表面活性劑在石油開采中的應用

陳倩倩

摘 要：目前石油化工領域對表面活性劑的合成應用研究非常重視，由于表面活性劑驅油的獨特優越性，日產量將會超過聚合物。但在具體使用過程中，要結合不同的油藏地質情況，加強對表面活性劑的合成技術、生產工藝、現場應用的研究，對于推動采油技術的研發和現場應用具有重要意義。本文主要闡述了表面活性劑的相關概念，然后結合實際分析表面活性劑在石油開采活動中的應用。

關鍵詞：表面活性劑;石油開采

引言

我國一直以來對石油開采過程的相關技術投入大量研究精力，以期提升開采效率、質量和安全，并滿足不同應用要求。其中，石油表面活性劑就是石油開采過程中的關鍵性輔助材料，隨著表面活性劑的應用越來越廣泛，對其性質及使用方法進行深入研究，非常有必要。

一、表面活性劑的概念與應用

石油資源是一種重要的戰略資源，對國家的經濟發展和人民生活水平地提高具有重要作用。然而它并不是取之不盡，用之不竭的，隨著勘探開發程度的加深，開采難度會逐步加大，因此提高石油采收率不僅是石油工業界，而且是整個工業界普遍關心的問題。而在石油開采中，表面活性劑的主要功能是附著于原油表面，然后其成分與原油中部分物質發生反應，以達到驅油、堵水等作用。總體來說，各類表面活性劑有以下幾點應用價值：

（一）操作方便成本低

以驅油劑、堵水劑為代表的表面活性劑都具有操作便捷的優勢，通過相關設備直接添加到原油內，便可以起到相應的作用。同時，隨著相關技術不斷發展，雖然表面添加劑在石油開采行業中的應用率、應用量都比較高，但是低廉的成本讓其具有很好的性價比優勢。

（二）類型豐富適用面廣

在現代社會環境下，人們對石油資源的利用率越來越高，針對不同應用領域，在石油開采用到的方法也不同。其中不同的石油開采要求則通過不同的表面活性劑來滿足，當今可應用于石油開采作業的表面活性劑類型豐富、功能多樣，具有很強的實用性。同時，為了進一步提升石油開采質量和效果，在石油開采不同環節用到的表面活性劑也不同。

（三）采油用表面活性劑

與鉆井用表面活性劑相比，采油用表面活性劑品種和數量都相對較少，特別是一些酸化和壓裂用產品。在壓裂用表面活性劑中，膠凝劑研究以改牲天然植物膠和纖維素為主，也包括各種合成聚合物如聚丙烯酰胺。近年來，國外在酸化液表面活性劑領域發展相對緩慢，研究開發的重點集中在開發酸化用緩蝕劑，其特點是利用現有原料改性或復配緩蝕劑，其開發的共同點是原料和產品無毒或低毒，且產品具有油/水溶或水分散性。胺類、季銨類和炔醇類復配緩蝕劑較多，醛類緩蝕劑由于具有毒性，開發相對減少。緩蝕劑方面還有以十二烷基苯磺酸和低分子胺（乙胺、丙胺、C8～18伯胺、油酸二乙醇酰胺）的復合物，乳化劑則以油包酸型乳化劑為主。我國近年來壓裂酸化液用表面活牲劑研究力度不夠，進展不大。除開發過程中壓裂酸化液用的緩蝕劑外，其他用途的品種也較多，其中最多的是胺類（有機伯、仲、叔、季酰胺或其復配物），咪唑啉及其衍生物也是一類用量較多的有機緩蝕劑。

（四）油氣集輸用表面活性劑

我國油氣集輸用表面活性劑的研究、開發和利用始于20世紀60年代，目前已有14類、數百個產品。其中，原油破乳劑用量最大，年需約2萬t。我國針對不同油田研制了適用的破乳劑產品，不少品種已經達到20世紀90年代國際水平;而降凝劑、流動改進劑、降粘劑和清防蠟劑等品種較少，且大多數為復配型產品，由于不同性質的原油對用作降凝、流動改進、降粘和清防蠟目的的表面活性劑的要求不同，也為新產品的開發提出了更高的要求和難度。

（五）油田水處理用表面活性劑

油田水處理劑是油用開發中重要的一類油田化學品，各種水處理劑的年用量在6萬t以上，其中表面活性劑占40%左右，盡管在油田水處理方面表面活性劑的需求量很大，但我國在水處理用表面活性劑方面的研究卻較少，油田水處理用表面活性劑的品種還不齊全，且多數產品都是從工業水處理行業引進，但由于油田水的復雜性，直接從工業水處理方面引進的產品適用性差，有時不能發揮功效，還缺少有針對性的油田水處理表面活性劑。國外對水處理用表面活性劑方面的研究以絮凝劑開發最為活躍，開發的產品也很多，但用于油氣田污水處理的并不多。

二、表面活性劑在石油開采中的應用

（一）驅油劑

當前我國石油產業中，驅油劑被大量應用于石油開采環節。這種添加劑內部含有多種類型的表面活性劑，可應用于不同采油工藝和要求。在挑選驅油劑時，需要著重點考慮聚合物、石油磺酸鹽含量。比如，我國大慶油田在使用開采過程中使用超高分子量聚丙烯酰胺這類聚合物型驅油劑產品，這種驅油劑可以驅替隱藏在巖層毛細管中的原油，配合其他工藝方面的升級，可以實現每添加1kg驅油劑增產1590L原油的效果。

（二）堵水劑

這也是一種可以提升原油采收率的表面活性劑，主要是將該物質注入含有原油的巖層之中，該表面活性劑可以封堵部分巖層裂縫，實現油水分離。通過該方式，可以有效避免采油過程中地下水等液態水對原油產生影響[2]。在我國原油開采行業中，比較常用的堵水劑包括泡沫型和沉淀型，其中泡沫型堵水劑主要是在原油巖層中形成氣泡，達到封堵水源的目的，沉淀型堵水劑主要含有羧基表面活性劑，該物質主要與地下水中鈣鎂離子發生反應，然后產生沉淀和附著效果，達到封堵水源的目的。

（三）酸化添加劑

如今很多石油開采企業為了提升原油酸化效果，會使用相應表面活性劑和酸液配伍，在開采過程中，讓原油中含有的各類酸液可以更容易被吸附。當這些吸附物質與原油混合之后，相應的表面活性劑可以與原油中相關物質發生反應，最終提升酸化效果。當今，為了滿足人類工業生產的不同需求，石油開采過程都會使用十二烷基磺酸、烷基胺鹽等表面活性劑，取得不錯的效果。另外，在石油開采過程中，部分地區油井區周邊地層有較高親油性，則可以使用非離子型表面活性劑來改變周邊地層親油性，產生濕潤反轉效果，讓其更多對油井周邊地下水分進行吸收，便于原油開采。同時，這類表面活性劑的添加，還可以加強酸化效果。

（四）蠟原油表面活性劑

在石油開采過程中，需要對原油進行防蠟處理，主要石油于高含蠟的原油不利于后續使用。目前，我國石油產業針對防蠟處理工作主要選用的是水溶性表面活性劑和油溶性表面活性劑。另外在針對開采好的原油進行除蠟處理的時候，也會大量用到相應的吧表面活性劑[4]。在當前技術條件下，很多石油開采企業在開采過程中會同時進行防蠟和除蠟處理，重要方法就是利用表面活性劑來促使原油中的蠟被分離出來，同時還可以在原油結蠟之前破乳，兩個環節同時進行，充分降低了原油中的含蠟量，提升了原油品質。

三、結語

綜上所述，石油產業作為現代社會的支柱性產業，其對社會經濟發展有至關重要的作用，因此各個國家一直針對石油產業的相關技術進行研究，全面提升石油開采效率和質量，讓所開采的原油達到不同產業的應用要求。為了進一步提升我國石油產業整體技術水平，需要針對石油開采環境、要求和特點，不斷提高表面活性劑研究和應用水平。

參考文獻：

[1]伍曉林.大慶油田復合驅用表面活性劑研究進展[J].大慶石油地質與開發，2019，38（5）：183-188.

[2]焦龍，程超，閆昕， 等.表面活性劑-堿協同處理老化油泥工藝[J].油田化學，2019，36（3）：535-539.

[3]李長平，李沼萱，張金輝，等.高活性兩性Gemini表面活性劑的研究進展[J].應用化工，201948（9）：2235-2241.

[4]方永奎，王奕鵬，孫彤，等.羧酸鹽型Gemini表面活性劑的合成、表面性能及其膠束化熱力學[J].化工科技，2019，27（4）：12-16.