表面活性剂在石油开采上的应用
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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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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JohnF.Carll 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。
表面活性剂在石油开采上应用的研究方向
表面活性剂在油田开发中的应用越来越广泛，近年来呈现出以 下几方面的发展趋势：
• 筛选和开发多功能的处理剂。为在高温高压和原油存在的条件下能 够维持泡沫的稳定性，开发了碳氟表面活性剂，或与两性烷烃表面 活性剂复配。 • 扩大表面活性剂的原料来源，降低处理剂成本。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。 • 充分应用表面活性剂之间的协同效应，降低产品用量，扩大功能。 • 开发在苛刻条件下使用的新型表面活性剂。随着油田开发，其地层 温度、水质矿化度会有新的变化。
谢谢大家
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。 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。 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。
磺酸盐等。优点是浊点很高，在砂岩表面上吸附量少，但抗盐能力差， 临界胶束浓度较高。
• 其他表面活性剂和药剂：
阳离子表面活性剂，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。
• 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。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
采油过程中使用的表面活性剂：
驱油剂、堵水剂、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂、防蜡剂和清蜡 剂。例如：在采油过程中,油井堵水是控制油井中水的产出。堵水剂的 作用是封堵油层的大孔道或裂缝,以提高采收率。
集输过程中使用的表面活性剂：
破乳剂和水处理剂。例如：水处理的目的有6个，即缓蚀、防垢、 杀菌、除氧、除油和除悬浮物。水处理剂中有很大一部分产品属于表 面活性物质。
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: (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。 (2)在岩石表面上的被吸附量要小。 (3)在地层介质中应有较大的扩散速度。 (4)当在水中浓度较低时，应有较强的驱油能力。 (5)应具有能阻止其他化学剂副反应发生的能力。 (6)注水用表面活性剂应考虑到它与地层矿物组分、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。
• 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
*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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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JohnF.Carll 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。
表面活性剂在石油开采上应用的研究方向
表面活性剂在油田开发中的应用越来越广泛，近年来呈现出以 下几方面的发展趋势：
• 筛选和开发多功能的处理剂。为在高温高压和原油存在的条件下能 够维持泡沫的稳定性，开发了碳氟表面活性剂，或与两性烷烃表面 活性剂复配。 • 扩大表面活性剂的原料来源，降低处理剂成本。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。 • 充分应用表面活性剂之间的协同效应，降低产品用量，扩大功能。 • 开发在苛刻条件下使用的新型表面活性剂。随着油田开发，其地层 温度、水质矿化度会有新的变化。
谢谢大家
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。 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。 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。
磺酸盐等。优点是浊点很高，在砂岩表面上吸附量少，但抗盐能力差， 临界胶束浓度较高。
• 其他表面活性剂和药剂：
阳离子表面活性剂，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。
• 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。
表面活性剂在石油开采上的应用及原理
采油过程中使用的表面活性剂：
驱油剂、堵水剂、酸化用添加剂、降粘剂和降凝剂、防蜡剂和清蜡 剂。例如：在采油过程中,油井堵水是控制油井中水的产出。堵水剂的 作用是封堵油层的大孔道或裂缝,以提高采收率。
集输过程中使用的表面活性剂：
破乳剂和水处理剂。例如：水处理的目的有6个，即缓蚀、防垢、 杀菌、除氧、除油和除悬浮物。水处理剂中有很大一部分产品属于表 面活性物质。
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: (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。 (2)在岩石表面上的被吸附量要小。 (3)在地层介质中应有较大的扩散速度。 (4)当在水中浓度较低时，应有较强的驱油能力。 (5)应具有能阻止其他化学剂副反应发生的能力。 (6)注水用表面活性剂应考虑到它与地层矿物组分、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。
• 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