表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用

1、表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用課題名稱：膠體與界面化學(xué)指導(dǎo)老師：王繼勇化工1002小組成員：祝超 段曉娟 周靜 黃輝 鄒尚 樊燁飛 鞏彥強 杜震昊 余博洋 陳豪1提綱*表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用發(fā)展*石油開采對表面活性劑的要求*石油開采所用表面活性劑種類*表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用及原理*表面活性劑在石油開采上應(yīng)用的研究方向2表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用發(fā)展表面活性劑在工業(yè)上的應(yīng)用始于1800年，1880年JohnF.Carll得出注水驅(qū)油的結(jié)論，二次大戰(zhàn)期間美國采用注水驅(qū)油法以來，表面活性劑在油田得到了實際的應(yīng)用。隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和石油勘探難度的加深，推動了表面活性劑在油田化學(xué)中的應(yīng)

2、用，現(xiàn)在陰、陽、非離子和兩性表面活性劑的各種產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油開采各個過程。表面活性劑數(shù)由80年的99種增至83年的167種，其中發(fā)展最快的是分散解卡劑。在國外，隨著石油的深度開采出現(xiàn)了新的三次采油技術(shù)，強化采油技術(shù)(EOR)。始于1960年代，經(jīng)二十年的開發(fā)發(fā)展，其中聚合物驅(qū)油法已實現(xiàn)工業(yè)化，表面活性劑驅(qū)油法已在工業(yè)試驗中。3石油開采對表面活性劑的要求 目前化學(xué)驅(qū)用表面活性劑的發(fā)展已經(jīng)成為三次采油(EOR)提高采收率的主要方法。下面為化學(xué)驅(qū)用表面活性劑應(yīng)具備的條件:(1)在油水界面上的表面活性高，使油-水界面張力降低，具有適宜的溶解度、濁點、pH值，降低巖層對原油的吸附性。(2)在巖石表面上

3、的被吸附量要小。(3)在地層介質(zhì)中應(yīng)有較大的擴散速度。(4)當(dāng)在水中濃度較低時，應(yīng)有較強的驅(qū)油能力。(5)應(yīng)具有能阻止其他化學(xué)劑副反應(yīng)發(fā)生的能力。(6)注水用表面活性劑應(yīng)考慮到它與地層礦物組分、地層水注入水成分、地層溫度以及油藏的枯竭程度等的相互關(guān)系。(7) 具有抗地層高溫、高鹽濃度的能力。(8)具有較高的經(jīng)濟(jì)價值，投入產(chǎn)出比具備優(yōu)勢。4石油開采用表面活性劑種類非離子表面活性劑：常用品種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。優(yōu)點是抗鹽能力強，臨界膠束濃度低，但濁點低，不能用于超過其濁點的地層。目前通過改性，使其既具有以上優(yōu)點的同時濁點很高，抗鹽能力更強，適用于高鹽高溫地層

4、。陰離子表面活性劑：常用品種有石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽等。優(yōu)點是濁點很高，在砂巖表面上吸附量少，但抗鹽能力差，臨界膠束濃度較高。其他表面活性劑和藥劑： 陽離子表面活性劑，因其易被地層吸附或產(chǎn)生沉淀，故降低油水界面張力的能力差，一般不適用配制二次或三次采油的膠束。 在某些特定的條件下可使用季銨兩性表面活性劑、季銨磺酸鹽等。 常用的其他藥劑有：水溶性高分子聚合物(如聚丙酰胺)、低碳脂肪醇等。5表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用及原理作用原理： 注水采油后，還約有三分之二的原油滯留在油層中，由于毛管力的作用，部分油陷留在較細(xì)的毛管孔道中，要把這部分油驅(qū)替出來，單靠增加壓差是很難辦到的。油水界

5、面張力約為30 mN/m，計算表明驅(qū)動所需的壓差一般為9.81 MPa，而注水時壓差僅為(196.13392.27) kPa，遠(yuǎn)小于驅(qū)動壓差。所以利用表面活性劑降低油水界面張力，是一個既可行又有前途的方法。 根據(jù)所采用的體系不同，表面活性劑驅(qū)可分為活性水驅(qū)、堿水驅(qū)、微乳狀液驅(qū)、泡沫驅(qū)、增稠水驅(qū)、正向異常液驅(qū)等。6表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用及原理鉆井過程中使用的表面活性劑： 鉆井液是指鉆井過程中使用的工作流體，它在鉆井工作中的主要作用是：(l)攜帶和懸浮鉆屑，(2)穩(wěn)定井壁，(3)冷卻和清洗鉆頭、凈化井底，(4)平衡地層壓力和獲取井下信息。 要使鉆井液能滿足不同的要求，需在鉆井液中加人各種化學(xué)

6、處理劑。大部分的化學(xué)處理劑與表面活性物質(zhì)有關(guān)。其中有起泡劑、潤滑劑、乳化劑（低分子的有機陽離子表面活性物質(zhì)和大分子量的陽離子聚合物）。例如：鉆井液在循環(huán)過程中,某些處理劑兼有起泡作用,但是對于高壓油氣層或者高壓水層,需要一定的鉆井液密度,否則就會出現(xiàn)井噴事故。在這種情況下，必須及時加人消泡劑以消除泥漿中泡沫。7表面活性劑在石油開采上的應(yīng)用及原理 采油過程中使用的表面活性劑： 驅(qū)油劑、堵水劑、酸化用添加劑、降粘劑和降凝劑、防蠟劑和清蠟劑。例如：在采油過程中,油井堵水是控制油井中水的產(chǎn)出。堵水劑的作用是封堵油層的大孔道或裂縫,以提高采收率。 集輸過程中使用的表面活性劑： 破乳劑和水處理劑。例如：水處理的目的有6個，即緩蝕、防垢、殺菌、除氧、除油和除懸浮物。水處理劑中有很大一部分產(chǎn)品屬于表面活性物質(zhì)。8表面活性劑在石油開采上應(yīng)用的研究方向表面活性劑在油田開發(fā)中的應(yīng)用越來越廣泛，近年來呈現(xiàn)出以下幾方面的發(fā)展趨勢：篩選和開發(fā)多功能的處理劑。為在高溫高壓和原油存在的條件下能夠維持泡沫的穩(wěn)定性，開發(fā)了碳氟表面活性劑，或與兩性烷烴表面活性劑復(fù)配。 擴大表面活性劑的原料來源，降低處理劑成本。目前油田使用的表面活性劑大部分來源于石油和煤炭，但