污水条件下抗盐表面活性剂配方的筛选及试验*

吴东莹

（东北石油大学提高采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆163318）

工程师园地

污水条件下抗盐表面活性剂配方的筛选及试验*

吴东莹

（东北石油大学提高采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆163318）

基于以往超低界面张力表面活性剂降压增注技术在应用中,表面活性剂溶液采用清水配制,研究了污水与清水1∶1混合条件下表面活性剂界面张力的影响。为了节约表面活性剂的用量，开展了抗盐表面活性剂的研究。在进行了热稳定试验、浓度窗口分析、洗油试验以及吸附损耗试验，最终筛选出5#和4种复配体系适合污水条件下应用。

污水；抗盐；表面活性剂；界面张力

二元驱驱油时将油田采出污水作为配制二元驱体系用水，既解决了配置水源的问题，又避免了采出污水外排带来的环境污染问题[1，2]。为了在污水与清水混合条件下保持二元驱的流度控制及驱油效果，需要大幅度提升二元驱的质量浓度，增加聚合物和表面活性剂的用量，致使二元复合驱驱成本骤增，影响二元驱开发效益[3-5]。因此，为了克服当前污水配置二元驱体系的负面影响，选用新型抗盐表面活性剂是降低表面活性剂用量、改善开发效果的有效途径之一[6，7]。

1 污水对表面活性剂界面张力的影响

对大庆油田采油厂的污水进行分析表明，污水中还含有残留化学剂、残留聚合物、硫化物、铁离子、铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌、悬浮固体、原油等。对于污水/清水=1/1复配水矿化度的情况，我们首先可以通过表面活性剂增效体系协同效应开展助剂增效抗钙复配体系的研究，其次再通过表面活性剂构效关系开展抗钙单一表面活性剂的优选。

（1）现有活性剂及配方性能研究二元复合驱技术在现场取得了明显的降水增油效果开展现有配方在污水与清水1∶1条件下的界面张力试验，发现目前矿场应用二元驱配方难以达到超低界面张力。

（2）新型表面活性剂及配方性能研究对新型表面活性剂的降低界面张力能力进行测定，结果见表1。

由表1可知，特殊结构表面活性剂HY、HLX，复配表面活性剂HB-1、HF-3、HE-7、HB-12、HD-12，两性型表面活性剂5#同时都可以使原油界面张力达到超低。

复配体系中的SL/HS-1、YR/HS-1、SL/HS-2、YR/HS-2、SL/5#这五种复配体系可使界面张力达到超低。

表1 驱油用新型表面活性剂降低界面张力能力Tab.1Flooding with a new type of surfactant to reduce the interface tension capacity

2 抗盐表面活性剂性能评价

2.1 试验条件

实验仪器：FY-3型恒温箱；Texas500旋转滴界面张力仪；DV-Ⅲ布氏粘度计；平流泵；真空泵；压力传感器；电子天平；搅拌器；岩心夹持器；中间容器等。

实验用油：原油为大庆六厂提供的脱水原油，用蒸馏水配制地层水、注入水为污水与清水1∶1复配。

实验岩心：实验所用岩心为人造均质岩心，几何尺寸为30cm×4.5cm×4.5cm，渗透率1000×10-3μm2。

实验温度：65℃

实验用水：污水∶清水=1∶1。TDS=20114mg·L-1，[Ca2+]=794mg·L。

2.2 抗盐表面活性剂的性能研究

（1）热稳定试验为观察表面活性剂在油藏温度下的稳定性，我们进行了热稳定试验，实验结果见图1、2。

通过图1、2可以看出，HB-1、HF-3、HE-7等3种表面活性剂界面张力虽然很好，但是热稳定性随着时间的变化稳定性变差。并且单一体系5#、HY、HLX及复配体系YR/HS-1、SL/HS-1、YR/HS-2、SL/5#热稳定性能较好。

图1 单一表面活性剂热稳定性图Fig.1Thermal stability of a single surfactant

图2 复配体系热稳定性图Fig.2Thermal stability of complex system

（2）表面活性剂浓度窗口分析分析了HY、HLX、5#、3种表面活性剂及复配体系浓度为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%时对原油在复配水条件下的界面张力，并对复配体系不同比例复配时的降低界面张力情况进行了分析，结果分别见图3、4。

图3 表面活性剂超低界面张力浓度窗口分析Fig.3Surfactant ultra low interfacial tension concentration window analysis

由图3可以看出，3种表面活性剂及复配体系在0.1%～0.6%范围内均可使原油界面张力达到10-2mN·m-1以下，具有较宽的浓度窗口。

图4 复配体系不同配比降低界面张力图Fig.4Complex system with different ratio to reduce the interface tension

由图4可知，复配体系按不同比例复配时均可使界面张力达到超低，随着复配表面活性剂比例升高，降低界面张力能力增强；结合超低浓度窗口分析确定YR/HS-2体系比例为1∶1，YR/HS-1、SL/HS-1、SL/HS-2 3种体系比例为2∶1。

（3）洗油能力试验研究

吸油能力是评价表面活性剂与配方性能的主要指标之一。7种表面活性剂对原油的洗脱能力分析见表2。

表2 表面活性剂洗油能力分析

Tab.2Analysis of the ability of the surfactant to wash oil

通过表2可以看出，3种表面活性剂中5#表面活性剂及复配体系洗油能力较好，而HY和HLX的洗油能力较差，因此，以后主要针对5#、复配体系开展性能评价工作。

（4）吸附损耗将表面活性剂溶液以3∶1的比例与洗净烘干的油砂混合。在90℃的水浴中震荡48h。取出后离心处理，测定表面活性剂在吸附前后针对原油界面张力变化情况。测得结果见表3。

表3 吸附损耗试验数据Tab.3Adsorption loss test data

通过试验发现吸附后体系界面张力增加，仍能达到或接近超低。

3 结论与建议

（1）在污水条件下对表面活性剂进行了筛选并进行了热稳定试验、浓度窗口分析、洗油能力实验研究、吸附损耗的实验，筛选出了上海院5#表面活性剂、阴离子表面活性剂石油硫酸盐YR与烷醇酰胺类非离子表面活性剂HS 3种表面活性剂。

（2）阴离子表面活性剂YR与非离子表面活性剂HS需要复配后，表面活性剂体系才能达到预期效果。

［1］李华斌.高温高盐油藏S/P二元复合驱室内实验研究［J］.油田化学,2005,（4）:336-339.

［2］吴景春,王朝霞,金振浩.含聚污水对表面活性剂界面张力影响及岩心降压效果［J］.大庆石油学院学报,2008,（3）:22-24+134.

［3］李华斌.高温高盐油藏S/P二元复合驱室内实验研究［J］.油田化学,2005,（4）:336-339.

［4］樊明红.表面活性剂与聚合物相互作用的研究［D］.哈尔滨工程大学,2004.

［5］敬加强,孙娜娜,安云朋,靳文博,田震.两性表面活性剂与阴离子聚丙烯酰胺复配体系的抗盐性［J］.高分子学报,2015,（1）:88-96.

［6］王增宝.耐温抗盐表面活性剂驱油体系研究［D］.中国石油大学, 2010.

［7］高慧梅.二元复合驱用表面活性剂选择及作用机理研究［D］.大庆石油学院,2004.

Screening and test of salt-resistant surfactant formulation in wastewater*

WU Dong-ying
（Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery，Ministry of Education，Northeast Petroleum University，Daqing 163318,China）

Based on the conventional ultra low interfacial tension surfactant,the effect of surfactant on the interfacial tension of the surfactant was studied by using the water preparation in the application of water.In order to save the amount of surfactant,carried out research on salt-resistant surfactants.In the case of thermal stability test, concentration window analysis,and wash oil test,5#and four kinds of complex system were selected for sewage application.

sewage;salt;surfactant;interfacial tension

X703.1

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170871

2017-05-02

中国石油科技创新基金“特高含水期二元驱多段赛等流度驱油方法研究”（2013D-5006-0203）

吴东莹（1993-），男，内蒙古赤峰人，在读硕士研究生，主要研究方向：提高油气采收率。