐ ｍ条件 下油水界 面张力达到 １ｍ ｍ数量级 ． 面 ￣ ０Ｐ ０ Ｎ／ 表 张力 ￣３ｍＮ／ ＜ ０ ｍ。岩心驱油降压物理模拟 实验 。后续水驱潜压 力下降 ３ ％以上 。进行 了４口井现场试验 ， Ｏ 两口井见到 了表面活 － ｌ ｔ＃ 降压效果。 ￣ 【 关键词】 表面活性剂 ； 透油田； 面张力 ； 低渗 界 注入压力 ； 日注入 量
Ｏ ． ８
２ － ２４
Ｊ２２ Ｔ ０
２ ． ６９
２． ７１
３ ． ２２Βιβλιοθήκη ３． ２１ ３ ｌ ７
３ ｌ７
３． １ ３ ． ７ １６
从表 １ 分析看 出． ０ 的表面张力 随浓度 的增加而降低 ．当浓 Ｊ １ Ｗ２ 度 达到 ０４ ．％时处于稳定 ： ２ ２的表面张力 在 ５ Ｐ ｍ效果较好 Ｊ ０ Ｔ ０Ｐ 图 ２ 界 面 张 力与 时 间关 系 曲线 １３与煤 油 、 油 界 面 张 力 的 测 定 ＿ 原 由图 ２可 见 ．活性 剂 的界 面 张力 随着 时 间 的增 加 而 下降 ． 到 室内选取 四种表面 活性 剂与煤 油和原 油进行 界面 张力 的测 定 ． ０ ｎ左 界 ｍＮ ｍ 随着 时 间 的 增 加 ． 面 张 力 逐 界 Ｊ ０， Ｗ２ １ 、石油大学样 品、Ｔ ０ Ｊ２ ２和 ＤＡ，试 验介质为 自来水 ，试验温度 １ｍｉ 右 ． 面 张 力 达 到 ｌ ／ 以下 ． 到 ０ ｉ 左右界面张力达 到最低值 。 之后 ． 界面张力值基本达 ７ ℃。表 ２是界面张力测定结果 ． ｌ为不同浓度表面活性剂对界面 渐下降． ６ ｍ ｎ ０ 图 到稳定 ． 处于动态平衡 张力的影 响曲线 １５表面 活 性 剂 岩 心 试 验 ． 表 ２ 界 面 张 力 测 定 结 果 试验在岩心 内人为地形成流体堵塞 ．然后用活性剂处理岩心 ． 分 与原油的 别在下列各 阶段测定岩心 的渗透率 ． 来确定体系的降压效果 ： 与煤油 的界面张力 ． Ｎ ｍ ｍ ／ 界 面张力 ． 形成流体堵塞之前 ｍＮ ｍ ／ 浓 度 ％ 形 成流体堵塞之后 ． 体系处理之前 Ｊ ０ 石油大学样 品 Ｗ２ １ Ｄ Ｊ２２ Ａ Ｔ ０（ 浓度 石油大学 体系处理之后 ％１ 样 品 岩 心 选 择 ： 西 ｌ一 王 Ｏ ３井 岩 心 ， 径 为 ２５ ｍ， 度 为 ５Ｉ． 直 ． ｃ 长 ｃ１ ｌ、 １ ． 验 程 序 ． １实 ５ Ｏ０ ． ５ ３０ ． ６ ２７ ． ４ ， ４ ｏｏ ０） ． （ ． ５ ２ ０ ０４ ． ７
特低渗油藏表面活性剂改善水驱实验研究及应用
特低渗油藏表面活性剂改善水驱实验研究及应用杨欢;张永刚;魏开鹏;刘学全;徐斌;斯容【摘要】为提高红河油田特低渗油藏的采收率，开展了表面活性剂驱改善水驱效果的实验研究及矿场试验。
室内评价表明：用皂角原料制得的表面活性剂ZJ2-2与地层水配伍性好，对岩心伤害小，同时具有良好的降低界面张力性能和改变岩石表面润湿性能，能大幅度提高驱油效率。
矿场试验表明：ZJ2-2表面活性剂能有效降低注入压力，提高注入井的注入能力，有效补充地层能量。
截止2013年5月试验井组累计增油130 t。
%In order to improve recovery of ultra-low permeability reservoir in Honghe oilfield, we carried out experimental study and field experiment about water flooding improvement by using surface acting agent. Indoor evaluation shows that ZJ 2-2 surface acting agent used by saponins has good compatibility with formation water and little damage to core. Meanwhile, this acting agent can reduce the interfacial tension performance and change wettability of rock surface, thereby drastically improving displacement efficiency. Field test shows that ZJ2-2 surface acting agent can effectively reduce injection pressure, enhance inject ability and re-plenish formation energy. Up to May, 2013, cumulative increased oil in testing well group is 130 t.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P53-57)【关键词】特低渗油藏;表面活性剂驱;驱油效率;矿场试验;降水增油【作者】杨欢;张永刚;魏开鹏;刘学全;徐斌;斯容【作者单位】中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006【正文语种】中文【中图分类】TE357红河油田长6油藏位于甘肃省镇原和泾川两县，储层地层温度65℃，砂岩累积厚度11～33m，单井累计含油厚度变化在5～26m，平均油层厚度18.3m，平均含油饱和度59.0%，平均孔隙度13.3%，平均渗透率1.49×10-3μm2，属于低孔、低渗、中小孔隙细喉型储层。
探讨生物活性剂在低渗透油藏开发的应用
探讨生物活性剂在低渗透油藏开发的应用生物表面活性剂是微生物产生的生物化合物，并且该化合物具有一定的表面活性。
通过对分子结构的研究发现它里面含有极性和非极性基团，属于中性两极分子。
分子结构中的亲水基团由非离子或者离子形式的氨基、羟基或肽链组成，疏水基团主要由不饱和、饱和脂肪酸等物质组成。
对于分子量较大的蛋白质或者多糖复合物等生物表面活性分子，可以有其他分子组成疏水和亲水部分。
生物表面活性剂能够在不同界面之间整齐地排列成分子层，从而降低界面的能量。
它在研究两相物质传递以及流变学特性方面具有重要意义，除此之外它还拥有较好的化学稳定性。
1 活性剂作用机理低渗透油藏的物性较差，导致水、油界面之间的张力较大，而且拥有较大的毛细管阻力，在注水驱油操作时效果不明显。
不过生物表面活性剂能够克服这些缺点，它和原油界面的张力显著降低，从而提高驱油效果，在现代低渗透油藏开发中应用十分广泛。
下面对其作用机理做个简单的介绍。
1.1 驱油能力显著地层中流体和原油界面之间具有较大的张力，从而严重影响驱油效果。
生物活性剂和原油界面的张力较小，从而增加油相的湿润接触角，使原油的附着能力和湿润张力下降显著，这样一来残余油能够分散许多体积较小的油滴，从而有利于驱动，大的原油分子因此受到影响重新移动，移动的过程中不断的变形。
这时不断增加生物活性剂注入量，活性剂浓度随之增加，使那些在移动时变形的残余油拉成较细的油丝。
1.2 减小亲油空隙介质毛管阻力在油湿空隙介质中，水驱油时毛细管力成为阻力。
不过生活活性剂能够降低水、油界面之间的张力，增大油和地下岩石表面的湿润接触角，以此降低毛细管阻力。
另外生物活性剂粘度比水高很多，从而能够有效地控制流度，使添加活性剂的注入水进入半径更小的喉道，以此提供驱油工作效率。
1.3 驱替出孔道末端的残余油随着驱替液不断的注入，加入活性剂的驱替液能够降低附着在岩石表面的油溶性物质的溶解度，使其发生解吸。
同时加上活性剂具有粘弹性的特点，在离心拉伸作用的影响下驱油效率显著提高。
表面活性剂在油田中的应用与创新
表面活性剂在油田中的应用与创新摘要：本文从表面活性剂在油田钻井中的应用、在油田开采中的应用、在油气集输中的应用以及在油田水处理中的应用这四个方面分析了表面活性剂在油田中的应用现状，并在此基础对油田用表面活性剂的创新与发展进行了研究。
关键词：油田表面活性剂应用一、油田中应用的表面活性剂现状分析（一）表面活性剂在油田钻井中的应用在油田开采过程中，钻井是较为重要的环节之一，其直接关系到油田的开采效率，而钻井液又被称为钻井的血液，钻井过程中若失去钻井液的循环，钻井工作则无法进行。
与此同时，不同地区的岩层特点对钻井液的要求也不同，这在一定程度上导致了钻井过程中使用的表面活性剂种类较多，并且用量也相对较大，主要包括钻井液处理剂以及油井水泥外加剂等等，其用量约占油田用表面活性剂总量的60%左右。
由此可见，这类表面活性剂在油田开采中具有非常重要的作用。
现阶段，美国、俄罗斯和中国对钻井液处理剂的研究较为深入，如美国主要将研究的重点放在各种新型聚合物材料上，而俄罗斯则将研究的重点放在材料的廉价性方面。
我国的研究重点包括两个方面，一方面是传统原材料的利用，另一方面是新型合成聚合物。
自上个世纪90年开始，各种新型钻井液处理剂相继问世，其中以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸最具代表性，其属于多元共聚物。
同时，降滤失剂、降粘稠剂以及润滑剂等产品也都有了突破性的研究进展。
尤其是最近几年，聚合醇表面活性剂在国内大量油田中获得了推广应用，由此形成了一系列的聚合醇钻井液体系，这给油田钻井效率的提高带来了极大的帮助。
除此之外，甘油基钻井液以及甲基葡萄糖酸甙钻井液也都在油田钻井中取得了一定的效果，应用前景一片光明。
（二）表面活性剂在油田开采中的应用油田开采过程中使用的表面活性剂虽然从品种和数量上不及钻井用的表面活性剂，但从技术层面上，这类表面活性剂的技术含量较高，用量约占表面活性剂总用量的33.3%左右，其在油田开采的重要作用也不容忽视，尤其是一些酸化及压裂用的表面活性剂产品。
驱油用表面活性剂的发展
驱油用表面活性剂的发展一、概述随着石油资源的日益枯竭和开采难度的不断增大，提高原油采收率成为石油工业面临的重要挑战。
在这一背景下，驱油用表面活性剂的研究与应用逐渐受到广泛关注。
表面活性剂作为一种具有特殊分子结构的化学物质，能够在油水界面形成稳定的乳状液，从而改善原油的流动性，提高采收率。
驱油用表面活性剂的发展历程可追溯到20世纪初期，随着科学技术的不断进步，其种类和应用范围也在不断扩大。
驱油用表面活性剂已经形成了包括磺酸盐类、羧酸盐类、非离子型等多种类型在内的完整体系。
这些表面活性剂在油田开采中发挥着越来越重要的作用，不仅提高了原油采收率，还降低了开采成本，为石油工业的可持续发展提供了有力支持。
驱油用表面活性剂的研究与应用仍面临诸多挑战。
高温高盐油藏、稠油油藏、低渗透油藏等特殊油藏的开采条件对表面活性剂的性能提出了更高要求；另一方面，环保法规的日益严格也要求表面活性剂在生产和使用过程中必须满足环保要求。
未来驱油用表面活性剂的研究将更加注重高性能、环保型产品的研发与应用，以满足石油工业对高效、环保开采技术的迫切需求。
驱油用表面活性剂作为提高原油采收率的重要手段之一，在石油工业中发挥着不可替代的作用。
随着科学技术的不断进步和环保要求的日益严格，驱油用表面活性剂的研究与应用将迎来更加广阔的发展前景。
1. 驱油用表面活性剂在石油开采中的重要作用在石油开采领域，驱油用表面活性剂发挥着举足轻重的作用。
表面活性剂作为一种特殊的化学剂，其分子结构既包含亲水基团又包含疏水基团，这一特性使得它能够在油水界面产生显著降低表面张力的效果。
通过注入表面活性剂，油层中的原油与水的界面张力被大幅度降低，从而增强了原油的流动性，使原本难以流动的石油变得易于开采。
表面活性剂还能够提升地层内部的润滑性，减少石油在流动过程中因摩擦力而滞留在孔洞中的现象。
这种润滑性的提升不仅有助于石油的顺畅流动，还能够减少开采过程中的机械阻力，提高开采效率。
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。
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究摘要：针对胜利油田部分注水井注入压力高、注水驱替效率低及套损井不断增加情况，开展了表面活性降低注入井注入压力实验研究，室内进行了表面活性剂体系界面张力、界面张力稳定性能研究，在天然岩心上进行了表面活性剂体系降低驱替压力物理模拟实验及确定现场注入参数实验研究。
实验结果表明，研究出的表面活性剂体系120℃条件下油水界面张力达到10-2mN/m数量级，且具有较好的界面张力稳定性；岩心驱油降压物理模拟实验。
后续水驱潜压力下降30%以上。
在现河油田进行了2口井现场试验，两口井见到了表面活性剂降压效果。
关键词：表面活性剂低渗透油田界面张力注入压力日注入量胜利油田储层渗透率低，部分井区注水井注入压力高。
而注水井注入压力的高低直接影响水井的注水效率，注水井注入压力高将会加大地层配注系统的负荷，使注水能耗增加，同时长期高压注水易导致套管损坏。
尽管注水压力较高，但仍有部分井注不进水或完不成配注。
分析注水压力高的原因，除近井地带堵塞外，其根本原因是由于低（特低）渗透油藏存在梯度，才能建立有效的驱动压差，达到驱油的目的。
因此，应尽量降低启动压力和注水井注入压力，解决注水压力高所带来的种种问题。
一、表面活性剂降压增注技术室内研究1.表面活性剂配方研究对石油磺酸盐、石油羧酸盐、非离子表面活性剂等表面活性剂进行了筛选及复配，确定出适用于低渗透油田应用的表面活性剂ES体系，其主要由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成。
2.表面活性剂体系性能评价2.1油水界面张力采用史100注注入水配制表面活性剂体系溶液，油相为史100区块油井原油，利用TEX-500型旋转滴界面张力仪分别测定不同盐度条件下表面活性剂溶液的界面张力。
由实验可知，NaCl浓度为0.3%-0.7%，ES表面活性剂体系与原油间界面张力均稳定在10-2mN/m数量级。
2.2表面活性剂体系界面张力稳定性实验把0.15% ES+0.5% NaCl体系放置在55℃条件下，测不同时间油水界面张力。
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随着石油资源逐渐减少和日益增长的能源需求，提高原油采收率成为提高油田开发效率和增大资源利用效益的关键技术。
原油储层通常由多孔介质组成，孔隙度小、孔隙连通性差等特点导致原油的剩余油饱和度高，采收率低。
为了提高低渗储层的原油采收率，可以采用注表面活性剂的方法。
注表面活性剂是指将表面活性剂通过地面注入井口，经地层输导至储层中的一种方法。
表面活性剂具有降低油水界面的张力、改善润湿性、调控油水混合溶液粘度等作用，可以改善低渗储层原油的流动性，提高采收率。
下面将从几个方面介绍注表面活性剂提高低渗储层原油采收率的原理和方法。
注表面活性剂可以降低油水界面的张力，改善原油与水的接触性能。
在低渗储层中，由于表面张力的作用，原油在孔隙中形成了一些残余油。
注入表面活性剂后，其分子可吸附在油水界面上，降低油水界面的张力，使原油与水之间的接触性能提高，从而更容易被水驱出。
注表面活性剂可以改善低渗储层的润湿性。
储层内部孔隙表面的润湿性质决定了原油在孔隙中的移动能力。
通常情况下，油相对于水的润湿性较差，容易被水排斥。
通过注表面活性剂可以改变储层孔隙表面的润湿性，使原油更容易与水发生接触和混合，从而提高原油在孔隙中的流动性。
注表面活性剂还可以调控油水混合溶液的粘度。
在低渗储层中，原油的粘度较高，流动性较差。
而表面活性剂具有降低油相粘度、提高水相粘度的作用。
通过合理的表面活性剂选择和调配，可以改变油水混合溶液的物化性质，降低原油的粘度，提高其流动性，从而增加原油在孔隙中的迁移速度。
注表面活性剂需要根据储层特征和油水之间的相互作用来制定合理的注入方案。
注表面活性剂的剂量、浓度、注入时间和注入速度等参数都需要根据实际情况进行优化和调整。
而且，注表面活性剂还需要考虑储层压力、温度等因素对注入效果的影响，确保注表面活性剂能够在储层中充分发挥作用。
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低渗储层原油采收率指的是在低渗透油藏中通过各种方法提高原油采收率，以实现更充分的资源开发。
因为低渗透油藏中原油的流动性较差，很难通过自然驱动力来将原油推出地层。
研究人员便开始寻找各种方法来提高其采收率，其中表面活性剂便是一种值得关注的方法。
表面活性剂是一类能够降低液体表面张力，提高液体浸润性以及改善界面作用的化合物。
在低渗透油藏中，使用表面活性剂能够降低原油和地层岩石之间的界面张力，使得原油更容易流动。
表面活性剂还能够改善原油与水的排斥性，减少水的渗透，从而减少原油被稀释的问题，提高原油采收率。
研究表面活性剂提高低渗储层原油采收率的过程中，不同的表面活性剂和方法也得到了不同的研究进展。
有学者通过实验发现，在某些情况下，阳离子表面活性剂在提高低渗透油藏采收率上表现出更好的效果。
而在另一些研究中，研究人员则提出了利用复合表面活性剂来提高采收率的方法，通过混合不同类型的表面活性剂来达到更好的效果。
一些研究也表明，表面活性剂在提高低渗储层原油采收率的过程中还会受到地层条件、原油特性等因素的影响。
研究人员需要结合实际地质条件和原油情况，量身定制合适的表面活性剂及方法。
在一些高温高盐地质条件下，研究人员提出了合成一种新型高温高盐稳定性表面活性剂，用于提高原油采收率。
尽管表面活性剂提高低渗储层原油采收率的研究存在诸多难点，但其仍然具有广阔的应用前景。
在提高原油采收率的表面活性剂还能够减少采油过程中的环境污染，提高采油效率，降低成本，并且对于石油资源的有效开发利用具有重要的意义。
我们期待未来能够有更多的研究工作能够在表面活性剂提高低渗储层原油采收率的领域取得突破，为石油工业的发展做出更大的贡献。
表面活性剂提高低渗储层原油采收率是一个备受关注的问题，其研究不仅能够帮助我们更好地开发利用石油资源，同时也能够对环境保护和资源可持续利用做出贡献。
我们相信，随着科学技术的不断进步，表面活性剂提高低渗储层原油采收率的研究一定会取得更大的成功，为石油工业的发展开辟新的道路。
低渗油藏表面活性剂驱油技术研究
杨
斌等． 低渗油藏 表面活性 剂驱油技术研究
４１
低 渗 油 藏 表 面 活 性 剂 驱 油 技 术 研 究
杨 斌 ， 董俊艳 ， 王 斌 ， 明霞， 刘 袁 云
（ 中原油 田分公 司采油工程技术研 究院 ， 阳 ４ ７ ０ ） 濮 ５０ １ ［ 摘 要 】 中原油 田属高 温高盐 油藏 ， 规三 次采 油技术 难 以满足 提高采 收率 的要求 。以 常
面 活 性 剂 的 要 求 ， 中 ８ 表 面 活 性 剂 吸 附 量 其
最少。
将３ ～８表 面 活性 剂 与 卫 ９ ５块 注 入 水 配制 成 ０３ 溶液 ， Ｔ ５０ ．％ 用 Ｘ ０ Ｃ超低 界面 张力 仪测 定表
面活 性 剂 与 卫 ９ ５块 原 油 的界 面 张 力 ， 定 温 度 测 ７ Ｉ， 速 ６０ ０ ｍ ｎ 结果 见 图 １ ５ｃ 转 ＝ ０ ｉ ～， 。
原 始 压 力 系 数 在 １０左 右 ， 层 压 力 １ ． 地 ７～１ ９
ＭＰ 。地层 温度 ７ ７ ａ １— ３℃。
１ ３ 剩 余油 潜力 分析 ．
卫９ ５块南 部 剩余 油较 多 ， 含水 量 大 ， 淹 但 水 比较严 重 。通过 对 剩 余 油 的微 观 分 析 可 知 ， 水 在 淹层 中 ， 水驱 油效 率 及 剩 余 油 分 布 主要 受 到 空 隙
水界 面 张力 。其 中亲油 的非极性 烃链 长 度不 少 于 ８个 碳原 子 ， 亲水 的极 性 基 团 由羧 酸 、 酸 、 酸 磺 硫
油 流驱 替 出来 。
３ 表面 活 性剂 的性 能评 价 ３ １ 吸附性 能 ．
吸 附性 能是 指 当某物 质 的溶 液与 岩石 长期 接 触达 到 吸附平 衡 后 ， 位 岩 石 颗 粒 表 面 积 或单 位 单
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低渗透储层是指孔隙度低、渗透率小于0.1md的储层，其特点是原油渗流速度慢，采收率低。
在中国油田勘探生产中，低渗透储层是一个重要的油藏类型，占据了很大的比重。
提高低渗透储层原油采收率是当前油田开发的重要工作之一，而注表面活性剂是提高低渗储层原油采收率的有效途径之一。
一、低渗透储层原油采收率低的原因1. 孔隙结构复杂：低渗透储层的孔隙结构较为复杂，处于孔隙连通问题，影响了原油的流动性，从而降低了原油采收率。
2. 原油黏度大：低渗透储层中的原油黏度较大，不易流动，导致原油采收率降低。
3. 油水界面张力大：低渗透储层中的油水界面张力大，使得原油不易从孔隙中排出，降低了原油采收率。
4. 孔隙流体相互作用：低渗透储层中的孔隙流体与岩石之间相互作用复杂，影响了原油采收率。
三、注表面活性剂提高低渗储层原油采收率的应用研究1. 实验室模拟：通过模拟低渗透储层条件，进行不同表面活性剂注入试验，研究其对原油采收率的影响，寻找最佳的表面活性剂类型和注入浓度。
2. 野外试验：在低渗透储层进行表面活性剂注入试验，实验结果表明表面活性剂能够显著提高原油采收率，取得了良好的效果。
3. 油田应用：在某些低渗透储层油田进行了表面活性剂注入增产试验，结果表明表面活性剂能够有效提高原油采收率，减少注水量，改善了油田开发效果。
四、注表面活性剂提高低渗储层原油采收率的经济效益1. 增加原油产量：通过注表面活性剂提高低渗储层原油采收率，可以显著增加原油产量，提高了油田的经济效益。
2. 降低开采成本：原油采收率提高后，不仅可以减少注水量，还可以减少提高原油价格，降低了开采成本。
3. 增加油田开发潜力：通过注表面活性剂提高低渗储层原油采收率，可以增加油田的开采潜力，延长了油田的寿命，提高了油田的价值。
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率是一个值得深入研究和推广应用的技术，将有助于提高低渗透储层的开采效果，增加原油产量，降低开采成本，延长油田寿命，为我国油田勘探开发提供了有力的技术支撑。
低渗油藏驱油用表面活性剂的性能评价及应用
第一作者简介 ： 郭方元 （ １ ９ ７ １ 一） ， 研究方 向 ： 采油工艺 、 分层注水 、 堵
水调剖 、 三次采油等。
８期
郭方元 ， 等： 低 渗油藏驱油用表面活性剂 的性能评价及应用
１ ． ２ 实验 方法 １ ． ２ ． １ 表 活 剂性能评 价 方 法
低， 在０ ． ２ ％ ～０ ． ５ ％的浓度范 围内可以达到 ｌ ０ Ｉ ３
１ ． １ ． １ 实验仪 器
表 ３ 天然岩 心基本参数
德国 ｄ ａ ｔ ａ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 的ｓ Ｖ Ｔ ２ ０旋 转滴超低 界面张
２ ０ １ ２年 １ Ｏ月 １ ５ Ｅ ｔ 收到 ， ｌ １月 ２ ７日修改 国家科技重大专项
（ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ １ ３ －Ｏ ０ ５） 资助
摘
要
针 对长庆 储层低渗 、 弱亲水、 地层水矿 化度 高的特征 ， 室内研 发 了双 子表面 活性剂 Ｃ Ｂ Ｓ Ｇ — ｌ并进行 了性 能评价。结
果表 明， 该表活剂在 ０ ． ２ ％～ ０ ． ５ ％ 范围内油水界 面张力可达到 １ ０ ＿ ’ ｍ Ｎ ／ ｍ， 具有较好 的耐温抗 盐性、 抗 动态 吸附性能 ， 且水驱
＠
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
低 渗 油 藏 驱 油 用表 面 活 性 剂 的 性 能评价 及应用
郭方元 杨 海恩 郑力军
（ 中 国石油长庆油 田分公司油气工艺研究院 ， 低渗透油气 田勘探开发国家工程实验室 ， 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ）
２ ． １ ． ３ 吸 附性能评 价
表 ４ 不 同浓 度 表 活 剂 ＣＢ Ｓ Ｇ一 １吸 附性 能 测 试
表面活性剂在油气田开发中的作用机制与应用
表面活性剂在油气田开发中的作用机制与应用摘要：表面活性剂在油气田开发中扮演着重要的角色，广泛应用于提高油气采收率、降低粘度、改善油水分离以及改善环境保护等方面。
表面活性剂是一类具有极强表面控制能力的化学物质，其分子在水或油相界面上能够形成有序排列结构，从而影响界面张力。
由于其独特的特性，表面活性剂能够降低油水界面张力，促进油水的分离。
同时，它们还可以通过形成微小胶束稳定亲水和疏水物质的混合体系。
此外，表面活性剂还展现出优异的浸润能力，有助于提高油气渗透性，增加开采效率。
乳化和分散是表面活性剂另一个重要的作用机制，使得固体和液体能够高效混合，为油气田开发提供了更多灵活的选择。
关键词：表面活性剂；油气田开发；作用机制与应用近年来，随着全球能源需求的不断增长以及传统油气资源的逐渐枯竭，对油气田开发技术的研究和创新变得尤为重要。
在油气田开发过程中，表面活性剂作为一种重要的化学添加剂，发挥着关键的作用。
通过改变油水界面的物理性质，表面活性剂能够增强油气采收率、改善油气分离效果、降低油水相间的黏附力，从而提高油气田开发效率。
我们将详细介绍表面活性剂的分类和特性，阐述其在油水界面的作用原理，以及表面活性剂与油气田开发中相关工艺的应用。
通过分析表面活性剂的作用机制，我们将展示其在提高油气采收率、增强油气分离效果、改善油水相间黏附等方面的重要作用。
1、表面活性剂的作用机制表面活性剂是一类能够在油水等界面上降低张力的化学物质。
在油气田开发中，表面活性剂发挥着重要的作用，其作用机制主要包括降低界面张力、胶束形成、浸润能力以及乳化和分散。
首先，表面活性剂可以降低油水界面的张力。
油水界面的张力是阻碍油水分离的根本原因之一。
表面活性剂的存在可以降低这种张力，使得油和水之间的分离更加容易。
通过改变油滴和水相的界面性质，表面活性剂使得油滴间的相互作用力变得较弱，从而促进了油水分离的过程。
其次，表面活性剂可以形成胶束结构。
胶束是由表面活性剂分子组成的微小聚集体，其中亲水基团向外，疏水基团向内。
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提高低渗储层原油采收率是石油开发过程中面临的重要挑战之一。
低渗透储层通常指的是渗透率较低的储层，其原油开采难度较大，采收率较低。
而注入表面活性剂是一种常用的提高低渗储层原油采收率的方法之一。
本文将就表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的作用机制、适用条件以及应用效果等方面进行探讨，希望能为石油勘探开发工作者提供一定的参考和借鉴。
一、表面活性剂的作用机制表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质，它在油水界面活动，使原本无法脱留的油滴能分散成极小的油滴而被水相包围。
在低渗储层中，油水界面的相互作用对原油采收率有着重要的影响。
表面活性剂的注入可以改变原油和水之间的相互作用关系，降低原油与岩石孔隙的粘附和凝固作用，从而促进原油的排出，并提高采收率。
表面活性剂还可以使原油与注入水形成乳状液，从而改善原油在孔隙中的流动性。
表面活性剂还可以通过减小孔咽半径、拉大液体界面张力等方式，改善孔隙结构，提高油水相互作用的效率，进而促进油的排放，提高采收率。
表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的适用条件与注入方法有关。
一般来讲，表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中适用的条件包括：储层渗透率低、岩石亲油性强、原油粘度大等。
在选择适用的表面活性剂时，需要考虑以上条件，并结合具体的储层特征进行选择。
表面活性剂的注入方法也对其适用条件有一定的要求。
常用的注入方法包括连续注入、间歇注入、稳态注入等。
在选择合适的注入方法时，需要考虑储层渗透率、原油粘度、表面活性剂的性质特点等因素，并结合实际情况进行选择。
表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的适用条件主要包括：储层特征、表面活性剂的性质特点、注入方法等因素。
表面活性剂在提高低渗储层原油采收率中的应用效果主要表现在提高采收率、改善采油效果等方面。
具体来说，表面活性剂的应用可以使低渗透储层的采收率明显提高，提高采油效果，减缓采油率下降速度，延长采油周期。
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。
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表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分 散、润湿、增溶等性能, 广泛用于储层钻井完井、EOR 和增产改造等过程, 可以提高机械钻速、促进返排, 有效预防储层损害, 提高采收率等。由于低渗透油 气藏微观结构复杂, 潜在损害甚于常规储层, 表面活 性剂在这类储层的应用超越了在常规储层或以往应 用的局限, 尤其在修饰岩石表面润湿性时, 能显著降 低毛管自吸势能, 预防水相圈闭损害, 在低渗透油气 藏开发中优势明显。为此, 重新认识和深入研究表 面活性剂与储层的作用及润湿性反转对渗透率的影 响很有必要。
为了减少正压差钻井给低压易漏储层带来的损
害, 欠平衡钻井技术被逐渐采用, 是经济有效的钻进 方法。泡沫流体系可对付大量水侵, 能有效改进岩 屑携带能力, 降低漏失量 [ 11] , 该体系已在中原油田 户部寨气田、川东 北 QX 2井等得到应用 [ 12, 13] 。然 而低渗透油气藏高的毛管压 力使其潜在自吸 能力
常用的表面活性剂有阴离子型、阳离子型、非离 子型和两性离子型, 各自突出的特点使其在同一作 业环节中可以发挥独特作用 ( 表 1) 。本文结合表面 活性剂的常规应用 ( 注水驱、聚合物驱等 ) 和在低渗 透油气藏的特殊应用, 简要概括了其对储层渗透率 和流体渗流的影响。
* 收稿日期: 2009 12 28; 修改日期: 2010 03 28。 基金项目: 国家科技重大专项 低渗油气田储层保护技术 (项目编号 2008ZX 05022 004 ) , 973计划项目 深井复杂地层漏失 与井壁失稳 机理及预测 ( 项目编号 2010CB226705) 。 作者简介: 刘雪芬 ( 1985- ) , 女, 西南石油大学石油工程专业学士 ( 2008) 、油气井 工程硕士研究 生 ( 2008- ), 从事储层保护 理论与技术 研究, E m ai:l xu efen580@ 126 com。康毅力 ( 1964- ) , 男, 教授, 博士生导师, 本文通讯联系人, 通讯地址: 610500 四川成都新 都区西南石油大学油井完井技术中心, 电话: 028 83032118, 83049005, E m ai:l cw ctky@l vip sin a com。
性, 指出进一步研究的发展方向。表 2参 50 关键词: 低渗透; 表面活性剂; 界面修饰; 储层损害 ; 进展; 综 述
中图分类号: TE258+ 2
文献标识码 : A
前言
低渗透油气资源储量在中国未动用石油地质储 量中高达 72 8% , 随着油气工业的 发展, 将成为常 规油气资源的接替者和保障油气资源供应的主角。 这种低渗油气藏一般具有天然裂缝发育, 基块渗透 性差, 非均质严重, 孔喉细小、毛细管现象突出、油气 流动阻力大, 黏土矿物含量高等特点。潜在损害类 型有敏感性损害、液相圈闭损害、乳状液堵塞、固相 侵入等, 其中液相 (包括水相和油相 ) 圈闭损害是主 要损害类型, 损害率一般在 70% ~ 90% 。
第 27卷第 2期 2010年 6月 25日
文章编号: 1000 4092( 2010) 02 0216 05
油田化学 O ilf ield Chem istry
V o l 27 N o 2 25 June, 2010
表面活性剂在低渗透油气藏全过程保护中的 应用进展*
刘雪芬 1, 康毅力1, 游利军 1, 杨 斌2
P c = 2 cos / r
( 1)
其中, P c 毛 细管力, dyn / cm2; 油 水界面 张力, dyn / cm; 水相润湿接触角; r 毛细管半径, cm。
2 2 基于润湿性反转的界面修饰
矿物表面的润湿性决定了油水在岩石孔道中的 微观分布及残余油在孔隙中的存在方式, 同时决定 了孔道中毛管压力的大小和方向, 地层中微粒的润
川西和川东北地区气体钻井转换为水基钻井后
易出现井壁失稳, 通常做法是在前置液中加入润湿 反转剂, 使岩石表面由水湿转化为油湿, 减缓滤液侵 入, 有效维护了井壁稳定 [ 16, 17 ] 。润湿反转前置液主 要是通过改变地层岩石表面润湿特性, 将其由亲水 变为疏 水, 防 止 气 液 转 化 时 泥 页 岩 吸 水 膨 胀 垮 塌 [ 18] 。此外, 表面活性剂在固井中也有应用, 尤其 对油基工作液完钻的井, 井壁和套管壁上粘附的一 层油膜, 影响胶结性能和强度。若胶结不好, 会导致 后续作业无法正常进行, 甚至井报废。在冲洗液和 隔离液中加入表面活性剂, 制成适用于油基钻井液 的高效前置液, 改善界面亲和程度, 解决前置液与油 基钻井液和水泥浆的相容性问题, 可提高固井质量, 减小储层损害风险 [ 19 ] 。
( 1 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 ( 西南石油大学 ) , 四川 成都 610500; 2 川庆钻探工程有限公司工程技术研究院, 陕西 西安 710021)
摘要: 相圈闭损害在裂缝性低渗透油气藏中极为严重。概括了表面活性剂降低界面张力、改变润湿性的机理。氟表 面活性剂可促进液相返排、预防相圈闭损害, 故界面修饰显示出扩展屏蔽暂堵技术和欠平衡作业在低渗透油气藏全 过程储层保护技术覆盖度的潜 力。介绍 了界面 修饰在 低渗透 油气藏保 护中的 应用实 例和氟 表面活 性剂的 优良特
2 1 降低界面张力
低渗透油气藏的主要特征是渗透率低、油气水 赖以流动的通道微细、渗流的阻力大、液固界面及液 液界面的相互作用力显著, 导致渗流规律产生某种 程度的变化而偏离达西定律 [ 27] 。目前在中、高渗透 层已成功推广应用的可大幅提高采收率的技术 ( 如 聚合物驱等 ) 也因注入压力高而无法在低渗透油层 应用, 致使提高低渗透油气藏的采收率非常困难, 大 量油气被圈闭在储层中。研究表明, 高毛细管力或 自吸势能的存在, 会导致低渗 致密储层严重的相圈 闭损害 [ 28~ 30 ] , 这是孔喉中非润湿相流体驱替润湿相 流体所受到的阻力, 也是流动必须克服的力, 超低界 面张力 ( 10- 3mN /m ) 是提高低渗透油层采收率的重 要途径之一, 而目前常用的表面活性剂水溶液与原 油间的界面张力属低界面 张力 ( 10- 2mN /m ) 范畴, 故以此降低毛管压力的效果是有限的。毛管压力的 计算公式见式 ( 1) 。
降低 界 面 张力、乳 化、 破乳、形成吸附膜 润湿反转、起泡
降滤 失、堵 漏、泡 沫 钻 缓蚀剂, 防淤渣剂 井液, 乳化剂, 润滑剂
驱油、堵 水、乳化 降 黏 破乳, 防垢剂 剂
阳离子 杀菌、润湿反 转 ( R B X ) 能力强
作用 机理
应用
抑制页岩膨胀分散 稳定井壁
吸附, 抑制黏 土膨胀分 散, 降低界面张力
第 27卷第 2期
刘雪芬, 康毅力, 游利军等: 表面活性剂 在低渗透油气藏全过程保护中的应用进展
217
类型
特点
阴离子 降 低 界 面 张 力 ( R A M ) 能力强
作用 机理
应用
表 1 表面活性剂类型及在各作业环节的应用
井下作业
钻井及完井
酸化压裂
EO R
油气集输
起泡, 乳化, 润滑、反转 表面吸附 为油湿
低渗透油气藏在钻完井过程中由于水基工作液 滤液侵入, 使近井带含水饱和度增加, 再加上储层低 孔、低渗或致密、毛管压力高, 以及裂缝和微裂缝发 育, 侵入液返排困难, 会造成严重的水相圈闭损害, 可使近井带或裂缝面处气相或油相渗透率下降到原 来的 1% ~ 10% 以下 [ 4] 。
目前, 在钻完井过程中储层保护技术主要是屏 蔽暂堵技术和欠平衡钻井技术。对于基块平均孔喉 半径小于 0 6 m 的致密储层, 钻完井液难以在井 壁上有效架桥、形成滤饼。传统的屏蔽暂堵技术难 在此孔喉尺寸区间发挥作用, 液相仍会在压差或毛 管自吸作用下侵入储层, 导致近井地带或裂缝面水 饱和度增加, 严重降低气相渗透率。在工作液中加 入表面活性剂可预防或解除水相圈闭, 减轻储层损 害 [ 5, 6] , 保护孔喉和 微裂缝。这一认识 已在轮南古 潜山碳酸盐岩油藏、河南油田、牛 35区块、靖边气田 等多个低渗透油气田得到成功验证 [ 7 ~ 10] 。
缓 速剂, 防 乳 化 剂, 润 湿反转剂
与阴离子作用类 似, 吸 附结蜡表面
驱油、堵 水、乳化 降 黏 剂, 防蜡沉积
形成吸附 膜、桥 接、增 溶, 降低界面张力
破乳, 消 泡, 除油 防垢 剂
两性离子 吸附 强、表面 活 ( R B R2 A) 性高
作用 机理
应用
起泡
界面吸附
降滤 失、堵 漏、泡 沫 钻 防淤渣剂 井液
湿性影响着微粒的运移方式。由毛管压力计算公式
可知, 界面作用不仅和界面张力有关, 还与岩石润湿 特性密切相关。传统认为低界面张力是使毛管压力
降低的关键, 然而实验表明, 高润湿角或润湿性改变 也能达到很低的毛管压力, 改变界面张力并不意味 着润湿性改变, 润湿反转是固体表面在活性物质作 用下润湿性发生转变的现象, 对提高油湿碳酸盐岩 或砂岩油藏的采收率至关重要 [ 31~ 33] 。
缓 蚀 剂, 黏土 稳 定剂, 助排剂
吸附蜡晶表面, 润 湿反 转
防蜡, 驱油
破乳、形成吸附膜 破乳, 除油剂, 杀菌剂
非离子 表面 活性高、吸 ( R R2 ) 附弱
作用 机理
应用
起泡, 乳化, 润滑、油湿 反转, 破乳, 增溶, 渗透
堵漏、泡 沫 钻井 液, 乳 化剂, 润滑剂
界面吸附, 润湿反转
降低界面张力 驱油
1 在油气建井储层保护中的应用
油田开发实践表明, 钻开储层的整个施工过程 中都可能发生地层损害, 轻者使储层产能降低, 重者 使生产井完全丧失生产能力, 甚至影响新油气储量 的发现, 给油田开发造成很大损失, 因此储层保护关 系着油田开发水平和最终的经济效益 [ 2, 3] 。钻井液 作为首先接触地层的液体, 在储层保护研究方面更 是受到重视。