重烷基苯磺酸鹽在三次采油中的應用研究

王萌萌

摘要 表面活性劑驅應用于三次采油中較廣泛，其驅油技術日趨成熟，不但提高了石油的采收率，其發展潛力亦非常巨大。當前，中國的采油技術日新月異，其中發展較快的是三元復合驅。磺酸鹽類屬表面活性劑的一種，經全國多家油田的驗證，其驅油效果良好。當然，表面活性劑在應用過程中成本較高，成為限制其在采油過程中應用的瓶頸，因此今后的研發的重點是降低表面活性劑的成本，并開發耐鹽、耐高溫多效的表面活性劑。文章對重烷基苯磺酸鹽在采油技術中的應用進行總結并加以分析。

關鍵詞 三次采油；重烷基苯；大慶油田；磺酸鹽

中圖分類號 TE3 文獻標識碼 A 文章編號2095—6363（2016）04—0035—02

石油是一個國家的戰略資源，對于一個國家的經濟發展以及國際地位影響深遠。我國石油儲量尚可，因此在我國的能源使用方面，石油具有重要的資源作用。石油具有成本低、不可再生以及效能高的特點，因此對于石油的高效使用具有重要的意義。在我國長期規劃的目標中，將高效使用石油以及合理開采提到戰略日程。目前，大慶油田已經開展三次采油技術，對于表面活性劑之一的重烷基苯磺酸鹽的應用也進行了推廣。

當前，表面活性劑驅油劑主要為石油磺酸鹽、羧酸鹽，以及天然的羧酸鹽類，其在三次采油中應用已久。但由于其對產品生產的技術要求較高以及原材料供應的短缺，限制了其廣泛應用，不符合采油的內在需求。而重烷基苯磺酸鹽的成本相對較低，原材料相對充足，生產工藝較為簡單，性能好且結構穩定，逐漸成為三次采油中重要的表面活性驅油劑。

1三次采油的基本情況

三次采油是相對于前2次采油而言。第一階段，根據現有的油田設備及資源進行開采，其石油的采收率約為10%～20%，采收率最低。第二階段，采油地層注水的方式，達到一定的深度及壓力，石油的采收率約為25%～45%，雖然采收率上升一個臺階，但仍然維持低水平。目前已經進入石油開采的第三階段，即三次采油，與以往2種方式不同，主要是利用化學技術驅油，石油的采收率達到50%～70%，甚至可以達到76%。尤其以三元復合驅最為常用。所謂三元復合驅是指在注水的同時加入堿類物質、聚合物、表面活性劑等，通過體積波及系數和石油原液粘度的提高，來提高石油的出油率。

2重烷基苯磺酸鹽的結構和合成

2.1重烷基苯磺酸鹽的結構特點

重烷基苯磺酸鹽成分來源包括分析純，SO₃，重烷基苯以及洗滌劑生產時的剩余產物。其組成結構中，苯環可由單烷基苯、雙烷基苯以及二笨烷其中一種構成，如圖1所示。

2.2重烷基苯磺酸鹽的合成過程以及分子量

選取重烷基苯粗制原料，進行化學切割，變粗為細，得到精制重烷基苯，再次將其置入SO₃膜式磺化反應器，待磺化反應充分后，篩選其中與NaOH的中和成分，最終形成重烷基苯磺酸鹽的終端產品，其質量約為410g/mol～440g/mol。雖然經過了幾年來的摸索，已基本上解決了生產過程中的主要問題，生產裝置平穩運行，產品滿足了油田對其的需求，但生產過程中仍然存在一些問題需要解決，如磺化器易于結焦等。

3重烷基苯磺酸鹽應用于三次采油中的優勢

3.1重烷基苯磺酸鹽三次采油中的使用

大慶油田對于重烷基苯磺酸鹽的應用相對廣泛，一方面其提高石油采收率的效果明顯，另一方面，將其作為重要的采油技術進行推廣，其應用范圍逐漸擴大，已由原來的一類油層拓展為二類油層適用。重烷基苯磺酸鹽在大慶油田的采油應用可追溯到10年前，在三元復合驅油的采油技術體系中，重烷基苯磺酸鹽做為重要的表面活性劑應用，相比二次采油使用的注水技術相比，三元復合驅油在石油采收率方面得到了大幅度的提升，印證了其技術的先進性以及可行性，也為祖國石油開采業增添了新的力量。實驗表明，對驅油用表面活性劑的研制、復合驅驅油機理、三元復合驅驅油效果、動態變化規律等取得了一定的認識，而且，在三元體系配注技術、采出液處理技術以及采油工藝技術等方面均取得了一定的研究成果。如表1所示。

3.2重烷基苯磺酸鹽三次采油中的優勢

相比第二階段的注水驅油而言，重烷基苯磺酸鹽的優勢較為明顯。第一，重烷基苯磺酸鹽具有良好的活性，對于原油/地層水界面的張力起到了減張的作用，尤其在生物堿配合使用的條件下，其減張效果達到最佳；第二，在特殊地層密度值較為合適的條件下，經過合理的科學的配比，能夠不使用堿劑降低原油/地層水界面的張力；第三，在石油采收率方面，相比二次驅油使用的注水方法，其采收率提高了15%～30%。另外，在石油質量控制上，一定范圍的分子區間有利于高質量原油的產出，但超出一定的限定后，驅油劑的化學成分越復雜，反而會破壞石油的最終質量，導致穩定性下降。以往使用的石油磺酸鹽，其分子結構復雜，容易帶來產品的不穩定。而重烷基苯磺酸鹽由于分子構成簡單，成分不復雜，更有利于產品質量的穩定與提高。

4重烷基苯磺酸鹽在三次采油中的應用展望

包括大慶油田，全國油田的陸地石油開采都進入了三次采油進程，以重烷基苯磺酸鹽為驅油劑的三元復合驅在主要的油田都在進行深度研究及廣泛推廣。目前已經開始試用的地區有二廠南五、廠北-斷東、一廠一礦等。在“十一五”規劃期間，已經推行試驗區增加到了5個，而推廣應用的數量則增加到了10個，同時增加了表面活性劑的配給。雖然，重烷基苯磺酸鹽也具有一定的弊端，如發生波動黑絲，導致原油/地層水界面張力的不穩定，但是，隨著研究的深入以及技術的成熟，其應用也逐漸穩定，在未來的三元復合驅應用拓展的趨勢下，重烷基苯磺酸鹽的應用前景越趨廣闊。

5結論

三次采油技術的發展具有一定的技術背景以及國際背景，三次采油技術開展及應用時，國際石油價格居高不下，給國內石油開采及石油深化加工企業帶來巨大的壓力。另一方面，石油本身做為不可再生資源，隨著持續的開采，其儲藏量也日趨減少，因此，需要提高采油采收率以彌補產量的下降以及國際石油進口的壓力，同時保證石油開采的質量。三次石油開采的重要技術手段就是以重烷基苯磺酸鹽為表面活性劑的三元復合驅技術，開采成本相對較低，且原材料供應豐富，能夠滿足開采的需求。不僅如此，其對環境保護如地層的原油/地層水界面的壓力也降低到最低限度，是目前較為理想的采油技術。從當前采油實踐中得到的數據分析，重烷基苯磺酸鹽為主要成分的三元復合驅技術在大規模推廣應用中也進展順利，相對其弊端而言，其優勢也能夠在實踐中體現。重烷基苯磺酸鹽的三元復合驅不僅帶來了技術上劃時代的革新，也為我們工業經濟的增長增添新的動力。