表面活性劑在提高油田采收率中的應用

金世叔 王立超

【摘要】隨著我國經濟的日新月異和人民生活水平的不斷提高，對于能源的需求正在快速的增長，特別是對于石油資源的需求正在以幾何數的形式增加，但國內各大油田的產量正在持續下降，這就使得需要進一步開采非常規油氣資源，表面活性劑作為動用難采儲量的有效方法，得到了廣泛的應用。本文從不同表面活性劑的特點出發，切實跟進研究情況，對表面活性劑的未來發展方向提出了一些建議。

【關鍵詞】表面活性劑;采收率;研究進展

近年來，我國經濟發生了翻天覆地的變化，人民生活水平日新月異，隨著而來的就是對于能源的需求不斷提高，特別是對石油的需求量上持續保持高增長態勢，國內石油難以完全滿足供給需求，對外依存度不斷提升，國內老油氣田經過多年的開采，采收率成不斷下降的趨勢，而國內剩余可采儲量主要分布在高溫、高壓、低滲等難采儲量上，動用程度低，開采難度大。化學驅表活劑驅油技術作為目前較為成熟的驅油技術和最有潛力的研究方向，有很多的技術優勢，當然也存在一定程度的劣勢。本文綜述了表活劑的技術特點和目前的研究應用狀況，并對表活劑的未來發展方向進行展望。

一、 表面活性劑在石油開采領域中的應用

表面活性劑作為油氣開采過程中的一種添加元素，起到的主要作用就是降低界面張力、改變潤濕性、產生氣泡和乳化的作用，通過親水基團和親油基團的分布排列和改變，達到潤濕驅油的目的，從而提升油田的采收率。

1、 降低界面張力

表面活性劑作為一種重要的驅油添加劑，其最主要的特點就是滲入能力，能夠降低巖石表面接觸角，提升活性劑進入儲層毛細管的能力，進而改變毛細管的界面張力情況，實現對低滲透儲層的改善，提升低滲透儲層的開采效率。二十世紀四十年代，國外學者就開始了對于表面活性劑與采收率之間的作用研究，到上世紀七十年代，通過實驗驗證了這一觀點的可行性，得出表面張力小于0.001mN/m時，可以大幅提高采出程度，實現采收率的提升，也就是說界面張力的平衡狀態對于采收率的提升具有重要意義。

2、 改變潤濕性

儲層的親油、親水性質是采收率提高的另一個大因素。一般來講，親水性的儲層相對于親油性的儲層更容易流動，驅油效果也更加的好些。選擇合適類型的表面活性劑，將儲層內油氣水的分布進行人為的調節，實現親水親油性質的改變，降低孔隙流動的壓力，實現潤滑作用，提高流動速度，改變潤濕性，實現增油的目的。

3、 產生泡沫

在鉆井行業可以使用泡沫型鉆井液，實現欠平衡鉆井，提升鉆機的效率和對于地層的鉆進過程中的污染漏失問題，從而將鉆井過程中泥餅對于井壁的侵蝕縮小，減少對于后期開采的影響，實現易漏地層泡沫液的排出和油層保護的實現，為后期的開采提供最優化的生產條件。

4、 乳化作用

在鉆井過程中，最常使用的鉆井液就是利用表面活性劑調配而成的油包水鉆井液。在疏松過程中，表面活性劑可以對稠油進行乳化降低粘度，降低鉆井運輸成本。在一定條件下，表面活性劑能夠提高流動速度，降低流速阻力，實現儲層鉆進過程的加快，減少與地層接觸時間，為后期開采提供有力的條件。

二、 三次采油過程中表面活性劑的研究應用

上世紀二十年代開始，國外學者研究發現加入表面活性劑能夠有效的提升原油的采收狀況。到上世紀六十年代，表面活性劑的合成與應用開始從實驗室步入工業應用，相應的評價手段和實驗方法得到了進一步的完善。到本世紀，表面活性劑的理論研究日趨成熟，生產和應用成本進一步降低，為大規模推廣和應用奠定了基礎。

1、 陰離子表面活性劑

常規的表面活性劑由于成本低、效果良好，已經被廣泛應用于油田開采的過程中，但由于陰離子表面活性劑對于溫度和鹽度較為敏感，所以在堿性和高鹽條件下驅油效果不佳。

為了進一步提升陰離子的適用范圍，國內外學者對分子結構進行了重新的設計，在一定程度上使得陰離子表面活性獲得了較好的抗鹽能力。

2、 陽離子表面活性劑

陽離子表面活性劑是一種普遍應用于工業領域的活性劑，研究和應用的范圍非常的寬泛，陽離子表面活性劑具有較好的抗溫和耐鹽能力，對于儲層的吸附也較低，具有良好的開采效果，但成本相對于陰離子表面活性劑來講，成本較高，限制了在三次采油過程中的應用范圍。

3、 生物表面活性劑

生物表面活性劑，顧名思義就是利用了生物酶可降解可再生的理念，實現了常規陰離子表面活性劑的低成本和陽離子表面活性劑的抗溫、抗堿特性，且具有安全環保的優點。但由于其起步較晚，目前工業化規模不夠，相應的成本較高不具有價格優勢，還需要進一步研究和推廣，有待于觀察其在三次采油中的驅替效果。

4、 復合驅油活性劑

復合驅有活性劑是在常規活性劑的基礎上，采用了低成本方式替代原有的高價格藥劑，減少了開采過程中藥劑的使用量，增強了原油的流動活性，減少了原油在開采過程中磨阻對于能量的損耗，提升了石油開采的穩定性，實現了經濟效益的再提升。同時，由于降低了石油與水之間的張力作用，提升了驅替效率，使石油的開采效率大大提升。

三、 結束語

表面活性劑驅油作為對難采儲量開采的技術手段之一，能夠提升油氣開采效率。隨著難采儲量的進一步開發需求的明確，表面活性劑的低成本高效率將進一步發揮作用，對于抗高溫、高壓及抗鹽的能力則會有更高的要求。進一步開發適應于不同油藏特點的表面活性劑技術能夠在最大程度上提高采收率狀況，對于國家能源安全戰略的支撐具有重要意義。

參考文獻

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