学文网摘 要：油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油块被圈闭在油藏岩石孔隙中，作用于油珠上的两个主要力即粘滞力和毛细管力。如使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高了驱油效率。
关键词：表面活性剂 研究 实验 应用
一、前言
油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油块被圈闭在油藏岩石孔隙中，作用于油珠上的两个主要力即粘滞力和毛细管力。如使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高了驱油效率。为此提出对活性剂选择的标准：（1）低界面张力；（2）低吸附量；（3）良好的配伍性；（4）价廉，本文根据此标准优先选用阴离子和非离子表面活性剂进行了研究，并取得了较好的结果。
1.混合表面活性剂的研究
1.1木素磺酸盐与烷基苯磺酸盐B-100体系界面性质的研究
单一木素磺酸盐的碱体系，与大庆原油不能产生低界面张力。但是，木素磺酸盐与烷基苯磺酸盐B-100混合，确产生了明显的协同效应。可以看出，LS-Na（J）/B-100混合活性剂，比单一烷基苯磺酸盐体系的界面张力低，形成低张力的活性剂范围宽。驱油试验表明，在同等条件下木素磺酸盐/B-100混合活性剂的驱油效率比单一B-100体系列好。由于木素来源广，价格低，因此使用复配体系驱油可以获得优于烷基苯磺酸盐的经济效益。
1.2生物表面活性剂鼠李糖脂发酵液与磺酸盐B-100复配体系界面性质的研究
与木素磺酸盐一样，单一的鼠李糖脂发酵液的碱体系与大庆原油不能产生低张力，但生物表面活性剂与B-100有很好的协同效应，在B-100中加入少量的鼠李糖脂发酵液后，其界面张力比单一B-100降低半个数量级，且超低界面张力区加宽。另外，生物表面活性剂鼠李糖脂发酵液可以降低B-100吸附损失量，所以在设计矿场试验时，可以降低B-100的用量，且室内驱油实验也表明其驱油效率也可以到达20%（OOIP）。因此，生物表面活性剂复配体系配方可以获得较好的经济效益。
总之，由于表面活性剂的复配体系的协同效应，可以获得更好的界面活性，且降低成本。这也是我们今后进一步提高三采经济效益的发展方向之一。
2.羧酸盐表面活性剂的研究
我们对羧酸盐（包括石油羧酸盐和天然羧酸盐）表面活性剂进行了广泛地研究。实验结果表明羧酸盐表面活性剂也是一类较好的三采用活性剂，尤其是天然羧酸盐原料来自动植物油下脚料，来源广泛，价格便宜，就目前的研究状况来看，具有一定的发展前景。
3.非离子表面活性剂的研究
对聚氧乙烯型活性剂，为了研究亲水，亲油基团对油水界面张力的影响，分别测得了不同亲油亲水基团时，活性剂水溶液与正辛烷，正十六烷和大庆原油的界面张力，结果表明，亲油基碳数增加，能明显地降低油、水界面张力，这与阴离子表面活性剂的结论一致，亲水基团EO数增加，界面张力升高，三种不同的非离子表面活性剂V2-773，V2-754以及V2-403对界面张力的影响，在活性剂浓度低于CMC（分别为：0.082g/L，0.088g/L，0.076g/L）时，油水界面张力随浓度的增加而急剧下降，而大于CMC后，降低幅度就非常小了。V2-403体系与正十六烷和大庆原油间界面张力的影响，随温度增加界面张力降低，这是因为升温就等于增加了活性剂分子的亲油性，有利于分子向油水界面移动，因而能降低油水界面张力[3]。
4.大庆原油微***注伯相态研究
4.1大庆原油微***液的相态特征
通过对石油磺酸盐TRS-10、16、18和PHH进行的相态试验研究观察到大庆脱气原油具有明显的异常相态特征，即使用异戊醇和异丁醇作助剂时，虽然具有明显的从L-m-u相的，Wlnsor转相关系，但对大庆脱气原油不增溶，这种异常相态现象产生的主要原因是由于大庆原油含蜡高，重质成份含量高，而采用常规的筛选程序时选择的石油磺酸盐平均当量偏低和助剂的分子量偏低造成的。
4.2增加石油磺酸盐的平均当量将提高对原油的增溶作用
因为增溶作用的大小与增溶剂和增溶物的结构有关，与胶团数目的少有关。油相（增溶物）基本上被增溶于胶团内部，增溶量一般与胶团大小有关，形成胶团越大或其聚集数越多，则增溶量也越大。当石油磺酸盐的平均当量增加时，即增加了磺酸盐疏水端的碳链长度，根据同系物碳原子数效应，形成的胶团大小随碳链长度增加而增加，于是增溶作用亦随之而增强。在使用异戊醇作助剂时，当石油磺酸盐的平均当量从423增加到530时，只有平均当量为530的石油磺酸盐PHH能明显地提高对大庆原油的增溶作用。而且PHH的浓度从3.6%增加到14.4%时，对原油的增溶曲线都是上升的。
另一方面，随着石油磺酸盐平均当量的增加，开始形成中相的最佳含盐量也也减少，并且发现，最佳含盐量的对数值与磺酸盐平均当量具有良好的线性关系，随石油磺酸盐浓度的改变，对Logs没有影响，因此，我们绘制了石油磺酸盐的最佳含盐量与平均当量关系的标准曲线，这条曲线是使用油层原油在油层温度下试验得出。
石油磺酸盐的平均当量、浓度、含盐量与相态的关系，根据大庆油田地层水含盐量的范围1000-7000ppm，石油磺酸盐TRS-80和TRS-16形成最佳相态时的含盐量太高而不适用，TRS-18对原油的增溶量太低，只有PHH/异戊醇体系形成最佳相态时较宽的含盐量范围以及对原油的增溶作用，可适用于驱替大庆原油。
4.3高碳醇和混合醇对脱气原油相态的影响
通常在溶液中加入醇类等极性有机物质、则在表面活性剂的CMC以上会发生增溶作用；不易溶的醇类有机物将溶于胶团中，增溶作用一般会使胶团胀大，从而使胶团的聚集数增加，直至达到醇的增溶极限为止。而加入高碳醇，如正辛醇，还会加强石油磺酸盐疏水端的亲油性，因此，在水介质中，石油磺酸盐与溶剂之间的非相似性越大，则聚集数越大，增溶油的能力越强，对8%TRS-18与异戊醇和异丁醇的体系，加入1%的正辛醇对大脱气原油的增溶量明显增加。为了研究高碳醇（正辛醇）在混合醇中的含量对增溶原油的影响，使用石油磺酸盐TRS-18、PHH和P-HMW在不同的正辛醇/异戊醇之比条件下，进行相态试验。结果表明，随着正辛醇/异戊醇之比增加，对原油的增溶作用增强，直到达到对原油的增溶极限为止，之后进一步增加正辛醇·异戊醇之比，W1型微***液转变为W1型微***液，即油外相微***液。在确定最佳相态下的正辛醇/异戊醇之比后，进行了含盐量与相态关系的试验。结果表明，随着含盐量增加，对原油的增溶量增加，同时形成中相的含盐量范围也扩大了。无论对TRS-18/混合醇体系，PHH/混合醇体系，还是PHMW/混合醇体系，都可在1000-9000PPM、NaCl范围内形成中相，这种配方完全能够适应大庆油田地层水含盐量的变化范围。
三次采油用表面活性剂用的石油羧酸盐可以降低油水之间的界面张力，从而提高原油的采收率，其来源广价格低，在强化采油中占有及其重要的地位。所以，有针对性地加速研究适合于提高原油采收率的烷基羧酸盐类阴离子表面活性剂，是深度开发利用油田资源的重要研究课题，是保持油田可持续发展的根本条件。
参考文献
[1] 郭东红，张雅琴，崔晓东，辛浩川. 三次采油用重烷基苯磺酸盐表面活性剂的协同效应[J]. 应用化学. 2003（01）.
[2] 田燕春，杨林，杨振宇，韩桂华，李茜秋，鹿守亮. 表面活性剂同系物体系对原油界面张力的影响[J]. 日用化学品科学. 2000（S1）.
作者简介：姓名：南争博，性别：男 学历：本科 专业：电气自动化 现职称：助理工程师。
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