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1、第四章第四章化学驱与混相驱化学驱与混相驱第二篇第二篇 采油化学采油化学一、采油中存在的问题（一、采油中存在的问题（1 1）采采采采 收收收收 率率率率 低低低低地层非均质性地层非均质性地层非均质性地层非均质性波及系数波及系数波及系数波及系数洗油效率洗油效率洗油效率洗油效率油层化学改造油层化学改造油层化学改造油层化学改造前前 言言低（酸化压裂技术）低（酸化压裂技术）蜡（清防蜡技术）蜡（清防蜡技术）水（调剖堵水技术）水（调剖堵水技术）稠（稠油降粘开采技术）稠（稠油降粘开采技术）砂（防砂技术）砂（防砂技术）油油水水井井的的化化学学改改造造一、采油中存在的问题（一、采油中存在的问题（2 2）前前 言言
2、油油水水井井问问题题波及系数波及系数波及系数波及系数：是指驱油剂波及到的油层容积与整：是指驱油剂波及到的油层容积与整：是指驱油剂波及到的油层容积与整：是指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。个含油容积的比值。个含油容积的比值。个含油容积的比值。原油采收率（原油采收率（E ER R）=采出储量（采出储量（N NR R）/地质储量（地质储量（N N ）100100水驱采收率（水驱采收率（E ER R）=波及系数（波及系数（E EV V）X X 洗油效率（洗油效率（E ED D）100100V V V Vs s s sw w w w驱油介质驱替到的容积；驱油介质驱替到的容积；驱油介质驱替到的
3、容积；驱油介质驱替到的容积；V V V V油藏总容积；油藏总容积；油藏总容积；油藏总容积；前前 言言二、原油采收率二、原油采收率洗油效率洗油效率：是指驱油剂波及到的油层所采出的油：是指驱油剂波及到的油层所采出的油量与这部分油层储量的比值。量与这部分油层储量的比值。油层改造有两个途径：油层改造有两个途径：l提高波及系数提高波及系数l提高洗油效率提高洗油效率 S So o原始含油饱和度；原始含油饱和度；S Soror残余油饱和度残余油饱和度；前前 言言二、原油采收率二、原油采收率提高波及系数影响因素：不均质性、水油流度比影响因素：不均质性、水油流度比提高波及系数的主要方法：提高波及系数的主要方法：
4、改变驱油剂和（或）油的流度。改变驱油剂和（或）油的流度。流度是流体通过孔隙介质能力的一种量度流度是流体通过孔隙介质能力的一种量度前前 言言提高洗油效率 提高洗油效率的主要方法提高洗油效率的主要方法提高洗油效率的主要方法提高洗油效率的主要方法1 1 1 1 改变岩石表面的润湿性改变岩石表面的润湿性改变岩石表面的润湿性改变岩石表面的润湿性2 2 2 2 减小毛细管阻力效应的不利影响减小毛细管阻力效应的不利影响减小毛细管阻力效应的不利影响减小毛细管阻力效应的不利影响前前 言言化学驱油法（化学驱）化学驱油法（化学驱）聚合物驱油法（聚合物驱）聚合物驱油法（聚合物驱）表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）表面活
5、性剂驱油法（表面活性剂驱）碱驱油法（碱驱）碱驱油法（碱驱）混相驱油法（混相驱）混相驱油法（混相驱）烃类混相驱油法（烃类混相驱）烃类混相驱油法（烃类混相驱）非烃类混相驱油法（非烃类相驱）非烃类混相驱油法（非烃类相驱）前前 言言三、改造油层的方法三、改造油层的方法热力采油法（热采）热力采油法（热采）蒸汽驱油法（蒸汽驱）蒸汽驱油法（蒸汽驱）油层就地燃烧法（火烧油层）油层就地燃烧法（火烧油层）微生物采油法微生物采油法激活油藏本源微生物采油法激活油藏本源微生物采油法注入适合微生物的采油法注入适合微生物的采油法 本章主要内容本章主要内容4-1 4-1 聚合物驱聚合物驱4-2 4-2 表面活性剂驱表面活性剂
6、驱4-3 4-3 碱驱碱驱4-4 4-4 复合驱复合驱4-5 4-5 混相驱混相驱第一节第一节聚合物驱聚合物驱第四章第四章 油层化学改造油层化学改造聚合物驱是以聚合物驱是以聚合物溶液聚合物溶液为驱油剂的驱油法。为驱油剂的驱油法。也称为：也称为：v聚合物溶液驱聚合物溶液驱v聚合物强化水驱聚合物强化水驱v稠化水驱和增粘水驱稠化水驱和增粘水驱 注聚注聚第一节第一节 聚合物驱聚合物驱一、概念一、概念1.1.部分水解聚丙烯酰胺（部分水解聚丙烯酰胺（HPAMHPAM）油田主要用油田主要用HPAMHPAM热稳定性好（耐温热稳定性好（耐温9393）；剪切稳定性较差；）；剪切稳定性较差；化学稳定性较差（氧化降解
7、）；生物稳定性好化学稳定性较差（氧化降解）；生物稳定性好第一节第一节 聚合物驱聚合物驱二、聚合物驱用聚合物二、聚合物驱用聚合物高温高盐油藏高温高盐油藏图图1疏水缔合聚合物分子结构示意图（疏水缔合聚合物分子结构示意图（R为疏水侧链为疏水侧链,碳原子数在碳原子数在12-20间不等）间不等）疏水缔合聚合物大分子链上带有少量疏水基团，在水溶液中，疏水缔合聚合物大分子链上带有少量疏水基团，在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临界浓度生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临
8、界浓度（CMC）后，溶液粘度大幅度升高。）后，溶液粘度大幅度升高。疏水缔合聚合物增粘及抗温、抗盐能力强；抗剪切能力强。疏水缔合聚合物增粘及抗温、抗盐能力强；抗剪切能力强。疏水缔合聚合物（Hydrophobically Modified）驱油用驱油用驱油用驱油用HPAMHPAMHPAMHPAM具有以下基本特征：具有以下基本特征：具有以下基本特征：具有以下基本特征：（1 1 1 1）高分子量高分子量高分子量高分子量：一般驱油用：一般驱油用：一般驱油用：一般驱油用HPAMHPAMHPAMHPAM的分子量为的分子量为的分子量为的分子量为1 1 1 1千万到几千千万到几千千万到几千千万到几千万；万；万；
9、万；（2 2 2 2）多分散性多分散性多分散性多分散性：HPAMHPAMHPAMHPAM的分子量具有不均一性，是分子量的分子量具有不均一性，是分子量的分子量具有不均一性，是分子量的分子量具有不均一性，是分子量不等的同系聚合物的混合物；不等的同系聚合物的混合物；不等的同系聚合物的混合物；不等的同系聚合物的混合物；（3 3 3 3）几何结构多样化几何结构多样化几何结构多样化几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、支型：聚合物的几何结构有线型、支型：聚合物的几何结构有线型、支型：聚合物的几何结构有线型、支型和体型三种形态；和体型三种形态；和体型三种形态；和体型三种形态；（4 4 4 4）物化性能稳定
10、物化性能稳定物化性能稳定物化性能稳定：HPAMHPAMHPAMHPAM具有稳定的化学性质和特殊的具有稳定的化学性质和特殊的具有稳定的化学性质和特殊的具有稳定的化学性质和特殊的物理性能，以满足驱油的要求。物理性能，以满足驱油的要求。物理性能，以满足驱油的要求。物理性能，以满足驱油的要求。第一节第一节 聚合物驱聚合物驱2 黄胞胶（XC）（生物聚合物）热稳定性差（热稳定性差（7171）；）；生物稳定性差生物稳定性差（需加醛类（需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 增加水的粘度增加水的粘度超超超超过过过过一一一一定定定定浓浓浓浓度度度度
11、，聚聚聚聚合合合合物物物物分分分分子子子子互互互互相相相相纠纠纠纠缠缠缠缠形成结构，产生形成结构，产生形成结构，产生形成结构，产生结构粘度结构粘度结构粘度结构粘度。聚聚聚聚合合合合物物物物链链链链中中中中的的的的亲亲亲亲水水水水基基基基团团团团在在在在水水水水中中中中溶溶溶溶剂剂剂剂化化化化（水化）。（水化）。（水化）。（水化）。若若若若为为为为离离离离子子子子型型型型聚聚聚聚合合合合物物物物，则则则则可可可可在在在在水水水水中中中中解解解解离离离离，形形形形成成成成扩扩扩扩散散散散双双双双电电电电层层层层产产产产生生生生许许许许多多多多带带带带电电电电符符符符号号号号相相相相同同同同的的的的
12、链链链链段段段段（由由由由若若若若干干干干链链链链节节节节组组组组成成成成，是是是是链链链链中中中中能能能能独独独独立立立立运运运运动动动动的的的的最最最最小小小小单单单单位位位位），使使使使聚聚聚聚合合合合物物物物分分分分子子子子在在在在水水水水中中中中形形形形成成成成松松松松散散散散的的的的无无无无规规规规线线线线团团团团，因因因因而有好的增粘能力。而有好的增粘能力。而有好的增粘能力。而有好的增粘能力。三、聚合物对水的稠化能力三、聚合物对水的稠化能力四、聚合物溶液的粘弹性四、聚合物溶液的粘弹性 聚合物溶液的弹性是由拉伸作用下聚合物分子采聚合物溶液的弹性是由拉伸作用下聚合物分子采取伸直的构象
13、，而在拉伸作用消失后聚合物分子采取取伸直的构象，而在拉伸作用消失后聚合物分子采取较蜷曲的构象所引起的。较蜷曲的构象所引起的。滞留的两种形式滞留的两种形式:（l l）吸附吸附 聚聚合合物物吸吸附附是是指指聚聚合合物物通通过过色色散散力力、氢氢键键等等作作用用力力而而聚聚集集在在岩岩石石孔孔隙结构表面的现象。隙结构表面的现象。（2 2）捕集）捕集 聚聚合合物物捕捕集集是是指指直直径径小小于于孔孔喉喉直直径径的的聚聚合合物物分分子子的的无无规规线线团团通通过过“架桥架桥”而留在孔喉外的现象。而留在孔喉外的现象。五、聚合物在孔隙介质中的滞留五、聚合物在孔隙介质中的滞留第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 1
14、 1 1 1、定义定义定义定义：盐对聚合物溶液粘：盐对聚合物溶液粘：盐对聚合物溶液粘：盐对聚合物溶液粘度产生特殊影响（粘度降低）的度产生特殊影响（粘度降低）的度产生特殊影响（粘度降低）的度产生特殊影响（粘度降低）的效应。效应。效应。效应。2 2 2 2、原因原因原因原因：盐加入后，羧基与：盐加入后，羧基与：盐加入后，羧基与：盐加入后，羧基与钠离子形成的扩散双电层受到盐钠离子形成的扩散双电层受到盐钠离子形成的扩散双电层受到盐钠离子形成的扩散双电层受到盐的压缩作用，使链段的负电性减的压缩作用，使链段的负电性减的压缩作用，使链段的负电性减的压缩作用，使链段的负电性减小，小，小，小，HPAMHPAMH
15、PAMHPAM分子形成紧密的无规线分子形成紧密的无规线分子形成紧密的无规线分子形成紧密的无规线团，因而对水的稠化能力大大减团，因而对水的稠化能力大大减团，因而对水的稠化能力大大减团，因而对水的稠化能力大大减小。小。小。小。最好用清水配注聚合物，且前最好用清水配注聚合物，且前最好用清水配注聚合物，且前最好用清水配注聚合物，且前后注淡水段塞。后注淡水段塞。后注淡水段塞。后注淡水段塞。第一节第一节 聚合物驱聚合物驱六、盐敏效应六、盐敏效应提高了提高了提高了提高了平面平面平面平面的波及系数的波及系数的波及系数的波及系数第一节第一节 聚合物驱聚合物驱七、聚合物驱与水驱的对比七、聚合物驱与水驱的对比提高了
16、提高了纵向纵向的波及系数的波及系数第一节第一节 聚合物驱聚合物驱1 1 1 1 波及系数与水油流度比的关系波及系数与水油流度比的关系波及系数与水油流度比的关系波及系数与水油流度比的关系定义：水油流度比水油流度比水油流度比水油流度比 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱八、聚合物驱的八、聚合物驱的EOREOR原理原理随着随着随着随着M M M MWOWOWOWO的减小，波及系数的减小，波及系数的减小，波及系数的减小，波及系数增大，采收率提高增大，采收率提高增大，采收率提高增大，采收率提高第一节第一节 聚合物驱聚合物驱2 2 聚合物降低水油流度比的原因（聚合物降低水油流度比的原因（）I I I I 增加
17、水的粘度增加水的粘度增加水的粘度增加水的粘度缠绕缠绕缠绕缠绕+亲水基团的溶剂化亲水基团的溶剂化亲水基团的溶剂化亲水基团的溶剂化+离子型聚合物的离子型聚合物的离子型聚合物的离子型聚合物的解离解离解离解离稠化增粘稠化增粘稠化增粘稠化增粘减小了减小了减小了减小了W W W W 减小了减小了减小了减小了M M M MWO WO WO WO 增大了增大了增大了增大了E E E EV V V V 提高了提高了提高了提高了E E E ER R R R第一节第一节 聚合物驱聚合物驱减小孔隙介质对水的渗透率减小孔隙介质对水的渗透率减小孔隙介质对水的渗透率减小孔隙介质对水的渗透率滞留吸附和捕集滞留吸附和捕集增大了
18、水的流动阻力增大了水的流动阻力减小水的减小水的K KrWrW提高提高E EV V提高了提高了E ER R2 2 聚合物降低水油流度比的原因（聚合物降低水油流度比的原因（）第一节第一节 聚合物驱聚合物驱通过对水的稠化通过对水的稠化通过对水的稠化通过对水的稠化增大水的粘度增大水的粘度增大水的粘度增大水的粘度在孔隙中滞留在孔隙中滞留在孔隙中滞留在孔隙中滞留减小了对水的渗透率减小了对水的渗透率减小了对水的渗透率减小了对水的渗透率降低了水的流度降低了水的流度降低了水的流度降低了水的流度减小了水油流度比减小了水油流度比减小了水油流度比减小了水油流度比抑制抑制抑制抑制水沿高渗透层的指进水沿高渗透层的指进水沿
19、高渗透层的指进水沿高渗透层的指进增大了波及系数增大了波及系数增大了波及系数增大了波及系数提提提提高了原油采收率高了原油采收率高了原油采收率高了原油采收率第一节第一节 聚合物驱聚合物驱3.3.3.3.聚合物溶液粘弹性驱油机理聚合物溶液粘弹性驱油机理聚合物溶液粘弹性驱油机理聚合物溶液粘弹性驱油机理 当聚合物溶液经过孔吼结构当聚合物溶液经过孔吼结构受拉伸作用时，溶液中的聚合受拉伸作用时，溶液中的聚合物分子采取较伸直的构象，但物分子采取较伸直的构象，但当它离开孔吼结构时，溶液中当它离开孔吼结构时，溶液中聚合物分子则采取较蜷曲的构聚合物分子则采取较蜷曲的构象，从而使溶液向流动方向的象，从而使溶液向流动方
20、向的法线膨胀，显示出弹性，驱出法线膨胀，显示出弹性，驱出水驱不能驱出的砂粒间的剩余水驱不能驱出的砂粒间的剩余油，达到提高聚合物溶液洗油油，达到提高聚合物溶液洗油效率的目的。效率的目的。前后的段塞主要是防止聚合物的前后的段塞主要是防止聚合物的前后的段塞主要是防止聚合物的前后的段塞主要是防止聚合物的盐敏效应盐敏效应盐敏效应盐敏效应第一节第一节 聚合物驱聚合物驱八、聚合物驱段塞图八、聚合物驱段塞图九、一个实例九、一个实例第一节第一节 聚合物驱聚合物驱聚合物配注工艺聚合物配注工艺 目目前前使使用用的的聚聚合合物物地地面面配配注注工工艺艺系系统统为为集集中中配配制、分散注入工艺。制、分散注入工艺。聚合物
21、驱地面流程聚合物驱地面流程孤东油田七区中注聚工艺流程示意图孤东油田七区中注聚工艺流程示意图聚合物熟化罐聚合物溶液注入设备聚合物驱小结一、基本概念：聚合物驱；采收率；波及系数；洗油效率；流度；流度比；聚合物的盐敏效应。二、基本原理：聚合物驱提高采收率的基本原理。驱油用聚合物及其重要性质。聚合物驱的基本段塞。第一节第一节 聚合物驱聚合物驱1、表面活性剂、表面活性剂 加入少量就能降低溶液的表面张力的物质。加入少量就能降低溶液的表面张力的物质。它具有润湿、乳化、起泡和洗涤等作用。它具有润湿、乳化、起泡和洗涤等作用。基本概念基本概念 洗洁精洗洁精脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠2
22、、表面张力、表面张力 引起液体表面自动收缩的单位长度上的力。单位为：mN/m或N/m。2005年度科学幻想摄影奖作品年度科学幻想摄影奖作品爱因斯坦年奖(Einstein Year Award):第1名“表面张力”(Surface tension);作者:罗伯特安德森(Robert Anderson)3、临界胶束浓度、临界胶束浓度 当表面活性剂在溶液中超过一定浓度时，当表面活性剂在溶液中超过一定浓度时，会从单个的离子或分子缔合成为胶态聚集物，会从单个的离子或分子缔合成为胶态聚集物，也就是胶束。此时溶液性质发生突变，溶液形也就是胶束。此时溶液性质发生突变，溶液形成胶束时的浓度称为临界胶束浓度。成胶
23、束时的浓度称为临界胶束浓度。4、表面活性剂的亲水亲油平衡值、表面活性剂的亲水亲油平衡值 HLB值值（HydrophileLipophile Balance）：）：表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。值。通常将亲油性强的油酸的通常将亲油性强的油酸的HLB值规定为值规定为1，而将亲，而将亲水性强的油酸钠的水性强的油酸钠的HLB值规定为值规定为18。以这两个值为。以这两个值为标准，就可以相对的确定每种表面活性剂的标准，就可以相对的确定每种表面活性剂的HLB值。值。HLB值越大
24、，亲水性越强。值越大，亲水性越强。润湿性润湿性：表面被表面被流体流体润湿（铺展）的情况润湿（铺展）的情况。分类：分类：亲水性、亲油性、两性润湿亲水性、亲油性、两性润湿接触角：接触角：沿气液固三相交点对液滴表面所作切线与沿气液固三相交点对液滴表面所作切线与液固界面所夹的角液固界面所夹的角，通常用q表示 若q 90，说明液体对固体润湿性不好，如汞在玻璃表面；若q 90，液体对固体润湿性好，如水在洁净的玻璃表面。若q=0，液体对固体完全润湿。若q=180，液体对固体完全不润湿。第二节第二节表面活性剂驱表面活性剂驱第四章第四章 油层化学改造油层化学改造1.1.定义定义 以表面活性剂体系作为驱油剂的驱油
25、法以表面活性剂体系作为驱油剂的驱油法2.2.表面活性剂体系表面活性剂体系稀表面活性剂体系稀表面活性剂体系 （c2%c2%)(c2%)q水外相微乳水外相微乳q油外相微乳油外相微乳q中相微乳中相微乳 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱一、概念与分类一、概念与分类二二 活性剂驱用活性剂活性剂驱用活性剂1 1 1 1、磺酸盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂 合成磺酸盐是另一类重要的合成磺酸盐是另一类重要的合成磺酸盐是另一类重要的合成磺酸盐是另一类重要的磺酸盐型表面活性剂。可由相磺酸盐型表面活性剂。可由相磺酸盐型表面活性剂。可由相磺酸盐型表面活性剂。可由相应的
26、烃类（如烷烃、烷基苯、应的烃类（如烷烃、烷基苯、应的烃类（如烷烃、烷基苯、应的烃类（如烷烃、烷基苯、烷基甲苯、烷基二甲苯等）用烷基甲苯、烷基二甲苯等）用烷基甲苯、烷基二甲苯等）用烷基甲苯、烷基二甲苯等）用相应的合成方法制得。烷基磺相应的合成方法制得。烷基磺相应的合成方法制得。烷基磺相应的合成方法制得。烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、酸盐、烷基芳基磺酸盐、酸盐、烷基芳基磺酸盐、酸盐、烷基芳基磺酸盐、-烯烯烯烯烃磺酸盐等属这一类磺酸盐。烃磺酸盐等属这一类磺酸盐。烃磺酸盐等属这一类磺酸盐。烃磺酸盐等属这一类磺酸盐。第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱2 2 2 2、羧酸盐型表面活性剂、羧酸盐型表面活性
27、剂、羧酸盐型表面活性剂、羧酸盐型表面活性剂 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱3 3 3 3、聚醚型表面活性剂、聚醚型表面活性剂、聚醚型表面活性剂、聚醚型表面活性剂 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱4 4 4 4、非离子、非离子、非离子、非离子-阴离子型两性表面活性剂阴离子型两性表面活性剂阴离子型两性表面活性剂阴离子型两性表面活性剂 耐盐性能好，耐高价金属离子耐盐性能好，耐高价金属离子耐盐性能好，耐高价金属离子耐盐性能好，耐高价金属离子常用阴离子型及非离子型表面活性剂常用阴离子型及非离子型表面活性剂常用阴离子型及非离子型表面活性剂常用阴离子型及非离子型表面活性剂第二节第二节 表面活性
28、剂驱表面活性剂驱5 5 5 5、孪连表面活性剂、孪连表面活性剂、孪连表面活性剂、孪连表面活性剂 表面活性高，有协同效应表面活性高，有协同效应表面活性高，有协同效应表面活性高，有协同效应（R为联接基团）为联接基团）6 6 6 6、生物表面活性剂、生物表面活性剂、生物表面活性剂、生物表面活性剂 环境友好环境友好环境友好环境友好三、活性水驱三、活性水驱1 1 定义定义：以活性水作为驱油剂的驱油法叫活性水：以活性水作为驱油剂的驱油法叫活性水驱。驱。活性水活性水：属稀表面活性剂体系，其中的表面活：属稀表面活性剂体系，其中的表面活性剂浓度小于临界胶束浓度。性剂浓度小于临界胶束浓度。第二节第二节 表面活性剂
29、驱表面活性剂驱2 2 活性水驱的活性水驱的EOREOR原理原理（1 1）低界面张力机理）低界面张力机理 表面活性剂在水油界面吸附，可以降低水油界面张力表面活性剂在水油界面吸附，可以降低水油界面张力 降低岩石对原油的粘附力，降低岩石对原油的粘附力，提高洗油效率提高洗油效率第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 表面活性剂可以使表面活性剂可以使 降低降低（2 2）润湿反转机理）润湿反转机理亲水性活性剂亲水性活性剂使原来亲油的表面转化为亲水使原来亲油的表面转化为亲水的表面的表面油对地层表面的润湿角增大油对地层表面的润湿角增大粘附功粘附功减小减小洗油效率洗油效率提高提高第二节第二节 表面活性剂驱表面活
30、性剂驱图图2-35 2-35 液滴或气泡在孔道窄口处遇阻变形示意图液滴或气泡在孔道窄口处遇阻变形示意图贾敏效应贾敏效应：当液滴或气泡在通过狭窄的孔隙喉道时，当液滴或气泡在通过狭窄的孔隙喉道时，由于发生变形，流体流动产生附加阻力的现象。由于发生变形，流体流动产生附加阻力的现象。曲界面两侧的压力差曲界面两侧的压力差（3 3）乳化机理）乳化机理 驱油用的表面活性剂驱油用的表面活性剂驱油用的表面活性剂驱油用的表面活性剂的的的的HLBHLBHLBHLB值一般在值一般在值一般在值一般在7 7 7 718181818范围，可范围，可范围，可范围，可形成稳定水包油乳状液。形成稳定水包油乳状液。形成稳定水包油乳
31、状液。形成稳定水包油乳状液。乳化的油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，乳化的油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，乳化的油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，乳化的油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，提高了提高了提高了提高了洗油效率洗油效率洗油效率洗油效率。乳乳乳乳化化化化的的的的油油油油在在在在高高高高渗渗渗渗透透透透层层层层产产产产生生生生叠叠叠叠加加加加的的的的JaminJaminJaminJamin效效效效应应应应，可可可可使使使使水较均匀地在地层推进，提高了水较均匀地在地层推进，提高了水较均匀地在地层推进，提高了水较均匀地在地层推进，提高了波及系数波及系数波及系数波及系数。第二节
32、第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱（4 4）提高表面电荷密度机理）提高表面电荷密度机理 阴离子阴离子阴离子阴离子活性剂的吸附提高了表面的电荷密活性剂的吸附提高了表面的电荷密度度,增加了油珠与岩石表面的增加了油珠与岩石表面的静电斥力静电斥力静电斥力静电斥力,油珠油珠易被带走易被带走,提高了提高了洗油效率洗油效率洗油效率洗油效率第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱（5 5）聚并形成油带机理）聚并形成油带机理 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 活性水中的表面活性剂浓度较低，加上在地层活性水中的表面活性剂浓度较低，加上在地层表面的吸附会引起损耗，所以，要使活性水驱要取表面的吸附会引起损耗，所以，
33、要使活性水驱要取得良好的效果，就必须使用得良好的效果，就必须使用大段塞大剂量大段塞大剂量。可用可用牺牲剂牺牲剂减少表面活性剂的吸附。减少表面活性剂的吸附。牺牲剂是指以自己的损耗减少其他药剂损耗的牺牲剂是指以自己的损耗减少其他药剂损耗的廉价化学剂。廉价化学剂。可用的牺牲剂有：可用的牺牲剂有：1)1)碱性物质；碱性物质；2)2)多元羧酸及其盐；多元羧酸及其盐；3)3)低聚物与高聚物；低聚物与高聚物；4)4)木质素磺酸盐。木质素磺酸盐。第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱四、胶束溶液驱四、胶束溶液驱 1 1、定义、定义：以胶束溶液作驱油剂的驱油法叫胶束溶以胶束溶液作驱油剂的驱油法叫胶束溶以胶束溶液
34、作驱油剂的驱油法叫胶束溶以胶束溶液作驱油剂的驱油法叫胶束溶液驱。液驱。液驱。液驱。2 2、胶束溶液：、胶束溶液：属稀表面活性剂体系，其中表面活性剂浓度大属稀表面活性剂体系，其中表面活性剂浓度大属稀表面活性剂体系，其中表面活性剂浓度大属稀表面活性剂体系，其中表面活性剂浓度大于临界胶束浓度，但其质量分数不超过于临界胶束浓度，但其质量分数不超过于临界胶束浓度，但其质量分数不超过于临界胶束浓度，但其质量分数不超过2 2 2 210101010-2-2-2-2。第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱胶束溶液的配制胶束溶液的配制胶束溶液的配制胶束溶液的配制表面活性剂表面活性剂加入醇（如异丙醇、正丁醇）和（
35、或）盐加入醇（如异丙醇、正丁醇）和（或）盐（如氯化钠）（如氯化钠）第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 水溶性的醇可减小水的极性，油水溶性的醇可减小水的极性，油溶性的醇可增加油的极性。溶性的醇可增加油的极性。醇醇醇醇和和和和盐盐盐盐等等等等助助助助剂剂剂剂的的的的加加加加入入入入是是是是为为为为了了了了调调调调整整整整油油油油相相相相和和和和水水水水相相相相的的的的极极极极性性性性，使使使使表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂的的的的亲亲亲亲油油油油性性性性和和和和亲亲亲亲水水水水性性性性得得得得到到到到充充充充分分分分平平平平衡衡衡衡，从从从从而而而而最最最最大大大大限限限限度度度度地
36、地地地吸吸吸吸附附附附在在在在水水水水油油油油界界界界面面面面上上上上，产产产产生生生生超超超超低低低低界界界界面面面面张张张张力力力力（小小小小于于于于1010-2-2mNmmNm-1-1的的的的界界界界面面面面张张张张力力力力），强强强强化化化化了了了了胶胶胶胶束溶液驱油的低界面张力机理。束溶液驱油的低界面张力机理。束溶液驱油的低界面张力机理。束溶液驱油的低界面张力机理。3 3 胶束溶液驱的胶束溶液驱的EOREOR机理机理具备活性水驱的全部机理具备活性水驱的全部机理具备活性水驱的全部机理具备活性水驱的全部机理胶束存在胶束存在胶束存在胶束存在增溶机理增溶机理增溶机理增溶机理由于活性剂的浓度较
37、高，而且醇和盐的存由于活性剂的浓度较高，而且醇和盐的存由于活性剂的浓度较高，而且醇和盐的存由于活性剂的浓度较高，而且醇和盐的存在，界面张力可以降到超低，强化了在，界面张力可以降到超低，强化了在，界面张力可以降到超低，强化了在，界面张力可以降到超低，强化了低界低界低界低界面张力机理面张力机理面张力机理面张力机理。第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱胶束胶束五五 微乳驱微乳驱 1 1、微乳分类、微乳分类水外相微乳水外相微乳水外相微乳水外相微乳 水外相微乳用水溶性表面活性剂配得水外相微乳用水溶性表面活性剂配得水外相微乳用水溶性表面活性剂配得水外相微乳用水溶性表
38、面活性剂配得 溶有油的表面活性剂胶束分散在水中所形成的分散体系溶有油的表面活性剂胶束分散在水中所形成的分散体系溶有油的表面活性剂胶束分散在水中所形成的分散体系溶有油的表面活性剂胶束分散在水中所形成的分散体系油外相微乳油外相微乳油外相微乳油外相微乳 油外相微乳用油溶性表面活性剂配得油外相微乳用油溶性表面活性剂配得油外相微乳用油溶性表面活性剂配得油外相微乳用油溶性表面活性剂配得 溶有水的表面活性剂胶束分散在油中所形成的分散体系溶有水的表面活性剂胶束分散在油中所形成的分散体系溶有水的表面活性剂胶束分散在油中所形成的分散体系溶有水的表面活性剂胶束分散在油中所形成的分散体系中相微乳中相微乳中相微乳中相微
39、乳 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱2 2、微乳类型的相互转化、微乳类型的相互转化 微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油的性质（如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓的性质（如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓的性质（如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓的性质（如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓度）、体系中的助表面活性剂（种类和浓度）度）、体系中的助表面活性剂（种类和浓度）度）、体系中的助表面活性剂（种类和浓度）度）、体系中的助表面活性剂（种类和浓度）第二节
40、第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱表面活性剂的亲油性增加，从水相转移到油相表面活性剂的亲油性增加，从水相转移到油相水、表面活性剂水、表面活性剂助表面活性剂：异丁醇和助表面活性剂：异丁醇和 盐（盐（NaCl、KCl等）等）油相油相:正辛烷正辛烷 高价阳离子如高价阳离子如Ba2+、Ca2+加入加入O/W型乳状液中，会中和油滴型乳状液中，会中和油滴界面的负电荷，液滴间排斥力减少，范德华吸引力相对增大，使液界面的负电荷，液滴间排斥力减少，范德华吸引力相对增大，使液滴靠拢。一方面将界面间的水挤压出来；另一方面又将各界面空间滴靠拢。一方面将界面间的水挤压出来；另一方面又将各界面空间的水包围起来，形成中间水滴
41、，四周被油滴包围的复杂结构的团粒。的水包围起来，形成中间水滴，四周被油滴包围的复杂结构的团粒。当油滴进一步连结起来形成连续相时，水相形成不规则的液滴，并当油滴进一步连结起来形成连续相时，水相形成不规则的液滴，并进一步变成小液珠，这样乳液由进一步变成小液珠，这样乳液由O/W型转变为型转变为W/O型。型。3 3、微乳与乳状液的区别、转化、微乳与乳状液的区别、转化微乳：热力学稳定体系，油水间不存在相界面微乳：热力学稳定体系，油水间不存在相界面微乳：热力学稳定体系，油水间不存在相界面微乳：热力学稳定体系，油水间不存在相界面 （体系不会随着时间的变化而失稳）体系不会随着时间的变化而失稳）体系不会随着时间
42、的变化而失稳）体系不会随着时间的变化而失稳）乳状液：热力学不稳定体系，油水间存在相界面乳状液：热力学不稳定体系，油水间存在相界面乳状液：热力学不稳定体系，油水间存在相界面乳状液：热力学不稳定体系，油水间存在相界面第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱4、微乳的配制三个主要成分三个主要成分三个主要成分三个主要成分油：油：油：油：原油或它的馏分（如汽油、煤油、柴油）原油或它的馏分（如汽油、煤油、柴油）原油或它的馏分（如汽油、煤油、柴油）原油或它的馏分（如汽油、煤油、柴油）水：水：水：水：淡水或盐水淡水或盐水淡水或盐水淡水或盐水 表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂：阴阴阴阴离离离离子子子子型型
43、型型、非非非非离离离离子子子子型型型型和和和和非非非非离离离离子子子子阴阴阴阴离离离离子子子子型型型型表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂，最最最最好好好好用用用用石石石石油油油油磺磺磺磺酸酸酸酸盐盐盐盐（钠钠钠钠盐或铵盐）盐或铵盐）盐或铵盐）盐或铵盐）第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱两个辅助成分：两个辅助成分：两个辅助成分：两个辅助成分：助表面活性剂和电解质助表面活性剂和电解质助表面活性剂：最好用醇，也可用酚助表面活性剂：最好用醇，也可用酚助表面活性剂：最好用醇，也可用酚助表面活性剂：最好用醇，也可用酚 调调调调整整整整水水水水和和和和油油油油的的的的极极极极性性性性 ，参参参参与
44、与与与形形形形成成成成胶胶胶胶束束束束，增增增增加加加加胶束增溶能力胶束增溶能力胶束增溶能力胶束增溶能力 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱4、微乳的配制电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐电解质：无机的酸、碱、盐，但最好用盐 减减减减小小小小表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂和和和和助助助助表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂极极极极性性性性部部部部分分分分的的的的溶溶溶溶剂剂剂剂化化化化程程程程度度度度，使使使使胶胶胶胶束束束束在在在在更更更更低低低低的的的的表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂浓浓浓
45、浓度度度度下下下下就就就就可可可可形形形形成成成成，可可可可使使使使微微微微乳乳乳乳与与与与油油油油或或或或水水水水产产产产生生生生超超超超低低低低界面张力界面张力界面张力界面张力 离子型表面活性剂加入无机盐后，与表面活性剂反离离子型表面活性剂加入无机盐后，与表面活性剂反离子具有相同性能的离子，压缩胶束的扩散双电层，离子具有相同性能的离子，压缩胶束的扩散双电层，离子间斥力减小，从而使更多离子型表面活性剂加入胶子间斥力减小，从而使更多离子型表面活性剂加入胶束，溶液束，溶液cmc下降。下降。5、微乳驱EOR机理微乳驱有胶束溶液驱的全部机理，即微乳驱有胶束溶液驱的全部机理，即微乳驱有胶束溶液驱的全部
46、机理，即微乳驱有胶束溶液驱的全部机理，即 (1)(1)(1)(1)低界面张力机理；低界面张力机理；低界面张力机理；低界面张力机理；(2)(2)(2)(2)润湿反转机理；润湿反转机理；润湿反转机理；润湿反转机理；(3)(3)(3)(3)乳化机理；乳化机理；乳化机理；乳化机理；(4)(4)(4)(4)增溶机理；增溶机理；增溶机理；增溶机理；(5)(5)(5)(5)提高表面电荷密度机理；提高表面电荷密度机理；提高表面电荷密度机理；提高表面电荷密度机理；(6)(6)(6)(6)聚并形成油带机理。聚并形成油带机理。聚并形成油带机理。聚并形成油带机理。由于微乳属浓表面活性剂体系，所以微乳驱由于微乳属浓表面
47、活性剂体系，所以微乳驱由于微乳属浓表面活性剂体系，所以微乳驱由于微乳属浓表面活性剂体系，所以微乳驱在在在在增溶机理增溶机理增溶机理增溶机理和和和和提高表面电荷密度机理提高表面电荷密度机理提高表面电荷密度机理提高表面电荷密度机理上比胶束溶上比胶束溶上比胶束溶上比胶束溶液驱更突出。液驱更突出。液驱更突出。液驱更突出。第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱5 5、微乳驱、微乳驱EOREOR机理（水外相微乳为例）机理（水外相微乳为例）当微乳与油层接触时，由于它是水外相，可与水混溶（均当微乳与油层接触时，由于它是水外相，可与水混溶（均当微乳与油层接触时，由于它是水外相，可与水混溶（均当微乳与油层接触时，
48、由于它是水外相，可与水混溶（均相），而它的胶束可增溶油，所以也可与油混溶（均相），相），而它的胶束可增溶油，所以也可与油混溶（均相），相），而它的胶束可增溶油，所以也可与油混溶（均相），相），而它的胶束可增溶油，所以也可与油混溶（均相），混相微乳驱混相微乳驱混相微乳驱混相微乳驱当微乳进入油层并当油在微乳的胶束中增溶达到饱和，微当微乳进入油层并当油在微乳的胶束中增溶达到饱和，微当微乳进入油层并当油在微乳的胶束中增溶达到饱和，微当微乳进入油层并当油在微乳的胶束中增溶达到饱和，微乳与被驱动油之间产生界面。这时，混相微乳驱就转变为乳与被驱动油之间产生界面。这时，混相微乳驱就转变为乳与被驱动油之间产生界
49、面。这时，混相微乳驱就转变为乳与被驱动油之间产生界面。这时，混相微乳驱就转变为非混相微乳驱非混相微乳驱非混相微乳驱非混相微乳驱当微乳进一步进入油层，被驱动油进一步进入胶束之中，当微乳进一步进入油层，被驱动油进一步进入胶束之中，当微乳进一步进入油层，被驱动油进一步进入胶束之中，当微乳进一步进入油层，被驱动油进一步进入胶束之中，原来的胶束转化为油珠，水外相微乳转化为原来的胶束转化为油珠，水外相微乳转化为原来的胶束转化为油珠，水外相微乳转化为原来的胶束转化为油珠，水外相微乳转化为水包油乳状液水包油乳状液水包油乳状液水包油乳状液。第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱5 5、微乳驱、微乳驱EOREOR
50、机理（水外相微乳为例）机理（水外相微乳为例）驱油机理复杂，主要是由于水和油进入微乳中，使驱油机理复杂，主要是由于水和油进入微乳中，使驱油机理复杂，主要是由于水和油进入微乳中，使驱油机理复杂，主要是由于水和油进入微乳中，使它产生相应的它产生相应的它产生相应的它产生相应的相变化相变化相变化相变化引起的。引起的。引起的。引起的。微乳与水和油没有界面微乳与水和油没有界面微乳与水和油没有界面微乳与水和油没有界面无毛细管阻力，提高了波无毛细管阻力，提高了波无毛细管阻力，提高了波无毛细管阻力，提高了波及系数；微乳与油完全互溶及系数；微乳与油完全互溶及系数；微乳与油完全互溶及系数；微乳与油完全互溶提高了驱油效