表面活性剂在三次采油中的运用探析

表面活性剂在三次采油中的运用探析

董倩

大庆油田有限责任公司第二采油厂第七作业区 163000

摘要：为了进一步研究表面活性剂在三次采油中的作用，本文采用不同浓度的表面性活性物质对油液的分散性、乳化性以及油水界面的疏水性进行研究。在两种不同条件下，油油界面对表面的活性影响大小不同，在三者中，表面张力的增加对乳化能力的影响最大，当表面压力达到一定值时，乳化力会增大，而油的润湿性会降低。通过采用不同的表面型表面剂对三次油进行表面改性，来改变三次采收油中的乳化油质，从而改善三次油田的采收率。

关键词：表面活性剂；三次采油；驱油机理；应用

引言：表面活性剂在油田的开采中有着广泛的应用，但是随着油田开采的不断深入，表面化学活性物质的种类和数量也在不断增加，因此在本次研究中，我们选用了表面极性表面氧化剂和表面羟基表面酯类表面剂，通过研究表面修饰在油品中的效果，发现表面的极性和表面羧基对油的活性有很大影响，这和我们所知道的表面官能团和化学键的组成有很大的关系。

1三次采油方法分类

1. 化学驱

1.1表面活性剂驱

表面活性剂驱油是通过将水溶液注入表面，将油油之间的界面张力降到最低，使油的表面张力被打破，进而使水的油膜被截断，从而有效提高油层的粘度，减少油滴的蒸发，提高水的质量。

1.2复合驱油法

复合驱油法是将表面活性剂与两种或两种以上的驱替剂混合，在驱除油液中添加表面羟基或氨基，并进行表面处理，使其分散在油水混合物中。

1.3碱驱

在进行三次采油过程中，碱驱法是最常用的方法之一。碱液在注入油层时，会生成大量的水，然后进入油中，随着油水混合，水会形成水包油膜，在油液的作用下，油相会从油底脱落，最后进入水下，进入油气中。

1.4聚合物驱

聚合物驱又称为聚合物胶体驱，是指一种聚合物的制备方法，它将聚合物分子的化学键结合到聚合物上，进而对聚合物进行改性，从而得到一种具有高分子量聚合物粒子的驱油方法。

1.5气驱

气驱是一种利用气态液体的流动来实现油液分离和分离的方法，该方法不需要外界刺激，可以实现石油的分离。气力作用可以提高油的转化率，减少油液的损失，从而降低油层的渗透率。

1.6热力采油驱

热力采油驱的基本原理是:利用低温高压的热力驱驱使油液在压力、温度、压力等环境条件不变的情况下，通过高压蒸汽，使采出油中的油分子通过冷凝器从油箱中排出，以达到油的驱油目的。

1.7微生物法

微生物法是利用微生物的活性，通过在油层中通过微生物表面活性剂的吸附作用，使油样中的油质成分通过表面张力、吸附性、渗透性等作用于油品的表面，从而改善油藏质量，提高采收率。

2表面活性剂的分类

2.1非离子表面活性剂

非离子表面活性剂，又称水溶液表面含油剂、油滴表面有油包水和油膜表面表面带有油分子的固体表面。非水表面剂的物理性质与水相的表面张力和水分子之间的静电相互作用有关。水滴的粒径在20~30nm左右，通过摩擦，水的粒子在水包油表面均匀分布。它具有乳化，乳化和分散等特性。表面油的性能通常取决于表面疏水性、表面亲水性和表面稳定性。表面化学性质是表面能的体现，由表面的疏密性决定，疏油性是油品在润湿的条件下表面粗糙度的增强。

2.2阴离子表面活性剂

阴离子表面活性剂是将阳离子与阴极之间的电化学效应和表面张力作用相结合，从而可以有效抑制阴限性油和有机污染物的生成，从而达到降低油品中的杂质含量，降低挥发性物质的含量的目的，而且能够提高油藏中的原油质量。目前，阴电表面反应剂有很多种，如硫酸钠、硫酸锰、尿素、磷酸盐等，其中硫酸根离子是阴电极的活性物质，硫酸钾则属于阳电极，其表面的含氧官能团是硫酸的3倍，所以硫酸铜是常用阴阳极表面催化剂[²]。

2.3阳离子表面活性剂

阳离子表面活性剂是表面性表面化合物的总称，是一种具有高度亲水性的表面化学活性化合物，是一类能够与油相接触的表面剂。通过不同的表面电荷的吸附和扩散，使油的分子链发生化学键合，形成稳定的胶体，从而提高油藏的稳定性。与表面有机配体相比，阳极表面具有较好的化学稳定性和生物相容性，且易被水解，可以与原油中的水相反应。此外，其化学性质稳定，在酸性溶液中，与水进行反应，不会发生反应生成难溶性有机化合物[3]。

2.4两性离子表面活性剂

两性离子表面活性剂是一种表面能较高的表面化学活性材料，其能带结构与天然聚合物的表面结构相似，可以用于气体吸附、催化、吸附和吸附分离，而不需要外加剂。要用于化学吸附，但分子结构较为单一，不能直接应用于溶剂、有机溶剂和有机配体等领域。在生产生活中，两性表面张力剂可以被用来催化或吸附有机物。在吸附剂中，主要的组分为丙烯酸和丙烷，是两性阴离子交换的主要载体，也是两性阳离子络合剂的组成部分，在水、油等溶剂中作为吸附载体的两性溶液，具有优异的催化性能。

3表面活性剂在三次采油中的运用

在油田生产中,生产过程中的石油产品主要分为两类:一类是非油品,一类为油类产品。油类包括油相和油液。由于油在石油生产中的含量较多,石油油的成分复杂,含油量也较高,因此油层中油和水的组分对油的质量起着至关重要的作用。在原油生产的过程中,油水混合液中的油种和含水率是重要的影响因素。表面活性剂在三次采油中,使用最广泛。在两次采区中使用最多的是氧化剂,氧化还原反应是最常见的,而且它们在油层中起着非常重要的作用。氧化氧化反应的特点是对油的吸附、吸附和沉淀,并且在催化过程中不发生反应。 氧化过程主要是在氧化层的表面发生,然后在表面形成一层氧化膜。这主要是氧化碳和氧化硅在溶液中的结合。此外,表面化学的另一个重要组成部分是表面电荷,它与氧气结合,以形成稳定的氧化系统,并促进活性物质的氧化。它还与氧化氢和氧气反应,生成氧化性中间体。

表面活性剂在三次采油中的运用研究，主要是对油品表面的活性进行研究。在油液中加入表面极性物质对乳化油具有很大的效果。在第一次采下油后，油膜表面会形成一层表面孔，然后油层中的油被乳化剂表面吸附，使其表面发生油水分离。油中乳化物质表面的存在可以为油的乳化提供有利条件，防止油滴在乳化过程中被油分子吸收，从而提高油在表面乳化能力。表面力的产生主要是由于油包水分子在水的吸附和水油界面之间的作用力，由于水包油表面产生的表面张力，使得水滴的表面能被表面分子所吸附。但是，在二次采中，表面电荷的增加会导致油与油之间发生分离，并导致油流的分离率降低，最终导致乳化效果下降。因此，需要用表面效应来提高乳化效率。由于表面作用作用于油腔中油柱表面，使油发生氧化反应，而油溶性表面则能够形成油和油乳的结合，形成稳定的油油相，实现油润湿的目的。

利用表面活性剂在油田的利用,在对油田进行采收时,利用油层的表面作用来对原油进行开采,提高采收率,从而提高原油的采收质量。但油藏的深层结构却非常复杂,其对油品的选择性非常差,而且对采油过程的影响非常大,使得油井在采收过程中的稳定性变得非常困难,油水分离效率低,对生态环境造成不可估量的损失。因此,为了实现油田的油液分离,采用表面吸附剂和表面氧化剂来提高油的分离效果,是提高油田采收效率的必经之路。

结束语：

表面活性剂作为一种表面化学添加剂，能够提高油品的流动性、分散性、稳定性，并且可以改善油中活性组分的分布。在进行三次采油过程中，由于表面分子的相互作用，油层中会形成大量的油包水，并产生大量的水垢，严重影响油田的生产，因此，将表面改性剂用于三次油中的乳化和乳化效果是非常有必要的。

参考文献:

[1]隋智慧.三次采油用表面活性剂的制备与应用及其进展[J].日用化学工业，2003(2):105-109.

[2]王海峰.新型Gemini表面活性剂在三次采油中的应用前景[J].油气地质与采收率，2003(6):59-61.

[3]南海明.三次采油用表面活性剂研究[J].日用化学品科学，2009(3):18-20.