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表面活性剂在油田中的应用
发布日期:2020-7-30 15:20:49     已有  阅读过本文



摘要:综述了表面活性剂在油田中的应用。在钻井中,表面活性剂用作起泡剂、乳化剂、页岩抑制剂、润滑剂等;在采油中,表面活性剂用作驱油剂、培水剂、酸化添加剂、压裂添加剂、防蜡剂、乳化降粘剂、解堵剂等;在原油集输中,表面活性剂用作破乳剂、消泡剂、除油剂、防垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等。同时介绍了油田用表面活性剂的发展趋势。  
         
原油的生产可分成钻井、采油和集输三个过程。在这些生产过程中都存在不少的问题,需用化学方法解决。在所用的化学方法中,用到各种化学剂。在这些化学剂中表面活性剂是最重要的一类化学剂。这里介绍在钻井、采油和集输过程中使用的表面活性剂。 
        
2、采油过程中使用的表面活性剂       
  
2.1 驱油剂   
     
驱油剂是指为了提高原油采收率而从油田的注入井注入油层,将油驱至采油井的物质。
用表面活性剂配成的驱油剂是一类重要的驱油剂。表面活性剂是通过低界面张力、乳化、润湿反转、增加岩石表面电荷密度等机理提高原油采收率的。可用表面活性剂配成活性水、胶束溶液、微乳状液等类型的驱油剂使用。配制驱油剂所用的表面活性剂主要为阴离子型表面活性剂,大多用石油磺酸盐和石油羧酸盐。前者是将芳香烃含量高的石油或石油馏分磺化、中和制得;后者是将石油或石油馏分氧化、中和制得。
此外,还可用非离子型表面活性剂如聚氧乙烯辛基苯酚醚(如OP-10、OP-15)等和山梨糖醇酐单油酸酯聚氧乙烯醚(如Tween80)等配制驱油剂。          

2.2 堵水剂          

堵水剂是用于封堵油层的大孔道或裂缝以减少油层产水的物质。可用表面活性剂配成的堵水剂有下列几种:  

1)泡沫
由水、气和起泡剂配成,它在地层是通过Jamin效应(气泡或液珠通过地层孔隙喉道时需变形而产生的阻力效应)封堵高渗透层或裂缝。

2)乳状液
由水、油和乳化剂配成,它也是通过Jamin效应起封堵高渗透层的作用。

3)沉淀
由含羧基的表面活性剂(如脂肪酸皂、环烷酸皂、松香酸皂等与油层中高含钙、镁的地层水产生的沉淀。          

2.3 酸化用添加剂         

为了提高油层的渗透性,可用酸处理油层。在酸处理油层的酸液中需加入若干添加剂以改进酸液的性能。与表面活性剂有关的酸液添加剂有下面几类:        

1)缓速剂 
可用表面活性剂(如脂肪胺盐酸盐和非离子-阴 离子型表面活性剂)作缓速剂。这些表面活性剂通过它在地层表面吸附从而减小酸与地层的反应速率。    
   
2)缓蚀剂 
可用阳离子型表面活性剂作缓蚀剂,如松香胺盐酸盐、1-聚氨乙基-2-烷基咪唑啉、烷基氯化吡啶、烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯烷基胺盐酸盐等。这些缓蚀剂通过吸附起缓蚀作用。

3)防乳化剂 
通过有分支结构的表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺等吸附在原油与酸的界面上,使酸化过程形成的液珠易于聚并,从而防止乳状液的生成。   

4)粘土稳定剂 
在粘土稳定中所使用的表面活性剂型粘土稳定剂与钻井液中所使用的表面活性剂型页岩抑制剂相同。       

5)助排剂 
助排剂是使酸化后的乏酸易从油层排出的化学剂。表面活性剂是理想的助排剂。这类表面活性剂耐酸、耐盐,使在浓酸和高含盐的条件下,仍能有效地降低界面张力,减小由油珠产生的Jamin效应,使乏酸易从地层排出。常用的助排剂包括胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型表面活性剂。但最好的助排剂是含氟表面活性剂,因含氟表面活性剂可使界面张力降得更低,使乏酸更易从地层排出。        

6)防淤渣剂 
酸中的H+和Fe3+可与油中的胶质与沥青质反应产生淤渣,可用油溶性表面活性剂如脂肪酸、烷基苯磺酸等作防淤渣剂,通过防淤渣剂吸附层,减小了酸与油的接触,防止淤渣的生成。       
 
7)润湿反转剂 
润湿反转剂是指能改变油层表面润湿性的化学剂。在酸化中它主要用于油井。酸液中的缓蚀剂在油井近井地带吸附可将油层的亲水表面反转为亲油表面,减小了地层对油的渗透性,影响酸化效果。可用润湿反转剂消除这种影响。
表面活性剂型润湿反转剂是常用的润湿反转剂,它主要通过在油层表面吸附第二吸附层而起润湿反转作用。例如可用聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚与磷酸酯盐化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚的混合物作酸化的润湿反转剂。



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