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1、表面活性剂在三次驱油中的应用,专业：纺织化学与染整工程主讲：刘锴组员：陈若阳 夏先广 刘林云 王晓亮 钱冲,表面活性剂在三次驱油中的应用,一.原理二.应用三.展望,一.原理,针对二次采油未能采出的残余油和剩余油，采用向地层注入其它工作剂（如聚合物溶液、碱溶液、表面活性剂溶液或体系、二氧化碳、水蒸气）或其它能量的方法来回收石油,1.低界面张力,活性剂吸附在油水界面上，降低油水界面张力，增加了毛管数，从而减少了油珠通过狭小孔道移动时界面变形所需功，降低原油的流动阻力，将岩石中的残余油驱出来，使用适当的表面活性剂体系，大量的滞留油珠都能移动，这些油滴富集并形成油墙。,2.提高表面电荷密度,阴离子(或
2、非离子一阴离子型)表面活性剂吸附在油滴和岩石表面上，可提高表面的电荷密度，增加油滴与岩石表面间的静电斥力，使油滴易被驱替介质带走，提高了驱油效率。,3.润湿反转,通过改变岩石的润湿性，使油水的相对渗透率向有利于油流动的方向改变。,4.乳化,驱油用的表面活性剂的 HLB 值一般在7-18，它在油水界面上的吸附可稳定水包油乳状液。乳化的油在向前移动中不易重新粘湿润湿性地层表面，提高了洗油效率。,6.聚并形成油带,若从地层表面洗下的油越来越多，则它们在向前移动时，可发生相互碰撞。当碰撞的能量能克服它们之间的静电斥力产生的相斥的能量时，就可聚并。油的聚并可形成油带，油带在向前移动时又不断将遇到的分散的
3、油聚并进来，使油带不断扩大，最后从油井采出。,二.表面活性剂在三次采油方面的应用,2.1采油过程中使用的表面活性剂,2.1.1 驱油剂将油驱至采油井a.非离子表面活性剂抗盐能力强、cmc低、浊点低（改性提高浊点）b.阴离子表面活性剂浊点很高，在岩砂表面吸附量少，抗盐能力差，cmc高c.其他表面活性剂和药剂两性表面活性剂 水溶性高分子聚合物、低碳脂肪醇,双子表面活性剂,强增粘性,高水溶性,低临界胶束浓度,高表面活性,A memorable trip,磺酸盐双子表面活性剂,羧酸盐双子表面活性剂,2.1.2 堵水剂封堵油层的大孔道或裂缝以减少油层产水的物质,a.泡沫由水、气和起泡剂配成，封堵高渗透层
4、或裂缝b.乳状液由水、油和乳化剂配成，同上c.沉淀羧基与油层中高含钙、镁的地层水产生沉淀,2.1.3 酸化用添加剂改进酸液性能,酸液：处理油层，提高渗透性a.缓速剂在底层表面吸附以减小酸与底层的反应速率，如脂肪胺盐酸盐和非离子-阴离子表面活性剂b.缓蚀剂通过吸附起缓蚀作用，如烷基氯化吡啶c.防乳化剂吸附在原油与酸的界面上，使酸化过程形成的液珠易于聚并，如具分支结构的聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚d.粘土稳定剂e.助排剂使酸化后的乏酸易从油层排出，铵盐型、季铵盐型、吡啶盐型、含氟表面活性剂f.防淤渣剂酸中的H+和Fe3+可与油中的胶质与沥青反应产生淤渣，通过防淤渣剂吸附层减小酸与油的接触，防止淤渣的生
5、成g.润湿反转剂改变油层表面润湿性,2.1.4 压裂用添加剂提高压裂效果2.1.5 防蜡剂防止原油在上升过程中的结蜡2.2.6 乳化降粘剂主要用于稠油开采，使高粘度的稠油变为低粘度的水包油乳状液采出2.2.7 油井解堵剂降低液珠表面张力，易于排除，消除堵塞,2.2 采油方式的应用,2.2.1 活性水驱 a.降低界面张力，使残余油变为可流动油 b.改变底层表面的润湿性 HLB:813，亲油性，耐碱性好，复配更有效,2.2.2 碱水驱,使原油中的环烷酸与碱作用形成皂类表面活性剂成本低，需加入助表面活性剂如 NO2-C6H4-(OC3H6)n-(OC2H4)mOH(n=34，m=510)2.2.3
6、微乳状液驱可使原油采收率提高80%90%，但成本较高形成0.010.2um的粒子，热力学稳定性如石油磺酸盐,2.2.4 泡沫驱,粘度比水大，驱油效果比水好利用表活的发泡性能如烷基苯磺酸（钠）、烷基萘磺酸钠2.2.5 增稠水驱利用增稠剂提高原油采收率可用部分水解聚丙烯酰胺作为注入水的增粘剂2.2.6 正向异常油驱具有特殊流变性质的液体，用作注入液提高采收率配置时需添加溶于水的阴离子表活如硬脂酸皂、棕榈酸钠、油酸钠等,1表面活性剂的复配1.1 适合弱碱和无碱表面活性剂复配体系的研发 目前三次采油中用量最大的两类表面活性剂石油磺酸盐和烷基苯磺酸盐，均需要加入碱甚至强碱(NaOH)才能与原油形成10-
7、3mN/m 数量级的超低界面张力。然而，碱的使用会导致地层伤害、设备腐蚀、采出液处理困难以及聚合物用量大等问题。1.2 生物表面活性剂在表面活性剂复配中具有巨大应用前景 生物表面活性剂不仅毒性小、用量少以及生物降解快，还具有化学方法难以合成的新化学基团等优点。由于生物表面活性剂生产简单，价格远低于合成表面活性剂。因此，如果选择使用生物表面活性剂与合成表面活性剂复配，不但可以大幅度降低人工表面活性剂用量，降低复合驱成本，而且对环境损害小，为今后研制和筛选环境友好的驱油用表面活性剂体系提供了新的思路。,三.三次采油用表面活性剂的研究趋向,2新型多功能表面活性剂的开发和选用,2.1 开发抗高温抗盐型
8、表面活性剂2.2 特种表面活性剂的研究 最近几年，氟碳表面活性剂在日本和欧洲的研究极为引人注目，主要有下述几类分子结构较为独特的氟碳表面活性剂3。(1)双子氟碳表面活性剂通过将双子表面活性剂的一条碳氢链用碳氟链取代后，所得到的新型双子表面活性剂的cmc可以大幅度降低，表面活性大幅度提高。(2)杂化氟碳表面活性剂指分子结构内含有一个亲水头基，既含有碳氢疏水链，又含有碳氟链。这类表面活性剂不仅cmc低、表面活性高，而且在浓度高到一定值时，还具有很强的增黏作用。(3)高分子氟碳表面活性剂最近，法国和德国科学家都相继报道了含氟疏水单体和碳氢疏水单体通过共聚形成的高分子表面活性剂。与众不同的是，这类高分子表面活性剂在溶液中形成的胶束表现出崭新的形态“多节车厢”式胶束。,对三元复合驱油体系，机理研究表明：表面活性剂、碱和聚合物联合驱替效果最佳；碱与聚合物可改善表面活性剂的界面张力，而表面活性剂和碱的存在又可增强聚合物的黏度。三种成分在低浓度下大都相互匹配，可同时增强整体效果。,3 三元复合驱油体系的研究动态,谢谢！,专业：纺织化学与染整工程主讲人-刘锴组员-陈若阳 夏先广 刘林云 王晓亮 钱冲,
