油田三采表活劑重烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用

王 蒙

（大慶油田化工有限公司東昊分公司，黑龍江大慶 163000）

將重烷基苯磺酸鹽應(yīng)用于油田三次開采，首先能夠在采油階段降低水的表面張力。ABS 在油田三次開采過程中被用作表面活性劑，具有較好的降低水表面張力的能力。這一點(diǎn)對于減緩水驅(qū)過程中水的瞬時滲透能力有著重要作用，使得水的滲透速度減慢，從而延緩了水驅(qū)過程的失效時間，提高了油的水驅(qū)采收率。其次，ABS 能夠促進(jìn)油水混合物的穩(wěn)定性。油田在三次開采中，ABS 被用來制備水驅(qū)油地幔、減黏劑、深部處理液等表面活性劑配方，從而促進(jìn)油水混合物的穩(wěn)定性，提高三次采油過程中的開采效率。再次，ABS 能夠增加油的流動性。三次開采中，利用ABS 在縮微膠束結(jié)構(gòu)中的油相堿性質(zhì)，發(fā)揮對吸附和解吸儲油劑的作用，改善儲層物理和化學(xué)性質(zhì)，提高儲層滲透性和孔隙飽和度，從而增加油的流動性。最后，ABS 的應(yīng)用有助于控制沉淀物的生成。在三次開采中，ABS 常被用來控制沉積物的生成，如石油污染物。通過其表面活性的表現(xiàn)形式及凝聚作用，可有效協(xié)助縮小沉淀物的大小，減少其在管道和設(shè)備中的積聚和堵塞現(xiàn)象。

1 表活劑重烷基苯磺酸鹽概述

表面活性劑（Surface Active Agent）是指能夠降低兩種不相溶液體或液體與固體的表面張力的物質(zhì)。重烷基苯磺酸鹽作為一種非離子表面活性劑，具有很好的表面活性及低膠黏度，廣泛應(yīng)用于油田中。其分子結(jié)構(gòu)通常為苯環(huán)與烷基相連的磺酸鹽結(jié)構(gòu)，具體的分子式如式（1）。

式（1）中，R 代表長鏈烷基基團(tuán)，可以是丙基、十二烷基等不同長度的分支或直鏈碳鏈。

在油藏中，重烷基苯磺酸鹽通過在油水界面上的吸附和增加表面張力的作用，使得原本被固定在油層孔隙中的油滴被分散、減小表面張力并改善油水不相容性，從而提高原油的流動性、降低黏度，使油流動更加便利。同其他類型的表面活性劑相比，重烷基苯磺酸鹽在工業(yè)和家庭用途中最為常用，其原因首先在于獨(dú)特的表面活性能。ABS具有優(yōu)良的表面活性性能，可以降低液體表面張力，促進(jìn)混合物的穩(wěn)定性。其散裝表面活性劑被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)液體清潔劑和工業(yè)用洗滌劑等廣泛的領(lǐng)域。其次，ABS 具有良好的經(jīng)濟(jì)性，生產(chǎn)成本較低，相較于其他類型的表面活性劑，ABS是價格更合理的選擇之一。最后，ABS 具有生態(tài)環(huán)保的特征，不僅易于分解、不會對環(huán)境造成污染，并且散裝表面活性劑可加入?yún)f(xié)助流化沉淀和改變沉積狀態(tài)的荷電材料，顯著提升污水的處理效果。

目前，重烷基苯磺酸鹽表面活性劑具有較為廣泛的應(yīng)用，常見應(yīng)用領(lǐng)域包括洗滌劑生產(chǎn)、化妝品生產(chǎn)及石油工業(yè)三次開采生產(chǎn)等[1]。

2 表活劑重烷基苯磺酸鹽在油田三采中的應(yīng)用

2.1 表活劑重烷基苯磺酸鹽的復(fù)配

2.1.1 復(fù)配

對于表活劑重烷基苯磺酸鹽的復(fù)配，需要先合理制定復(fù)配方案。要結(jié)合目標(biāo)油田的生產(chǎn)情況、地質(zhì)條件、儲層特性、原油性質(zhì)等，策劃適宜的注入液配方并進(jìn)行試驗(yàn)評估，確定重烷基苯磺酸鹽的最佳用量及配比[2]。隨后，配制注入液，在指定比例下，將重烷基苯磺酸鹽與其他類型的表面活性劑、助劑等復(fù)配，以形成一種具有更理想表面活性的注入液。圖1為表活劑烷基苯磺酸鹽復(fù)配流程圖。

圖1 三次采油中重烷基苯磺酸鹽復(fù)配流程

2.1.2 復(fù)配體系

作為一種表面活性劑，可以通過復(fù)配體系的優(yōu)化，進(jìn)一步提高其降低油液和巖石表面張力的作用，從而提高原油的采收率。以下是幾種常見的重烷基苯磺酸鹽復(fù)配體系。

（1）ABS 配合陰離子表面活性劑

陰離子表面活性劑是指分子中帶有負(fù)電荷的表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉（SDS）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）等。在注入液中，重烷基苯磺酸鹽與陰離子表面活性劑復(fù)配，可提高表面活性劑的吸附能力，改善液相穩(wěn)定性。以十二烷基硫酸鈉為例，重烷基苯磺酸鹽和十二烷基硫酸鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為R-C6H4-SO3Na，CH3-(CH2)11-SO4Na。

式中，R 為重烷基苯基，通常為分子量在300～500的線性烷基基團(tuán)，苯基上的取代基可以影響其親油性和水溶性。兩者的復(fù)配比例可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，以提高其在油水界面活性和分散性，減小油滴的黏合力和黏著力，從而達(dá)到降低油水界面張力、降低原油黏度、提高采收率等目的。

（2）ABS 配合陽離子表面活性劑

陽離子表面活性劑是指分子中帶有正電荷的表面活性劑，如十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十六烷基銨（Cetylamine）等。重烷基苯磺酸鹽與陽離子表面活性劑復(fù)配，組成帶正電荷的混合膠束，減小膠束間的靜電排斥力，改善吸附性能。以十六烷基三甲基溴化銨為例，重烷基苯磺酸鹽和十六烷基三甲基溴化銨的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為R-C6H4-SO3Na，C16H33(CH3)3N+Br-。

（3）ABS 配合非離子表面活性劑

非離子表面活性劑是指分子中帶有無電荷的表面活性劑，如聚氧乙烯醇（PEG）等。重烷基苯磺酸鹽與非離子表面活性劑共同作用，可提高油水界面張力降低效果。以聚氧乙烯硬脂醇醚為例，重烷基苯磺酸鹽和聚氧乙烯硬脂醇醚的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為R-C6H4-SO3Na，C14H29O(CH2CH2O)nH。

式中，n為氧化度，一般在10～20。

（4）ABS 配合抗腐劑

抗腐劑是指能夠防止鋼管、采油設(shè)備在注入液中腐蝕的化學(xué)藥劑。通?？垢瘎┌寡趸瘎?、抗菌劑、緩蝕劑等。以緩蝕劑為例，緩蝕劑通常為一種含氮有機(jī)化合物，具有強(qiáng)烈的緩蝕效果，如二烷基苯磺酰胺（DEHS）、3-羥基-2-乙基-5-甲基吡啶（HEMP）、苯并咪唑（BTA）等，具體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式因緩蝕劑的種類不同而異。

2.1.3 復(fù)配注意事項(xiàng)

（1）在開展表活劑重烷基苯磺酸鹽復(fù)配階段，需要注意配方的設(shè)置。生產(chǎn)單位需要根據(jù)油田特點(diǎn)，合理確定重烷基苯磺酸鹽與其他表面活性劑、助劑等的配比，需要預(yù)防性能相互影響，保證效果穩(wěn)定。

（2）注意表活劑重烷基苯磺酸鹽的兼容性和穩(wěn)定性。在配制注入液過程中，選用具有良好兼容性和穩(wěn)定性的復(fù)配助劑，防止相互影響表面活性劑的性能，從而保證在特殊環(huán)境下還能保持良好的表面活性效果。同時，活性劑體積注入量方面，三次采油需要在一定時間內(nèi)注入足夠的活劑，形成適宜的體積分?jǐn)?shù)（即活性劑體積與水體積的比例），通常情況下在0.1%～3.0%。在高礦化度、高滲透率等油藏環(huán)境中，需要相應(yīng)調(diào)整活性劑注入量。

（3）重視污染問題的防治。在表活劑重烷基苯磺酸鹽復(fù)配過程中，需要遵循環(huán)保法規(guī)要求，避免環(huán)境污染。使用無毒、低生物降解時間、低環(huán)境風(fēng)險的助劑成分以實(shí)現(xiàn)綠色采油。

（4）生產(chǎn)單位需要時刻關(guān)注礦化程度及注入深度與壓力。目標(biāo)油田地下水可能具有不同礦化程度，需要在方案制定階段考慮復(fù)配方若遇到高礦化度地下水時的穩(wěn)定性和兼容性[4]。

2.2 不同油藏中重烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用

2.2.1 高滲透油藏

（1）高滲透油藏屬于三次采油中的一個難點(diǎn)，主要表現(xiàn)為油藏滲透率高、壓力差小、油層穩(wěn)定性差等特點(diǎn)。在高滲透油藏中，油藏滲透率高、壓力差小，油流通受阻等因素會導(dǎo)致表面活性劑的效果降低。為了提高表面活性劑的效率，可將銀離子和其他化學(xué)劑與重烷基苯磺酸鹽復(fù)配使用，形成復(fù)配體系。需要確定合適的配比，避免出現(xiàn)膠體或其他不利影響。

（2）合理調(diào)整復(fù)配體系的pH。在高滲透油藏中，復(fù)配液的pH 對其有效性極為重要。高pH 能夠降低重烷基苯磺酸鹽的溶解度，從而使復(fù)配液更具穩(wěn)定性，而低pH 能夠增強(qiáng)重烷基苯磺酸鹽的溶解度，提高其效率。具體pH 的調(diào)整需要考慮油藏性質(zhì)、溫度等實(shí)際情況。此外，銀離子是在復(fù)配體系中常用的一種化學(xué)劑，在高滲透油藏中能夠有效提高表面活性劑的效率，降低油液和固體的表面張力。對于不同的油藏條件，需根據(jù)三次采油的條件、油井情況、地質(zhì)特征和油水比等綜合因素來考慮。通常，銀離子化學(xué)劑用量在表面活性劑濃度的基礎(chǔ)上，通常控制在0.1～1.0 g/L，根據(jù)具體情況可適當(dāng)調(diào)整。

（3）生產(chǎn)單位需要嚴(yán)格控制復(fù)配液的溫度。溫度在重烷基苯磺酸鹽復(fù)配液的使用過程中，對其流動性等特性具有很大的影響。在高滲透油藏中，通常需要通過增加復(fù)配液溫度來克服油層溫度較高的問題，提高重烷基苯磺酸鹽的效率。

（4）在將重烷基苯磺酸鹽投入實(shí)際三次采油生產(chǎn)前，需要對表面活性劑復(fù)配體系進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以確保其適應(yīng)性和有效性。試驗(yàn)過程中，需要注意物料和設(shè)備的相關(guān)配置，以及試驗(yàn)所需的時間和條件等。

2.2.2 低滲透油藏

低滲透油藏具有壓力差小，黏度大、流動性的特點(diǎn)，對于油藏的開發(fā)和采集形成了一定的制約。在此情況下，表活劑重烷基苯磺酸鹽可通過改善油藏的流動性提高采收率，其應(yīng)用策略如下。

（1）合理控制表活劑濃度。在低滲透油藏的應(yīng)用中，活劑重烷基苯磺酸鹽的濃度需要按照實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，濃度過高會導(dǎo)致油層的開采條件惡化，增大采集阻力，降低采集效果。若濃度過低也會導(dǎo)致表活劑效果不佳，影響罐存的穩(wěn)定性和采集率，因此，在應(yīng)用中需要注意表活性劑濃度的控制。

（2）應(yīng)維持表活劑施工周期的穩(wěn)定性。低滲透油藏的滲透率較低，采集時間周期相對較長，為確保表活劑的達(dá)到高效滲透的效果，需要維持施工周期的穩(wěn)定性。同時合理添加銀離子，通過改善表活性劑生態(tài)環(huán)境，使其更加易于發(fā)揮效果，亦可添加聚合物將活劑復(fù)合進(jìn)程增強(qiáng)，可提高其表面活性能力。

（3）要加強(qiáng)對油層物性的了解。低滲透油藏的物性較為復(fù)雜，除了地質(zhì)物性外，還要考慮含油含水比例、鹽度 pH、親水性等，活劑的應(yīng)用會對這些因素有較大的影響，因此在應(yīng)用過程中需要詳細(xì)了解油藏物性。

（4）表活劑重烷基苯磺酸鹽在應(yīng)用的過程中應(yīng)先進(jìn)行原油樣品的采樣，然后結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以確定效果并進(jìn)行合理調(diào)整。

2.2.3 高礦化度裂縫不連通油藏

在高礦化度裂縫不連通油藏中，由于礦化度高和裂縫不連通等特點(diǎn)，導(dǎo)致原油流動困難，常規(guī)的壓裂工藝無法有效改善油藏的采集效率，因此常使用表面活性劑進(jìn)行三次采油。在此情況下，活性劑重烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用策略可從以下幾個方面進(jìn)行考慮。

（1）表活劑重烷基苯磺酸鹽的適用性方面，高礦化度裂縫不連通油藏的采集效率并不明顯，為了保障表面活性劑重烷基苯磺酸鹽的使用效果，需要結(jié)合實(shí)際情況了解其適用性，包括原油性質(zhì)和溫度等。

（2）在表活劑重烷基苯磺酸鹽與其他化學(xué)劑復(fù)配使用階段，可添加膽妥素鹽增強(qiáng)活性劑的效果。同時，聚合物也可以作為一種復(fù)配化學(xué)劑使用，以提高活性劑的適用性。

（3）在高礦化度裂縫不連通油藏中應(yīng)用表活劑重烷基苯磺酸鹽，應(yīng)適當(dāng)提高表活劑重烷基苯磺酸鹽濃度。由于高礦化度裂縫不連通油藏壓力較低，唯有在使用高濃度活性劑時其在油層中才能有效地達(dá)到減小油液表面張力的效果，提高流動性能，在增產(chǎn)率的同時防止油層再度受損。

（4）結(jié)合高礦化度裂縫不連通油藏滲透率低的特點(diǎn)，表活劑注入的數(shù)量需適當(dāng)增加，但仍需合理控制，避免過多活性劑注入油層中引起膠凝的問題。

3 結(jié)束語

在實(shí)現(xiàn)重烷基苯磺酸鹽復(fù)配應(yīng)用研究同時，對重烷基苯磺酸鹽在高滲透/低滲透油藏及高礦化度裂縫不連通油藏中的應(yīng)用要點(diǎn)加以分析。此外，在掌握表活劑重烷基苯磺酸鹽復(fù)配在油田三采中的應(yīng)用要點(diǎn)后，還應(yīng)加強(qiáng)對作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)，確保進(jìn)一步提升重烷基苯磺酸鹽應(yīng)用階段的安全性、環(huán)保性，從而推動石油生產(chǎn)單位落實(shí)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。