季俁汐++季錦濤++趙佳++黎劍

摘 要 我國(guó)三次采油主要采用的仍是化學(xué)驅(qū)，其中離子液體發(fā)揮了重要的作用，但也有自己的弊端，本文綜述了DES新型離子液體對(duì)吸附量、潤(rùn)濕性及粘度等方面的影響，指出DES將對(duì)提高采收率發(fā)揮重要的作用。

關(guān)鍵詞 三次采油；離子液體；DES；提高采收率

中圖分類號(hào) TQ41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2016）02-0040-01

目前化學(xué)驅(qū)仍是我國(guó)三次采油的主攻方向，但是隨著化學(xué)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展，也暴露出很多不足。比如常規(guī)聚合物不適用于高溫高鹽油藏，大分子鏈易出現(xiàn)熱降解、剪切降解、氧化降解等問(wèn)題。表面活性劑驅(qū)存在吸附嚴(yán)重，采出液乳化嚴(yán)重。堿驅(qū)容易結(jié)垢、損耗量大、易形成水包油乳狀液。因此急需尋找抗鹽、高效、環(huán)保、價(jià)廉的驅(qū)油劑。

1 傳統(tǒng)離子液體應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題

離子液體是僅由陰陽(yáng)兩種離子組成的有機(jī)液體，具有低蒸汽壓，良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，液體狀態(tài)溫度范圍廣和可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，但是近年來(lái)很多報(bào)道指出多數(shù)離子液體具有毒性和生物難降解的缺點(diǎn)，甚至含有微量的雜質(zhì)，影響離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)，這些缺點(diǎn)導(dǎo)致普通離子液體的價(jià)格過(guò)高并嚴(yán)重阻礙離子液體的工業(yè)化

應(yīng)用。

2 DES的研究和動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)

為了克服ILs的高價(jià)格和毒性，新一代的溶劑，稱為Deep Eutectic Solvents（DES），是離子液體的一個(gè)子類，是一種比普通離子液體更加環(huán)保并且可生物降解、價(jià)格便宜的綠色溶劑。DES具有類似于普通離子液體的很多性質(zhì)，但DES不是完全由離子組成的液體溶劑，通常DES是由兩到三種便宜安全的物質(zhì)，通過(guò)氫鍵作用形成一個(gè)低共熔混合物，這種混合物的熔點(diǎn)比單獨(dú)的物質(zhì)的熔點(diǎn)都要低，在室溫條件下，通常為液態(tài)，第一個(gè)合成的DES是氯化膽堿和尿素，氯化膽堿是離子型固體，熔點(diǎn)是302℃，尿素是氫鍵供體，熔點(diǎn)是133℃，通過(guò)在80℃條件下，混合摩爾比為1：2的氯化膽堿和尿素，得到室溫下為無(wú)色透明的Reline溶液，熔點(diǎn)是12℃。此外，DES的合成過(guò)程是100%的原子利用效率，合成過(guò)程容易操作，無(wú)后續(xù)純化工作，因此大規(guī)模應(yīng)用是完全可行的。普通離子液體的價(jià)格是20000～30000$/t，氯化膽堿的價(jià)格是300～400$/t，尿素的價(jià)格是250～350$/t，因此DES具有巨大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

2.1 DES對(duì)吸附量的影響

ILs是由陰陽(yáng)離子組成的有機(jī)離子電解質(zhì)，砂巖油藏表面帶有負(fù)電荷，因此ILs在油藏中的吸附是一個(gè)必須被考慮的問(wèn)題，Hezave[1]等研究5000ppm的1-乙基-3-甲基氯化咪唑水溶液的巖心吸附實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)貙铀驮痛嬖诘臈l件下，吸附損失增大。機(jī)理主要是兩個(gè)方面，一是地層水的存在阻礙ILs向油藏表面移動(dòng)，因此地層水飽和的巖心ILs吸附速率明顯減小。二是地層水或者原油的存在導(dǎo)致ILs的傳質(zhì)耦合現(xiàn)象存在，使得ILs相原油或者地層水中擴(kuò)散。從DES與ILs分子結(jié)構(gòu)的角度分析，由于DES不是全部有離子組成的物質(zhì)，因此可以預(yù)測(cè)DES的吸附量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ILs，從減少地層吸附的角度來(lái)看，利用DES作為驅(qū)油劑比ILs更有優(yōu)勢(shì)。

2.2 DES對(duì)潤(rùn)濕性的影響

潤(rùn)濕性的改變通常指使油藏孔隙變得更加水濕，在疏水性的碳酸鹽油藏中尤其重要，油藏條件從油濕到水濕，最終得以提高采收率。

Mohsenzadeh等研究利用DES水溶液提高采收率[2]，采用不同體積分?jǐn)?shù)的氯化膽堿：乙二醇（DES1）和氯化膽堿：尿素（DES2）水溶液作為驅(qū)替介質(zhì)提高采收率，從增加水溶液粘度和改變潤(rùn)濕性的角度進(jìn)行解釋。盡管DES增加油水界面張力，但毛管數(shù)比鹽水驅(qū)高。驅(qū)替實(shí)驗(yàn)表明，在5vol %的水溶液中，采收率提高幅度達(dá)6.3%到8.7%。接觸角實(shí)驗(yàn)表明DES能夠明顯改變潤(rùn)濕性。

2.3 礦化度對(duì)DES驅(qū)的影響

Mohsenzadeh等進(jìn)一步研究礦化度對(duì)DES驅(qū)效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)礦化度對(duì)DES驅(qū)的效果沒(méi)有明顯的影響。采收率的差異主要來(lái)源于不同礦化度的水驅(qū)，低礦化水驅(qū)提高采收率幅度更大。

2.4 DES對(duì)原油采收率綜合影響

Ismail等合成研究1-丁基-3-甲基咪唑高氯酸鹽（[BMIM][ClO4]）[3]，經(jīng)離子液體處理之后的稠油，密度、粘度、S和瀝青質(zhì)含量降低，ILs有催化和裂解稠油的作用。但I(xiàn)Ls的毒性和可循環(huán)性是工業(yè)化應(yīng)用前必須考慮的問(wèn)題。如果將DES與表面活性劑結(jié)合的方式去降解原油，將會(huì)是一個(gè)更優(yōu)的方式。Shuwa等根據(jù)DES能夠溶解金屬氧化物的特性提出用溶解氧化鉬的DES去降解原油[4]，原油粘度降低43%，API增加2.5°，S含量降低32%。

3 結(jié)束語(yǔ)

有上述分析可知，DES對(duì)提高采收率有進(jìn)一步突破，相比傳統(tǒng)的ILs，DES的吸附量較小、潤(rùn)濕性較好，并且實(shí)現(xiàn)IFT的降低、原油粘度的降低。因此將這全新的提高采收率技術(shù)思路，應(yīng)用到三次采油中，是至關(guān)重

要的。

參考文獻(xiàn)

[1]A.Z.Hezave，S.Dorostkar，S.Ayatollahi，M. Nabipour，B. Hemmateenejad，Effect of different families （imidazolium and pyridinium）of ionic liquids-based surfactants on interfacial tension of water/crude oil system，F(xiàn)luid Phase Equilibria，2013（360）：139-145.

[2]A. Mohsenzadeh，Y. Al-Wahaibi，A. Jibril，R. Al-Hajri，S. Shuwa，The novel use of Deep Eutectic Solvents for enhancing heavy oil recovery，Journal of Petroleum Science and Engineering，2015（130）：6-15.

[3]I.Md. Saaid，S.Q.A. Mahat，B. Lal，M.I.A. Mutalib，K. M. Sabil，Experimental Investigation on the Effectiveness of 1-Butyl-3-methylimidazolium Perchlorate Ionic Liquid as a Reducing Agent for Heavy Oil Upgrading，Industrial & Engineering Chemistry Research，2014（53）：8279-8284.

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