高 纯

（大庆油田化工有限公司生产运行部，黑龙江大庆 163000）

现阶段的三次采油作业中，表面活性剂起着越来越突出的作用，但因为各个油田的开采环境和油田分布情况有所不同，使得其所选取的表面活性剂也有着各自的特殊性。根据当下三次采油中的表面活性剂使用情况，在混合润湿性油层中的应用效果极为显著，驱油效率相对较高，为油田企业创造了更高的经济和社会效益。虽然当下的发展条件下，三次采油用表面活性剂迎来了显著的发展，但在油田作业中，应根据油田工程的具体特点，保障表面活性剂的科学使用。

1 驱油用表面活性剂作用机理

在油田作业领域的表面活性剂使用是通过以小于表面活性剂临界胶束浓度的表面活性剂水溶液作为驱替液使用，来使得油水界面张力有所降低，岩石表面润湿性得到明显的改变，发挥表面活性剂的驱油作用，不仅可以大幅提升驱油效率，更可以为采油工作的进行提供便捷。

1.1 降低界面张力

油田工程的开采作业中，采收率是影响效益的直接因素，而很多因素都会对采收率产生直接的影响，比如，油水界面张力会影响到采收率的大小，当油田界面张力相对较小时，残余油可以有效分散于驱替液中，也就可以在驱替液的使用中使得残余油可以呈现出一定的流动状态，也就更好地保障了采油基团工作的进行。根据表面活性剂的基本特性，亲水基团和亲油是其中的重要构成，表面活性剂的双亲性结构特点使得在将其与溶液直接接触的过程中，会在界面上表现出明显的选择吸附性，此时，极性基团会逐步取代表面层中的水分子，液体内部分子对表面的吸附力显著降低，而非极性基团对表面层中的油相替代，使得油相对表面层的吸附力大幅降低，界面活化特性明显。通常情况下，油水界面张力保持在20~30mN/m，如果要有效将油从毛细管中驱出来，对于驱动压力有着极高的要求，要使得驱逐压力为注水压差的25~50倍，而这一要求下，往往需有效减小油水界面的张力。

1.2 润湿反转

根据我国的油田资源分布特点，大概有60%的油藏岩石都呈现出明显的亲油特性，这一特性下，原油资源被大量吸附在岩石表面结构中，正是因为原油资源的这一分布特点，使得原油资源的开发过程中，注入水驱出非常困难，整体的驱油效果并不理想。而在驱油工作中使用了一定的表面活性剂以后，有效发挥了表面活性剂的润湿反转效果。因为在使用了一定的表面活性剂以后，原油与岩石表面的接触角大幅减小，此时，岩石表面出现了明显的变化，从亲油性向亲水性的转变使得原油驱走更为容易，也就可以在采收率提升的同时给油田企业创造更高的效益。

1.3 乳化作用

表面活性剂在使用过程中同样具有一定的乳化作用，因为在油田作业领域的油水极性存在着明显的差异，当处于正常条件时，油水呈现出不相溶的特征，当使用了表面活性剂来完成驱油作业时，因为表面活性剂分子的特殊性，也就发挥其活性剂分子在油水界面中的定向吸附作用，界面张力得以降低，原油在水中的分散将更为简单，所形成的界膜对乳液的稳定起到了不可忽视的作用。

1.4 提高电荷密度

表面活性剂在三次采油中的应用同样可以大幅提高电荷密度，尤其是对离子型表面活性剂而言，这一活性剂在电解以后将会吸附在油滴和岩石表面，也就产生了扩散双电层的相互排斥反应，而此过程对流动状态下油水的局部聚集起到了一定的抑制作用，油滴将随着驱替液呈现出流动状态。

2 三次采油方法分类

三次采油是在二次采油的基础上进行的，具体的采油工作进行中，主要是通过驱油剂的优化来克服油田开采中的难题，提升驱油效果。我国很多油田企业都进入了三次采油阶段，在多年的发展中，三次采油技术日渐成熟，多样化的三次采油技术使得整体的采油效率大幅提升，为油田企业的进步提供了一定的技术保障。

2.1 热力驱采油技术

热力驱采油技术是三次采油领域的关键技术，从这一技术的原理来看，通过热能的引入也就降低了原油的黏度，原油这一特性的改变使得波及效率和流动性都显著提升，驱油工作更便于开展。但热力驱采油技术下存在着一定的热源作用方式区别，比如，可以选用向油层中直接注入载热蒸汽和井下点燃油层的火烧油层法，前一种方式因为操作的便捷性，在很多油田作业中得到了一定的应用。

2.2 混相驱采油技术

混合驱采油技术下，利用的是不同介质之间的相互溶解作用，在这些介质相互溶解以后，不同相之间的张力显著降低，界限溶解消失，也就对采油工作中的毛细管效应起到了一定的控制作用，在这一驱采油技术下，采收率显著提升。这一驱采油技术下，因为存在着多种的驱油物质，以这些物质的特性作为标准，包含了各种轻质烃类混相驱油，CO2混相采油和氮气驱采油等多种方式。

2.3 微生物驱采油技术

微生物驱油技术在三次采油中的应用也相对较多，这一技术再进一步细分以后，主要包含了以下类型。

（1）将细菌代谢物直接注入到原有地层条件下，在采油作业进行时，这些生物代谢聚合物可以作为天然表面活性剂使用，在将该物质与溶剂、乳化剂混合以后，驱油效果显著提升，这一驱油的技术原理与化学驱油原理十分相似。

（2）在地层中直接进行对应微生物的培养，在培养时将地层中原有的烃类营养物质或者人工注入物作为原料，经由一系列的培养也就形成了相应的代谢产物，可直接作为驱油微生物使用，相比较而言，这种直接培养方式下的操作更为简单，广受油田企业的青睐。

2.4 化学驱采油技术

以作用方式作为技术划分标准，化学驱采油技术中主要以聚合物驱油、表面活性剂驱油、碱水驱油、三元复合驱油为主。根据几种化学驱油技术在油田作业中的应用效果，三元复合驱油的效果相对理想，且在利用这一技术应用时的成本投入偏低，因为技术应用时会向地层中添加很多的强碱性物质，对地层周边的环境造成了巨大的破坏。此外，如果强碱性物质使用过多，甚至会造成一定的地层腐蚀，可能会影响到最终的驱油效果。聚合物驱油处理时，向注入水中添加一定的聚合物，聚合物的添加改变了注入水的性能，聚合物使用后注入水的黏度有所增大，油水流度比也得到了一定的改善。注入于地层中的聚合物溶液的难度较高，油层波及效率显著提升，为采油和驱油创造了一定的条件。表面活性剂的使用可以使得油水界面张力大幅降低，在此条件下，二次采油时岩石孔隙中的水油在一定的条件下快速驱出，采油作业进行时的驱油效率、采收率都显著提高。

3 三次采油中的表面活性剂现状和发展

3.1 阴离子表面活性剂

阴离子表面活性剂可以用于三次采油作业，硫酸盐、羧酸盐、硫酸（酯）盐和磷酸（酯）盐都是应用范围较广且使用频次较高的阴离子表面活性剂，相比较而言，磺酸盐的应用最多，以石油磺酸盐为代表。在三次采油作用中，因为石油磺酸盐的浊点较高，在砂岩表面呈现出吸附较小的特征，使得在整个的采油作用中，利用磺酸盐完成采油作业时的成本偏低，有着良好的界面活性和耐温性。但因为磺酸盐的抗盐能力不够，临界胶束浓度偏高，在地层中的吸附、滞留等综合作用，使得驱油过程中存在着一定的损耗，这是未来发展中需重视的问题。

3.2 阳离子表面活性剂

三次采油用阳离子表面活性剂中同样包含了多种类型，其中，最为典型的就是双烷基季铵盐，这种类型的表面活性剂性质特殊，当处于酸性介质环境下时，双烷基季铵盐的乳化分散润湿特性明显，在表面电性反转机理、润湿反转机理作用下，驱油工作得以顺利开展。但阳离子表面活性剂在驱油工作中的应用同样存在着一定的不足，就是在pH超过7的情况下，自由胺会自动析出，导致表面活性极大降低。

3.3 非离子表面活性剂

脂肪醇系列聚氧乙烯醚、烷基酚系列聚氧乙烯醚、烷基酚系列聚氧乙烯醚甲醛缩合物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等均是三次采油中的非离子表面活性剂，这种非离子表面活性剂的种类非常多，各种不同类型的非离子表面活性剂都有其各自的适用条件和优缺点，在三次采油工作中应根据地层条件，选择最符合的非离子表面活性剂。与其他表面活性剂相比，非离子表面活性剂的抗盐能力突出，CMC小，但在地层中应用时的稳定性不够，耐高温性较差。

3.4 非离子-阴离子复合型表面活性剂

甜菜碱型表面活性剂是三次采油中的非离子-阴离子复合型表面活性剂，这种表面活性剂在采油作业中同样存在着一定的优势，具体表现为对于金属离子的螯合作用明显，这一特点使得其在高矿化度、高温油层中的驱油效果极为理想。但这类表面活性剂的种类相对有限，在应用时的成本投入高。

3.5 特种表面活性剂

特种表面活性剂具体以孪生表面活性剂、氟表面活性剂和生物表面活性剂为主，以孪生表面活性剂为例，这类表面活性剂与常规的活性剂相比，表面活性好，CMC小且增黏性突出、生物安全性、润湿性等都非常好；氟表面活性剂的表面活性好，化学稳定性、热稳定性都相对理想，防水防油作用明显；生物表面活性剂具体以糖脂类、磷脂类、脂蛋白或者缩氨酸脂、聚合物类为主，这类表面活性剂的水溶性、抗菌性、环保性等都非常突出。

4 结束语

现阶段很多油田都进入了三次采油阶段，而表面活性剂是三次采油作业中影响驱油效果和采油率的关键因素，为提升整体的驱油水平，油田企业都应该根据自身的特点，选择恰当的表面活性剂，发挥其在采油作业中的作用。