YH第4章 化學(xué)驅(qū)與混相驅(qū)(石油大學(xué)華東)

第4章

化學(xué)驅(qū)與混相驅(qū)第二篇采油化學(xué)一、采油中存在的問題（1）采收率低（30-40%）地層非均質(zhì)性波及系數(shù)洗油效率油層化學(xué)改造前言油層低（酸化壓裂技術(shù)）蠟（清防蠟技術(shù)）水（調(diào)剖堵水技術(shù)）稠（稠油降粘開采技術(shù)）砂（防砂技術(shù)）油水井化學(xué)改造一、采油中存在的問題（2）前言油水井問題波及系數(shù)：是指驅(qū)油劑波及到的油層容積與整個(gè)含油容積的比值。原油采收率（ER）=采出儲(chǔ)量（NR）/地質(zhì)儲(chǔ)量（N

）×100％水驅(qū)采收率（ER）=波及系數(shù)（EV）X洗油效率（ED）×100％Vsw－驅(qū)油介質(zhì)驅(qū)替到的容積；V－油藏總?cè)莘e；前言二、原油采收率洗油效率：是指驅(qū)油劑波及到的油層所采出的油量與這部分油層儲(chǔ)量的比值。油層改造有兩個(gè)途徑：提高波及系數(shù)提高洗油效率

So－原始含油飽和度；Sor－殘余油飽和度；前言二、原油采收率提高波及系數(shù)影響因素：不均質(zhì)性、水油流度比提高波及系數(shù)的主要方法：

改變驅(qū)油劑、油的流度。流度是流體通過孔隙介質(zhì)能力的一種量度前言提高洗油效率提高洗油效率的主要方法：（1）改變巖石表面的潤濕性（2）減小毛細(xì)管阻力效應(yīng)的不利影響前言化學(xué)驅(qū)油法（化學(xué)驅(qū)）聚合物驅(qū)油法（聚合物驅(qū)）表面活性劑驅(qū)油法（表面活性劑驅(qū)）堿驅(qū)油法（堿驅(qū)）混相驅(qū)油法（混相驅(qū)）烴類混相驅(qū)油法（烴類混相驅(qū)）非烴類混相驅(qū)油法（非烴類相驅(qū)）

熱力采油法（熱采）蒸汽驅(qū)油法（蒸汽驅(qū)）油層就地燃燒法（火燒油層）

前言三、提高原油采收率的方法微生物采油激活本源微生物注入適合微生物

采油化學(xué)油層化學(xué)改造油水井化學(xué)改造化學(xué)驅(qū)法聚合物驅(qū)活性劑驅(qū)堿驅(qū)復(fù)合驅(qū)混相驅(qū)法烴類混相法非烴類混相法熱采法蒸汽驅(qū)火燒油層法水井調(diào)剖油井堵水化學(xué)防砂防蠟清蠟稠油降粘酸化解堵射孔壓裂修井壓井油層保護(hù)綜合措施采油化學(xué)主要研究油層改造和油水井化學(xué)改造問題。包括改造方案、添加劑的作用機(jī)理、合成、篩選、改進(jìn)和應(yīng)用。涉及采油過程中的眾多化學(xué)問題。微生物采油激活本源微生物注入適合微生物本章主要內(nèi)容4-1聚合物驅(qū)4-2表面活性劑驅(qū)4-3堿驅(qū)4-4復(fù)合驅(qū)4-5混相驅(qū)第一節(jié)聚合物驅(qū)第四章油層化學(xué)改造聚合物驅(qū)是以聚合物溶液為驅(qū)油劑的驅(qū)油法。也稱為：聚合物溶液驅(qū)聚合物強(qiáng)化水驅(qū)稠化水驅(qū)和增粘水驅(qū)注聚第一節(jié)聚合物驅(qū)一、概念部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）油田主要用HPAM熱穩(wěn)定性好；剪切穩(wěn)定性較差；化學(xué)穩(wěn)定性較差；生物穩(wěn)定性好第一節(jié)聚合物驅(qū)二、聚合物驅(qū)用聚合物驅(qū)油用HPAM具有以下基本特征：（1）高分子量：一般驅(qū)油用HPAM的分子量為1千萬到幾千萬；（2）多分散性：HPAM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；（3）幾何結(jié)構(gòu)多樣化：聚合物的幾何結(jié)構(gòu)有線型、支型和體型三種形態(tài)；（4）物化性能穩(wěn)定：HPAM具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和特殊的物理性能，以滿足驅(qū)油的要求。第一節(jié)聚合物驅(qū)2黃胞膠（XC）（生物聚合物）熱穩(wěn)定性差（71℃）；生物穩(wěn)定性差（24小時(shí)，需加醛類殺菌劑）；剪切穩(wěn)定性好（支鏈）。第一節(jié)聚合物驅(qū)增加水的粘度◎超過一定濃度，聚合物分子互相糾纏形成結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)粘度?！蚓酆衔镦溨械挠H水基團(tuán)在水中溶劑化（水化）?！蛉魹殡x子型聚合物，則可在水中解離，形成擴(kuò)散雙電層產(chǎn)生許多帶電符號(hào)相同的鏈段（由若干鏈節(jié)組成，是鏈中能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的最小單位），使聚合物分子在水中形成松散的無規(guī)線團(tuán)，因而有好的增粘能力。三、聚合物對(duì)水的稠化能力第一節(jié)聚合物驅(qū)第一節(jié)聚合物驅(qū)四、聚合物溶液的粘彈性1、粘性：液體的性質(zhì)，稠化增粘作用。2、彈性：固體的性質(zhì)，拉伸變形。

粘彈性表現(xiàn)：通過巖心的孔喉結(jié)構(gòu)受到拉伸作用是時(shí)表現(xiàn)出來。

粘彈性原因：由拉伸作用下聚合物分子采取較伸直的構(gòu)象，而在拉伸作用消失后采取較卷曲的構(gòu)象引起的。

測(cè)定方法：粘彈儀或流變儀。用小振幅震蕩的方式向聚合物溶液施加正旋變化的剪切，測(cè)得相應(yīng)的應(yīng)力與隨時(shí)間的變化，由此計(jì)算得儲(chǔ)能模量（G’)和損耗能量（G”)，前者與彈性相關(guān)，后者與粘性相關(guān)，對(duì)比可知粘性和彈性哪個(gè)占主要地位。

滯留的兩種形式:（l）吸附聚合物吸附是指聚合物通過色散力、氫鍵等作用力而聚集在巖石孔隙結(jié)構(gòu)表面的現(xiàn)象。（2）捕集聚合物捕集是指直徑小于孔喉直徑的聚合物分子的無規(guī)線團(tuán)通過“架橋”而留在孔喉外的現(xiàn)象。五、聚合物在孔隙介質(zhì)中的滯留第一節(jié)聚合物驅(qū)

1、定義：鹽對(duì)聚合物溶液粘度產(chǎn)生特殊影響（粘度降低）的效應(yīng)。

2、原因：鹽加入后，羧基與鈉離子形成的擴(kuò)散雙電層受到鹽的壓縮作用，使鏈段的負(fù)電性減小，HPAM分子形成緊密的無規(guī)線團(tuán)，因而對(duì)水的稠化能力大大減小。

3、預(yù)防措施：最好用清水配注聚合物，且前后注淡水段塞。第一節(jié)聚合物驅(qū)六、鹽敏效應(yīng)提高了平面的波及系數(shù)第一節(jié)聚合物驅(qū)七、聚合物驅(qū)與水驅(qū)的對(duì)比提高了縱向的波及系數(shù)第一節(jié)聚合物驅(qū)1、減小水油流度比機(jī)理定義：水油流度比第一節(jié)聚合物驅(qū)八、聚合物驅(qū)的EOR原理降低水相K減小油的粘度增加油相K增加水相粘度隨著MWO的減小，波及系數(shù)增大，采收率提高第一節(jié)聚合物驅(qū)I增加水的粘度纏繞+親水基團(tuán)的溶劑化+離子型聚合物的解離→稠化增粘→減小了λW→減小了MWO→增大了EV→提高了ER第一節(jié)聚合物驅(qū)八、聚合物驅(qū)的EOR原理Ⅱ減小孔隙介質(zhì)對(duì)水的滲透率滯留＝吸附+捕集→增大了水的流動(dòng)阻力→減小水的KrW→提高EV→提高了ER第一節(jié)聚合物驅(qū)八、聚合物驅(qū)的EOR原理通過對(duì)水的稠化→增大水的粘度在孔隙中滯留→減小了對(duì)水的滲透率降低了水的流度→減小了水油流度比→抑制水沿高滲透層的指進(jìn)→增大了波及系數(shù)→提高了原油采收率第一節(jié)聚合物驅(qū)八、聚合物驅(qū)的EOR原理八、聚合物驅(qū)的EOR原理第一節(jié)聚合物驅(qū)2、粘彈性驅(qū)油機(jī)理（有限度）聚合物溶液的粘彈性，使的溶液向流動(dòng)方向的法線方向膨脹，顯示出彈性，驅(qū)出水驅(qū)不能驅(qū)出的的砂粒間的剩余油，達(dá)到提高洗油效率的目的。

（1）減小水油流度比增大波及系數(shù)

——通過稠化增大水的粘度（增粘）、

——通過吸附和捕集減低kw（降滲）;——降低了水的流度λ=k/μ)；

——減小了水油流度比；

——抑制了水的指進(jìn)；

——提高了波及系數(shù)

——改善了水驅(qū)的效果

——提高原油的水驅(qū)采收率（2)粘彈性增大洗油效率

——通過孔喉受到拉伸

——分子采取伸直構(gòu)象

——離開孔喉拉伸消失

——分子采取卷曲的構(gòu)象

——溶液向流動(dòng)法線方向膨脹

——驅(qū)出水不能驅(qū)出的油

——提高洗油效率第一節(jié)聚合物驅(qū)八、聚合物驅(qū)的EOR原理（1）原油：稀油，密度＜0.966,粘度＜150mPa/S;

（2）水質(zhì):礦化度＜40000(5000)mg/L，鈣鎂離子含量＜500(100)mg/L；最好不含三價(jià)的金屬離子；（3）油藏：溫度＜93℃（最好＜70℃），深度＜2740m，油田正裝，油層較厚，油水井對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，尚有增產(chǎn)潛力的油藏。第一節(jié)聚合物驅(qū)九、聚合物驅(qū)的適應(yīng)條件室內(nèi)評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)？前后的段塞主要是防止聚合物的鹽敏效應(yīng)第一節(jié)聚合物驅(qū)十、聚合物驅(qū)段塞圖十一、一個(gè)實(shí)例第一節(jié)聚合物驅(qū)聚合物驅(qū)小結(jié)一、基本概念：聚合物驅(qū)；采收率；波及系數(shù)；洗油效率；流度；流度比；聚合物的鹽敏效應(yīng)、滯留、粘彈性。二、基本原理：①聚合物驅(qū)提高采收率的基本原理。②驅(qū)油用聚合物及其重要性質(zhì)與要求。③聚合物驅(qū)的適應(yīng)范圍與條件。④聚合物驅(qū)的基本段塞。第一節(jié)聚合物驅(qū)第二節(jié)表面活性劑驅(qū)第四章油層化學(xué)改造1.定義以表面活性劑體系作為驅(qū)油劑的驅(qū)油法2.表面活性劑體系稀表面活性劑體系（c<2%）活性水膠束溶液濃表面活性劑體系(c>2%)水外相微乳油外相微乳中相微乳泡沫驅(qū)乳狀液驅(qū)第二節(jié)表面活性劑驅(qū)一、概念與分類驅(qū)油用表面活性劑的基本要求①在油水界面上的表面活性高，使油水界面張力降低到10-2—10-3ｍN/ｍ甚至以下，具有適宜的溶解度、濁點(diǎn)、pH值，降低巖層對(duì)原油的吸附性;②在巖石表面上被吸附量小;③在地層介質(zhì)中應(yīng)有較大的擴(kuò)散速度;④當(dāng)在水中濃度較低時(shí)應(yīng)有較強(qiáng)的驅(qū)油能力;⑤應(yīng)具有能阻止其他化學(xué)劑副反應(yīng)發(fā)生的能力，即所謂的“阻化性質(zhì)”;⑥與地層礦物組分、地層注入水配伍性好;⑦來源廣、價(jià)格低廉等。由于砂巖地層表面通常帶負(fù)電荷，所以驅(qū)油用的表面活性劑主要有陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性表面活性劑等。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)二、活性劑驅(qū)用活性劑二、活性劑驅(qū)用活性劑1、磺酸鹽型表面活性劑合成磺酸鹽是另一類重要的磺酸鹽型表面活性劑?？捎上鄳?yīng)的烴類（如烷烴、烷基苯、烷基甲苯、烷基二甲苯等）用相應(yīng)的合成方法制得。烷基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、-烯烴磺酸鹽等屬這一類磺酸鹽。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)抗鹽性能較好2、羧酸鹽型表面活性劑

第二節(jié)表面活性劑驅(qū)抗鹽性能較差、活性一般3、聚醚型表面活性劑

第二節(jié)表面活性劑驅(qū)抗鹽性能較好、耐溫性能一般4、非離子-陰離子型兩性表面活性劑

耐鹽性能好，耐高價(jià)金屬離子常用陰離子型及非離子型表面活性劑？第二節(jié)表面活性劑驅(qū)5、孿連（雙子）表面活性劑

孿連表面活性劑是指兩個(gè)或兩個(gè)以上同一表面活性劑分子在親水基及其附近用聯(lián)結(jié)基團(tuán)連接起來的表面活性劑。

孿連表面活性劑表面活性高，與其他表面活性劑結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，有協(xié)同效應(yīng)，為新開發(fā)的一類表面活性劑

6、生物表面活性劑

生物表面活性劑是指由微生物產(chǎn)生的具有表面活性劑特征的化合物。由于生物表面活性劑環(huán)境友好，所以是一類特別受重視的新開發(fā)的表面活性劑。地層表面通常帶負(fù)電。為了減少表面活性劑的損耗，驅(qū)油用的表面活性劑一般不用陽離子型表面活性劑或非離子陽離子型表面活性劑。

第二節(jié)表面活性劑驅(qū)活性高較高環(huán)境友好三、活性水驅(qū)1

定義：以活性水作為驅(qū)油劑的驅(qū)油法叫活性水驅(qū)。

活性水：屬稀表面活性劑體系，其中的表面活性劑濃度小于臨界膠束濃度（CMC)。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)2活性水驅(qū)的EOR原理（1）低界面張力機(jī)理

表面活性劑在水油界面吸附，可以降低水油界面張力

▽降低巖石對(duì)原油的粘附力，提高洗油效率▽增大毛管數(shù)▽減少親油油層的毛細(xì)管阻力

第二節(jié)表面活性劑驅(qū)（2）潤濕反轉(zhuǎn)機(jī)理親水性活性劑→使原來親油的表面轉(zhuǎn)化為親水的表面→油對(duì)地層表面的潤濕角增大→粘附功減小→洗油效率提高第二節(jié)表面活性劑驅(qū)（3）乳化機(jī)理

驅(qū)油用的表面活性劑的HLB值一般在7～18范圍，可形成穩(wěn)定水包油乳狀液。乳化的油在向前移動(dòng)中不易重新粘附回地層表面，提高了洗油效率。乳化的油在高滲透層產(chǎn)生疊加的Jamin效應(yīng)，可使水較均勻地在地層推進(jìn)，提高了波及系數(shù)?；钚詣纬蒓/W乳狀液→乳化油移動(dòng)而不易粘附→洗油效率提高；乳化油在高K地層的Jamin效應(yīng)→提高了波及系數(shù)第二節(jié)表面活性劑驅(qū)（4）提高表面電荷密度機(jī)理

陰離子活性劑的吸附提高了表面的電荷密度,增加了油珠與巖石表面的靜電斥力,油珠易被帶走,提高了洗油效率第二節(jié)表面活性劑驅(qū)（5）聚并形成油帶機(jī)理第二節(jié)表面活性劑驅(qū)

活性水中的表面活性劑濃度較低，加上在地層表面的吸附會(huì)引起損耗，所以，要使活性水驅(qū)要取得良好的效果，就必須使用大段塞大劑量。

可用犧牲劑減少表面活性劑的吸附。

犧牲劑是指以自己的損耗減少其他藥劑損耗的廉價(jià)化學(xué)劑。可用的犧牲劑有：

1)堿性物質(zhì)；

2)多元羧酸及其鹽；

3)低聚物與高聚物；

4)木質(zhì)素磺酸鹽。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)四、膠束溶液驅(qū)

1、定義：以膠束溶液作驅(qū)油劑的驅(qū)油法叫膠束溶液驅(qū)。2、膠束溶液：屬稀表面活性劑體系，其中表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度，但其質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過2×10-2。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)膠束溶液的配制表面活性劑加入醇（如異丙醇、正丁醇）（或）鹽（如氯化鈉）

醇和鹽等助劑的加入是為了調(diào)整油相和水相的極性，使表面活性劑的親油性和親水性得到充分平衡，從而最大限度地吸附在水油界面上，產(chǎn)生超低界面張力（小于10-2mN·m-1的界面張力），強(qiáng)化了膠束溶液驅(qū)油的低界面張力機(jī)理。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)3、膠束溶液驅(qū)的EOR機(jī)理具備活性水驅(qū)的全部機(jī)理膠束存在→增溶機(jī)理由于活性劑的濃度較高，而且醇和鹽的存在，界面張力可以降到超低，強(qiáng)化了低界面張力機(jī)理。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)第二節(jié)表面活性劑驅(qū)五、微乳驅(qū)

1、微乳分類水外相微乳水外相微乳用水溶性表面活性劑配得溶有油的表面活性劑膠束分散在水中所形成的分散體系油外相微乳油外相微乳用油溶性表面活性劑配得溶有水的表面活性劑膠束分散在油中所形成的分散體系中相微乳

第二節(jié)表面活性劑驅(qū)2、微乳類型的相互轉(zhuǎn)化微乳類型決定于：活性劑的類型、使用溫度、油的性質(zhì)（如烴的碳數(shù)）、水中的電解質(zhì)（種類和濃度）、體系中的助表面活性劑（種類和濃度）第二節(jié)表面活性劑驅(qū)鹽(1)中相微乳與油的界面張力(σMO)和中相微乳與水的界面張力(σMW)處在相等的最低值。由于毛管阻力取決于最大一個(gè)界面張力，所以當(dāng)σMO=σMW且處于最低值時(shí)最好。(2)表面活性劑的滯留量最小。這是由于油水界面張力越低，表面活性劑在界面層堆積越緊密，因而電荷密度越大。由于靜電斥力，使表面活性劑在地層中的吸附量減少，在界面張力處于相等的最低值下，將對(duì)應(yīng)著表面活性劑在地層最小的吸附量(滯留量)。處于最佳鹽含量下的中相微乳有許多特點(diǎn)：第二節(jié)表面活性劑驅(qū)(3)增溶參數(shù)VO／VS(單位體積表面活性劑增溶油的體積)與VW/VS((單位體積表面活性劑增溶水的體積)達(dá)到相等的最大值，因這時(shí)表面活性劑對(duì)油和水有著最適宜的平衡關(guān)系。(4)采收率最高。處于最佳鹽含量下的中相微乳有許多特點(diǎn)：中相微乳M驅(qū)比油外相微乳驅(qū)U、水外相微乳L驅(qū)的驅(qū)油效果好。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)3、微乳與乳狀液的區(qū)別、轉(zhuǎn)化微乳：熱力學(xué)穩(wěn)定體系，油水間不存在相界面乳狀液：熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，油水間存在相界面第二節(jié)表面活性劑驅(qū)4、微乳的配制三個(gè)主要成分油：原油或它的餾分（如汽油、煤油、柴油）水：淡水或鹽水表面活性劑：陰離子型、非離子型和非離子－陰離子型表面活性劑，最好用石油磺酸鹽（鈉鹽或銨鹽）

第二節(jié)表面活性劑驅(qū)兩個(gè)輔助成分助表面活性劑：最好用醇，也可用酚調(diào)整水和油的極性，參與形成膠束，增加膠束增溶能力電解質(zhì)：無機(jī)的酸、堿、鹽，但最好用鹽減小表面活性劑和助表面活性劑極性部分的溶劑化程度，使膠束在更低的表面活性劑濃度下就可形成，可使微乳與油或水產(chǎn)生超低界面張力第二節(jié)表面活性劑驅(qū)4、微乳的配制5、微乳驅(qū)EOR機(jī)理微乳驅(qū)有膠束溶液驅(qū)的全部機(jī)理，即

(1)低界面張力機(jī)理；(2)潤濕反轉(zhuǎn)機(jī)理；(3)乳化機(jī)理；(4)增溶機(jī)理；(5)提高表面電荷密度機(jī)理；(6)聚并形成油帶機(jī)理。

由于微乳屬濃表面活性劑體系，所以微乳驅(qū)在增溶機(jī)理和提高表面電荷密度機(jī)理上比膠束溶液驅(qū)更突出。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)5、微乳驅(qū)EOR機(jī)理（水外相微乳為例）當(dāng)微乳與油層接觸時(shí)，由于它是水外相，可與水混溶（均相），而它的膠束可增溶油，所以也可與油混溶（均相），混相微乳驅(qū)當(dāng)微乳進(jìn)入油層并當(dāng)油在微乳的膠束中增溶達(dá)到飽和，微乳與被驅(qū)動(dòng)油之間產(chǎn)生界面。這時(shí)，混相微乳驅(qū)就轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔煜辔⑷轵?qū)當(dāng)微乳進(jìn)一步進(jìn)入油層，被驅(qū)動(dòng)油進(jìn)一步進(jìn)入膠束之中，原來的膠束轉(zhuǎn)化為油珠，水外相微乳轉(zhuǎn)化為水包油乳狀液。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)5、微乳驅(qū)EOR機(jī)理（水外相微乳為例）驅(qū)油機(jī)理復(fù)雜，主要是由于水和油進(jìn)入微乳中，使它產(chǎn)生相應(yīng)的相變化引起的。微乳與水和油沒有界面→無毛細(xì)管阻力，提高了波及系數(shù)；微乳與油完全互溶→提高了驅(qū)油效率。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)6、微乳驅(qū)段塞圖預(yù)沖洗段塞：鹽水段塞（除去地層中Ca2+、Mg2+等可交換陽離子），或是犧牲劑段塞減少表面活性劑在地層中的損耗）第二節(jié)表面活性劑驅(qū)六、泡沫驅(qū)1.定義：泡沫驅(qū)是以泡沫做驅(qū)油劑的驅(qū)油法。2.泡沫配制：

水：淡水，也可用鹽水

氣：氮?dú)?、二氧化碳?xì)?、天然氣、煉廠氣或煙道氣

起泡劑：主要是表面活性劑如烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基醇醚-15、聚氧乙烯烷基苯酚醚-10、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鹽、聚氧乙烯烷基醇醚羧酸鹽等。在起泡劑中還可加入適量的聚合物（如部分水解聚丙烯酰胺、鈉羧甲基纖維素等）提高水的粘度，從而提高泡沫的穩(wěn)定性。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)油田現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生泡沫的方法（1）交替的向地層注入起泡劑溶液和氣體；（2）將起泡劑和氣體分別從油管和套管同時(shí)注入地層。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)室內(nèi)評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)？3、泡沫性質(zhì)（1）泡沫特征值：指泡沫中氣體體積對(duì)泡沫總體積的比值。通常泡沫特征值是在0.52～0.99之間。泡沫特征值小于0.52時(shí)的泡沫叫氣體乳狀液。泡沫特征值大于0.99時(shí)的泡沫易于反相變?yōu)殪F。泡沫特征值超過0.74時(shí)，泡沫中的氣泡就會(huì)變成為多面體。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)霧霾，霧和霾的統(tǒng)稱。但是霧是霧，霾是霾，霧和霾的區(qū)別十分大。

1、二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)是霧霾主要組成，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)住Ｋ鼈兣c霧氣結(jié)合在一起，讓天空瞬間變得灰蒙蒙的。顆粒物的英文縮寫為PM，北京監(jiān)測(cè)的是細(xì)顆粒物（PM2.5），也就是直徑小于2.5微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物，又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體。

2、城市有毒顆粒物來源：首先是汽車尾氣。使用柴油的大型車是排放細(xì)顆粒物的“重犯”，包括大公交、各單位的班車，以及大型運(yùn)輸卡車等。使用汽油的小型車雖然排放的是氣態(tài)污染物，比如氮氧化物等，但碰上霧天，也很容易轉(zhuǎn)化為二次顆粒污染物，加重霧霾。工業(yè)排放出的廢氣也是一大要素，在2012年全世界燃燒的70萬億頓標(biāo)準(zhǔn)煤中，中國就燒了36億萬頓，占了百分之51，排放出的廢氣可想而知。

3、工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣。比如冶金、機(jī)電制造業(yè)的工業(yè)窯爐與鍋爐，還有大量汽修噴漆、建材生產(chǎn)窯爐燃燒排放的廢氣。

4、建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚(yáng)塵。（霧）

霧霾霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)，多出現(xiàn)于秋冬季節(jié)（這也是2013年1月份全國大面積霧霾天氣的原因之一），是近地面層空氣中水汽凝結(jié)（或凝華）的產(chǎn)物。霧的存在會(huì)降低空氣透明度，使能見度惡化，如果目標(biāo)物的水平能見度降低到1000米以內(nèi)，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)（或凝華）物的天氣現(xiàn)象稱為霧（Fog）；而將目標(biāo)物的水平能見度在1000－10000米的這種現(xiàn)象稱為輕霧或靄（Mist）。形成霧時(shí)大氣濕度應(yīng)該是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和)。由于液態(tài)水或冰晶組成的霧散射的光與波長關(guān)系不大，因而霧看起來呈乳白色或青白色。（霾）

霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ咏M成的。它也能使大氣渾濁，視野模糊并導(dǎo)致能見度惡化，如果水平能見度小于10000米時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文臺(tái)稱煙霞(Haze)。霧’和‘霾’實(shí)際上是有區(qū)別的?！眹覛夂蛑行臍夂蛳到y(tǒng)監(jiān)測(cè)室高級(jí)工程師孫冷指出，霧是指大氣中因懸浮的水汽凝結(jié)、能見度低于1公里時(shí)的天氣現(xiàn)象；而灰霾的形成主要是空氣中懸浮的大量微粒和氣象條件共同作用的結(jié)果。霧霾泡沫特征值與采收率關(guān)系泡沫特征值越大，采收率越高。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)（2）泡沫粘度當(dāng)泡沫特征值小于0.74時(shí)當(dāng)泡沫特征值大于0.74時(shí)泡沫粘度的來源:A相對(duì)移動(dòng)的分散介質(zhì)液層間的內(nèi)摩擦B分散相間的相互摩擦第二節(jié)表面活性劑驅(qū)4、泡沫驅(qū)EOR原理（1）Jamin效應(yīng)疊加機(jī)理對(duì)泡沫，Jamin效應(yīng)是指氣泡對(duì)通過喉孔的液流所產(chǎn)生的阻力效應(yīng)。當(dāng)泡沫中氣泡通過直徑比它小的喉孔時(shí)，就發(fā)生這種效應(yīng)。Jamin效應(yīng)可以疊加，所以當(dāng)泡沫通過不均質(zhì)地層時(shí)，它將首先進(jìn)入高滲透層。由于Jamin效應(yīng)的疊加，所以它的流動(dòng)阻力逐漸提高。因此，隨著注入壓力的增加，泡沫可以依次進(jìn)入那些滲透性較小，流動(dòng)阻力較大而原先不能進(jìn)入的中、低滲透層，提高波及系數(shù)。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)（2）增粘機(jī)理由于泡沫有大于水的粘度，所以它有大于水的波及系數(shù)，因而泡沫驅(qū)有比水驅(qū)高的采收率。（3）稀表面活性劑體系驅(qū)油機(jī)理泡沫的分散介質(zhì)為表面活性劑溶液，根據(jù)表面活性劑在其中的濃度，它應(yīng)具有稀表面活性劑體系（加活性水、膠束溶液）的性質(zhì)，因此具有與它們相同的驅(qū)油機(jī)理。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)表面活性劑驅(qū)提高采收率機(jī)理：1.低界面張力機(jī)理表面活性劑在油水界面上吸附，可以降低油水界面張力，粘附功的減小，即油易從地層表面被洗下來，提高了洗油能力。2.潤濕反轉(zhuǎn)機(jī)理驅(qū)油用表面活性劑的親水性大于親油性，它們?cè)诘貙颖砻嫖?，可使親油的地層表面(由天然表面活性物質(zhì)通過吸附形成)反轉(zhuǎn)為親水表面，油對(duì)地層表面的潤濕角增加，油對(duì)地層表面潤濕角的增加，可減小粘附功，也即提高了洗油效率。3.乳化機(jī)理驅(qū)油用的表面活性劑的HLB值一般在7～18范圍，它在油水界面上的吸附可穩(wěn)定水包油乳狀液。乳化的油在向前移動(dòng)過程中不易重新粘附回地層表面，提高了洗油效率。而且乳化的油在高滲透層產(chǎn)生疊加的Jamin效應(yīng)，可使水較均勻地在地層推進(jìn)，提高了波及系數(shù)。4.提高表面電荷密度機(jī)理當(dāng)驅(qū)油表面活性劑為陰離子型(或非離子陰離子型)表面活性劑時(shí)，它們?cè)谟椭楹蛶r石表面上吸附，可提高表面的電荷密度，增加油珠與巖石表面之間的靜電斥力，使油珠易為驅(qū)動(dòng)介質(zhì)帶走，提高了洗油效率。膠束溶液驅(qū)機(jī)理：有活性水驅(qū)的全部作用機(jī)理。不同的是，膠束溶液還增加了一個(gè)由于膠束存在而產(chǎn)生的增溶機(jī)理。微乳驅(qū)機(jī)理：在增溶機(jī)理和提高表面電荷密度機(jī)理上比膠束溶液驅(qū)更突出。泡沫驅(qū)機(jī)理：增加了Jamin效應(yīng)疊加機(jī)理和增粘機(jī)理。第二節(jié)表面活性劑驅(qū)表面活性劑驅(qū)的適應(yīng)條件界面張力最好達(dá)到10-3mN/m。（與聚合物驅(qū)的區(qū)別？）第二節(jié)表面活性劑驅(qū)表面活性劑驅(qū)小結(jié)一、基本概念：活性水驅(qū)、膠束溶液驅(qū)、微乳驅(qū)、水外相微乳、油外相微乳、泡沫驅(qū)、泡沫特征值等二、基本原理：表面活性劑驅(qū)（四種方法）提高采收率的機(jī)理分析；舉例說明表面活性劑驅(qū)主要的活性劑類型。三、思考題：表面活性劑驅(qū)為什么要用預(yù)沖洗段塞？常用的預(yù)沖洗段塞有幾種？配制微乳需要那兩個(gè)輔助成分？其作用是什么？第二節(jié)表面活性劑驅(qū)第三節(jié)堿驅(qū)第四章油層化學(xué)改造一定義以堿溶液作驅(qū)油劑的驅(qū)油法。又叫：堿溶液驅(qū)堿強(qiáng)化水驅(qū)二堿驅(qū)用堿堿：NaOH、KOH、NH4OH鹽（潛在堿）：Na2CO3、Na2SiO3、Na4SiO4、Na3PO4

Na2CO3和NaHCO3復(fù)配Na3PO4與Na2HPO4復(fù)配第三節(jié)堿驅(qū)三堿與石油酸的反應(yīng)原油中可與堿反應(yīng)的石油酸，生成相應(yīng)的石油酸鹽脂肪酸環(huán)烷酸膠質(zhì)酸和瀝青質(zhì)酸堿驅(qū)中還常加入鹽，調(diào)整親水親油平衡第三節(jié)堿驅(qū)四堿驅(qū)與水驅(qū)的對(duì)比1—0.0（水驅(qū)）；2—0.5×10-4；3—1.0×10-4；4—5.0×10-4

第三節(jié)堿驅(qū)五堿驅(qū)EOR機(jī)理（l）低界面張力機(jī)理

在低的堿含量和最佳的鹽含量下，堿與石油酸反應(yīng)生成的表面活性劑，可使油水界面張力降至1×10-2mN·m-1。第三節(jié)堿驅(qū)（2）乳化－攜帶機(jī)理在堿含量和鹽含量都低的情況下，由堿與石油酸反應(yīng)生成的表面活性劑可使地層中的剩余油乳化，并被堿水?dāng)y帶著通過地層。

此機(jī)理特點(diǎn)：可以形成油珠直徑相當(dāng)小的乳狀液；通過乳化提高堿驅(qū)的洗油效率；堿水在油井突破前采油量不可能增加；油珠的聚并性質(zhì)對(duì)過程有不利影響。第三節(jié)堿驅(qū)（3）乳化－捕集機(jī)理在堿含量和鹽含量都低的情況下，由于低界面張力使油乳化在堿水相，但油珠直徑較大，因此當(dāng)它向前移動(dòng)時(shí)，就被捕集，增加了水的流動(dòng)阻力，即降低了水的流度，從而改善了流度比，增加了波及系數(shù)，提高了原油采收率。

此機(jī)理特點(diǎn)：可以形成油珠直徑較大的乳狀液；分散的油珠會(huì)被捕集在較小孔道；堿水在油井突破前采油量可以增加；油珠的聚并性質(zhì)對(duì)過程有有利的影響。第三節(jié)堿驅(qū)（4）由油濕反轉(zhuǎn)為水濕機(jī)理在堿含量高和鹽含量低的情況下，堿可通過改變吸附在巖石表面的油溶性表面活性物質(zhì)在水中的溶解度而解吸，恢復(fù)巖石表面原來的親水性，使巖石表面從油濕反轉(zhuǎn)為水濕，提高了洗油效率，也即提高了原油采收率．第三節(jié)堿驅(qū)（5）由水濕反轉(zhuǎn)為油濕機(jī)理

在堿含量和鹽含量都高的情況下，堿與石油酸反應(yīng)生成的表面活性劑主要分配到油相并吸附到巖石表面上來，使巖石表面從水濕轉(zhuǎn)變?yōu)橛蜐?。這樣，非連續(xù)的剩余油可在其上形成連續(xù)的油相，為原油流動(dòng)提供通道。第三節(jié)堿驅(qū)（5）由水濕反轉(zhuǎn)為油濕機(jī)理與此同時(shí)，堿驅(qū)生成的表面活性劑的親油性和它產(chǎn)生的低界面張力，導(dǎo)致油包水乳狀液的形成。乳狀液中的水珠，堵塞流通孔道，使注入壓力提高．高的注入壓力迫使油從乳化水珠與巖石表面之間的連續(xù)油相這條通道排泄出去，留下高含水率的乳狀液，達(dá)到提高原油采收率的目的。第三節(jié)堿驅(qū)堿驅(qū)機(jī)理實(shí)現(xiàn)條件第三節(jié)堿驅(qū)堿驅(qū)進(jìn)行的條件是原油中有能夠產(chǎn)生表面活性劑的石油酸，因此要求堿驅(qū)油層的原油有足夠高的酸值（1克原油被中和到pH值產(chǎn)生突躍時(shí)所需氫氧化鉀的質(zhì)量，單位為mg·g-1

）。當(dāng)原油的酸值小于0.2mg·g-1時(shí)，油層就不適宜進(jìn)行堿驅(qū)。六堿驅(qū)進(jìn)行的條件第三節(jié)堿驅(qū)一定的酸值是進(jìn)行堿驅(qū)的必要條件，但不是充分條件。

充分條件是原油中的石油酸與堿的反應(yīng)產(chǎn)物為表面活性劑（如原油中的二甲酚屬石油酸，它與堿反應(yīng)產(chǎn)物為二甲酚鹽就不是表面活性劑）。六堿驅(qū)進(jìn)行的條件第三節(jié)堿驅(qū)七堿驅(qū)的段塞圖第三節(jié)堿驅(qū)堿驅(qū)小結(jié)（1）堿驅(qū)提高采收率的基本機(jī)理；（2）堿驅(qū)的基本段塞；（3）堿驅(qū)常用的堿；（4）堿驅(qū)的適應(yīng)范圍與條件；（5）石油酸及其與堿的反應(yīng)。第三節(jié)堿驅(qū)第四節(jié)復(fù)合驅(qū)第四章油層化學(xué)改造一概念

復(fù)合驅(qū)是指兩種或兩種以上驅(qū)油成分組合起來的驅(qū)動(dòng)。第四節(jié)復(fù)合驅(qū)二驅(qū)油效果對(duì)比驅(qū)動(dòng)方式的對(duì)比－二元復(fù)合驅(qū)與單一驅(qū)動(dòng)堿＋聚合物驅(qū)的效果是堿驅(qū)的5倍、聚合驅(qū)的3倍。第四節(jié)復(fù)合驅(qū)三元復(fù)合驅(qū)效果好的原因是由于各組份之間的協(xié)同效應(yīng)第四節(jié)復(fù)合驅(qū)1聚合物的作用※聚合物改善了表面活性劑和（或）堿溶液對(duì)油的流度比。※聚合物對(duì)驅(qū)油介質(zhì)的稠化，可減小表面活性劑和堿的擴(kuò)散速率，從而減小它們的藥耗?！酆衔锟膳c鈣、鎂離子反應(yīng)，保護(hù)了表面活性劑，使它不易形成低表面活性的鈣、鎂鹽?！酆衔锾岣吡藟A和表面活性劑形成的水包油乳狀液的穩(wěn)定性，使波及系數(shù)（按乳化-捕集機(jī)理）和（或）洗油能力（按乳化-攜帶機(jī)理）有較大的提高。三復(fù)合驅(qū)中各組分的協(xié)同效應(yīng)第四節(jié)復(fù)合驅(qū)2表面活性劑的作用※表面活性劑可以降低聚合物溶液與油的界面張力，使它具有洗油能力。※表面活性劑可使油乳化，提高了驅(qū)油介質(zhì)的粘度。乳化的油越多，乳狀液的粘度越高?！舯砻婊钚詣┡c聚合物形成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，則表面活性劑可提高聚合物的增粘能力?！砻婊钚詣┛裳a(bǔ)充堿與石油酸反應(yīng)產(chǎn)生表面活性劑的不足。第四節(jié)復(fù)合驅(qū)3堿的作用

※堿可提高聚合物（HPAM）的稠化能力．※堿與石油酸反應(yīng)產(chǎn)生的表面活性劑，可將油乳化，提高了驅(qū)油介質(zhì)粘度，因而加強(qiáng)了聚合物控制流度的能力?！鶋A與石油酸反應(yīng)產(chǎn)生的表面活性劑與合成的表面活性劑有協(xié)同效應(yīng)（表4-3）。※堿可與鈣、鎂離子反應(yīng)或與粘土進(jìn)行離子交換，起犧牲劑作用，保護(hù)了聚合物與表面活性劑．※堿可提高砂巖表面的負(fù)電性，減少砂巖表面對(duì)聚合物和表面活性劑的吸附量（表4-4）?！鶋A可提高生物聚合物的生物穩(wěn)定性。

第四節(jié)復(fù)合驅(qū)堿可提高砂巖表面的負(fù)電性，減少砂巖表面對(duì)聚合物和表面活性劑的吸附量第四節(jié)復(fù)合驅(qū)

四ASP三元復(fù)合驅(qū)段塞及實(shí)例

犧牲劑溶液→ASP體系→聚合物→水ASP體系典型配方堿：1×104～2×104mg/L；表面活性劑：2×103～6×103mg/L；聚合物：1×103～2×103mg/L各段塞體積

鹽水預(yù)沖洗段塞：0.2～0.4PV；犧牲劑溶液段塞：0.05～0.5PV；

ASP體系段塞：0.2～0.4PV；聚合物溶液段塞：0.1～0.2PV第四節(jié)復(fù)合驅(qū)礦場(chǎng)實(shí)例第四節(jié)復(fù)合驅(qū)五色譜分離效應(yīng)ASP驅(qū)的優(yōu)點(diǎn)就是三組分之間協(xié)同作用的存在。但是，吸附損失可以破壞這種協(xié)同作用，“色譜分離”也可破壞協(xié)同作用。由于復(fù)合體系中的各種組分與巖石間的作用不同，諸如競(jìng)爭(zhēng)吸附、離子交換、分配系數(shù)、分散作用、滲透能力等的差異，使得三組分間產(chǎn)生差速運(yùn)移，這種現(xiàn)象叫做驅(qū)油體系的色譜分離。犧牲劑在地層的吸附可以減緩色譜分離效應(yīng)第四節(jié)復(fù)合驅(qū)六ASP三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)中的幾個(gè)問題◎表面活性劑的篩選與研制◎減少化學(xué)劑的損失◎抑制復(fù)合體系的組分分離（色譜分離）◎防垢、除垢◎采出液處理第四節(jié)復(fù)合驅(qū)復(fù)合驅(qū)小結(jié)復(fù)合驅(qū)的有哪幾種組合方式？ASP三元復(fù)合驅(qū)通常需要幾個(gè)段塞？為什么要用鹽水預(yù)沖洗地層？常用的犧牲劑有哪幾種？簡述復(fù)合驅(qū)中聚合物、堿、活性劑之間的協(xié)同效應(yīng)與提高采收率的基本原理。適合復(fù)合驅(qū)油田的基本標(biāo)準(zhǔn)或條件是什么？第四節(jié)復(fù)合驅(qū)第五節(jié)混相驅(qū)第四章油層化學(xué)改造一概念混相是指相間界面消失?；煜囹?qū)是指以混相注入劑做驅(qū)油劑的驅(qū)油法。

混相注入劑則是指在一定條件下注入地層，能與地層原油混相的物質(zhì)。第五節(jié)混相驅(qū)1混相注入劑（1）烴類混相注入劑液化石油氣（LPG，C2～C6含量大于50％）富氣（C2～C6含量在30％～50％的范圍）貧氣（C2～C6含量小于30％）在貧氣中把CH4含量大于98％的氣體叫干氣。

C2～C6的烴氣叫富化劑，它的存在使混相易于發(fā)生。通常講的氣體富化、加富，是指氣體中C2～C6的含量增加。第五節(jié)混相驅(qū)（2）非烴類混相注入劑這類混相劑是指CO2、N2等一類混相注入劑。煙道氣是一種工業(yè)廢氣，它是混合的非烴類混相注入劑。1混相注入劑