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六、调剖、堵水措施用表面活性剂
为了提高注水开发效果抑制原油含水上升速度,需要在注水井上调整吸水剖面及在生产井上进行堵水的增产措施。其中的一些调剖堵水方法,经常用到一些表面活性剂。
HPC/SDS冻胶调剖剂,由羟丙基纤维素(HPC)与十二烷基硫酸酯钠盐(SDS)在淡水中配成。
烷基磺酸钠和烷基三甲基氯化铵,分别溶于水中,配成两种工作液,先后注入地层,在地层中两种工作液相迂,产生烷基三甲基胺的烷基亚硫酸酯沉淀,封堵高渗透层。
聚氧乙烯烷基苯酚醚,烷基芳基磺酸盐等可作为起泡剂,溶于水中配制一种工作液,然后与液体二氧化碳工作液交替注入地层中,就在地层中(主要是高渗透层)形成泡沫,产生堵塞,起到调剖作用。
以季铵盐型表面活性剂作为起泡剂溶于硫酸铵同水玻璃配成的硅酸溶胶中注入地层,然后注不冷凝气体(天然气或氯气),则可在地层中先产生以液体为分散介层的泡沫,随后硅酸溶胶胶凝,就产生了以固体为分散介质的泡沫,起到堵塞高渗透层及调剖作用。
以磺酸盐型表面活性剂为起泡剂,以高分子化合物作为稠化稳泡剂,再注气体或产生气体的物质,在地面或地层生成水基泡沫,这种泡沫在油层,表面活性剂大量移至油水界面,引起泡沫破坏,故不堵油层,是一种选择性和油井堵水剂。
油基水泥堵水剂是水泥在油中的悬浮体,水泥表面亲水,当它进入出水层时,水置换水泥表面的油井与水泥作用,使水泥固化封堵出水层。为改善这种堵剂的流动性,通常加入羧酸盐型及磺酸盐型表面活性剂。
水基胶束液溶堵水剂,是由石油磺酸铵、烃类及醇类等为主要成分的一种胶束溶液,在地层中迂高含盐水,可变粘稠,达到堵水作用。
水基或油基阳离子表面活性剂溶液堵水剂,是以烷基羧酸盐和烷基氯化铵盐活性剂为主要成分,只适用于砂岩地层。
活性稠油堵水剂,它是一种溶有油包水型乳化剂的稠油,在地层迂水后产生高粘的油包水乳状液,达到堵水目的。
水包油堵水剂,是以阳离子型表面活性剂作为水包油型乳化剂,将稠油乳化在水中配成。
七、防砂措施用表面活性剂
防砂作业前,需要注一定量的由表面活性剂配制的活性水作为前置液,对地层进行予清洗,以提高防砂效果。目前常用活性剂,多数是阴离子表面活性剂。
八、原油脱水用表面活性剂
在一、二次采油阶段,采出的原油多用油包水型破乳剂。已发展了三代产品,第一代是羧酸盐,硫酸盐和磺酸盐。第二代是低分子非离子表面活性剂如OP、平平加和磺化蓖麻油等。第三代为高分子非离子表面活性剂。
九、水处理用表面活性剂
油井采出液经脱出原油之后,产出水需要经过处理才能达到回注要求。水处理的目的有六个方面,即缓蚀、防垢、杀菌、除氧、除油和除去固体悬浮物。因此,要使用缓蚀剂、防垢剂、杀菌剂、除氧剂、除油剂及絮凝剂等,涉及工业表面活性剂的有如下方面:
十、化学驱油用表面活性剂
以表面活性剂为主剂的化学驱油方法,称之为表面活性剂驱。表面活性剂主要通过降低油水界面张力,提高毛管数而起到提高采收率作用。由于砂岩地层表面带负电,所以使用的表面活性剂主要是阴离子型表面活性剂,而且大部分是磺酸盐型表面活性剂。它是使用磺化剂(如三氧化硫)将芳香烃含量高的石油馏分磺化,再用碱中和制成。其规格:活性物50%—80%,矿物油5%—30%,水2%—20%,硫酸钠1%—6%。石油磺酸盐耐温不耐盐,不耐高价金属离子。合成磺酸盐是由相应的烃类,用相应的合成方法制得。其中的α—烯烃磺酸盐,特别耐盐,耐高价金属离子。另外一些阴离子—非离子型表面活性剂及羧酸盐型表面活性剂,也可用于驱油。表面活性剂驱油要用两种助剂:一种是助表面活性剂,如异丁醇、二乙二醇丁醚、尿素、环丁砜、亚烯基苯磺酸盐等,另一种是电介质,包括酸碱盐,主要是盐,它们可减少表面活性剂的亲水性,相对增加亲油性,亦是改变活性剂的亲水亲油平衡值而起作用。为了减少表面活性剂的损耗,提高经济效果,表面活性剂驱,还要使用称之为牺牲剂的化学物质。可作为牺牲剂的物质,有碱性物质和多元羧酸及其盐类,低聚物和高聚物也可作为牺牲剂,木质素磺酸盐及其改性物是一种牺牲剂。
使用两种或两种以上化学驱油主剂的驱油方法,称之为复合驱,与表面活性剂有关的这种驱油方法有:表面活性剂十聚合物的稠化表面活性剂驱;碱十表面活性剂的碱强化表面活性剂驱或表面活性剂强化碱驱;碱十表面活性剂十聚合物的按元复合驱。复合驱通常比单一的驱动有更高的采收率。据目前国内外发展趋势分析,三元复合驱较二元复合驱有更高的优越性。三元复合驱用的表面活性剂主要是石油磺酸盐,通常还复配使用聚氧乙烯烷基醇醚的硫酸、磷酸及羧酸盐类、聚氧乙烯烷基醇烷基磺酸钠盐等,以提高其耐盐性能。近期,国内外都重视研究和使用了生物表面活性剂,如鼠李糖脂、槐糖脂发酵液等,以及天然混合羧酸盐和造纸副产碱木素等,在现场和室内试验取得了好的驱油效果。