精细有机合成与工艺 结课论文
表面活性剂胶束溶液所具有的奇异的流变性,在油田开发中,可以提
高驱油的波及系数,扩大波及体积,使其胶束性能相对稳定,不会像聚合物分子一样容易发生降解。具有界面性能和流变性的Gemini表面活性剂,有望取代三元复合驱体系中的碱,降低三元体系中聚合物的用量或取代三元体系中的聚合物,在合理的配方体系下,最终实现二元或一元驱替体系,为油田的三次采油开辟新的途径。对于三次采油用表面活性剂,其未来的发展趋 势主要在以下几个方面:
(1)传统表面活性剂的改进 鉴于传统表面活性剂在油田开发中的巨大应用潜力,应该在分子结构设计、合成及性能研究等方面加大力度,再逐步深入研究其驱油效率和驱油机理,推动我国三次采油技术的发展。
(2) 开发新型表面活性剂 开发在苛刻条件下的新型表面活性剂,深入开展室内合成高稳定性、增溶、抗盐、耐温、耐碱、低界面张力、窗口较宽且驱油性能佳的各种表面活性剂的研究。针对我国油藏油层温度和矿化度变化范围大这一现状,研制能满足我国不同温度与矿化度油藏要求的系列表面活性剂驱油剂。由于长期使用化学药品对油田地质条件造成永久性影响等问题目前仍很难给出准确答案,因此,研制出对地层伤害程度小的表面活性剂具有深 远的意义。
(3) 高效、廉价的表面活性剂和驱油体系 研制高效、廉价的表面活性剂和驱油体系迫在眉睫。表面活性剂是提高采收率幅度较大、实用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。化学驱油费用是影响化学驱经济效益的关键,因此,目前对驱油剂的研究重点是如何开发廉价的表面活性剂,使表面活性剂驱油剂性能2价格比达到最佳,表面活性剂驱油技术的经济效益最优化。
(4) 研究表面活性剂复配技术 在表面活性剂复配上进行一些研究,以适应注水后期老油田进一步提高采收率的形势。粘弹性低张力聚合物/表面活性剂二元复合驱研究作为一种新的驱油方法,其机理的研究表明,表面活性剂/聚合物二元复合体系可以最大限度地发挥聚合物的粘弹性,减少乳化液处理带来的一些负面影响,彻底清除由于碱的存在引起的地层及井筒结垢现象。由于体系还有较低的界面张力,因此在化学剂成本相同的情况下,可达到与三元体系相同的驱油效果,可能成为一项替代三元复合驱的新技术。 2. 2 驱油用聚合物
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三次采油技术是中国近10年发展起来的一项高新技术,特别是聚合物驱油技术在大庆油田、胜利油田、河南油田等得到了迅速推广应用。聚合物驱油技术的推广应用对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要作用。开发新型高效聚合物驱油剂始终是我国采油用化学剂行业的重点研发内容。
在提高采收率的各种方法中,聚合物驱油占有重要地位。聚合物的作用是调节注水的流变性,增加驱动液的粘度,改善水驱波及效率,降低地层水相渗透率,使水与油能匀速的向前流动。聚合物驱油是通过在注水中加入一定量的高分子量聚丙烯酰胺( PAM)来增加注入水的粘度,改善流水流度比,聚合物驱油溶液的浓度范围为250～1500mg/L。驱油的效果与聚合物的分子量及性能有关。除要求PAM有较高分子量之外,驱油用PAM的另一项重要指标是过滤因子,过滤因子越高,则注入性差。国内油田一般将这项指标控制在115 以下。国内PAM产品需解决分子量超过1500万的产品,要使其过滤因子不高于115。但是聚合物驱油的最大问题之一是溶液的粘度随盐度和温度的增加而急剧下降,实际应用时不得不增大聚合物浓度,因而驱替费用急剧增加,推广应用受到极大限制。目前正在研究发展的具有一定盐增稠和热增稠性能的聚丙烯酰胺改性产物———新型缔合聚合物,能有效地对这一问题进行解决。
水溶性聚合物因在三次采油、纺织、造纸、水处理等许多领域中具有广泛的用途而成为当今高分子材料科学研究的新热点之一。可用于驱油的水溶性聚合物包括以丙烯酰胺类为主的合成聚合物、天然改性聚合物和生物聚合物。由于天然改性产品热稳定性差,生物聚合物成本高,使其进一步推广受到限制,所以聚丙烯酰胺( PAM)在驱油中获得了广泛应用。疏水改性的两亲性聚丙烯酰胺在流动控制剂和增稠剂方面已获得应用,主要是通过N 2长链烷基取代丙烯酰胺与丙烯酰胺/其他水溶性单体无规共聚合获得的,这种两亲性聚丙烯酰胺的水溶液具有很高粘度, 具有较好的抗盐性。McCormick 等人对AM2N 2烷基丙烯酰胺胶束聚合特性及水溶液中的缔合行为进行了广泛的研究,表明分子链中疏水基团的微嵌段结构对其增稠作用有显著影响。但这种两亲性聚丙烯酰胺溶解困难,粘度随温度上升而下降。需合成具有温敏增稠性的聚合物提高其作为增稠剂的耐温性,并改善施工性能,以满足三次采油及堵水应用对增稠剂耐温性的要求。研制出适合各种油藏聚合物驱需要的驱油材料还是一项复杂工作,迫切需要聚合物研究者用先进手段认识驱油对象。在用先进的理论分析驱油机理的基础上,对水溶性聚合物从分子设计与合成应用方面进行更深入研究,研制开发出价格低廉、耐温、耐盐、抗剪切等综合性能良好的聚合物驱
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油剂,以满足现代石油工业日益发展的需求。 3 三次采油采出液破乳剂
在油气田开发过程中,一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳状液,采用常规电2化学联合破乳的方法就可以实现油水分离。目前我国各大油田相继进入高含水开发期,今后几年各大油田要大规模推广三次采油技术(二元复合驱、三元复合驱、泡沫驱等) ,油井采出液的乳化状态复杂,油包水、水包油、水包油包水、油包水包油多种复杂乳状液共存。目前,这种乳化原油不能有效地采用电化学方法来破乳,其主要原因一是采出液中的驱油剂(碱、表面活性剂、聚合物)增加了采出液的乳化状态稳定性;二是这种乳状液进入电脱水器容易破坏电场,造成跳闸。因此,针对目前国内油田三次采油技术的研究,应开发与之相配套的采出液处理技术以满足油田生产需要。
根据三次采油技术实施后对应油井采出液特性, 应从以下两方面着手开展技术攻关:
（1）研制脱水速度快、脱水率高、脱水后污水质量较好和适应含聚合物、表面活性剂、碱等采出液的破乳剂;
（2）研制开发高效的污水净化剂, 以降低采出液粘度, 破坏油水稳定体系, 达到油珠凝聚、加速分离的目的。
三元复合驱原油乳状液的破乳动力学受碱和表面活性剂影响较大, 乳状液破乳速率变化符合一级动力学关系。在破乳剂的有机合成时, 要注意各因素对破乳能力的影响, 综合考虑各因素使破乳剂的破乳效果最好。研制高效、环保的破乳剂是今后发展的趋势 参考文献：
[1]陆辟疆，李春然，精细化工工艺，化学工业出版社 [2]林强，杨秀英，精细化工研究，化学工业出版社 [3]Ro jas O et al. Tapp i J. 1994 [4]谌凡更、魏君等. 油田化学. 1995
[5]《表面活性剂的应用和发展趋势》黄惠琴 南京理工大学化工学院 [6]《表面活性剂发展呈现新趋势》 孟朝红
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