爱华网２００７全国油田化学品发展研讨会论文集
我国油田化学品的现状与发展前景
郭东红
（中国石油勘探开发研究院油田化学研究所）
油田化学品用途广泛，品种繁多，大致有钻井用化学剂（包括钻井液处理剂）、油气开采用化学剂（包括酸化用化学剂、压裂用化学剂等，涉及破乳剂、降滤失剂、杀菌剂、降凝剂、堵水调剖剂等）、提高采收率用化学剂（包括聚合物和表面活性剂驱油剂等）、油气集输用化学剂（包括降凝降粘剂等）和水处理用化学剂。
油田化学品工业的发展取决于世界原油的产量，２００２年前后市场规模已达到７ｌ亿美元。据美国Ｆｒｅｅｄｏｎｉａ咨询公司预测，全球油田化学品需求的年增长率为２．５％，到２００６年达到７８亿美元。由于油田开发和生产成本提高，全球（除美国市场外）的需求年均增长率为４．３％。北美在全球消费市场中仍占主导地位，２００６年达到总量的一半，为４１亿美元。增长最快的是非洲、拉美和中亚、东南亚地区，这些地区原油和天然气开发有新的重要进展，对油田化学品需求快速增长。而中东虽是全球石油的主要生产地，但开采成本低，需求相对较少。
Ｆｒｅｅｄｏｎｉａ咨询公 司指出，２００２—２００６年美国油田化学品需求以年均６％的速度快速增长，到２００７年这一市场的份额将比２００２年的３０亿美元增长近４０％。５年中美国油田化学品需求的快速增长主要受以下几方面因素的驱动：首先是这几年美国的钻井数快速增加；其次，美国现有油田持续老化，要保证油田稳产，就必须通过化学驱油来提高采收率。
此外，今后一段时间美国钻井将在深水环境中进行．这也将促使油田化学品的增长。在油田化学品中，钻井用化学（包括钻井液处理剂和油井水泥外加剂）是用量最大的品种。据称，２００２～２００７年，随着美国钻井数的增加，钻井用化学品出现较大的增长，增长速度超过油田化学品的平均增长速度。尤其是生产钻井用化学品的一些原材料，如白土、重晶石粉等的增长、速度更为迅速。
化学驱油剂则是最具发展潜力的油田化学品，可提高油田的采收率。Ｆｒｅｅｄｏｎｉａ公司称，随着美国石油储量的逐渐枯竭和油田的加速老化，需要更大量的这类化学品来维持当前的石油产量，尤其是美国希望增加国内石油产量以减少对外国石油依赖的情况下，将更加促使市场对化学驱油剂的需求。
中国新发现储量有限，老油田挖潜任务艰巨，在节约资源、大力发展循环经济的新形势下，油田每年有９亿～１０亿吨的废水亟待更有效的处理，这些都迫切期待更多、更好的油田化学品。２０多年来，我国油田化学品得到了迅速的发展，为油田的勘探开发建设提供了巨大支持，但与形势的要求和国外油田化学品相比，还有不少问题和差距。
２００２年前后中国的油田化学品年总产量已超过１００万吨，年产值达３０亿元。２００５年中国油田亿≯品的需求量达到１３０万一１４０万吨，其中用于三次采油等特殊油田化学品的数量，有了大幅度的增加。
由于油田化学品的种类繁多，该文仅对几个重要方面给予阐述：（一）钻井液处理荆；（二）三次采油用油田化学剂；（三）特殊油气田开采用化学剂；（四）三次采油采出液破乳剂。在“十五”期间，上述几个方面都有了一定的发３３
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展，在”十一五“期间将会更加受到重视。
一、钻井液处理剂Ⅱ枷
钻井液又称钻井泥浆，是油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环体的总称。其基本功能是：携带岩屑；冷却、润滑钻头钻具；传递水动力，提高钻头的破岩能力，加快钻井速度和清洗井底；稳定井壁和平衡地层压力，防止井喷和井漏等等。
废弃的钻井液中含无机物、有机聚合物、油品、岩屑和重金属等有毒物质，这些物质会严重污染环境。随着人们环保意识的增强，各国环保法律、法规的日益健全，对在油气钻井中有着重要地位的钻井液的环保性能有了新的、严格的要求。所以钻井液除了应该实现上述功能以外，还要满足环保排放标准，不污染周围的环境（包括土壤、动植物、地下水等），不影响农作物生长及施工人员的健康安全等条件。因此，近年来国内外都加大了对环保型钻井液的研发力度，开发出一系列的环保型钻井液。
环保型钻井液的应用虽然已经取得了很好的经济、技术和环境综合效益。但现有环保型钻井液体系还较普遍存在以下问题：（１）成本较高，性能还比较单一，应用结果不够理想；（２）很多的新型环保型处理剂合成工艺复杂，还只停留在室内试验和现场试用阶段，没有在现场大量应用；（３）一些环保型处理剂生物降解性和性能稳定性的矛盾问题没有完全解决；（４）缺乏更好的生产处理剂的新型原料，难以从根本上弥补传统产品的缺陷。因此，环保型钻井液体系的发展方向应该是：（１）利用来源丰富、价格低廉的天然材料，进行深度改性，简化合成工艺，提高其综合性能，降低成本；（２）探索开发新型的适合生产钻井液处理剂的专用单体，继续进行合成聚合物处理剂的开发，尽可能形成系列产品以便推广；（３）开展处理剂稳定井壁，降滤失等作用机理的基础研究，为新型钻井液处理剂的开发研制指明方向；（４）将先进的化学、生物技术（如分子设计、酶催化等）应用到钻井液处理剂的研制开发上，有目的、针对性地开发高效、高纯度的环保型钻井液处理剂；（５）将已经研究成功的科研成果尽快地向生产力转化，提高钻井液技术水平，以确保保护油气层，提高钻井液综合效益；（６）真正实现“钻井液”与“完井液”的合二为一，综合开发利用工业废物，变废为宝，既有利于环境保护，又能降低钻井液的成本；（７）将钻井和环境保护有机地结合起来，以获得最佳的综合效益。
海洋钻井要求钻井液满足常规性能的同时，还要求钻井液毒性小、生物降解性好、无生物积累以及排放后对环境无害等。因此，海洋钻井液技术的一项[牛bb文章网]重要内容是其环境可接受性评价技术。尽管海洋钻井液在海上油田的成功应用取得了很大的经济、技术和环境综合效益，但现有的海洋钻井液及其环保性能评价技术还普遍存在以下问题：①评价方法与标准不统一，有待进一步完善与发展，特别是急需开发能在现场操作的快速、安全、准确的环境可接受性评价方法：②目前部分环保型钻井液用量大，成本偏高，在一定程度上降低了产品的竞争力，限制了其推广应用；⑨对处理剂和钻井液的作用机理研究不够深入，理论不完善，使用上存在一定的盲目性，导致使用效果不理想；④海洋钻井液处理剂毒性及生物降解性和钻井液性能稳定性的矛盾没有完全解决好。在今后的海洋钻井液及其环保性能评价技术研究中，应该重视以下发展趋势和研究重点：（１）扩大材料来源。一方面尽可能利用来源丰富、价格低廉的天然材料，进行化学改性，并改善制造工艺，提高综合性能，降低成本；另一方面要不断探索使用新材料的可能性，研制与开发３４
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新型的环保型处理剂。（２）积极开展处理剂作用机理的研究，找出处理剂结构、组成与其性能之间的相互关系，为新型海洋钻井液处理剂的研究和开发指明方向。（３）将先进的化学、生物技术应用到钻井液处理剂的研制开发，重视纳米技术在天然高分子材料改性方面的应用，提高天然高分子材料抗温稳定性和抗降解能力，有目的、有针对性地开发高效、高纯度的环保型海洋钻井液处理剂。（４）在海洋钻井液处理剂及体系的推广应用过程中，要将钻井和环境保护有机地结合起来，从钻井成本和环境效益两个方面综合评判新型处理剂及钻井液体系的推广应用效果，以获得最佳的综合效益。
另外，今后五年，中国钻井工程面临的形势是西部复杂恶劣条件下的深井、超深并钻探问题；东部老油田打加密井、多分支井、水平井提高石油采收率，低渗透油田开发及滩海地区钻大位移井，实现海油陆采等问题。为适应这一形势，需重点研究、开发的剂种确定为４类：一是适用于深井、超深井（大于４５００ｍ）的抗温（１５０，－－－１８０摄氏度）、抗盐（ＮａＣｌ至饱和）、抗钙（钙离子达１００００ｐｐｍ）的增粘剂、降滤失剂、降粘剂。国内外学者对此己做了大量探索性研究和试验工作，并取得了一些进展。但因性能未达到要求或因价格昂贵，至今尚未推广应用。＋二是复杂地质条件下钻井的井壁稳定剂。包括阳离子高分子聚合物、两性离子聚合物、合成基和聚合醇基钻井液的不同烯烃、烷烃及聚合醇类化学品。三是水平井、定向井、多底井钻井液处理剂。四是环保型钻井液及化学处理剂。包括低毒、无毒可生物降解的天然原料及其改性产品、聚合醇类化学品、合成基钻井液及其化学品。
二、三次采油用油田化学剂
１．驱油用表面活性剂洲
目前，对于三次采油表面活性剂的研究主要集中在以下几个方面：’．．’：
（１）耐盐的表面活性剂体系：经过多年的发展，具有抗盐性能的表面恬性剂可谓是品种繁多，主要成份为石油磺酸盐的阴离子表面活性剂，而且其提高采收率比较显著。由于石油磺酸盐的存在，抗盐性差。但通过其它表面话性剂的复配可克服此缺点，如烷基聚氧乙基硫酸盐与石油磺酸盐的复配体系和羧甲基型的非离子一阴离子两性表面活性剂与石油磺酸盐的混合体系等，可以显著地提高体系的抗盐性。在分子结构中引入非离子聚氧烷基，具有较高的抗盐能力。最近报道的ＯＳＣ表面活性剂也具有比较好的抗高矿化度和高钙、镁离子的能力。
（２）耐温的表面活性剂体系：在分子结构中可引入非离子性基团（如聚氧乙基或聚氧丙基、氧乙基化的烷基酚基等）的特征结构，辅以其他合适的助剂，都将有效地提高驱油时的耐温性能。如在国内，２０世纪８０年代后期研制出的烷基醚羧酸盐（ＡＥＣ）系列产品，其优点是，易与阴、阳离子表面活性剂复配，具有优异的耐硬水、耐电解质能力，并能耐高温，在２４０＇Ｃ下不分解，适于用作高温油井的驱油剂。
（３）耐盐耐温的表面活性剂体系：在高温、高矿化度油藏情况下，对表面活性剂的要求也越来越高，单独的非离子或阴离子表面活性剂都不能满足驱油的要求。如果把非离子基团和阴离子基团同时设计在一个表面活性剂分子结构中，就能够得到优势互补、性能优良的非离子一阴离子复合表面活性剂。’
（４）低成本表面活性剂：由油脂下脚料皂化处理而得到的天然混合羧酸盐与相应各种助剂按比例复配可得到比较廉价的驱油剂，可以用作进行单井吞吐驱油剂和ＡＳＰ复合驱油剂，根据原油酸值高低可以对配方加以调整。另外利用大３Ｓ
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庆减渣制备出的ＯＣＳ驱油表面活性剂也具有廉价、高效的特点。
（５）Ｇｅｍｉｎｉ（双子）型表面活性剂：近年来，人们一直在探索新型表面活性剂的合成和应用。Ｇｅｍｉｎｉ新型表面活性剂的出现，引起了众多学者的兴趣和关注。这种新型表面活性剂打破了传统表面活性剂单疏水基单亲水基的结构，使其具有比传统表面活性剂更为优良的性能。Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂的ＣＭＣ很低，其固一液界面的吸附性能低，具有高的降低表面张力的效率，因此作为三次采油用表面活性剂时，可以使其用量降低。由于Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂的溶解性好，其分子结构导致形成胶束的分子排列紧密，使胶束具有较高的电荷密度，能够耐高矿化度，有利于三元复合驱弱碱化和无碱化的研究，有望大幅度降低聚合物用量。此外，由于Ｇｅｍｉｎｉ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是：
（１）对传统的表面活性剂的改进。鉴于其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）研制出高效、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／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）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，机理研究表明表面活性剂／聚合物二元复合体系可以最大限度的发挥聚合物的粘弹性，减少乳化液处理带来的一些负面的影响，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．驱油用聚合物‘扣１２１
三次采油技术是中国近十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。在ＥＯＲ技术中，聚合物驱油技术与一般水驱相比可加速采油过程，实施工艺较简单，在我国大庆等油田取得良好试验结果，并已在生产中大规模应用，年增油量达ｉ０００万吨。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３６
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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的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油较高分子量之外，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１．５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１．５。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一新型缔合聚合物。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一常链烷基取代丙烯酰胺与丙烯酰胺和／或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等人对肿Ｎ—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岸溶解困难，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在用先进手段认识驱油对象。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油剂，以满足现代石油工业日益发展的需文章窝求：
三、特殊油气田开采用化学剂‘１３以４】
表面活性剂在油气田开发中的应用非常广泛，这里主要介绍以下４种在特殊油气田开采方面的应用。（１）表面活性剂在稠油热采方面的应用；（２）表面活性剂在稠油化学吞吐（冷采）方面的应用；（３）表面活性剂在低渗透油田降压增注方面的应用；（４）表面活性剂在气井开采方面的应用。
１－表面活性剂在稠油熟采方面的应用
我国有着丰富的稠油资源，据不完全统计，探明和控制储量约１６亿吨，分布在辽河、新疆、胜利、河南等油区，成为我国原油产量的重要组成部分。稠油特点是粘度大、化学成分复杂，含有较多的芳烃、胶质、沥青质等。稠油开采综合技术要求高，难度大、成本高。稠油油田开发效果的好坏直接影响着我国原油的总体产量。稠油的开采正是沿
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着降粘和使分子变小、变轻的方向努力着。稠油及超稠油油田提高采收率最常用的方法是要注入高温流体热采，如蒸汽吞吐、蒸汽驱等。
但是，目前我国稠油油藏大部分区块已进入吞吐中后期，存在着较多的问题，主要有以下几个方面：（１）稠油区块油层非均质性非常严重，渗透率大的油层吸汽好，渗透率中等的油层吸汽次之，渗透率小的油层基本不吸汽，造成热采时各层吸汽不均。（２）．稠油蒸汽吞吐是一种降压开采方式，随着周期的增加，地层压力不断下降，生产压差不断减小，油井的举升能力下降，表现为产液量下降，生产周期缩短，油汽比下降。（３）．注汽时，因高渗透
层反复吸汽、反复生产，造成高渗透层逐渐亏空，形成水窜及汽窜；近几年随着加密井的增加，造成井距较小，随着注汽轮次及注汽强度的增加，也易形成汽窜，这样不仅导致了注汽效率低下，而且严重影响本井及邻井的正常生产，使蒸汽吞吐效果变差。在稠油热采过程中，如果发生蒸汽窜，不仅影响油田开发效果，也会浪费大量的热蒸汽。这种现象在多轮次吞吐井、汽驱井最易发生。如辽河锦采欢西区块，２００４年发生汽窜５２０对，汽窜率达到５０％，影响原油产量２．４万吨。因此，研究用化学方法防治汽窜（调整吸汽剖面）技术很有必要，也有较大的推广应用前景。’
近年来国内不同油田在稠油油藏开发中不断探索，采用过各种化学方法提高稠油油藏的采收率，取得了一定的效果。如非混相驱试验、烟道汽试验、Ｃ０２吞吐、三相泡沫调剖、固体颗粒调剖、弱凝胶调剖等技术，目前仅限于在小部分油井上使用，还无法进行大面积推广使用，无法有效地解决稠油区块在蒸汽吞吐后期出现的问题。
为了解决蒸汽超覆和汽窜现象造成的驱替波及系数小、采收率低、油藏动用程度差等问题，人们在努力寻求不同的封堵汽窜通道、控制蒸汽超覆、提高原油采收率的调剖技术。经过多年的现场实践，结合近几年国内不同油田曾使用过的各种化学剂的应用情况，油田现场迫切需要一种可用于低压油井助排、高温调剖的高温发泡剂，也即是一种具有特殊功能的表面活性剂，要求其在高温高压下（蒸汽吞吐条件下）具有较好的发泡能力及较好的耐温性能，对地层无伤害，提高油层的动用程度，提高低压油井的返排速度，从而能有效地提高稠油油藏吞吐开采的采收率。
高温泡沫剂技术不仅可以比较明显改善流度比、提高波及系数和扫油效率，而且不会给油层带来永久性伤害。在美国，蒸汽驱中使用泡沫剂控制汽窜已经得到广泛应用。在国内，新疆、辽河、胜利等油田也正在开展蒸汽驱加泡沫剂的现场试验。
蒸汽吞吐、蒸汽驱添加泡沫防窜剂提高采收率机理主要是通过形成蒸汽泡沫，有效地增加汽相的粘度，降低蒸汽流度。通过向蒸汽吞吐井注入泡沫调剖剂，泡沫剂进入汽窜大孔道（高渗层、高采出层）堵塞通道，这样注入的蒸汽就会沿新的通道进入，从而达到改善吸汽剖面、提高储层动用程度的目的。同时，高温防窜泡沫剂也是一种表面活性剂，能够降低油水界面张力，提高驱油效率。因此说高温防窜泡沫剂是一种集发泡、洗油以及助排于一体的较理想的稠油蒸汽驱防窜化学剂。
目前国内外使用的蒸汽泡沫剂主要是各种磺酸盐类表面活性剂，现有的常规磺酸盐类表面活性剂经不同油田应用之后效果不是很好，据了解，一方面是现有的磺酸盐表面活性剂耐温性达不到２６０。Ｃ，－－．，３００＂Ｃ，关键是在这个温度下磺酸盐泡沫的强度及其稳定性不够；另一方面，目前磺酸盐的结构组成及搭配不够合理，如磺酸盐结构中的烃链是线性
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还是枝型、烃链的长度、芳基的数量以及磺酸盐的分子量等，这些问题都有待针对具体的油藏特点进行深入研究。由于在蒸汽驱和蒸汽吞吐过程中温度较高，很多原本在低温下性能优良的发泡剂会失去作用，因而蒸汽驱和蒸汽吞吐开采条件下所用的表面活性剂必须满足：热稳定性好，并能大幅度降低注入蒸汽的流度（即高温下的发泡性能好），其中热稳定性的好坏是选择表面活性剂的基础。
研制高温防窜泡沫剂的关键技术是：（１）针对稠油油藏具体的油藏条件确定选择耐高温表活剂的类型及其制备方法，合成新型结构的表面活性剂；（２）泡沫稳定剂的制备；（３）现场施工工艺参数的确定。
２．表面活性剂在稠油冷采方面的应用
对于油层埋藏较深，油层物性不好的区块或单井，一般注汽效果较差，很难实施工业性开采或采收率很低。针对这种情况，人们将化学剂采油方法引入稠油开采中，向地层注入化学剂进行“冷采”，又称“化学吞吐”。利用所注入的化学剂（吞吐液）与原油间的低界面张力特性，使注入的吞吐液与井筒附近的原油发生乳化作用形成水包油型乳状液，其粘度比原油粘度低，流动性比稠油好，从而降低了井筒附近的压力降，使原油更易从地层流入井筒。其次，吞吐液处理能使井筒周围泄油半径增大。另外，吞吐液也能改变油层表面的润湿性，使油润湿表面转化为水润湿表面，从而有利于原油的流出。
利用化学剂进-www.wenzhangwo.com-行冷采主要有以下三种形式，（１）单纯的化学剂吞吐，主要用于新井或多轮次蒸汽吞吐的井。新井油层含油饱和度高，初期注汽压力高、注入量少，蒸汽注入未开采的稠油油层时，注入区和加热区是短而宽而不是窄而长的，所以驱替效果相对较差。如先用化学剂进行吞吐，将近井地带的稠油采出，在地下形成一定的“空间”，可为注汽开采提供良好的条件。在多轮次注汽并，由于蒸汽的突进，稠油中的轻质成份大量挥发，油气流度比加大，注汽效果变差，采收率降低。如将化学剂与蒸汽同时使用或单独使用化学剂，可改变流度比，提高注蒸汽的效果，从而提高采收率。（２）注汽前或在两轮注汽之间注入化学剂，可延长注汽的有效周期。在每轮注汽的后期，地层温度下降，含水降低，原油粘度相应升高，注入化学剂可形成水包油乳状液，破坏已形成的油包水乳状液，从而延长注汽周期，提高该吞吐周期的产量。（３）在注汽后的采油过程中，在井筒内加入化学剂，可降低稠油粘度，提高稠油流动性，从而提高泵效，提高产量。
有关吞吐液配方的性能评价，主要有以下几个方面：（１）吞吐液与原油之间的界面张力是评价吞吐液的重要指标。只有吞吐液与原油之间的界面张力保持足够低，才能使化学吞吐产生好的效果。（２）吞吐液与原油的乳化能力。乳化与携带作用是化学吞吐液提高采收率的主要作用，所以吞吐液与原油的乳化能力也是衡量吞吐液性能的一个方面。（３）原油的乳化降粘。吞吐液注入地层后与原油发生乳化作用，在化学吞吐中希望形成的是水包油乳状液，因为这种乳状液的粘度比原油的粘度低得多，能比原油更易于流入井筒，从而实现化学吞吐的良好效果。而实际上会形成哪种乳状液，主要取决于注入的化学吞吐液的体积、速度、焖井时间、储层及流体的性质，控制不当有可能达不到预期的吞吐效果，所以，要对不同的吞吐液化学剂，不同的油藏和流体性质，进行探索和研究，弄清化学吞吐的机理，工艺的适用范围，如对胶质、沥青质含量，井底温度，原油粘度以及地层水矿化度的要求等，这样才能保证化学吞吐技术工艺现场实施的成功率。３９
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化学吞吐开采稠油技术先后在胜利油田、辽河油田、大港油田以及华北油田进行了现场试验，取得了良好效果。总的来说，该项技术施工工艺简单，作业成本低，见效快，经济效益好，是一种值得推广的增产措施。但是由于化学吞吐技术的研究时间还不长，无论在室内还是现场都需要开展更广泛的实验研究，使之成为比较成熟的稠油开采技术之一。
３．表面活性剂在低渗透油藏降压增注方面的应用
目前，我国己探明低渗透油田地质储量５０多亿吨，其中大多数油田渗透率低（０．３－－一２５×ｌＯ一３ｕｍ２）、孔隙度ｔＪｘ（５％－－，２０％），注入水质差，矿化度高（１０００－－－２５００００ｍｇ／Ｌ），钙镁离子总量在２５０～２０００ＩＩｌｇ几。这类油藏投入开发后，注水压力高，水质二次污染使油层进一步遭到伤害，注水压力随时间增加而递增，导致注水效率快速降低，不能正常配注，甚至使得油田采油速度降低。如何解决低渗透油田降压增注的技术问题，提高低渗透油藏采收率已成为当前亟待研究的重要课题。
近年来，石油工作者提出了在绝对渗透率难以改变的客观条件下，通过改变油、水及岩石间的界面张力，从而改善油、水渗流性，提高水相渗透率，降低低渗透油层注入压力的新思路。在这种思路的启发下国内一些低渗透油田相继开展了低浓度活性剂降压增注试验研究，取得了一定的效果。室内实验结果表明，在岩心中注入表活剂体系，可以不同程度的降低注入压力，最好情况可以达到４０％＂－６０％。低浓度活性剂体系降压增注技术近几年已在国内不同油田投入使用。如在中原、胜利和大庆油田的一些低渗透区块的试验井开展了现场试验。这些区块筛选的试验井普遍存在水井不能正常配注或长期间注、停注；油井产液量小，井底亏空严重，油层压力低，产液量递减速度快，而其它的增产措施又难以适用 于这些井的具体情况。因此迫切需要采取降压增注来提高低渗透、特低渗透油田的水驱开发效果及原油采收率。通过表面活性剂降压增注现场施工后，压力开始下降，注水量快速增加，增注效果十分显著，增油效果也比较明显，有效期可以保持一年以上。达到了降压增注的实验目的，具有良好的应用前景。
通过向油层注入表面活性剂，使油水界面张力大大降低，减小相间表面的作用，提高油层的流动渗透率，达到降压增注进而提高采收率的目的。但是，目前的实验研究还仅仅处于初级阶段，远远不能满足低渗透油田开发的需要。为加大研究的力度和深度；急需从以下几个方面进行系统地探索和深入地研究。（１）表面活性剂降压增注提高采收率机理研究；（２）用于降压增注的表活剂的筛选与合成研究。根据低渗透油田的渗透率情况、矿化度高低、钙镁总量、原油物性以及环境要求决定选用的表活剂类型：非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂、阴离子一非离子复合表面活性剂；或者根据不同需要合成具有特殊性能的表面活性剂；（３）室内岩心模拟试验研究。通过室内模拟驱油试验，研究不同注入浓度、不同段塞大小以及不同注入方式时提高采收率的情况，进而优选出最佳的注入工艺参数。（４）现场注入工艺研究。同有关油田结合确定低渗透率的油藏区块，研究现场注入工艺、注入流程及注入工艺参数，进而进行现场试验。通过现场试验，获得各种现场试验数据，为更大范围地开展表活剂降压增注，提高采收率试验进行技术储备和经验积累。降压增注研究的技术关键是：（１）降压增注用表面活性剂体系的筛选与确定：（２）油藏地质条件、目前注采４０
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情况的详细考察和研究：（３）注入工艺参数的建立。在最终工艺和效果上的要求是：技术简单、使用方便，降压增注效果较明显。注入能力提高４０％以上，注入压力降低２＂－ｌＯＭｐａ。采用低浓度活性剂体系不会造成油层二次污染，有效期较长，约在６个月以上。
４．表面活性剂在天然气开采方面的应用‘蚯￣忉
天然气井在开发中后期，由于出现大量地下水，造成产气量下降甚至全被水淹，排出在几千米之下的井中积水是重要的问题，目前排水采气的工艺方法有优选管柱排水采气、泡沫排水采气、气举排水采气等。由于泡沫排水采气具有设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等优点，是近年来国内外迅速发展起来的一种排水采气技术，在采气工业中得到普遍的应用。
所谓泡沫排水法，就是向气井内注入一定数量的、能够起泡的表面活性剂，使井内积液在天然气搅拌下生成大量泡沫，密度降低，从而容易被天然气流带至地面。我国主要在四川气田进行了试验和应用。
对于一般气水井，主要采用阴离子型起泡剂，如磺酸盐、硫酸酯盐等，具有亲水能力强，溶解性好，降低表面张力的能力强，单独使用就能获得较好的排液效果。对于矿化度高的气井多采用非离子型起泡剂。在同时含有高矿化度和凝析油的气井中，由于凝析油是一种消泡剂，对于这类气井多采用多组分复合起泡剂。在含硫化氢的气水井中，需要同时考虑外加缓蚀剂。
针对川东等地区温度（９０。Ｃ，－－１１０℃）、矿化度（１０５ｍｇ／Ｌ）的特点，研究的重点主要应放在具有抗高温、耐高盐的新型起泡剂上。目前，泡沫排水剂主要向着同时具有泡沫、分散、减阻、洗涤、缓蚀、解堵、耐温抗盐能力等集多功能于一身的泡排剂发展。
因此，为适应当前石油天然气工业的需要，应该研制一系列不同结构、不同功能、具有针对性的系列处理剂产品及相应的配套技术措施。
四、三次采油采出液破乳剂ｎ¨们
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，采用常规电一化学联合破乳的方法就可以实现油水分离。目前我国各太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一化学方法来破乳，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；二是这种乳状液进人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；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４１
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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。
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作者简介：郭东红（１９６５．０５一），高级工程师。１９８６年毕业于河南大学化学系；１９９３年毕业于天津大学应用化学系应用化学专业，获硕士学位；１９９８年毕业于中国科学院感光化学研究所胶体与界面化学专业，获博士学位；２０００年从中国石油勘探开发研究院石油与天然气工程专业博士后流动站出站。现任中国石油勘探开发研究院油田化学研究所表面活性剂研究室主任。发表论文６０多篇，获得中国实用发明言利一项。主要从事三次采油表面活性剂、稠油热采高温化学剂、油水井解堵剂、原油破乳剂等油田化学剂的研究。４２
我国油田化学品的现状与发展前景
作者：
作者单位：郭东红中国石油勘探开发研究院油田化学研究所
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