低渗透油藏表面活性剂驱油技术及应用

本书通过对驱油用表面活性剂的特征、合成、性能检测及后续处理等内容阐述，突出了对于低渗透油田表面活性剂驱油技术，需要解决的技术难题： （1）确定合适的低渗透油田应用中合理的油水界面张力范围； （2）通过表面活性剂分子结构设计与优化，解决复合表面活性剂因色谱分离现象的存在而引起的驱油效率低的问题，以及驱油剂产品的绿色化生产问题； （3）设计合适的注入工艺，实现室内研究与现场试验的无缝对接，解决室内试验与现 场试验差距大的问题； （4）重点解决表面活性剂驱油后提高原油产量的技术评价体系。 本书具有很强的实用性。

在油气井钻探、开采和集输过程中，常常会遇到各种问题，严重影响油气田开发所追求的高产、稳产。其中有很大一部分问题是由所使用的油田化学品的性能不好或使用不当所造成的。因此，研究油田化学品的性质及现场应用具有十分重要的意义。根据我国油藏特点，经过对注水开发油田提高石油采收率的两次潜力分析，确定了化学驱为我国油田提高石油采收率的主攻方向。经过四十多年的努力，我国化学驱提高石油采收率技术取得了重大进展。为加强化学驱基础研究，中国石油天然气集团公司和中国科学院共同承担了国家“973计划”项目——“大幅度提高石油采收率的基础研究”，在强碱驱油剂体系研制、油藏精细描述、渗流机理和模拟研究等方面取得了重大突破，复合驱工业化矿场试验相继展开。
目前，以提高采收率为目的的各种强化采油技术已经逐渐成为我国油田开发的主导技术。驱油用表面活性剂的合成与应用受到广泛的关注，使其迅速崛起，成为油田化学一个独立的重要分支。
全书共分7章。第1章主要介绍了提高采收率的原理及分类；第2~4章综述了驱油用表面活性剂的性质及特征、驱油用表面活性剂的合成与性能检测、低渗透油藏表面活性剂驱的应用；第5章论述了表面活性剂驱产出液的破乳与污水处理技术；第6章讨论了低渗透油藏表面活性剂驱油技术的发展；第7章介绍了驱油用表面活性剂的定性和定量分析方法。
本书全面总结了多年来驱油用表面活性剂研究的主要技术成果，但由于复合驱用表面活性剂合成、性能与开发应用涉及诸多学科领域，许多问题还没有定论，有待继续研究和探讨。由于作者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请从事化学合成和三次采油研究方面的各位专家批评指正。

许人军
2023年6月

本书对提高采收率技术的原理及分类等进行了简要介绍，重点阐述了驱油用表面活性剂的性质及特征、驱油用表面活性剂的合成与性能检测、低渗透油藏表面活性剂驱的应用、表面活性剂驱产出液的破乳与污水处理技术、低渗透油藏表面活性剂驱油技术的发展、驱油用表面活性剂的定性和定量分析方法等内容，全面总结了多年来驱油用表面活性剂研究的主要技术成果。
本书适合从事油田化学品研制的研究人员使用，同时可供石油、油田化学、精细化工等专业师生参考。

第1章概述001
1.1提高采收率的原理和方法分类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类002
1.2水驱后残余油的受力情况003
1.2.1毛细管力003
1.2.2黏附力003
1.2.3内聚力003
1.3表面活性剂驱油机理004
1.3.1降低界面张力机理004
1.3.2乳化机理004
1.3.3聚并形成油带机理004
1.3.4改变岩石表面的润湿性机理004
1.3.5提高岩石表面电荷密度机理005
1.3.6改变原油流变性机理005
1.4表面活性剂驱油方法的分类和现场应用简介006
1.4.1表面活性剂驱油方法的分类006
1.4.2表面活性剂驱油现场应用简介008

第2章驱油用表面活性剂的性质及特征016
2.1表面活性剂的分类016
2.1.1传统表面活性剂016
2.1.2新型表面活性剂023
2.2表面活性剂溶液的性质024
2.2.1表面和界面张力025
2.2.2表面活性剂的临界胶束浓度027
2.2.3表面活性剂的效能和效率029
2.2.4表面活性剂在界面上的吸附034
2.2.5表面活性剂的溶解性040
2.3驱油用表面活性剂的发展现状044
2.4国外驱油用表面活性剂产品简介047
2.4.1常规驱油用表面活性剂047
2.4.2泡沫驱用表面活性剂049
2.4.3碳酸盐油藏用表面活性剂049
2.5国内驱油用表面活性剂产品及其现状050
2.5.1国内驱油用表面活性剂产品050
2.5.2国内驱油用表面活性剂的生产情况052
2.5.3国内驱油用表面活性剂存在的问题053
2.6驱油用表面活性剂的发展趋势054
2.6.1对传统表面活性剂的改性合成和复配054
2.6.2开发适应高温、高盐和低渗透油藏的表面活性剂产品054
2.6.3开发高效、廉价和环境友好型表面活性剂055
2.6.4多功能表面活性剂的开发055

第3章驱油用表面活性剂的合成与性能检测056
3.1表面活性剂的合成056
3.1.1阴离子型表面活性剂056
3.1.2阳离子型表面活性剂(长链脂肪族季铵盐类)060
3.1.3两性离子型表面活性剂061
3.1.4非离子型表面活性剂063
3.1.5Gemini型表面活性剂064
3.2驱油用表面活性剂的性能检测066
3.2.1试验仪器设备、试剂和材料067
3.2.2溶解性测定068
3.2.3界面张力测定068
3.2.4耐盐性能和抗二价阳离子性能测定070
3.2.5热稳定性测定072
3.2.6吸附滞留量测定074
3.2.7驱油试验077
3.3驱油用表面活性剂的技术指标079
3.3.1产品技术指标079
3.3.2驱油技术指标081

第4章低渗透油藏表面活性剂驱的应用082
4.1低渗透油藏的特性082
4.1.1低渗透油藏的分类082
4.1.2低渗透油藏的储层参数083
4.1.3低渗透油藏原油性质085
4.1.4低渗透油藏地层水的性质085
4.1.5低渗透油藏开发现状及存在的难题086
4.2低渗透油藏提高采收率方法筛选087
4.2.1世界EOR项目调研087
4.2.2筛选标准088
4.2.3提高采收率方法筛选088
4.2.4我国低渗透油藏提高采收率方法的注入方式089
4.3低渗透油藏驱油用表面活性剂的特征090
4.3.1低渗透油藏温度和矿化度的划分090
4.3.2适合低渗透油藏驱油用表面活性剂的特点092
4.3.3低渗透油藏驱油用表面活性剂096
4.4表面活性剂驱的注入方案097
4.4.1试验区的选择和资料收集整理097
4.4.2表面活性剂的筛选及配方的确定098
4.4.3注入参数优化099
4.4.4注入层段和配注量102
4.4.5表面活性剂用量计算102
4.4.6最大注入压力的确定102
4.5低渗透油藏表面活性剂驱的注入工艺103
4.5.1地面设备103
4.5.2注入参数104
4.6表面活性剂驱油的动态监测和效果评价105
4.6.1动态监测105
4.6.2效果评价方法106
4.6.3效果评价实例111

第5章表面活性剂驱产出液的破乳与污水处理技术115
5.1表面活性剂驱产出液的界面特征115
5.1.1产出液界面张力降低115
5.1.2产出液油水界面膜强度增大116
5.1.3zeta电位的变化116
5.2表面活性剂驱产出液的破乳技术与应用116
5.3表面活性剂驱产出污水的处理技术与应用119
5.3.1油水分离技术的改进120
5.3.2研制新型化学药剂120
5.3.3开发新型吸附材料122
5.3.4培养新型活性污泥123
5.3.5开发高效污水处理装置/工艺123
5.3.6其他处理方法125

第6章低渗透油藏表面活性剂驱油技术的发展126
6.1低渗透油藏表面活性剂驱油新技术126
6.2低渗透油藏表面活性剂驱油技术与其他增产技术的联合应用128
6.2.1调剖、调驱技术129
6.2.2堵水技术131

第7章驱油用表面活性剂的定性和定量分析方法133
7.1表面活性剂的定性分析和化学分离133
7.1.1表面活性剂产品的定性分析134
7.1.2表面活性剂的化学分离135
7.2单一表面活性剂的定量分析138
7.2.1阴离子型表面活性剂138
7.2.2非离子型表面活性剂140
7.2.3两性离子型表面活性剂142
7.2.4阳离子型表面活性剂143
7.3表面活性剂复配体系的含量分析144
7.3.1磺酸盐型-羧酸盐型144
7.3.2磺酸盐型-非离子型（聚氧乙烯类表面活性剂）145
7.3.3磺酸盐型-两性离子型147
7.3.4两性离子型-非离子型148

参考文献150