喜赫脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES驱油体系配方优化

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供应商：上海喜赫精细化工有限公司 地址：上海市金山化学工业区

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脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐驱油体系配方优化

表面活性剂能显著降低驱油体系/油体系的界面张力[1-3]，从而能大幅度的提高原油采收率，表面活性剂在应用过程中会受到矿物盐度、高温、强碱等条件限制，因此寻找驱油效果好、耐温抗盐表面活性剂是目前三次采油技术的关键。

脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐（FMES）是一种同时具有阴非离子特性的表面活性剂，既具有非离子表面活性剂优异的乳化驱油、耐盐特点，也具有阴离子表面活性剂良好的高温条件下使用稳定性，是优良的驱油用表面活性剂。

单独使用某一类型的表面活性剂驱油存在驱油效率低的缺点，利用表面活性剂的协同增效作用，通过两种或者多种表面活性剂的复配能解决上述问题。本节实验的目的就是根据实际原油QK-25的性质与地层水的含盐度状况，考察各添加剂对体系界面张力影响，拟定其合适的配方。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（AESO）是一类耐高温、耐盐、耐高价离子的非离子－阴离子型表面活性剂，特别适宜用于高温、高矿化度、高钙镁离子浓度油田的三次采油。 表面活性剂驱提高采收率技术在国内外油田取得了较为广泛的应用，取得了良好的 经济和社会效益。但目前常用的驱油表面活性剂大多耐温抗盐能力较差，不能适用于高 温、高盐储层，使其应用范围受到了一定限制。

脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐（FMES）耐温能力达140-160℃，抗Na+能力达15000-50000mg/L，抗Ca2+能力达1500-4500mg/L，具有较好的耐温抗盐及乳化能力；最后对耐温抗盐表面活性剂驱油体系的驱油效果进行评价，驱替试验表明，在水驱的基础上可提高采收率19.3%。研究的脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐（FMES）驱油体系具有界面活性高、乳化性能好、耐盐能力强、成本低廉、绿色环保等特点，期待在油田推广应用。 随着勘探向低渗透率、深井、复杂高难方向发展，开采也向高温、高盐、低渗透率方向发展。 （1）驱油体系与原油间形成超低界面张力（<10-2mN/m），有较高的稳定性且界面窗口较宽； （2）在地层条件下吸附滞留量要小（（3）表面活性剂驱油体系的驱油效率比水驱提高10%-15%； （4）采出乳状液容易破乳；

（5）毒性低或者无毒并廉价，保存期较长。

总之，驱油用的表面活性剂要满足低界面张力、低吸附量、高增溶参数、与地层流体配 伍、来源广、便宜等条件。

界面张力值是用美国Texas-500型旋转滴界面张力仪测定，测定温度为70℃。测得

界面张力单位为mN/m。本文涉及到的界面张力值，如无特殊说明均为动态稳定值，油 临界胶束度% 浓 0.1 AOS 0.1 OP-10 0.2 AES 0.05 ABS 0.4 APG 0.0007 喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商

最小表面张力mN/m 乳力% 静态吸附量 动态吸附mg/g 量化 34.8 34.1 33.3 30.3 26.9 87 0 36.5 35.1 82.6 43.8 0.123 0.846 衡量表面活性剂洗油能力的重要指标之一就是界面张力。一般情况下，界面张力越 小，表面活性剂的驱油效率就越高。一般要求好的驱油用表面活性剂能将油水界面张力 降到超低（数量级为10-3mN/m）。油水界面张力和三次残油饱和度Sorc与二次残油饱超低界面张力。本文考察了不同表面活性剂的油水界面张力，进一步优选具有超低界面 张力的表面活性剂体系。

表面活性剂驱中加入碱可以同原油中有机酸反应就地形成表面活性物质，并同加入 的表面活性剂产生协同效应，增加界面活性，减少表面活性剂的用量；同时碱的加入， 可以调节体系离子强度，拓宽了表面活性剂的活性范围；除此之外，碱还可以改善岩石 颗粒表面电性，降低表面活性剂的吸附量。

界面张力是衡量表面活性剂洗油能力的重要指标，界面张力越小，表面活性剂的驱 油效率就越高。好的表面活性剂驱替液一般要求能实现超低界面张力（10-3mN/m）。在 此界面张力下可使水波及处的不流动油变为流动油,有效地提高驱替液的洗油效率。

3.1.2实验方法 5.3.1表面张力测定

实验采用Du Nouy环法测定表面张力。 5.3.3抗吸附试验

首先测定表面活性剂溶液的界面张力，然后在被测溶液中加入大庆油砂，吸附表面

活性剂，待吸附达到平衡后，分出上层清液再次测定与原有的界面张力，如此反复多次， 观察界面张力大小随吸附次数的变化。 5.3.4天然岩芯驱油实验

先用大庆原油饱和大庆天然岩芯，然后在45°C下进行水驱，计算水驱采收率。水 驱结束后换成表面活性剂驱，表面活性剂浓度0.2%。计算总的采收率，减去水驱采收 率，即得到表面活性剂驱采收率。 5.3.5耐电解质实验

将双长链烷基甲基甜菜碱溶于不同浓度的CaCl2水溶液，观察是否有沉淀产生。同 时用重烷基苯磺酸盐做对比试验。以不出现沉淀为好。 3.1.2.1界面张力的测定

本论文实验中界面张力的测定使用Texas-500型旋转滴界面张力仪。 （1）测定原理

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这种方法是将油滴悬浮在水或水溶液中，在高速绕水平轴旋转下将油滴拉柱形，柱 体的直径与界面张力相关。在相同条件（转速、油水相密度差）下，油柱直径越小，界 面张力越低。 （2）测定条件

本试验的测定温度为55℃，表面活性剂浓度为0.2%，盐含量分别为5000、10000、

25000、50000和100000mg/L。在测量的前半小时内，每隔1分钟读一次数，当油珠变化 稳定时，每隔5分钟读一次数，共测120min左右，直至三次连续读数在0.001cm之内，即可认为体系已达平衡，结束测定。

在油田的驱油过程中，表面活性剂可以有效的降低界面张力，使残余油变为可流动油，改变地层表面的润湿性，增加原油在水中的分散作用等特点，但是相对成本偏高，即使目前的国际油价偏高的环境下，表面活性剂驱油仍然存在着成本高的障碍。80年代以来，该技术发展成使用碱部分代替表面活性剂，使表面活性剂浓度降至0.5％以下，并用聚合物进行流度控制，即碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱，能提高采收率15％～20％，并且在目前油价条件下具有显著的经济效益，也是具有实际应用意义的驱油体系。

聚合物（聚丙烯酰胺）在油田驱油体系应用较为成功，但也存在一些缺陷，诸如不耐高温，当油层温度高于75度时，聚合物会出现严重的热氧降解，导致聚合物溶液的粘度大幅度下降，有时甚至完全失去其功能，同时，聚丙烯酰胺溶液的粘度随温度的升高而降低，但是在降解温度之前，其粘度是可以恢复的，即温度降到原来温度，粘度也恢复到原来值，如果温度超过一定范围，聚丙烯酰胺PAM溶液就不会得到很好的恢复，甚至失去效果，所以说高温油田需要较高的聚合物浓度来保证粘度，以便达到流度控制，随之采油成本将提高。二价铁离子存在，会使聚合物产生严重的降解，使溶液粘度明显降低。限制了其在高温高矿化度油层中的应用。三元复合驱的方法即利用碱、表面活性剂和聚合物的协同作用，发挥各组分的功能，

我国油田多为低酸值原油，适合采用ASP三元复合驱。该技术的关键是开发出性能 优良、价格低廉的表面活性剂。特别是克服高矿化度或Ca2+、Mg2+超过500mg/L的油藏地质条件。

考虑到成本因素和实际地质条件，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐单独使用的可能性仍然不大，但将其与廉价表面活性剂复配，可以大大提高现有廉价驱油剂的耐盐能力，从而

改善驱油剂的性能，扩大使用范围。由于驱油剂用量较大，即使脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸 盐添加量为10％，未来5～10年内其需求量也将达到3～6万吨，值得进行产业化开发。

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