油田三采表活剂重烷基苯磺酸盐的应用分析

2022-08-11魏传颖

化工设计通讯 2022年7期

魏传颖

（大庆油田化工集团东昊分公司表活剂厂磺化二车间，黑龙江大庆 163000）

石油是我国工业生产中的重要能源，对当前的工业生产建设有重要作用。当前工业建设速度加快，对石油资源的需求量不断提升，石油资源开采工作越发复杂，难度也随之加大。结合现状，石油资源工作进展艰辛，只有创新技术手段才可以改变现状，才能够提高石油开采率为社会提供资源，保证石油生产，利用重烷基苯磺酸盐来提高石油的整体开采质量，对新时期的石油资源开发有重要作用。

1 三次开采概述

石油能源逐渐枯竭，成为当前人们重点关注能源，作为重要的工业资源对我国工业生产建设有诸多作用。当前工业生产速度加快，对石油资源的需求量不断加大，石油的开采存在诸多问题。当前很多油田开采达到尾端，可采量非常少，即便采出石油，大部分含有液体量超过90%，品质下降，影响供应。为进行油田采油开采，人们不断开采、挖掘，实际成本不断上升，但是开采质量难以保证。

传统的开采方式为一次开采和二次开采，这两次采油的产出量是原油地质储量的35%，开采不彻底。对于如何大幅度提高原油的采出量，保证石油产量，促进石油资源的可持续开采，人们研究三次开采的同时对其配套技术进行分析、研究，创新出三次开采配套的技术。

三次采油体系需要借助外界物质的参与，加入碱和表面活性剂等组成三元复合驱对提高石油采收率有重要作用，使用范围非常广，是具备优良性能的一种方式。表面活性剂本身特性特殊，影响原油的界面张力、驱油效率等，能够直接反应，提高石油的开采质量。因此驱油表面的活性剂研究成为热点，这个方面设置成为一个附加产业化。原油的开采中，三次采油是重要的环节，对油田开采有重要的帮助。

当前油田开采过程中，多使用三次开采方式进行三个阶段的开采作业，其中包含初次开采、注水开采、强化开采三个方面，具体表现在：

1）油田初次采集是在准备好一切的基础上，进行油田的初次开采工作，主要是对油田的原油资源类的实际开采，能够提高石油的开采效率。

2）初次采集过程中，效率较低，为10%～20%。可以看出质量一般，且没有得到预期的效果；二次开采是第一次的基础上继续进行，其效率高于第一次，油田二次开采是对第一次开采的强化，在第一次开采的基础上，得到剩余部分石油资源，此时为保证地层的压力，使用注水方式来开采，注水开采可以在第一阶段的基础上提升10%～20%，因此实际的基础采油效率应该达到40%左右。

3）第三阶段的开采很关键，第三阶段是强化阶段，强化阶段是石油开采的重要过程，第三阶段能够明确石油开采的整体质量，提高石油开采量。强化开采要借助先进手段，加入物质进行反应，得到石油资源，一般使用表面活性剂、气体混相驱采油技术混合，才可以提高开采质量。强化石油开采阶段，采取三元复合驱油技术来得到石油，因此该材料的使用至关重要，在很大程度上提高了油田的开采效果。

2 三元复合驱

2.1 技术概述

原油采收率是原油与原油地质储量对比参数，实际需要考虑驱油效率、波及效率两个因素。在计算与分析中，可以用以下公式来表示：

式（1）中，ER，ED，EV分别表示原油的采收率、驱油效率、波及效率。

三元复合驱的构成也被简称为APS 体系，构成是碱A 混合表面活性剂S、聚合物P 三种。当人们开采石油时，可以从两个方面入手提高石油开采的质量，从降低油水间的界面张力和扩大波及面积，可以看出在石油开采方面具备诸多优势，和单一组分相比，这种复合形式可以取得更理想的效果，通过表面活性剂降低油水界面张力，同时也可以在一定程度上提高驱油效率，实现高效开采的目的。

2.2 三元复合驱技术的发展

三次采油化学驱技术在石油开采中的使用比较早，1979年原石油工业部对三次采油技术进行研究，发现三次采油技术能够在一次与二次的基础上，得到更多的资源。该技术被确认之后，列为我国油田开发的十大科技之一，专家们积极合作，与国外团队进行研究，通过引进技术发展石油采油技术，在这一时期，采油技术得到高速发展。1982年，技术人员对采油方式进行筛选、综合分析，初次确定三次采油方法；1984年我国开始与日本、美国、英法等国开展积极三元复合驱技术的研究，为我国在短时间之内掌控三次采油技术创造良好的条件。

后期不断发展的过程中，为勘探资源，找到更多资源参与工艺发展，我国快速发展起成熟的三次采油配套技术体系，组织国内外专家进行研究，取得了良好的成果。当前该技术已经取得理想成效，实际发展已经非常成熟，比如大庆油田，在大庆油田的发展历史上三元复合驱技术发挥了重要的价值，当前该技术的运用已经进入工业化阶段。

3 重烷基苯磺酸盐驱油过程

3.1 体系

三元复合驱能够达到103mN/m 数量级，证明该技术能够在原本基础上提高采油率。倘若要求较低浓度需求，主要是考虑到三元复合驱的经济性，从实际使用来看，该技术没有任何问题，实际使用中大部分油水间的界面张力能够达到要求。

从产品本身的性质各方面来看，是表面活性剂分子量与原油的结合，但是原料复杂导致最终的反应结果不可控，人们当前还难以对反应等采取控制方式，这也增加该技术的复杂性，影响产品使用的稳定性。重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐相比，重烷基苯的组成整体上更清晰，由二烷基苯、二苯基烷等组成，为稳定生产创造良好的条件。重烷基苯磺酸盐在三元复合驱体系中，与原油的配伍性更好，降低了油和水之间的界面张力。

3.2 重烷基苯磺酸盐复配

重烷基苯磺酸盐不是单一的族组成的，实际组成比较复杂。另外油的表面活性剂使用有一定的要求，重烷基苯磺酸盐的生产区别常用的磺酸盐。

重烷基苯磺酸盐在石油开采中，利用其作为驱油剂，复配体系的实现，选择合理的材料很关键。因此为提升自身性能，可以通过复配提高实际效率，但是要想实现需要考虑诸多因素：首先复配需要考虑油田水中的pH，地下水的含量有一定的影响，必须要保证复配合理；其次复配过程要充分考虑碱含量，需要将碱含量控制在0.6%左右，保证复配合理。为提高开采质量，可以引入地层水钙镁的化学反应实现石油开采，此种手段也可以提高界面张力。

重烷基苯磺酸盐使用过程中，与石油羧酸盐进行复配，石油开采中单独使用羧酸盐也可以提高石油效率，具体使用过程中使用石油羧酸盐与重烷基苯磺酸盐复配，能很好解决界面张力的问题，最大程度提高开采效率。使用重烷基苯磺酸盐的过程中选择聚合物进行复配，能够提高驱油技术的实际效果，降低油水界面效果。

重烷基苯磺酸盐主要的作用是降低油水间的界面张力，这对组成的分子量分布有一定的要求，主要是为了让产品与原油之间的配伍性。当分子量分布波动比较明显，将会在一定程度上影响界面张力能力，有时候甚至不能运用在驱油剂中。从磺化工艺来看，重烷基苯的磺化有一定的难度，十二烷基苯是单一族，重烷基苯是多族混合物。重烷基苯的组分不同，最终的磺化程度也不一样。具体过程中，有可能出现过度磺化和磺化不够的情况，对产品的性能有直接的影响，也就影响最终的石油开采量。

从各方面来看，磺化是决定三次开采质量的决定性因素。当前虽然基本上解决生产、配套装置等方面的问题，但是实际运用中反映的问题并没有被全面掌握。复配过程也是产品生产的重要环节，需要针对油水的实际情况，合理复配其他助剂来改善产品的使用，满足油田的生产需要。

3.3 产品指向性

产品特性是指复配体系，这是为满足石油的生产，对特定环境研究进行研究，针对特定的油水体系，满足特定场合。因此在同一个油田的不同区域，都要使用不同的复配体系才可以满足要求。在实际使用中，产品推广问题值得深思，由于产品存在问题，实际推广后的使用也受到限制，受到各种因素的制约，因此限制产品的生产、使用。

3.4 合成生产

重烷基苯磺酸盐可以通过合成生产。合成生产需要几种原料混合得以实现，分别是重烷基苯、三氧化硫和氢氧化钠。在具体的生产中只需要对这三种原料混合，简单处理，即可合成。实际生产原材料的成本比较低，运用在石油的三次开采中，具体效益十分可观。

合成开采技术运用也可以使用精馏切割技术来实现，提高合成精度来保证重烷基苯磺酸盐的生产精度，能够在最大程度上提升使用价值。石油开采效率的提升，尤其是三次开采需要原料的加持，油田三次开采需要重烷基苯磺酸盐来作为驱油剂，通过合理运用驱油剂，最大程度提高石油开采效果，保证采油更高效，控制采油界面的张力。

4 重烷基苯磺酸盐在油田三采中的使用性能评价

4.1 界面张力性能

传统工业中使用的油田三采表活剂重烷基苯磺酸盐原料都是利用十二烷基苯精馏产生的副产物，因此实际使用过程中，产品结构比较复杂，内部组成成分多，对表面活性剂、产品性能等都会产生一定的影响。但是使用重烷基苯磺酸盐能够解决传统采油中存在的问题。油田三采中表面活性剂重烷基苯磺酸盐使用十分普遍，这种物质可以提升石油采收率，保证石油采出率。因此需要针对市场的应用，要从多个方面进行有效地分析，如此才可以增加重烷基苯磺酸盐使用。在石油开采过程中，一定程度上会受到酸碱环境的影响。石油开采中，碱含量很重要，如果投入碱性物质比例失调，就会导致界面张力性能受到影响。

根据实际调查情况来看，重烷基苯磺酸盐使用中的碱含量应为0.6%，此时的碱环境下，油水界面张力能够达到较低范畴，能够在很大程度上保证石油的开采效率。具体工作中大部分重烷基苯磺酸盐的开采都可以保证碱的含量为0.4%。

4.2 复配性能

在使用重烷基苯磺酸盐时，要想发挥良好的效果，将其与其他成分进行组合，进行有效的复配，如此才可以保证石油三采效果。比如烷醇酰胺复配的过程中，碱含量必须要大于0.6%，能够适应不同地层水，由于地层水的酸碱程度不一致，要保证活性剂在使用时不会失效。复配组分使用的过程中，如果碱的含量从0.4%上升到1.0%，界面张力会下降，在这个范围之内，溶液的碱含量会不断增加。在碱含量较高的环境下，中性皂不能有效地在界面修复，因此导致合成液体平衡界面张力增加；在与石油羧酸盐复配的过程中，表面张力会发生变化，因此重烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐总含量达到0.2%、1.0%的情况下，表面张力比较低，整体的协同效比较好。