表面活性劑應(yīng)用技術(shù)研究在油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)研究中占有重要的地位,表面活性劑在石油工業(yè)中的開發(fā)應(yīng)用具有悠久的歷史,石油工業(yè)生產(chǎn)中的油田化學(xué)品市場(chǎng)是表面活性劑開發(fā)應(yīng)用的大市場(chǎng)之一。油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)是石油工業(yè)勘探､鉆采､集輸和注水等專業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的化學(xué)工藝技術(shù)措施,是保證油氣開采增產(chǎn)､穩(wěn)產(chǎn)的重要技術(shù)手段之一。具體說(shuō)來(lái),油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)中的壓裂酸化技術(shù)､強(qiáng)化采油技術(shù)､泡沫排液､沖砂洗井采氣技術(shù)､鉆井液與完井液技術(shù)､集輸技術(shù)等是鉆井工程､新井投產(chǎn)和老井后期挖潛不可缺少的技術(shù)措施。立足國(guó)內(nèi)油氣田市場(chǎng),面向海外油氣田市場(chǎng),我國(guó)的油田化學(xué)科技工作者已開發(fā)出了接近或達(dá)到世界先進(jìn)同步發(fā)展水平的并獨(dú)具特色的油田化學(xué)專用藥劑系列及其形成的特色系列油田化學(xué)工作液體系。油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果已經(jīng)在我國(guó)的油氣田獲得廣泛的應(yīng)用,為我國(guó)的油氣田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn),同時(shí)也為油氣生產(chǎn)單位創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文就主要相關(guān)的油田化學(xué)專用藥劑系列及其形成的系列油田化學(xué)工作液體系與表面活性劑的密切關(guān)系進(jìn)行探討,并介紹油田化學(xué)專用藥劑的發(fā)展方向,以適應(yīng)新世紀(jì)“綠色化學(xué)”應(yīng)用技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。
1 油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)與表面活性劑
油田化學(xué)的研究應(yīng)用對(duì)象———油氣儲(chǔ)層特性､油氣水組分性質(zhì)等物化特征和油田化學(xué)作用機(jī)理及對(duì)其認(rèn)識(shí)的不斷創(chuàng)新突破決定了表面活性劑應(yīng)用技術(shù)在油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)研究中的重要地位,可以說(shuō)油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)離不開表面活性劑技術(shù)。油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果從某種意義上說(shuō)是表面活性劑應(yīng)用技術(shù)在油田化學(xué)中的具體化､實(shí)用化和針對(duì)性的應(yīng)用研究成果。在大多數(shù)油氣田用緩蝕劑配方中,表面活性劑是一個(gè)必不可少的組成部分;酸化緩蝕劑(采用的表面活性劑原料如有機(jī)胺類､咪唑啉及其鹽類和脂肪酸及其脂肪酸脂類等)除本身需與表面活性劑配伍外,還需與作為緩速劑的表面活性劑配合使用以達(dá)到延緩酸巖反應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)最大深穿透目的。眾所周知,油田化學(xué)工作液體系中的核心組分,是各類油田化學(xué)專用藥劑,它們同表面活性劑有著間接的和/或直接的關(guān)聯(lián),油田化學(xué)專用藥劑及其形成的油田化學(xué)工作液體系的性能､功能的優(yōu)劣在很大程度上取決于表面活性劑技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)水平。因此,表面活性劑在油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果———油田化學(xué)專用藥劑及其油田化學(xué)工作液體系中起著舉足輕重的作用,甚至可以說(shuō)是油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果研發(fā)成功與否的關(guān)鍵因素之一。且新型功能表面活性劑的開發(fā)和在油田化學(xué)中的應(yīng)用技術(shù)的研制開發(fā)能夠使油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果取得突破性的進(jìn)展,從而使得油田化學(xué)專用藥劑及其形成的油田化學(xué)工作液體系的技術(shù)質(zhì)量､應(yīng)用效果和環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效果得以進(jìn)一步的提升。隨著石油工業(yè)勘探與開發(fā)的發(fā)展和油田化學(xué)作用機(jī)理的深入研究以及油氣生產(chǎn)過(guò)程中HSE執(zhí)行的日益嚴(yán)格,從而對(duì)表面活性劑技術(shù)也提出了更高的要求,故此進(jìn)一步促使表面活性劑技術(shù)和油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果的共同發(fā)展。
2 油田化學(xué)藥劑與表面活性劑
如前所述,油田化學(xué)專用藥劑與表面活性劑有著間接的和/或直接的關(guān)聯(lián),是表面活性劑技術(shù)在油田化學(xué)專用藥劑中的綜合應(yīng)用的具體化。現(xiàn)將主要與表面活性劑直接相關(guān)和/或間接相關(guān)的油田化學(xué)專用藥劑的性能､應(yīng)用功能及應(yīng)用開發(fā)實(shí)例情況等作一概述。
2.1 與表面活性劑直接相關(guān)的油田化學(xué)專用藥劑(見表1)
2.2 與表面活性劑間接相關(guān)的油田化學(xué)專用藥劑(見表2)
從表1､表2可以看出,油田化學(xué)專用藥劑與表面活性劑有著密切的關(guān)系。
3 油田化學(xué)工作液體系與表面活性劑
我國(guó)的油田化學(xué)工作液體系是在油田化學(xué)專用藥劑形成配套劑種體系基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的獨(dú)具特色的油田化學(xué)工作液。其發(fā)展經(jīng)過(guò)了從普通的油田化學(xué)工作液體系到專用配套的油田化學(xué)工作液體系,這是由形成較為完整的油田化學(xué)專用藥劑配套品種后研制開發(fā)的。油田化學(xué)工作液體系有常規(guī)酸體系､壓裂液體系､膠凝酸體系､乳化酸體系､膠束酸體系和濾失控制酸體系等,它們都與表面活性劑有著間接的或直接的關(guān)系。
3.1 膠凝酸體系
膠凝酸體系是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的新型酸化液體系,其體系的發(fā)展經(jīng)過(guò)了初期部分引用藥劑到完善發(fā)展為完全專用化的發(fā)展過(guò)程。以CT1-6或CT1-9膠凝劑為核心組分的CT膠凝酸體系為例,其發(fā)展過(guò)程見表3。
由表3可知,CT膠凝酸配方體系中含多種表面活性劑類型的CT油田化學(xué)專用藥劑和引用的其它表面活性劑類。其性能､功能及應(yīng)用情況見文獻(xiàn)。
3.2 乳化酸體系
乳化酸在壓裂酸化中已經(jīng)證實(shí)是一種行之有效的酸化流體體系,且最近又發(fā)現(xiàn)乳化酸可用在基質(zhì)酸化方面。新型W/O乳化酸體系是20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的乳化酸體系。以WF-1､CT1-11乳化劑為核心組分而配制的油乳酸體系為例,其體系配方見表4､表5。
由表4､表5可知,乳化酸體系中含油溶性/水溶性表面活性劑,其性能､功能及應(yīng)用情況見文獻(xiàn)。
3.3 濾失控制酸體系
濾失控制酸(Leaking ControlAcid)體系又稱變粘酸體系,是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新型酸化液體系。它是以膠凝酸為基礎(chǔ),以強(qiáng)化控制酸液濾失為主要目的而發(fā)展起來(lái)的功能型膠凝酸體系。此體系解決了長(zhǎng)期以來(lái)嚴(yán)重影響酸壓效果的酸液濾失問(wèn)題,是酸化壓裂工藝技術(shù)的一次重大突破。DOWELL公司濾失控制酸體系配方組成為:W/O型酸液膠凝劑+酸液緩蝕劑+濾失控制劑+鐵離子穩(wěn)定劑+表面活性劑+交聯(lián)劑+交聯(lián)穩(wěn)定劑+殺菌劑+防膨劑+甲醇+二甲苯+防乳破乳劑+互溶劑。
從DOWELL公司濾失控制酸體系配方組成分析可知,體系配方組成中含油溶性/水溶性多種表面活性劑,其性能､功能及應(yīng)用情況見文獻(xiàn)。
3.4 膠束酸體系
以CT膠束酸體系為例。它是以CT5-5/CT5-5B或CT5-6膠束劑為核心組分形成的油氣井用膠束酸體系,用量一般大于2%。CT膠束酸體系配方見表6。
從表6可以看出,CT膠束酸體系是以含表面活性劑類為主劑的酸液體系,其性能､功能及應(yīng)用情況參見文獻(xiàn)。
3.5 壓裂液體系
3.5.1 CT9-1壓裂液體系 (見表7)
3.5.2 淺氣層低溫壓裂液體系 (見表8)
由表7､表8分析可知,其配方體系中仍含表面活性劑類CT油田化學(xué)專用藥劑。其性能､功能及應(yīng)用情況參見文獻(xiàn)。
3.6 化學(xué)泡沫液體配方體系及鉆井液體系
采用UT-1､XF-1､CT5-2､CT5-7(A､B､C､D､E､F)系列起泡劑､TSY55A增粘穩(wěn)泡劑､CT2-4､CT2-6､CT2-11､CZ3-1E､CT2-15緩蝕劑等油田化學(xué)專用藥劑可以配制出化學(xué)泡沫采氣液體體系､化學(xué)泡沫沖砂洗井液體體系､低密度化學(xué)泡沫壓井液體系和化學(xué)泡沫酸體系以及采用SPAN80､SPAN85､TC18聚合醇溫度穩(wěn)定劑､XL-Ⅱ聚合醇降濾失抑制劑､CT3-3/PPLL防卡潤(rùn)滑劑､CT3-6/FRH極壓潤(rùn)滑劑､CT5-3/CT5-10消泡劑､CT2-12抗H2S緩蝕劑和CT2-13抗氧緩蝕劑等表面活性劑類型的鉆井液添加劑可組成系列化多功能鉆井液體系。
從表1～表8等應(yīng)用實(shí)例綜合分析表明,表面活性劑在油田化學(xué)專用藥劑系列及其形成的系列油田化學(xué)工作液體系中均得到普遍的應(yīng)用。因此充分證明了油田化學(xué)專用藥劑系列及其形成的系列油田化學(xué)工作液體系與表面活性劑之間的密切關(guān)系。本文未對(duì)與表面活性劑關(guān)系不大的合成高分子化合物等類的其它油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)成果作介紹。
4 結(jié) 語(yǔ)
本文從理論的角度和油田化學(xué)應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐的角度探討了油田化學(xué)專用藥劑與表面活性劑的密切關(guān)系以及表面活性劑在油田化學(xué)專用藥劑系列及其形成的系列油田化學(xué)工作液體系的研制､開發(fā)應(yīng)用中的重要性和必要性。新型功能表面活性劑的發(fā)展將給油田化學(xué)專用藥劑的發(fā)展帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。隨著“穩(wěn)定東部,發(fā)展西部”和“開發(fā)大西部戰(zhàn)略”的逐步實(shí)施以及中石油股份公司運(yùn)作機(jī)制的實(shí)行,必將對(duì)我國(guó)的油氣田勘探與開發(fā)的數(shù)量與質(zhì)量､環(huán)境效益和降低油氣生產(chǎn)綜合成本方面提出更高的要求。西南油氣田分公司天然氣研究院將在繼續(xù)保持自己的研究?jī)?yōu)勢(shì)和產(chǎn)品特色的前提下,立足技術(shù)創(chuàng)新,邁向“綠色化學(xué)”應(yīng)用技術(shù)開發(fā)發(fā)展的道路,努力研究開發(fā)出環(huán)境友好的､高性能的､低成本的､綜合效能好的､新型功能的CT油田化學(xué)專用藥劑及其形成的CT油田化學(xué)工作液體系來(lái)滿足油氣生產(chǎn)大發(fā)展的新需要,努力為我國(guó)石油工業(yè)的大發(fā)展和我國(guó)的環(huán)保事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。
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