微乳液驱油技术强化石油采收率的研究进展_魏长清.pdf

2023 年 第 1 期 化学工程与装备 2023 年 1 月 Chemical Engineering&Equipment 209 微乳液驱油技术强化石油采收率的研究进展微乳液驱油技术强化石油采收率的研究进展 魏长清（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院采收率研究一室，黑龙江 大庆 163712）摘摘 要要：近几年我国对于石油能源的需求量越来越大，提升石油产量的方法也就受到了越来越多的重视，例如将微乳液驱油技术应用于石油采收工作之中，可以对油水界面表面张力起到有效的控制作用，同时降低含油岩层的湿润程度，也就有利于提升石油的采收率，所以，本文对微乳液驱油技术强化石油采收率的情况进行分析，以供参考。关键词：关键词：微乳液；驱油技术；石油采收率 既往油田采收通常借助水驱采油的模式，但完成采油工作之后，油层中仍然含有大量无法开采的石油，而若应用新型技术，则可提升石油采收率。微乳液即为使用至少两种不相溶液体共同进行混合，直至乳化，并构成最小直径 5nm、最大直径 100nm 的液滴体系。其属于新型驱油技术，能够与过量油和过量水共存，从而控制原油与水之间的界面张力，同时还可提升原油流动性，使原本残留的石油顺利进入到油井之中，也就可以实现石油采收率的提升。由此可见，针对微乳液驱油技术强化石油采收率的相关情况进行研究具有重要意义。1 1 微乳液的组成微乳液的组成 微乳液的组成突然可以分为四个部分，分别是水、烃类、助表面活性剂以及表面活性剂。在微乳液体系之中，受到表面活性剂双亲分子作用的影响，两类或是多类不相溶的连续介质，可以在经过分割以后，被划分成为多个微小的空间，并构成数个微型的反应器，且该类型反应器的体积可以小至纳米级别，同时，体系之中的反应物能够生成固相粒子。以此为基础，在其中应用微乳液，既可控制纳米材料的稳定状态，也可控制材料粒径，也就是可以合理限制纳米粒子的变化，所以，纳米粒子的外部，不仅可以实现表面活性剂的包裹，还能够呈现出凝结态结构。所以，在微乳液之中，表面活性剂占据最主要的地位，应用频率较高的表面活性剂包括双链离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂，例如琥珀酸二锌酯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲溴化铵、聚氧乙烯醚类等1。在各类非极性溶剂之中，应用次数较多的两类分别为“烷烃”以及“环烷烃”。混合水、油、表面活性剂，并搅拌均匀，之后针对体系适量加入助表面活性剂，或是适量加入水，只要配比合理，即能够构成微乳液，而且微乳液可呈现出透明状态。在通常情况下，受到瞬时负界面张力的影响，微乳液可以直接形成，也就是说，表面活性剂的合理应用可以实现油水界面张力的下降，并促使微乳液形成，再将适量助表面活性剂溶于其中，并共同在水油界面进行吸附，即能够构成“混合吸附”的状态，使该部分的界面张力显著下降，甚至可以在瞬时内生出负的界面张力，由此，界面扩张实现，并使其中的张力达到 0 的状态，或是正值十分微小。如果微乳液的液滴聚集，总界面将显著缩小，并可构成瞬时界面的张力，并阻拦 微乳液的持续聚集，所以微乳液形成时一般需要适量加入烷烃。从微乳液的角度来看，其自身理化性质能够受到多方面因素的影响，其中最显著的，就是来自表面活性剂类型、助表面活性剂性质以及烷烃碳原子数的重要影响。助表面活性剂属于可以针对表面活性剂起到改变表面活性作用的一类物质，同时也能够促使亲油、亲水两个性质处于平衡状态，将其加入微乳液之中，可以起到强化胶束形成以及调节水油极性的作用，也就能够针对体系整体的微乳成分起到调节作用。以此为基础，对微乳液进行制备时，可以应用助表面活性剂控制液晶一类的刚性微结构逐渐构成，并逐渐凸显出表面张力控制、系统黏度优化等多方面能力。2 2 微乳液的类型和结构微乳液的类型和结构 微乳液结构可以对其实际使用效果产生重要影响。从实际上来看，可以将微乳液结构划分成为三个不同的类别，分别是连续型、O/W 型以及 W/O 型。其中 W/O 型由三相组成，一是水核，二是油连续相，三是界面膜，界面膜为表面活性剂以及助表面活性剂共同构成；O/W 型由三相组成，一是油核，二是水连续相，三是由表面活性剂以及助表面活性剂共同构成的界面膜；双连续相结构则属于 O/W 型以及 W/O 型二者的整合，与以上不同的是，其中的水相、油相未呈现球状，而是形成网格状。并且，微乳液结构在整体上能够受到多方面因素的影响，影响因素通常包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性、pH 值、电解质浓度、温度以及各相之间的占比等，可以采用相图的形式对各组分关系进行精准表达，也可预测微乳液主要特征。并且，虽然单相微乳液的应用频率更高，但是微乳液也可以呈现出多平衡相态的状态，例如DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.032210 魏长清：微乳液驱油技术强化石油采收率的研究进展 W/O 型与过量油，W/O 型与过量水，以及双连续型与过量油、过量水2。3 3 微乳液驱油技术微乳液驱油技术 3.1 微乳液驱油技术应用现状 既往数年，微乳液驱油技术即已经在行业内受到了广泛关注，并得到了深入研究。从实际上来看，该项技术的应用及发展均需传统的表面活性剂驱油技术提供支持，可以认为该项技术属于表面活性剂驱油技术的特别形式。传统技术的原理为控制油、水之间的界面张力，但是从实际上来看，因为油的黏度在表面活性剂的黏度之上，所以表面活性剂并不能起到良好的驱油作用，而微乳液驱油技术中所应用的微乳液，其具有黏度较高的特点，可以有效控制油、水之间的界面张力，当前该项技术已经逐渐代替了传统技术的地位。同时，如果在油井内直接注入表面活性剂水溶液，溶液还能够和原油共同发生作用，并构成新的微乳液，该类型的微乳液具有双连续相特点。在微乳液、过量水、过量油三者之间保持平衡时，油水界面的张力可以降低，同时原油黏度下降，流动性更好，岩层中的残留原油也就可以逐渐流入酒精，促使原油采收效率也就可以大幅度提升，由此，采油工作得到进一步深化3。3.2 微乳液驱油机制 将微乳液驱油技术应用于实际，表面活性剂水溶液浓度较低时，油藏层可因此得到浸润，并且，因为水溶液之中含有盐水、中碳链醇以及烃类，所以微乳液驱油的整个过程，表面活性剂均能够起到十分重要的影响作用。一般来说，合理应用微乳液驱油技术时，其中的表面活性剂可以促使原油表面张力得到大幅度降低，进而可以实现原油流动性的提升，也就更容易从岩石中顺利浸出。从整体上来看，过程如下，首先需要针对油藏层注入适量微乳液，微乳液可以起到驱替水和油的作用，并将其能够接触到的全部原油进行躯替，即可提升原油采收率。并且从实际上来看，在应用微乳液驱油技术的过程中，现场包含至少两个段塞：（1）注入表面活性剂溶液体系，目的在于控制界面张力，以提升采油量；（2）注入聚合物流动缓冲带，可以优化驱油体系流动状态，活塞驱替效果更好4。4 4 结束语结束语 当代各个行业发展对于能源的需求量均越来越大，所以不仅需要积极开发新能源，还需提升传统能源的应用效率以及产出率。因为石油在传统能源中占据重要地位，所以需要针对其采收率的增加进行深入研究，例如在其中应用微乳液驱油技术，该项技术当前已经呈现出了较好的应用效果，十分有利于石油采收率的提升。参考文献参考文献 1 崔乐雨,李应成,何秀娟,等.微乳液泡沫驱油技术原理,挑战和研究进展J.精细化工,2022,39(1):9.2 李海涛,王永清,谭灿.微乳液体系相对渗透率曲线的非稳定法实验J.石油学报,1998,19(4):6.3 丁彬,熊春明,耿向飞,等.致密油纳米流体增渗驱油体系特征及提高采收率机理J.石油勘探与开发,2020,47(4):9.4 赵觅,吴迪,王鉴.石油磺酸盐驱油体系微乳液的形成及增溶特性研究J.科学技术与工程,2015,35(28):7.