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【摘要】随着我国经济的快速发展，原油的需求量大幅增加，提高原油的采收率已迫在眉睫。利用当代物理、化学以及生物等技术进一步提高石油采收率，降低残余油饱和度的新技术称为三次采油技术。本文阐述了油田三采中三元复合驱的技术特点、优势及表面活性剂发展的前景，并对表面活性剂的稳定性做了初步研究。
【关键词】三元复合；表面活性剂；三次采油技术；稳定；发展
前言
90年代以来，在已开发的三次采油技术中，化学驱油被认为是潜力巨大但也是最为复杂的提高石油采收率（EOR）的方法。石油开采通常分为一次采油，即利用油层自身压力喷出；二次采油，即通过注水来提高油层压力。然而以上方法的采收率都不理想，使得近六成的原油仍长眠于地下。随着我国经济的快速发展，原油的需求量大幅增加，这对我国经济的长期稳定发展是一个重大挑战。
长期以来科学家一直在研究提高石油采收率的新技术，人们将水驱后采用的一种新技术称为三次采油技术，也称强化采油（Enhanced Oil Recovery ，EOR）技术。目前，世界上已形成三次采油的四大技术系列即化学驱、气驱、热力驱和微生物技术采油。其中通过注入化学剂提高采收率的技术称为化学驱，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱以及三元复合驱等。其中表面活性剂驱表现出明显的优越性。近年来，面对油价明显走高的趋势，一些发达国家加大了对三采事业的研究，普遍认为：（1）高浓度（2%--5%）活性剂驱油可以使界面张力达到超低值，并大幅提高采收率，但表面活性剂用量大，成本高，经济上不划算。（2）碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元复合驱可以显著降低表面活性剂的用量，但只适用于高酸值原油，采出液破乳困难，加入碱液后聚合物粘度大幅度下降，为此需要加入更多的聚合物，这些因素造成采油成本上升。（3）相应配方多在室内合成，受油藏多变的影响很大，实施起来风险大。因此，大多数国家仅仅将化学驱技术看作一种潜在的提高采收率的技术储备。迄今为止，表面活性剂等化学剂在驱油过程中的应用仍局限于小规模先导性试验。
我国的油田目前已经进入水驱的中后期，采收率为35%左右，通过对全国23个主要油田的三次采油的主攻方向的研究表明，全国有63%的地质存储可以采用表面活性剂驱油，由此采出的油量相当于又找到一个大型油田。可见表面活性剂驱油在我国的潜力是巨大的。目前，应用表面活性剂提高采收率有两种不同的方法：一种是注入低浓度大段塞（孔隙体积：15%—60%）表面活性剂溶液，表面活性剂溶于油或水中，溶解的表面活性剂与称为胶束的表面活性剂聚集体相平衡，注入油层的溶液可以降低油/水的界面张力，使水驱无法开采出的残余油易于从油藏孔隙中流出，从而提高原油采收率，称为低张力表面活性剂驱油体系；第二种是把小段塞（孔隙体积：3%—20%）高浓度表面活性剂注入油层，与原油形成微乳液，称为微乳液驱油体系。随着高浓度段塞在油层表面活性剂/聚合物复合驱等三次采油技术的研究，使我国三次采油技术已经进入世界领先水平。
1.表面活性剂驱油概况
驱油剂是指三采中用于提高原油采收率的化学物质，即通过化学作用降低残余油饱和度的功能性化合物，也称为表面活性剂。具有双亲基团的表面活性剂分子会在液/固接触面、液/液接触面及体相的溶液中发生定向分布，破坏原油边界层，把边界层中束缚的原油解脱出来，成为流动性的原油。
在ASP复合驱中，价格较低的碱剂的主要作用是改变岩石表面的电荷性质，以减少价格较高的表面活性剂和聚合物的吸附、滞留损失，保证这类三元体系在经济上可行。因为有碱存在时，溶液PH值较高，岩石表面的负电荷较多，可以减少带负电荷的表面活性剂如石油酸皂等的吸附，并能有效地排斥带负电荷的聚合物，减少其吸附。为了克服聚合物驱提高采收率低、表面活性剂/聚合物驱经济效益不佳及碱水驱实用效果差的缺陷，经过大量的探索发现，碱-聚合物复合驱与单独的碱水驱或聚合物驱相比，驱油效果大有改善，因而复合驱方法有望在油田大面积得到推广。
ASP复合驱用表面活性剂原料主要来自化工产品的一些副产品，而副产品的组成复杂，组分性能差异大，容易造成产品性能不稳定，给工业化生产带来一定的困难。重烷基苯磺酸盐是一种优良的表面活性剂，它能够使原油/水的界面张力降到超低，大庆油田化工集团已建成了一座年产8万吨的重烷基苯磺酸盐装置。但重烷基苯磺酸盐在生产过程中会受到反应温度、原料比控制、重烷基苯中含水量等因素的制约。其中表面活性剂产品的稳定性能是能否推广应用的一项重要指标，例如：用同一个样品进行活性物含量及界面张力值的检测判断产品是否受存放时间长短的影响。
在实验室条件内，利用不同浓度的氢氧化钠溶液，采用旋滴法测量油水超低界面张力（控制室温低于45摄氏度）。
室温下，在三个月（90天）的考察时间中发现表面活性剂体系依旧可以保持低于9.99×10-3mN/m的超低界面张力。以上考察为表面活性剂的工业化生产、地面运输、试验现场表面活性剂产品的储备及存放提供了依据。
2.目前使用表活剂的不足之处
现有的表面活性剂生产受原料组分不稳定，成本高（成本约占化学剂成本的60-70%，大约是投资额的一半）等因素的影响，生产受到了限制。若降低三元复合驱的采油成本，必须使用廉价表面活性剂或高效表面活性剂。在大面积开展三元复合驱工业应用中，也出现一些问题，注入的碱液能引起地层粘土分散、运移导致地层渗透率下降，碱与油层流体及岩石矿物反应可形成碱垢，影响油井正常生产。
3.表活剂在油田三采中的前景展望
随着现代科学技术的进步，表面活性剂的种类日益增加，其在油田上的应用进展越来越突出。在三采中无论是提高采收率，还是降低成本都有很大的发展潜力。因此，应用复配表面活性剂的协同效应，降低主表面活性剂的用量，近而降低复合驱成本，提高经济效益，研制出更加适于三次采油的高效、低廉的表面活性剂具有深远意义。
参考文献
[1]罗志昕.江南大学.《耐盐型表面活性剂的研究》
[2]丁筠.大庆油田.《拓展三元复合驱表面活性剂种类研究》
[3]于淑杰.大庆油田.《烷基苯磺酸盐表面活性剂的影响因素》
【关键词】三元复合；表面活性剂；三次采油技术；稳定；发展
前言
90年代以来，在已开发的三次采油技术中，化学驱油被认为是潜力巨大但也是最为复杂的提高石油采收率（EOR）的方法。石油开采通常分为一次采油，即利用油层自身压力喷出；二次采油，即通过注水来提高油层压力。然而以上方法的采收率都不理想，使得近六成的原油仍长眠于地下。随着我国经济的快速发展，原油的需求量大幅增加，这对我国经济的长期稳定发展是一个重大挑战。
长期以来科学家一直在研究提高石油采收率的新技术，人们将水驱后采用的一种新技术称为三次采油技术，也称强化采油（Enhanced Oil Recovery ，EOR）技术。目前，世界上已形成三次采油的四大技术系列即化学驱、气驱、热力驱和微生物技术采油。其中通过注入化学剂提高采收率的技术称为化学驱，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱以及三元复合驱等。其中表面活性剂驱表现出明显的优越性。近年来，面对油价明显走高的趋势，一些发达国家加大了对三采事业的研究，普遍认为：（1）高浓度（2%--5%）活性剂驱油可以使界面张力达到超低值，并大幅提高采收率，但表面活性剂用量大，成本高，经济上不划算。（2）碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元复合驱可以显著降低表面活性剂的用量，但只适用于高酸值原油，采出液破乳困难，加入碱液后聚合物粘度大幅度下降，为此需要加入更多的聚合物，这些因素造成采油成本上升。（3）相应配方多在室内合成，受油藏多变的影响很大，实施起来风险大。因此，大多数国家仅仅将化学驱技术看作一种潜在的提高采收率的技术储备。迄今为止，表面活性剂等化学剂在驱油过程中的应用仍局限于小规模先导性试验。
我国的油田目前已经进入水驱的中后期，采收率为35%左右，通过对全国23个主要油田的三次采油的主攻方向的研究表明，全国有63%的地质存储可以采用表面活性剂驱油，由此采出的油量相当于又找到一个大型油田。可见表面活性剂驱油在我国的潜力是巨大的。目前，应用表面活性剂提高采收率有两种不同的方法：一种是注入低浓度大段塞（孔隙体积：15%—60%）表面活性剂溶液，表面活性剂溶于油或水中，溶解的表面活性剂与称为胶束的表面活性剂聚集体相平衡，注入油层的溶液可以降低油/水的界面张力，使水驱无法开采出的残余油易于从油藏孔隙中流出，从而提高原油采收率，称为低张力表面活性剂驱油体系；第二种是把小段塞（孔隙体积：3%—20%）高浓度表面活性剂注入油层，与原油形成微乳液，称为微乳液驱油体系。随着高浓度段塞在油层表面活性剂/聚合物复合驱等三次采油技术的研究，使我国三次采油技术已经进入世界领先水平。
1.表面活性剂驱油概况
驱油剂是指三采中用于提高原油采收率的化学物质，即通过化学作用降低残余油饱和度的功能性化合物，也称为表面活性剂。具有双亲基团的表面活性剂分子会在液/固接触面、液/液接触面及体相的溶液中发生定向分布，破坏原油边界层，把边界层中束缚的原油解脱出来，成为流动性的原油。
在ASP复合驱中，价格较低的碱剂的主要作用是改变岩石表面的电荷性质，以减少价格较高的表面活性剂和聚合物的吸附、滞留损失，保证这类三元体系在经济上可行。因为有碱存在时，溶液PH值较高，岩石表面的负电荷较多，可以减少带负电荷的表面活性剂如石油酸皂等的吸附，并能有效地排斥带负电荷的聚合物，减少其吸附。为了克服聚合物驱提高采收率低、表面活性剂/聚合物驱经济效益不佳及碱水驱实用效果差的缺陷，经过大量的探索发现，碱-聚合物复合驱与单独的碱水驱或聚合物驱相比，驱油效果大有改善，因而复合驱方法有望在油田大面积得到推广。
ASP复合驱用表面活性剂原料主要来自化工产品的一些副产品，而副产品的组成复杂，组分性能差异大，容易造成产品性能不稳定，给工业化生产带来一定的困难。重烷基苯磺酸盐是一种优良的表面活性剂，它能够使原油/水的界面张力降到超低，大庆油田化工集团已建成了一座年产8万吨的重烷基苯磺酸盐装置。但重烷基苯磺酸盐在生产过程中会受到反应温度、原料比控制、重烷基苯中含水量等因素的制约。其中表面活性剂产品的稳定性能是能否推广应用的一项重要指标，例如：用同一个样品进行活性物含量及界面张力值的检测判断产品是否受存放时间长短的影响。
在实验室条件内，利用不同浓度的氢氧化钠溶液，采用旋滴法测量油水超低界面张力（控制室温低于45摄氏度）。
室温下，在三个月（90天）的考察时间中发现表面活性剂体系依旧可以保持低于9.99×10-3mN/m的超低界面张力。以上考察为表面活性剂的工业化生产、地面运输、试验现场表面活性剂产品的储备及存放提供了依据。
2.目前使用表活剂的不足之处
现有的表面活性剂生产受原料组分不稳定，成本高（成本约占化学剂成本的60-70%，大约是投资额的一半）等因素的影响，生产受到了限制。若降低三元复合驱的采油成本，必须使用廉价表面活性剂或高效表面活性剂。在大面积开展三元复合驱工业应用中，也出现一些问题，注入的碱液能引起地层粘土分散、运移导致地层渗透率下降，碱与油层流体及岩石矿物反应可形成碱垢，影响油井正常生产。
3.表活剂在油田三采中的前景展望
随着现代科学技术的进步，表面活性剂的种类日益增加，其在油田上的应用进展越来越突出。在三采中无论是提高采收率，还是降低成本都有很大的发展潜力。因此，应用复配表面活性剂的协同效应，降低主表面活性剂的用量，近而降低复合驱成本，提高经济效益，研制出更加适于三次采油的高效、低廉的表面活性剂具有深远意义。
参考文献
[1]罗志昕.江南大学.《耐盐型表面活性剂的研究》
[2]丁筠.大庆油田.《拓展三元复合驱表面活性剂种类研究》
[3]于淑杰.大庆油田.《烷基苯磺酸盐表面活性剂的影响因素》