由于三次采油利用了表面活性剂降低油水界面张力,可使原油采收率提高到80%～90%,因此这是一种既可行又有前途的方法。目前三次采油研究中所用表面活性剂的种类以阴离子型最多,其次是非离子型和两性离子型,应用最少的是阳离子型,以下分别讨论它们的应用及其特点。

. 1 EOR中用表面活性剂的类型及特点

2.1.1 阴离子表面活性剂三次采油中阴离子表面活性剂,其分子结构中离子性亲水基为阴离子,这类阴离子亲水基组成的盐有磺酸盐?1?0羧酸盐?1?0硫酸(酯)盐?1?0磷酸(酯)盐。阴离子表面活性剂可用于各种表面活性驱中,其中应用磺酸盐型最多,而在磺酸盐型阴离子表面活性剂中,以石油磺酸盐型最为普遍。这是因为它的浊点很高,在砂岩表面上吸附少,成本较低,界面活性高,耐温性能好,但抗盐能力差,临界胶束浓度(cmc),在地层中的吸附?1?0滞流和与多价离子的作用,导致了在驱油过程中的损耗。

2.1.2 非离子表面活性剂其亲水基为非离子性基团,常见的有醚键?1?0酯键?1?0酰胺键或羟基等,该类基团的种类和数量或长度,以及两亲水基之间的碳链都可不同。由于非离子性基团的亲水性要比离子性基团差的多,因此非离子性表面活性剂要保持较强的乳化作用,其分子结构中一般含有多个非离子性亲水基,形成含许多醚键?1?0酯键?1?0酰胺键或羟基或者它们相互组合的结构。常用品种有脂肪醇系列聚氧乙烯醚?1?0烷基酚系聚氧乙烯醚?1?0烷基酚系聚氧乙烯醚甲醛缩合物?1?0聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段***聚物?1?0烷基酰胺型?1?0聚氧乙烯聚氧丙烯醚亚砜?1?0烷基 (聚)配糖物?1?0油酸聚氧乙烯酯等。这类表面活性剂的优点是抗盐能力强?1?0耐多价阳离子的性能好,cmc 低,但在地层中稳定差,吸附量比阴离子表面活性剂高,而且不耐高温,价格高。

2.1.3 两性表面活性剂这类表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现两性,常用的有甜菜碱型两性表面活性剂等。由于该种表面活性剂对金属离子有螯合作用,因而大多数都可用于高矿化度?1?0较高温度的油层驱油,且能大大降低非离子型与阴离子型活性剂复配时的色谱分离效应,但同样有价格高的缺点。

2.2 增效剂和其它助剂 强化采油用的驱油液以表面活性剂为主要添加剂,同时还需要少量其它助剂,如增效剂?1?0水溶性高聚物?1?0碱?1?0电解质和牺牲剂等。

2..2.1增效剂它的作用是弥补表面活性剂在使用性能上的不足,如增加溶解性,抑制表面活性剂氧化和水解等。使用离子型表面活性剂制备微乳液时,通常要加入一定的助表面活性剂。作增效剂的常为同主表面活性剂不同类型 (结构或离子性不同)的表面活性剂 (用量同主表面活性剂相比少得多),以及具有极性的中等链长的双亲有机物,如醇?1?0酸?1?0酚?1?0酮?1?0胺?1?0砜等,有的甚至还加增塑剂?1?0超塑剂?1?0脂脂酸皂类等,其中以醇最为常用,研究得最多。

2.2.2水溶性聚合物它用作增稠剂,以控制驱油液的粘度,提高驱油液的堵漏效率。常用的有聚丙烯酰胺以及丙烯酰胺与其它有机物如乙烯吡咯烷酮?1?0甲基丙烯酸等的***聚物。

2.2.3碱碱能显著地降低表面活性剂在驱油过程中的吸附和沉淀,同时能除去原油中的酸,增加原油对表面活性剂的界面活性。常用的有NaOH?1?0Na2CO3?1?0NaHCO3?1?0或Na2SiO3等。

2.2.4 电解质电解质的加入旨在与油形成不混相的油相?1?0水相和微乳液三相体系,以便分离。

2.2.5 牺牲剂为了避免表面活性剂在强化采油过程中被岩层吸附,在加入正式表面活性剂驱油液之前加入廉价的起牺牲作用的表面活性剂,使之先被岩层吸附,以减少正式表面活性剂的损耗。如可加入木质素及其改性产品?1?0石油羧酸盐等。