重烷基苯磺酸鹽在油田三次采油中的應(yīng)用探討

馮丹

（黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊公司表活劑分公司 黑龍江大慶 163000）

引言:眾所周知，一個國家想要得到可持續(xù)發(fā)展，可用能源是必不可少的，而石油以其低成本、高效率的優(yōu)勢在我國能源利用中占據(jù)了得天獨厚的位置，然后，石油屬于不可再生資源。因此對于如何高效利用石油尤其重要，目前最大限度的保護石油資源，高效高質(zhì)利用石油資源已成為我國重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。對此進行重烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用和三次采油技術(shù)的研究顯得尤為重要。

雖然我國目前已研發(fā)出了包括石油磺酸鹽、天然羧酸鹽石油羧酸鹽等在內(nèi)的表面活性劑驅(qū)油劑，但這些技術(shù)所需的原材料的來源渠道不足和生產(chǎn)工藝的要求過高，難以進行大規(guī)模的應(yīng)用和推廣，無法及時滿足油田采油的需要。重烷基苯磺酸鹽作為一種價格相對低廉，開采容易，原材料來源充足的洗滌劑生產(chǎn)的副產(chǎn)物，具有驅(qū)油劑所要求的穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是最為新一代三次采油用驅(qū)油劑的上好選擇。

一、油田三次采油概述

從石油開采的歷史來看，其開采的形式大致經(jīng)歷了三個不同的階段，首先是主要利用油田自有的能源，這個階段的石油采收率只有10% ～20%。其次是注水方式，利用注水的方式來保持地層壓力，早期通過注水開采的采收率達到25%～45%，比以往有所提高，但仍然效益不高。后來進入到強化開采的時代，即目前的三次采油形式，通過對物理化學(xué)的靈活運用進行石油采收。近幾十年各國都在進行地下石油技術(shù)的研究，但是在目前的三次采油技術(shù)中，化學(xué)驅(qū)油還是最好的選擇，而化學(xué)驅(qū)油中最優(yōu)選擇是三元復(fù)合驅(qū)。

二、重烷基苯磺酸鹽的化學(xué)元素及合成

1.重烷基苯磺酸鹽的化學(xué)元素

重烷基苯磺酸鹽的基本化學(xué)元素主要包括罐裝的三氧化硫氫氧化鈉，分析純，重烷基苯，撫順洗滌化工廠洗滌劑成分等。其組成包括單烷基苯、二烷基苯、二苯烷，此外還含有少量的茚滿和柰滿，具體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 重烷基苯磺酸鹽的組成 （如上圖）

2.重烷基苯磺酸鹽的合成

重烷基苯磺酸鹽的合成主要是先精細切割粗制的重烷基苯原料，從而獲取餾分較窄的精制重烷基苯，再利用三氧化硫膜式磺化反應(yīng)器將精制的重烷基苯進行磺化反應(yīng)，獲取其中的重烷基苯磺酸用氫氧化鈉中和成分，制造重烷基苯磺酸鹽產(chǎn)品，其平均摩爾質(zhì)量為410 ～440 g／mol。

三、重烷基苯磺酸鹽在采油中的應(yīng)用及優(yōu)點

1.重烷基苯磺酸鹽在采油中的應(yīng)用

目前對重烷基苯磺酸鹽在石油采收中應(yīng)用最深入的是大慶油田，基本處于工業(yè)化推廣的階段，得力于重烷基苯磺酸鹽的采收率效果顯著的優(yōu)勢，二類油層也進行了重烷基苯磺酸鹽的利用。近十年來，大慶油田已成功運用了以重烷基苯磺酸鹽為主表面活性劑的三元復(fù)合驅(qū)油體系，在2007 年時就收到效果，明顯提高產(chǎn)油量，與注水階段的采收率相比，有了大幅度的提升和發(fā)展，充分顯示了三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的水平和能力，也將為我國油氣業(yè)的發(fā)展注入新鮮的活力。

2.重烷基苯磺酸鹽作為驅(qū)油劑的優(yōu)點

將重烷基苯磺酸鹽作為驅(qū)油劑具有注水所不可比擬的的優(yōu)勢，首先是重烷基苯磺酸鹽的性能更好，能夠達到降低原油／地層水界面張力的效果，添加一定的堿劑后可以在較寬的質(zhì)量分數(shù)限制內(nèi)使原油／地層水界面張力達到極低值。其次是在經(jīng)過合理的配方之后，在符合一定密度要求的油田地層水中，可以不借助堿劑使原油／水界面張力下降到l0 ～ 10 ～mN·m 數(shù)量級。第三是三元復(fù)合驅(qū)體系的驅(qū)油水平，比以往的注水驅(qū)油效率高出了l5% ～35%。除此之外，重烷基苯磺酸鹽為主劑的驅(qū)油方式能夠應(yīng)用的范圍很廣，從大慶油田的應(yīng)用情況來看，通過重烷基苯磺酸鹽為主劑的三元復(fù)合驅(qū)體系，大慶油田的原油／地層水界面張力達到了很低，提高了采油廠的油水界面張力性能。最后是重烷基苯磺酸鹽的原材料構(gòu)成分子簡單，成分清晰。從具體的使用情況來看，雖然一定的分子分布范圍對原油質(zhì)量有好處，但超過一定限度后原料越復(fù)雜，反而對產(chǎn)品質(zhì)量會造成不好的影響，破壞產(chǎn)品的穩(wěn)定性能。在這一方面。重烷基苯磺酸鹽就比一般的石油磺酸鹽更好，因為重烷基苯磺酸鹽的元素構(gòu)成更清楚，能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。但需要主要的是，當(dāng)重烷基苯磺酸鹽其中的分子分布發(fā)生較大波動黑絲，就會破壞原油／地層水界面的張力，情況嚴重時甚至不能用作驅(qū)油劑。

四、重烷基苯磺酸鹽在油田開采中的應(yīng)用前景

我國的采油業(yè)已基本進入三次采油階段，從當(dāng)前以重烷基苯磺酸鹽為主劑的的三元復(fù)合驅(qū)表面活性劑驅(qū)油方式的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度來看，我國大部分主力油田已經(jīng)進入了大面積試用和大范圍推廣的階段，目前已經(jīng)開始試用的地區(qū)有二廠南五、廠北一斷東、陰廠一礦等等。在“十一五”規(guī)劃期間，我國計劃推行五個三元復(fù)合驅(qū)的試驗區(qū)，十個三元復(fù)合驅(qū)的推廣區(qū)，計劃表面活性劑用量的年用量達到一萬噸到十萬噸不等。由于推廣的實際過程還面臨很多問題，因此實際工作的開展可能不會如期進行，但從當(dāng)前的表面活性劑用量的年用量趨勢來看，處于穩(wěn)定的增長狀態(tài)，因此以重烷基苯磺酸鹽為主劑的的三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用前景很好。

五、結(jié)語

隨著我國開采技術(shù)的不斷進步，經(jīng)濟的增長速度也在加快，但與此同時不可再生資源的數(shù)量也在日益減少，因此急需更加高效科學(xué)的采油技術(shù)，在這樣的背景下，三次采油技術(shù)就得到了重視和發(fā)展。在三次采油技術(shù)中，最核心的是以重烷基苯磺酸鹽為主劑的的三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)，其不僅具有較低原油／地層水界面張力的效果，而且成本低，價格低廉，對地層的影響較小。為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，對以重烷基苯磺酸鹽為主劑的的三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用十分必要。從目前實際應(yīng)用情況來看，以重烷基苯磺酸鹽為主劑的的三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的確是值得推廣和大規(guī)模應(yīng)用的采油技術(shù)，從而為加速實現(xiàn)采油技術(shù)的進步和革新添加動力，滿足我國采油業(yè)發(fā)展的需要，推動我國經(jīng)濟的穩(wěn)定可持續(xù)增長。

[1]蔣萬容.油田用表面活性劑的應(yīng)用及制備探討[J].硅谷,2014,(17):82-82,80.

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