低滲透油藏表面活性劑驅油技術及應用

本書通過對驅油用表面活性劑的特征、合成、性能檢測及后續處理等內容闡述，突出了對于低滲透油田表面活性劑驅油技術，需要解決的技術難題： （1）確定合適的低滲透油田應用中合理的油水界面張力范圍； （2）通過表面活性劑分子結構設計與優化，解決復合表面活性劑因色譜分離現象的存在而引起的驅油效率低的問題，以及驅油劑產品的綠色化生產問題； （3）設計合適的注入工藝，實現室內研究與現場試驗的無縫對接，解決室內試驗與現 場試驗差距大的問題； （4）重點解決表面活性劑驅油后提高原油產量的技術評價體系。 本書具有很強的實用性。

在油氣井鉆探、開采和集輸過程中，常常會遇到各種問題，嚴重影響油氣田開發所追求的高產、穩產。其中有很大一部分問題是由所使用的油田化學品的性能不好或使用不當所造成的。因此，研究油田化學品的性質及現場應用具有十分重要的意義。根據我國油藏特點，經過對注水開發油田提高石油采收率的兩次潛力分析，確定了化學驅為我國油田提高石油采收率的主攻方向。經過四十多年的努力，我國化學驅提高石油采收率技術取得了重大進展。為加強化學驅基礎研究，中國石油天然氣集團公司和中國科學院共同承擔了國家“973計劃”項目——“大幅度提高石油采收率的基礎研究”，在強堿驅油劑體系研制、油藏精細描述、滲流機理和模擬研究等方面取得了重大突破，復合驅工業化礦場試驗相繼展開。
目前，以提高采收率為目的的各種強化采油技術已經逐漸成為我國油田開發的主導技術。驅油用表面活性劑的合成與應用受到廣泛的關注，使其迅速崛起，成為油田化學一個獨立的重要分支。
全書共分7章。第1章主要介紹了提高采收率的原理及分類；第2~4章綜述了驅油用表面活性劑的性質及特征、驅油用表面活性劑的合成與性能檢測、低滲透油藏表面活性劑驅的應用；第5章論述了表面活性劑驅產出液的破乳與污水處理技術；第6章討論了低滲透油藏表面活性劑驅油技術的發展；第7章介紹了驅油用表面活性劑的定性和定量分析方法。
本書全面總結了多年來驅油用表面活性劑研究的主要技術成果，但由于復合驅用表面活性劑合成、性能與開發應用涉及諸多學科領域，許多問題還沒有定論，有待繼續研究和探討。由于作者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請從事化學合成和三次采油研究方面的各位專家批評指正。

許人軍
2023年6月

本書對提高采收率技術的原理及分類等進行了簡要介紹，重點闡述了驅油用表面活性劑的性質及特征、驅油用表面活性劑的合成與性能檢測、低滲透油藏表面活性劑驅的應用、表面活性劑驅產出液的破乳與污水處理技術、低滲透油藏表面活性劑驅油技術的發展、驅油用表面活性劑的定性和定量分析方法等內容，全面總結了多年來驅油用表面活性劑研究的主要技術成果。
本書適合從事油田化學品研制的研究人員使用，同時可供石油、油田化學、精細化工等專業師生參考。

第1章概述001
1.1提高采收率的原理和方法分類001
1.1.1提高采收率的原理001
1.1.2提高采收率的方法分類002
1.2水驅后殘余油的受力情況003
1.2.1毛細管力003
1.2.2黏附力003
1.2.3內聚力003
1.3表面活性劑驅油機理004
1.3.1降低界面張力機理004
1.3.2乳化機理004
1.3.3聚并形成油帶機理004
1.3.4改變巖石表面的潤濕性機理004
1.3.5提高巖石表面電荷密度機理005
1.3.6改變原油流變性機理005
1.4表面活性劑驅油方法的分類和現場應用簡介006
1.4.1表面活性劑驅油方法的分類006
1.4.2表面活性劑驅油現場應用簡介008

第2章驅油用表面活性劑的性質及特征016
2.1表面活性劑的分類016
2.1.1傳統表面活性劑016
2.1.2新型表面活性劑023
2.2表面活性劑溶液的性質024
2.2.1表面和界面張力025
2.2.2表面活性劑的臨界膠束濃度027
2.2.3表面活性劑的效能和效率029
2.2.4表面活性劑在界面上的吸附034
2.2.5表面活性劑的溶解性040
2.3驅油用表面活性劑的發展現狀044
2.4國外驅油用表面活性劑產品簡介047
2.4.1常規驅油用表面活性劑047
2.4.2泡沫驅用表面活性劑049
2.4.3碳酸鹽油藏用表面活性劑049
2.5國內驅油用表面活性劑產品及其現狀050
2.5.1國內驅油用表面活性劑產品050
2.5.2國內驅油用表面活性劑的生產情況052
2.5.3國內驅油用表面活性劑存在的問題053
2.6驅油用表面活性劑的發展趨勢054
2.6.1對傳統表面活性劑的改性合成和復配054
2.6.2開發適應高溫、高鹽和低滲透油藏的表面活性劑產品054
2.6.3開發高效、廉價和環境友好型表面活性劑055
2.6.4多功能表面活性劑的開發055

第3章驅油用表面活性劑的合成與性能檢測056
3.1表面活性劑的合成056
3.1.1陰離子型表面活性劑056
3.1.2陽離子型表面活性劑(長鏈脂肪族季銨鹽類)060
3.1.3兩性離子型表面活性劑061
3.1.4非離子型表面活性劑063
3.1.5Gemini型表面活性劑064
3.2驅油用表面活性劑的性能檢測066
3.2.1試驗儀器設備、試劑和材料067
3.2.2溶解性測定068
3.2.3界面張力測定068
3.2.4耐鹽性能和抗二價陽離子性能測定070
3.2.5熱穩定性測定072
3.2.6吸附滯留量測定074
3.2.7驅油試驗077
3.3驅油用表面活性劑的技術指標079
3.3.1產品技術指標079
3.3.2驅油技術指標081

第4章低滲透油藏表面活性劑驅的應用082
4.1低滲透油藏的特性082
4.1.1低滲透油藏的分類082
4.1.2低滲透油藏的儲層參數083
4.1.3低滲透油藏原油性質085
4.1.4低滲透油藏地層水的性質085
4.1.5低滲透油藏開發現狀及存在的難題086
4.2低滲透油藏提高采收率方法篩選087
4.2.1世界EOR項目調研087
4.2.2篩選標準088
4.2.3提高采收率方法篩選088
4.2.4我國低滲透油藏提高采收率方法的注入方式089
4.3低滲透油藏驅油用表面活性劑的特征090
4.3.1低滲透油藏溫度和礦化度的劃分090
4.3.2適合低滲透油藏驅油用表面活性劑的特點092
4.3.3低滲透油藏驅油用表面活性劑096
4.4表面活性劑驅的注入方案097
4.4.1試驗區的選擇和資料收集整理097
4.4.2表面活性劑的篩選及配方的確定098
4.4.3注入參數優化099
4.4.4注入層段和配注量102
4.4.5表面活性劑用量計算102
4.4.6最大注入壓力的確定102
4.5低滲透油藏表面活性劑驅的注入工藝103
4.5.1地面設備103
4.5.2注入參數104
4.6表面活性劑驅油的動態監測和效果評價105
4.6.1動態監測105
4.6.2效果評價方法106
4.6.3效果評價實例111

第5章表面活性劑驅產出液的破乳與污水處理技術115
5.1表面活性劑驅產出液的界面特征115
5.1.1產出液界面張力降低115
5.1.2產出液油水界面膜強度增大116
5.1.3zeta電位的變化116
5.2表面活性劑驅產出液的破乳技術與應用116
5.3表面活性劑驅產出污水的處理技術與應用119
5.3.1油水分離技術的改進120
5.3.2研制新型化學藥劑120
5.3.3開發新型吸附材料122
5.3.4培養新型活性污泥123
5.3.5開發高效污水處理裝置/工藝123
5.3.6其他處理方法125

第6章低滲透油藏表面活性劑驅油技術的發展126
6.1低滲透油藏表面活性劑驅油新技術126
6.2低滲透油藏表面活性劑驅油技術與其他增產技術的聯合應用128
6.2.1調剖、調驅技術129
6.2.2堵水技術131

第7章驅油用表面活性劑的定性和定量分析方法133
7.1表面活性劑的定性分析和化學分離133
7.1.1表面活性劑產品的定性分析134
7.1.2表面活性劑的化學分離135
7.2單一表面活性劑的定量分析138
7.2.1陰離子型表面活性劑138
7.2.2非離子型表面活性劑140
7.2.3兩性離子型表面活性劑142
7.2.4陽離子型表面活性劑143
7.3表面活性劑復配體系的含量分析144
7.3.1磺酸鹽型-羧酸鹽型144
7.3.2磺酸鹽型-非離子型（聚氧乙烯類表面活性劑）145
7.3.3磺酸鹽型-兩性離子型147
7.3.4兩性離子型-非離子型148

參考文獻150