驅(qū)油用表面活性劑的研究綜述

王 茜

（大慶油田化工有限公司東昊表活劑廠，黑龍江大慶 163000）

驅(qū)油用表面活性劑的研究綜述

王 茜

（大慶油田化工有限公司東昊表活劑廠，黑龍江大慶 163000）

為提高我國油田原油采出率，實(shí)現(xiàn)原油生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)，使用高效的提高采收率技術(shù)勢在必行，化學(xué)驅(qū)作為一種提高油田原油采出率的重要手段，近二十年來發(fā)揮了重要的作用。重點(diǎn)分析了驅(qū)油用表面活性劑的種類和近年來的發(fā)展，為下一階段表面活性劑的發(fā)展提供一定借鑒。

驅(qū)油；表面活性劑；研究

Abstract：In order to improve the recovery rate of crude oil in China’s oilfield and realize the stable production of crude oil production，it is imperative to use efficient and efficient oil recovery technology.Chemical flooding is an important meansto improve oilfield oil recovery rate.An important role.The types of surfactants for oil displacement and the development in recentyears were analyzed，which provided some reference for the development of surfactants in the next stage.

Key words：oil displacement；surfactant；research

現(xiàn)階段我國的油田已經(jīng)進(jìn)入勘探開發(fā)的中后期，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國老油田的原油采出率在30%上下，和發(fā)達(dá)國家原油采出率在50%以上相比還有很大差距。研究高效的驅(qū)油技術(shù)和驅(qū)油用表面活性劑是現(xiàn)在和未來一段時(shí)期內(nèi)油田主要的研究方向之一[1]。

1 驅(qū)油用表面活性劑

實(shí)現(xiàn)原油開采化學(xué)驅(qū)成功與否的關(guān)鍵是表面活性劑的性能，從驅(qū)油用表面活性劑性能指標(biāo)上進(jìn)行分析，巖石表面吸附量、降低界面張力能力、耐鹽抗溫性能、價(jià)格等因素是影響該表面活性劑使用的關(guān)鍵指標(biāo)[2]。在此基礎(chǔ)上，還需要在室內(nèi)和現(xiàn)場對實(shí)際驅(qū)油能力進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。現(xiàn)階段使用較為廣泛的驅(qū)油用表面活性劑有以下兩類：非離子–陰離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑。

2 非離子–陰離子型表面活性劑

非離子–陰離子型表面活性劑的驅(qū)油性能主要取決于烷氧基的類型、親油基的類型、陰離子基團(tuán)類型和鏈節(jié)大小等。與磺酸鹽表面活性劑和羧酸鹽表面活性劑最大的不同在于，非離子–陰離子型表面活性劑具備很強(qiáng)的抗鹽性能，對于不同地層水，可以通過調(diào)節(jié)表面活性劑分子中的氧乙烯含量，達(dá)到親油、親水性能的平衡。非離子–陰離子型表面活性劑具有更為廣泛的環(huán)境適應(yīng)能力。

最早的非離子–陰離子型表面活性劑只含有氧乙烯基團(tuán)，在20世紀(jì)80年代之后，通過國內(nèi)外科研工作者的努力，在氧乙烯基團(tuán)中加入了硫酸鹽和磺酸鹽等官能基團(tuán)，使得該類表面活性劑的抗鹽能力進(jìn)一步提升，使用的濃度顯著下降。國外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，使用不同類型的助溶劑和堿，能夠降低原油表面張力到0.01mN/m，使用0.2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的驅(qū)油劑，驅(qū)油后的殘余油飽和度可以降低到50%左右；與此同時(shí)，復(fù)配使用多種含有不同官能基團(tuán)的非離子–陰離子型表面活性劑，能夠有效避免液晶和凝膠現(xiàn)象的發(fā)生。

2.1 陰離子型表面活性劑

用于驅(qū)油的陰離子表面活性劑主要包括石油磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、α–烯烴磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和石油梭酸鹽、烷基梭酸鹽。

木質(zhì)素磺酸鹽是最早用作驅(qū)油的表面活性組分，但由于該類物質(zhì)沒有長鏈親油基，因此界面活性差，在早期化學(xué)驅(qū)中曾用作犧牲劑。近年來國內(nèi)鑒于木質(zhì)素較低的價(jià)格，有通過烷基化等手段制備含長烷基鏈木質(zhì)素磺酸鹽的研究，不過對于能否取得較好經(jīng)濟(jì)成本與技術(shù)指標(biāo)之間平衡的報(bào)道極少。α–烯烴磺酸鹽是工業(yè)化較晚的表面活性劑，分子中含有雙鍵，耐鹽能力可比于聚氧乙烯烷基醇醚硫酸鹽，但界面活性比烷基苯磺酸鹽差，且價(jià)格高，因此主要作起泡劑，在泡沫驅(qū)、稠油注蒸汽開采過程（控制蒸汽竄進(jìn)和超覆）中有廣泛應(yīng)用。研究表明，α–烯烴磺酸鹽的親油基越長，高溫穩(wěn)泡能力越好。

在油田中大量使用的磺酸鹽類表面活性劑是合成磺酸鹽和石油磺酸鹽類，研究發(fā)現(xiàn)，石油磺酸鹽的最大優(yōu)勢在于生產(chǎn)成本較低、工藝操作簡單，但是缺點(diǎn)是吸附損失量較大，同時(shí)對于地層水中鹽分的抗性不足。為達(dá)到降低油水界面張力，提升驅(qū)油效果的目的，可以將上述的磺酸鹽表面活性劑和堿搭配使用，但是應(yīng)該注意，對于堿敏性較強(qiáng)的地層，需要開展儲(chǔ)層保護(hù)相關(guān)研究，避免儲(chǔ)層受到傷害。

進(jìn)入新世紀(jì)，隨著超低界面張力理論的發(fā)展，使用特殊合成工藝和原材料的新型表面活性劑相繼問世，中國石油勘探開發(fā)研究院通過變換苯環(huán)在烷烴支鏈上的位置，得到界面性質(zhì)不同的驅(qū)油用表面活性劑，而且取代位置向碳鏈中間移動(dòng)能夠明顯提升驅(qū)油效率。

2.2 其他類型表面活性劑

在使用上述兩種驅(qū)油用表面活性劑之外，油田也嘗試多種其他類型表面活性劑在驅(qū)油中的應(yīng)用。烷基多糖苷的糖聚合度在1.1～3.0，HLB值通常情況下控制在13～17，烷基多糖苷作為驅(qū)油用表面活性劑的最大優(yōu)勢在于具備較高的起泡性能，同時(shí)生物降解性能高，對環(huán)境危害小。但是單純使用烷基多糖苷的驅(qū)油效率不高，可以配合醇類和具有小親水基團(tuán)的表面活性劑共同使用，該體系受溫度和鹽分含量的影響很小。

甜菜堿表面活性劑是一種含有陰離子的表面活性劑，山東大學(xué)李干佐教授第一次提出該種物質(zhì)在降低油水界面張力方面的能力。在此之后甜菜堿表面活性劑在三次采油中的應(yīng)用得到廣泛關(guān)注。

3 結(jié)束語

隨著我國石油消耗量的增加，油田二次采油和三次采油已經(jīng)成為大勢所趨。驅(qū)油用表面活性劑在油田提高采收率中的應(yīng)用越來越廣泛，但是在驅(qū)油機(jī)理和降低界面張力機(jī)理等方面研究深度和廣度都有待提升。本文對現(xiàn)階段油田中使用較多的驅(qū)油用表面活性劑類型及作用機(jī)理進(jìn)行分析，對于從事該領(lǐng)域研究的工作人員具有指導(dǎo)意義。

[1] 曹曉春，李艷鈺，柯坤.表面活性劑在石油工程中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].當(dāng)代化工，2017，（06）：1222-1224+1234.

[2] 張文柯.表面活性劑驅(qū)油體系研究進(jìn)展[J].廣東化工，2013，（04）：164-166+169.

A Review of Surfactants for Oil Displacement

Wang Qian

TE39；TE357.46

A

1003–6490（2017）09–0137–01

2017–06–30

王茜（1984—），女，黑龍江大慶人，助理工程師，主要從事石油化工工作。