采油化學(xué)表面活性劑PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1采油化學(xué)表面活性劑采油化學(xué)表面活性劑通常將有氣相組成的通常將有氣相組成的氣氣固、氣固、氣液等界面液等界面稱為表面。稱為表面。 相（相（phasephase）是指體系是指體系中物理和化學(xué)性質(zhì)均中物理和化學(xué)性質(zhì)均勻的部分。勻的部分。第1頁/共237頁第2頁/共237頁第3頁/共237頁第4頁/共237頁第5頁/共237頁R - XBACK第6頁/共237頁第7頁/共237頁羧酸鹽型羧酸鹽型第8頁/共237頁十二烷基苯磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉第9頁/共237頁第10頁/共237頁十六烷基硫酸酯鈉十六烷基硫酸酯鈉第11頁/共237頁十六烷基磷酸酯鈉十六烷基磷酸酯鈉第12頁/共237頁第13頁/共

2、237頁 高級(jí)伯胺(或仲胺)的加氫法將高級(jí)伯胺在甲醛存在下加氫制取叔胺，反應(yīng)如下： 叔胺以酸中和即得叔胺鹽。高級(jí)叔胺鹽陽離子表面活性劑易溶于水，具有良好的乳化、柔軟、殺菌性能。第14頁/共237頁十二烷基三甲基氯化銨第15頁/共237頁十二烷基氯化吡啶鹽第16頁/共237頁C3H6OCH-CH2OCH3CH2-CH2OCH2CH2O氧乙烯氧乙烯氧丙烯氧丙烯第17頁/共237頁返回返回第18頁/共237頁RCOOCH2CH2OnH第19頁/共237頁聚氧乙烯辛基醇醚-10R-OHCH2-CH2ORO(CH2CH2O)Hn第20頁/共237頁聚氧乙烯辛基苯酚醚聚氧乙烯辛基苯酚醚-10-10第21頁

3、/共237頁第22頁/共237頁第23頁/共237頁超級(jí)鏈接超級(jí)鏈接第24頁/共237頁非離子活性劑性質(zhì)穩(wěn)定，非離子活性劑性質(zhì)穩(wěn)定，不受不受PHPH值和鹽的影響，應(yīng)值和鹽的影響，應(yīng)用范圍廣，是具有發(fā)展前用范圍廣，是具有發(fā)展前途的活性劑。途的活性劑。第25頁/共237頁聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鈉第26頁/共237頁第27頁/共237頁第28頁/共237頁CH-CH2CH3C3H6OmC2H4OnHOOH第29頁/共237頁鏈接鏈接第30頁/共237頁第31頁/共237頁HLB值 用途 1336 81812151315 1518 消泡劑油包水型乳化劑水包油型乳化劑潤濕劑洗滌劑增溶劑第32頁/共237

4、頁第33頁/共237頁第34頁/共237頁C10-C20使非極性基之間的吸引力大，可以提高吸附層的強(qiáng)度。同時(shí)非極性的使非極性基之間的吸引力大，可以提高吸附層的強(qiáng)度。同時(shí)非極性的R部分要求是正構(gòu)的。使分子間排列得緊密，吸附層的強(qiáng)度高，液滴表面的保護(hù)膜牢固。部分要求是正構(gòu)的。使分子間排列得緊密，吸附層的強(qiáng)度高，液滴表面的保護(hù)膜牢固。第35頁/共237頁第36頁/共237頁第37頁/共237頁第38頁/共237頁第39頁/共237頁第40頁/共237頁第41頁/共237頁第42頁/共237頁 后二者極性小，不做發(fā)泡劑，反作消泡劑。 第43頁/共237頁第44頁/共237頁第45頁/共237頁第46頁

5、/共237頁第47頁/共237頁第48頁/共237頁第49頁/共237頁第50頁/共237頁第51頁/共237頁第52頁/共237頁第53頁/共237頁第54頁/共237頁第55頁/共237頁第56頁/共237頁第57頁/共237頁第58頁/共237頁第59頁/共237頁第60頁/共237頁第61頁/共237頁水效率低。第62頁/共237頁儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率及巖石中的油水飽合度儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率及巖石中的油水飽合度是認(rèn)識(shí)油層儲(chǔ)油狀況、進(jìn)行油田開發(fā)最基本的是認(rèn)識(shí)油層儲(chǔ)油狀況、進(jìn)行油田開發(fā)最基本的巖石物性參數(shù)。巖石物性參數(shù)。第63頁/共237頁第64頁/共237頁第65頁/共237頁第66頁/

6、共237頁第67頁/共237頁第68頁/共237頁fpVV第69頁/共237頁feVV第70頁/共237頁第71頁/共237頁第72頁/共237頁LuPAPALuQK經(jīng)過多次試驗(yàn)：經(jīng)過多次試驗(yàn)：Q與與A成正比，與成正比，與P=P1-P2成正比，與流體的成正比，與流體的和巖心的長度成反比。和巖心的長度成反比。第73頁/共237頁巖心觀察時(shí)拍攝的照片巖心觀察時(shí)拍攝的照片 第74頁/共237頁取心鉆具、巖心抓和取心筒取心鉆具、巖心抓和取心筒 第75頁/共237頁第76頁/共237頁of100%100%oopVVSVVwf100%100%wwpVVSVV第77頁/共237頁gf100%100%ggpV

7、VSVV第78頁/共237頁第79頁/共237頁第80頁/共237頁問題：是否驅(qū)油劑波及到的地方油就能被問題：是否驅(qū)油劑波及到的地方油就能被沖洗下來？沖洗下來？l 這要看油層的潤濕性。例如當(dāng)驅(qū)油劑這要看油層的潤濕性。例如當(dāng)驅(qū)油劑是水時(shí)，水可以較好地將親水油層沖洗下是水時(shí)，水可以較好地將親水油層沖洗下來。來。即使對(duì)親水油層，沖洗下來的油還常即使對(duì)親水油層，沖洗下來的油還常由于毛細(xì)管的液阻效應(yīng)而滯留在油層采不由于毛細(xì)管的液阻效應(yīng)而滯留在油層采不出來。出來。第81頁/共237頁第82頁/共237頁第83頁/共237頁第84頁/共237頁第85頁/共237頁第86頁/共237頁其中部分水解的聚丙烯酰胺

8、比較全面地滿足這些要求，因此，目前廣泛采用的是部分水解的聚丙烯酰胺。其中部分水解的聚丙烯酰胺比較全面地滿足這些要求，因此，目前廣泛采用的是部分水解的聚丙烯酰胺。第87頁/共237頁第88頁/共237頁第89頁/共237頁第90頁/共237頁l在注水中，在注水中，HPAM的使用濃度通常在的使用濃度通常在200-2000ppm，而最常用的是而最常用的是250-1000ppm。l HPAM水溶液的注入量通常為油層孔隙體水溶液的注入量通常為油層孔隙體積的積的733%，這個(gè)注入量已經(jīng)能較好地改變，這個(gè)注入量已經(jīng)能較好地改變、提高油層的采收率。、提高油層的采收率。第91頁/共237頁第92頁/共237頁第

9、93頁/共237頁第94頁/共237頁第95頁/共237頁第96頁/共237頁第97頁/共237頁第98頁/共237頁具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自動(dòng)濃集到固體表面，形成定向排列的吸附，自動(dòng)濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，層，活性劑分子的親油基吸附在非極性固體表活性劑分子的親油基吸附在非極性固體表面上，其親水基朝外，面上，其親水基朝外，從而改變了固體表面的從而改變了固體表面的親油性。親油性。第99頁/共237頁具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自動(dòng)濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，吸附層中活性劑分子的親水基吸附在極性固體表

10、面上，其親油基朝外，從而改變了固體表面的親水性。具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自動(dòng)濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，吸附層中活性劑分子的親水基吸附在極性固體表面上，其親油基朝外，從而改變了固體表面的親水性。第100頁/共237頁 各種締合膠束的形各種締合膠束的形狀狀球球狀狀層狀層狀棒狀棒狀第101頁/共237頁微小水滴分散在油中，符號(hào)微小水滴分散在油中，符號(hào)W/O微小油滴分散在水中，微小油滴分散在水中， 符號(hào)符號(hào)O/W水包油型水包油型油包水型油包水型第102頁/共237頁4、另一方面乳化的油通過毛細(xì)管時(shí)所產(chǎn)、另一方面乳化的油通過毛細(xì)管時(shí)所產(chǎn)生的疊加的液阻效應(yīng)，使高滲透層的阻力生

11、的疊加的液阻效應(yīng)，使高滲透層的阻力增加，迫使水進(jìn)入低滲透層段，增加，迫使水進(jìn)入低滲透層段，提高波及提高波及系數(shù)。系數(shù)。 第103頁/共237頁應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例第104頁/共237頁 三、堿驅(qū)三、堿驅(qū)（一）注堿性水提高采收率的原理（一）注堿性水提高采收率的原理第105頁/共237頁第106頁/共237頁應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例第107頁/共237頁一些實(shí)驗(yàn)證明泡沫驅(qū)的驅(qū)油效率比活性水高。一些實(shí)驗(yàn)證明泡沫驅(qū)的驅(qū)油效率比活性水高。因此，泡沫驅(qū)油已成為提高采收率的一種重要因此，泡沫驅(qū)油已成為提高采收率的一種重要方法。方法。（一）提高采收率的原理（一）提高采收率的原理第108頁/共237頁第109頁/共237頁

12、第110頁/共237頁應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例第111頁/共237頁第112頁/共237頁第113頁/共237頁復(fù)合驅(qū)之所以有更好的驅(qū)油效果，主要復(fù)合驅(qū)之所以有更好的驅(qū)油效果，主要由于復(fù)合驅(qū)中的聚合物、表面活性劑和由于復(fù)合驅(qū)中的聚合物、表面活性劑和堿之間有協(xié)同作用。堿之間有協(xié)同作用。第114頁/共237頁l油田大多數(shù)是注水開發(fā)的。在注水井的油田中有油油田大多數(shù)是注水開發(fā)的。在注水井的油田中有油井和注水井。井和注水井。l在油井和注水井中，也存在各種問題影響著油田的在油井和注水井中，也存在各種問題影響著油田的開發(fā)。開發(fā)。l對(duì)油井，有油井出砂、油井析蠟、油井出水、稠油對(duì)油井，有油井出砂、油井析蠟、油井出水、

13、稠油采不出來和由于各種原因引起油井產(chǎn)量的降低等五大采不出來和由于各種原因引起油井產(chǎn)量的降低等五大問題，即常所說的油井的砂、蠟、水、稠、低。問題，即常所說的油井的砂、蠟、水、稠、低。l水井的問題相對(duì)簡(jiǎn)單，有出砂、注入剖面不均勻或水井的問題相對(duì)簡(jiǎn)單，有出砂、注入剖面不均勻或水注不進(jìn)去等問題。水注不進(jìn)去等問題。l解決油水井的問題方法中，化學(xué)方法仍是一種重要解決油水井的問題方法中，化學(xué)方法仍是一種重要方法。方法。第115頁/共237頁油水井的出水以及化學(xué)堵水油水井的出水以及化學(xué)堵水第116頁/共237頁第117頁/共237頁 注入水 邊水第118頁/共237頁第119頁/共237頁注入水、邊水及底水，

14、在油藏中雖然處于不同注入水、邊水及底水，在油藏中雖然處于不同位置，但它們都處在同一層中，稱為位置，但它們都處在同一層中，稱為同層水同層水。第120頁/共237頁 上層水、下層水 夾層水第121頁/共237頁l由于上層水、下層水及夾層水是油層以由于上層水、下層水及夾層水是油層以外的水，所以可通稱外的水，所以可通稱外來水外來水。l外來水往往由于固井質(zhì)量不高，或套管外來水往往由于固井質(zhì)量不高，或套管損壞而竄入油井。損壞而竄入油井。第122頁/共237頁第123頁/共237頁注水井調(diào)剖法注水井調(diào)剖法 第124頁/共237頁油層是不均質(zhì)的。注入油層的水，常常油層是不均質(zhì)的。注入油層的水，常常8 090%

15、的量為高滲透層吸收，注入剖面很不均勻的量為高滲透層吸收，注入剖面很不均勻。為了發(fā)揮中、低滲透層的作用，提高注入水。為了發(fā)揮中、低滲透層的作用，提高注入水的波及系數(shù)，就必須調(diào)整注水井的注入剖面。的波及系數(shù)，就必須調(diào)整注水井的注入剖面。而要調(diào)整注入剖面，就必須封堵高滲透層。而要調(diào)整注入剖面，就必須封堵高滲透層。第125頁/共237頁將化學(xué)劑注入注水井的高滲透層段，用將化學(xué)劑注入注水井的高滲透層段，用以降低高吸水層段的吸水量，提高注入以降低高吸水層段的吸水量，提高注入水的壓力，達(dá)到提高中、低滲透層吸水水的壓力，達(dá)到提高中、低滲透層吸水量，改善注水井吸水剖面，提高水的波量，改善注水井吸水剖面，提高水的

16、波及系數(shù)、改善水驅(qū)油狀況的方法稱為及系數(shù)、改善水驅(qū)油狀況的方法稱為注注水井化學(xué)調(diào)剖技術(shù)水井化學(xué)調(diào)剖技術(shù)，其所用的化學(xué)劑稱，其所用的化學(xué)劑稱調(diào)剖劑調(diào)剖劑。第126頁/共237頁第127頁/共237頁第128頁/共237頁井例井例第129頁/共237頁硅酸溶膠是一種典型的單液法堵劑，硅酸溶膠是一種典型的單液法堵劑，因因處理時(shí)只有一種液體注入油層處理時(shí)只有一種液體注入油層，經(jīng)過一，經(jīng)過一定時(shí)間，硅酸溶膠即膠凝成固體，將高定時(shí)間，硅酸溶膠即膠凝成固體，將高滲透層封堵。滲透層封堵。 第130頁/共237頁第131頁/共237頁第132頁/共237頁井例井例第133頁/共237頁第134頁/共237頁第1

17、35頁/共237頁第136頁/共237頁隔離液可用水、煤油、柴油或其它不與反應(yīng)液反應(yīng)隔離液可用水、煤油、柴油或其它不與反應(yīng)液反應(yīng)的液體，隔離液的用量取決于沉淀沉積的位置。的液體，隔離液的用量取決于沉淀沉積的位置。第137頁/共237頁第138頁/共237頁第139頁/共237頁油油 井井 堵堵 水水 法法第140頁/共237頁第141頁/共237頁第142頁/共237頁在施工時(shí)，首先找出出水水層，并采用在施工時(shí)，首先找出出水水層，并采用封隔器將水層和油層分開，然后將堵水封隔器將水層和油層分開，然后將堵水劑壓入水層造成堵塞。劑壓入水層造成堵塞。第143頁/共237頁適用于用封隔器不易將水層和油層

18、分開適用于用封隔器不易將水層和油層分開的出水層段。只堵水，而不堵油。的出水層段。只堵水，而不堵油。第144頁/共237頁Very important第145頁/共237頁第146頁/共237頁第147頁/共237頁 井例井例第148頁/共237頁油水井防砂法油水井防砂法第149頁/共237頁第150頁/共237頁第151頁/共237頁第152頁/共237頁第153頁/共237頁第154頁/共237頁第155頁/共237頁第156頁/共237頁第157頁/共237頁第158頁/共237頁在地下合成的酚醛樹脂中，苯酚、甲醛、在地下合成的酚醛樹脂中，苯酚、甲醛、SnCl2的質(zhì)量比為的質(zhì)量比為1: 2

19、: 0.24。 由于這種形式由于這種形式的酚醛樹脂需在地下進(jìn)行縮聚，因此，只適的酚醛樹脂需在地下進(jìn)行縮聚，因此，只適用于高于用于高于60的地層。的地層。第159頁/共237頁井例井例第160頁/共237頁第161頁/共237頁第162頁/共237頁第163頁/共237頁第164頁/共237頁第165頁/共237頁第166頁/共237頁第167頁/共237頁羥基鋯，是鋯鹽用堿適度中和至羥基鋯，是鋯鹽用堿適度中和至PH2.4-2.8，它經(jīng)歷了類似它經(jīng)歷了類似AlCl3 同樣的過程，產(chǎn)生同樣的過程，產(chǎn)生鋯的多核羥橋絡(luò)離子，它與相應(yīng)的陰離子鋯的多核羥橋絡(luò)離子，它與相應(yīng)的陰離子一起叫做羥基鋯。也是一種無機(jī)陽離子型一起叫做羥基鋯。也是一種無機(jī)陽離子型聚合物。聚合物。 第168頁/共237頁第169頁/共237頁第170頁/共237頁第171頁/共237頁第172頁/共237頁第173頁/共237頁第174頁/共237頁第175頁/共237頁第176頁/共237頁第177頁/共237頁