油田用表面活性劑基本知識介紹

鉆井用表面活性劑。在油田用表面活性劑中，鉆井用表面活性劑(包括鉆井液處理劑和油井水泥外加劑)用量最大，約占油田用表面活性劑總量的60%左右；釆油用表面活性劑的量相對較少，但其技術(shù)含量相對較高，其用量約占油田用表面活性劑總量的1/3，這兩類化學(xué)品在油田用表面活性劑中占有重要的位置。

目前世界鉆井液處理劑的研究，形成了美、俄、中"三足鼎立"局勢，美國以各種新型聚合物材料為研究對象，俄羅斯主要立足于"原料價(jià)廉易得"這一原則，研究盡量以各種工業(yè)下腳料為基礎(chǔ)，其次是一些傳統(tǒng)處理劑(天然)改。我國的研究重點(diǎn)在充分利用傳統(tǒng)原料和開發(fā)新型合成聚合物(包括單體)兩方面。國外鉆井液處理劑的研究重點(diǎn)更突出，即以含磺酸基的合成聚合物為基礎(chǔ)的各種產(chǎn)品，這也是未來的發(fā)展方向。

20世紀(jì)90年代以來，新一代聚合物2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)多元共聚物產(chǎn)品成為新型鉆井液處理劑的代表。降粘劑、降濾失劑和潤滑劑等品種有了突破性的進(jìn)展，特別是近幾年來，具有濁點(diǎn)效應(yīng)的聚合醇表面活性劑在國內(nèi)所有油田得到推廣應(yīng)用，并形成了一系列的聚合醇鉆井液體系。此外，甲基葡萄糖酸甙、甘油基鉆井液也在現(xiàn)場應(yīng)用中取得良好的效果，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，也促進(jìn)了鉆井液用表面活性劑出發(fā)展。目前，我國鉆井液處理劑已經(jīng)發(fā)展到18類，上千個(gè)品種，年消耗量近30萬t。

國外20世紀(jì)80年代油井水泥外加劑快速發(fā)展，逐漸形成了系列化產(chǎn)品，在新產(chǎn)品開發(fā)方面，合成聚合物材料普遍作為首選的研究對集；我國1993年油井水泥全部轉(zhuǎn)化為符合API標(biāo)準(zhǔn)的系列產(chǎn)品，外加劑隨之快速發(fā)展；國內(nèi)成功研制出了專用的油井水泥分散劑SAF(磺化丙酮甲醛縮聚物)，與固井質(zhì)量、抽氣層保護(hù)密切相關(guān)的油井水泥降濾失劑、促凝劑、緩凝劑和膠接增強(qiáng)劑等也均呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，并形成了專用的油井水泥外加劑，目前已經(jīng)發(fā)展到11類200多個(gè)品種，年用量數(shù)千噸。

采油用表面活性劑。與鉆井用表面活性劑相比，采油用表面活性劑品種和數(shù)量都相對較少，特別是一些酸化和壓裂用產(chǎn)品。在壓裂用表面活性劑中，膠凝劑研究以改牲天然植物膠和纖維素為主，也包括各種合成聚合物如聚丙烯酰胺。近年來，國外在酸化液表面活性劑領(lǐng)域發(fā)展相對緩慢，研究開發(fā)的重點(diǎn)集中在開發(fā)酸化用緩蝕劑，其特點(diǎn)是利用現(xiàn)有原料改性或復(fù)配緩蝕劑，其開發(fā)的共同點(diǎn)是原料和產(chǎn)品無毒或低毒，且產(chǎn)品具有油/水溶或水分散性。胺類、季銨類和炔醇類復(fù)配緩蝕劑較多，醛類緩蝕劑由于具有毒性，開發(fā)相對減少。緩蝕劑方面還有以十二烷基苯磺酸和低分子胺(乙胺、丙胺、C8～18伯胺、油酸二乙醇酰胺)的復(fù)合物，乳化劑則以油包酸型乳化劑為主。我國近年來壓裂酸化液用表面活牲劑研究力度不夠，進(jìn)展不大。除開發(fā)過程中壓裂酸化液用的緩蝕劑外，其他用途的品種也較多，其中最多的是胺類(有機(jī)伯、仲、叔、季酰胺或其復(fù)配物)，咪唑啉及其衍生物也是一類用量較多的的有機(jī)緩蝕劑。

油氣集輸用表面活性劑。我國油氣集輸用表面活性劑的研究、開發(fā)和利用始于20世紀(jì)60年代，目前已有14類、數(shù)百個(gè)產(chǎn)品。其中，原油破乳劑用量最大，年需約2萬t。我國針對不同油田研制了適用的破乳劑產(chǎn)品，不少品種已經(jīng)達(dá)到20世紀(jì)90年代國際水平；而降凝劑、流動改進(jìn)劑、降粘劑和清防蠟劑等品種較少，且大多數(shù)為復(fù)配型產(chǎn)品，由于不同性質(zhì)的原油對用作降凝、流動改進(jìn)、降粘和清防蠟?zāi)康牡谋砻婊钚詣┑囊蟛煌矠樾庐a(chǎn)品的開發(fā)提出了更高的要求和難度。

油田水處理用表面活性劑。油田水處理劑是油用開發(fā)中重要的一類油田化學(xué)品，各種水處理劑的年用量在6萬t以上，其中表面活性劑占40%左右，盡管在油田水處理方面表面活性劑的需求量很大，但我國在水處理用表面活性劑方面的研究卻較少，油田水處理用表面活性劑的品種還不齊全，且多數(shù)產(chǎn)品都是從工業(yè)水處理行業(yè)引進(jìn)，但由于油田水的復(fù)雜性，直接從工業(yè)水處理方面引進(jìn)的產(chǎn)品適用性差，有時(shí)不能發(fā)揮功效，還缺少有針對性的油田水處理表面活性劑。國外對水處理用表面活性劑方面的研究以絮凝劑開發(fā)最為活躍，開發(fā)的產(chǎn)品也很多，但用于油氣田污水處理的并不多。

三次采油用表面活性劑。國外三次采油用表面活性劑產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)規(guī)模大。我國目前已經(jīng)形成了一些用于驅(qū)油的表面活性劑和聚合物品種，但還不能滿足三次采油的需要。國內(nèi)可用于合成驅(qū)油劑用表面活性劑的重烷基苯年產(chǎn)量不足2萬t，難以滿足需要，且分子量大小和分子量分布不適用于合成驅(qū)油劑用表面活性劑；在植物羧酸鹽表面活性劑方面盡管已經(jīng)開展了大量的工作，但仍然不能滿足油田驅(qū)油的需要，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量存在問題。大慶、勝利、遼河、大港等油田已經(jīng)實(shí)施了聚合物驅(qū)油，大慶油田建成了年產(chǎn)5.7萬t的聚丙烯酰胺裝置，勝利油田建成了年產(chǎn)2萬t以上的聚丙烯酰胺裝置，加上其他一些生產(chǎn)企業(yè)，全國已經(jīng)具有10萬t/年以上的生產(chǎn)能力，目前驅(qū)油用聚合物的年需求量在數(shù)萬t，從規(guī)模上已基本能滿足需要，但產(chǎn)品質(zhì)量(如相對分子質(zhì)量和溶解性、耐溫、抗鹽飽力)和國外還存在差距。在油田用表街活性劑中，三次采油用表面活性劑是最具有發(fā)展?jié)摿Φ幕瘜W(xué)品。