发明人：刘东升

PS两性表面活性剂说明书

摘要

●制造技术获得中国和美国发明专利，具有水溶、油溶双重性，分子结构中含有阳、阴、非三种活性离子，属两性表面活性剂。

●具有溶解、溶化、乳化石油的作用，能像水化糖一样很容易的乳化重油和道路沥青，室内乳化倍数高达2000---4000倍，实践中一吨PS可增采1000吨左右石油。

●已成功应用于中国十大油田，积累大量技术资料，获得多种奖励。

●PS产品已升华为PS技术，为重油开采提出技术创新

一、    中、美发明专利技术制造的产品

PS是石油溶化剂的英文字头，它是在中国发明专利（881086088）制做的产品  木质素类酚醛树脂的基础上，引进亲油、亲蜡、亲水基团，经反复改性而制造的产品，它的制造技术同时获得美国发明专利（US5686512）。

木质素是既不溶解也不融化的天然产物，在制做类酚醛树脂的过程中使其转变成了可溶、可融的物质，具备了油溶和水溶的双重性，又在此基础上，向其分子中引进亲油、亲水、亲蜡基因，并使其结构中同时含有阳离子、阴离子、非离子三种活性离子，制成了两性表面活性剂，这一系列制造技术属于植物化工。

二、    超强的乳化、降粘能力

这种PS产品，对重质石油及路用沥青具有超强的乳化降粘能力，其1%左右的水溶液能像水化糖一样容易的把各种规格的重油乳化、溶化到水中，形成油水交融，性能稳定的乳化液，其降粘率甚至可达99.99%。

不仅乳化过程容易，而且乳化倍数很高，依据室内实验数据验证，一吨PS产品可以使2000~4000吨不同规格的重油乳化降粘；但在实践采油应用中，由于油层构造的不同以及含水率的高低，PS活性剂存在地层损失，大量的生产统计数据证明，一吨PS产品可使油井增产1000吨左右的石油。

早在1993年3月6日，中国石油天然气总公司新技术推广中心，组织国内19名专家对PS采油技术进行论证，论证结论指出:“PS石油表面活性剂是一项专利产品，经室内检测和油田先导性采油试验是成功的。

该产品具有乳化能力强，使用温度低，应用范围广等特点，在稠油（重油）开采、集输、三次采油领域，具有广阔的发展前景，对石油开采做出了贡献。

根据中国石油勘探开发科学研究院，热力采油研究所室内检测，和河南油田现场试验数据说明，PS石油表面活性剂对稠油（重油）乳化降粘效果明显，降粘率高达99.99%，室内驱油效率高达80.77%，对27万厘泊的超特稠油乳化倍数高达2300倍以上，单井产油量都有不同程序增加，采油周期延长、洗井作业次数减少，经济效益显著。建议热采开发不理想的油田，使用该乳化剂提高稠油产量。

三、    机理探讨

溶解、溶化、乳化三种作用。

PS活性剂具有网状大分子结构，与重油和沥青的结构相近，符合“相似相溶”的基本理论。

PS活性剂的分子结构中含有阳、阴、非三种活性离子基团，其中阳离子5%左右，阴离子70%左右，非离子25%左右，因此它属于两性表面活性剂，对有机物（重油）具有加溶的作用，表现在：

1、             有机物主要是溶于胶束的内部。

2、             有机物以吸附于胶束表面的形式而溶解。

3、             有机物以其分子形式于胶束内的表面活性剂分子，一起穿插排列的形式而溶解。

4、             有机物被包含于非离子表面活性剂的胶束极性外壳所溶解。

加溶及溶解作用与乳化作用是不同的，加溶作用中被加溶的有机物和溶液处于同一相，热力学体系是稳定的，而乳化作用中，被乳化的物质和溶液是处于两相，其热力学体系是不稳定的。

PS具有乳化、溶化、溶解的三重作用，因此对重油表现出了极强的乳化降粘效果，而且乳化液相对稳定，为重油的开采提供了创新性技术支撑。

四、    从PS产品到PS技术

 PS产品自1992年进入中国油田已近二十年，已推广到河南、胜利、辽河、大庆、华北、大港等十大油田，得到油田广大技术人员大力支持和积极参入；共同完成了从PS产品到PS技术的升华过程，使PS采油技术在长期的采油实践中得到发展和完善。

1.     PS产品系列化

根据油质的千差万别，PS产品实现了系列化，目前产品品种有：PS高温降粘剂、PS低温降粘剂、PS抗硬水降粘剂、PS清蜡剂、PS沥青乳化剂等，以适用于各种油质的应用。

2.     PS施工工艺化

依据油井不同的地质构造，以及采油工程方式的不同，分别总结出不同的施工工艺，概括为“根据油质定药剂，根据地质定水量，根据水量定药量”的“三定”施工工艺。

具体还有：PS药剂+蒸汽、近井解堵、吞吐采油、三采驱油、井筒降粘、清蜡等工艺措施。

工艺的核心作用是使合适的PS药剂浓度水溶液在油层中充分与原油接触，使之降粘得到顺利开采。

3.PS技术配套化

石油开采是一项复杂、庞大的系统工程，针对重油脱水、污水处理、地层堵水等问题，我们又分别研制出HB污水絮凝剂、HB重油脱水剂、沥青橡胶颗粒堵水剂等配套产品。

五、PS实践应用中经验数据

依据最佳浓度区间0.05 2.5%，结合实际情况设定

如：

（1）油井近井解堵，选2%配液浓度，后注水顶进，因有前后水稀释作用。

（2）注热水吞吐，选2%浓度

（3）段塞驱替，选2 4%浓度，考虑大量地层水的稀释作用。

（4）井筒降粘  选2%的浓度，根据井筒含水调整。

（5）蒸汽吞吐  选10 20%浓度，因注气水稀释作用大。

使用时注意事项：

配制PS水溶液应使用50 60℃热水，以使药剂迅速溶解。

注入PS水溶液的温度应高于油层温度，以免油层伤害。

六、PS产品质量标准

 

序号	项目	单位	指标
1	外观		褐色膏状体
2	固含量	%	≥50
3	CMC值		0.0005
4	水溶性		易溶于水
5	降粘率	%	≥96
6	闪点	℃	≥350
7	乳化性能  重油	倍	≥2000

 

七、显著的经济效益及开发推广的意义

虽然室内实验说明PS乳化重油的倍数高达数千倍，但在高含水油层中存在随水窜流的损失；大量的生产统计数据表明，一吨PS产品可增产1000吨左右的重油；按目前国际油价每桶70美元计，7桶为一吨，约合每吨原油500美元，1000吨原油是50万美元，折合人民币339万元；其经济效益是非常显著的。

世界上有一万亿吨储量巨大的重质油藏，被公认为是人类能源的未来，涉及新世纪人类能源安全。但重油开采由于粘度大、流动差、开采难、成本高等原因，导致产量很低；因而，世界重油大会的报导指出“如果技术和资金两大问题不能很好的解决，重油资源即使再丰富，也只能继续静静的埋藏地下”；中国能源领导小组办公室副主任徐锭明说：“技术支撑和资金是重油开采利用面临的两大全球性问题”。

英国剑桥能源研究协会总裁、首席运营官鲍勃.洛克伍德在2006年中国北京召开的首届世界重油大会上呼吁“现在已经是人类在历史上第五次担心没有石油可用了…….”; “第五次石油危机，人类能否跨越？”。

PS采油技术，必将对重油开采作出贡献！