重烷基苯磺酸盐在三次采油中的应用研究

王萌萌

摘要 表面活性剂驱应用于三次采油中较广泛，其驱油技术日趋成熟，不但提高了石油的采收率，其发展潜力亦非常巨大。当前，中国的采油技术日新月异，其中发展较快的是三元复合驱。磺酸盐类属表面活性剂的一种，经全国多家油田的验证，其驱油效果良好。当然，表面活性剂在应用过程中成本较高，成为限制其在采油过程中应用的瓶颈，因此今后的研发的重点是降低表面活性剂的成本，并开发耐盐、耐高温多效的表面活性剂。文章对重烷基苯磺酸盐在采油技术中的应用进行总结并加以分析。

关键词 三次采油；重烷基苯；大庆油田；磺酸盐

中图分类号 TE3 文献标识码 A 文章编号2095—6363（2016）04—0035—02

石油是一个国家的战略资源，对于一个国家的经济发展以及国际地位影响深远。我国石油储量尚可，因此在我国的能源使用方面，石油具有重要的资源作用。石油具有成本低、不可再生以及效能高的特点，因此对于石油的高效使用具有重要的意义。在我国长期规划的目标中，将高效使用石油以及合理开采提到战略日程。目前，大庆油田已经开展三次采油技术，对于表面活性剂之一的重烷基苯磺酸盐的应用也进行了推广。

当前，表面活性剂驱油剂主要为石油磺酸盐、羧酸盐，以及天然的羧酸盐类，其在三次采油中应用已久。但由于其对产品生产的技术要求较高以及原材料供应的短缺，限制了其广泛应用，不符合采油的内在需求。而重烷基苯磺酸盐的成本相对较低，原材料相对充足，生产工艺较为简单，性能好且结构稳定，逐渐成为三次采油中重要的表面活性驱油剂。

1三次采油的基本情况

三次采油是相对于前2次采油而言。第一阶段，根据现有的油田设备及资源进行开采，其石油的采收率约为10%～20%，采收率最低。第二阶段，采油地层注水的方式，达到一定的深度及压力，石油的采收率约为25%～45%，虽然采收率上升一个台阶，但仍然维持低水平。目前已经进入石油开采的第三阶段，即三次采油，与以往2种方式不同，主要是利用化学技术驱油，石油的采收率达到50%～70%，甚至可以达到76%。尤其以三元复合驱最为常用。所谓三元复合驱是指在注水的同时加入碱类物质、聚合物、表面活性剂等，通过体积波及系数和石油原液粘度的提高，来提高石油的出油率。

2重烷基苯磺酸盐的结构和合成

2.1重烷基苯磺酸盐的结构特点

重烷基苯磺酸盐成分来源包括分析纯，SO₃，重烷基苯以及洗涤剂生产时的剩余产物。其组成结构中，苯环可由单烷基苯、双烷基苯以及二笨烷其中一种构成，如图1所示。

2.2重烷基苯磺酸盐的合成过程以及分子量

选取重烷基苯粗制原料，进行化学切割，变粗为细，得到精制重烷基苯，再次将其置入SO₃膜式磺化反应器，待磺化反应充分后，筛选其中与NaOH的中和成分，最终形成重烷基苯磺酸盐的终端产品，其质量约为410g/mol～440g/mol。虽然经过了几年来的摸索，已基本上解决了生产过程中的主要问题，生产装置平稳运行，产品满足了油田对其的需求，但生产过程中仍然存在一些问题需要解决，如磺化器易于结焦等。

3重烷基苯磺酸盐应用于三次采油中的优势

3.1重烷基苯磺酸盐三次采油中的使用

大庆油田对于重烷基苯磺酸盐的应用相对广泛，一方面其提高石油采收率的效果明显，另一方面，将其作为重要的采油技术进行推广，其应用范围逐渐扩大，已由原来的一类油层拓展为二类油层适用。重烷基苯磺酸盐在大庆油田的采油应用可追溯到10年前，在三元复合驱油的采油技术体系中，重烷基苯磺酸盐做为重要的表面活性剂应用，相比二次采油使用的注水技术相比，三元复合驱油在石油采收率方面得到了大幅度的提升，印证了其技术的先进性以及可行性，也为祖国石油开采业增添了新的力量。实验表明，对驱油用表面活性剂的研制、复合驱驱油机理、三元复合驱驱油效果、动态变化规律等取得了一定的认识，而且，在三元体系配注技术、采出液处理技术以及采油工艺技术等方面均取得了一定的研究成果。如表1所示。

3.2重烷基苯磺酸盐三次采油中的优势

相比第二阶段的注水驱油而言，重烷基苯磺酸盐的优势较为明显。第一，重烷基苯磺酸盐具有良好的活性，对于原油/地层水界面的张力起到了减张的作用，尤其在生物碱配合使用的条件下，其减张效果达到最佳；第二，在特殊地层密度值较为合适的条件下，经过合理的科学的配比，能够不使用碱剂降低原油/地层水界面的张力；第三，在石油采收率方面，相比二次驱油使用的注水方法，其采收率提高了15%～30%。另外，在石油质量控制上，一定范围的分子区间有利于高质量原油的产出，但超出一定的限定后，驱油剂的化学成分越复杂，反而会破坏石油的最终质量，导致稳定性下降。以往使用的石油磺酸盐，其分子结构复杂，容易带来产品的不稳定。而重烷基苯磺酸盐由于分子构成简单，成分不复杂，更有利于产品质量的稳定与提高。

4重烷基苯磺酸盐在三次采油中的应用展望

包括大庆油田，全国油田的陆地石油开采都进入了三次采油进程，以重烷基苯磺酸盐为驱油剂的三元复合驱在主要的油田都在进行深度研究及广泛推广。目前已经开始试用的地区有二厂南五、厂北-断东、一厂一矿等。在“十一五”规划期间，已经推行试验区增加到了5个，而推广应用的数量则增加到了10个，同时增加了表面活性剂的配给。虽然，重烷基苯磺酸盐也具有一定的弊端，如发生波动黑丝，导致原油/地层水界面张力的不稳定，但是，随着研究的深入以及技术的成熟，其应用也逐渐稳定，在未来的三元复合驱应用拓展的趋势下，重烷基苯磺酸盐的应用前景越趋广阔。

5结论

三次采油技术的发展具有一定的技术背景以及国际背景，三次采油技术开展及应用时，国际石油价格居高不下，给国内石油开采及石油深化加工企业带来巨大的压力。另一方面，石油本身做为不可再生资源，随着持续的开采，其储藏量也日趋减少，因此，需要提高采油采收率以弥补产量的下降以及国际石油进口的压力，同时保证石油开采的质量。三次石油开采的重要技术手段就是以重烷基苯磺酸盐为表面活性剂的三元复合驱技术，开采成本相对较低，且原材料供应丰富，能够满足开采的需求。不仅如此，其对环境保护如地层的原油/地层水界面的压力也降低到最低限度，是目前较为理想的采油技术。从当前采油实践中得到的数据分析，重烷基苯磺酸盐为主要成分的三元复合驱技术在大规模推广应用中也进展顺利，相对其弊端而言，其优势也能够在实践中体现。重烷基苯磺酸盐的三元复合驱不仅带来了技术上划时代的革新，也为我们工业经济的增长增添新的动力。