1,Повърхностноактивни веществаизползва се задобив на тежък петрол
Поради високия вискозитет и лошата течливост на тежкия петрол, той създава много трудности при експлоатацията. За извличане на такъв тежък петрол понякога в сондажа се инжектират водни разтвори на повърхностноактивни вещества, за да се превърне тежкият петрол с висок вискозитет в емулсии масло-във-вода с нисък вискозитет, които след това се изпомпват на повърхността. Повърхностноактивните вещества, използвани в този метод за емулгиране на тежък петрол и намаляване на вискозитета, включват натриев алкилсулфонат, полиоксиетилен алкилов алкохолен етер, полиоксиетилен алкилфенол етер, полиоксиетилен полиоксипропилен полиен полиамин, натриев полиоксиетилен алкилов алкохолен етер сулфат и др. За получените емулсии масло-във-вода е необходимо да се отдели водата, а някои промишлени повърхностноактивни вещества се използват и като деемулгатори за дехидратация. Тези деемулгатори са емулгатори вода-в-масло. Често използвани са катионни повърхностноактивни вещества или нафтенови киселини, асфалтови киселини и техните поливалентни метални соли. Специалният тежък петрол не може да се експлоатира от конвенционални помпени агрегати и изисква инжектиране на пара за термично възстановяване. За да се подобри ефектът от термичното възстановяване, е необходимо да се използват повърхностноактивни вещества. Инжектирането на пяна в кладенеца за инжектиране на пара, т.е. инжектирането на устойчиви на висока температура пенообразуватели и некондензиращи се газове, е един от често използваните методи за подготовка. Често използваните пенообразуватели са алкилбензен сулфонати,α-олефинови сулфонати, петролни сулфонати, сулфоалкилирани полиоксиетилен алкилови алкохолни етери и сулфоалкилирани полиоксиетилен алкил фенолни етери и др. Тъй като флуорираните повърхностноактивни вещества имат висока повърхностна активност и са устойчиви на киселини, основи, кислород, топлина и масло, те са идеални пенообразуватели за висока температура. За да може диспергираното масло лесно да премине през порестата структура на формацията или за да може маслото от повърхността на формацията лесно да се измести, са необходими повърхностноактивни вещества, наречени филморазпръскващи агенти, като най-често използваните са оксиалкилирани фенолни смолни полимерни повърхностноактивни вещества.
2,Повърхностноактивни вещества за извличане на восъчен суров петрол
При извличане на восъчен суров петрол е необходимо често да се извършва предотвратяване на образуването на восък и отстраняване на восък. Повърхностноактивните вещества се използват като инхибитори на восък и средства за отстраняване на восък. Повърхностноактивните вещества, използвани за предотвратяване на образуването на восък, включват маслоразтворими повърхностноактивни вещества и водоразтворими повърхностноактивни вещества. Първите упражняват ефект на предотвратяване на образуването на восък, като променят свойствата на повърхността на восъчните кристали. Често използваните маслоразтворими повърхностноактивни вещества са петролни сулфонати и повърхностноактивни вещества от аминен тип. Водоразтворимите повърхностноактивни вещества играят роля в предотвратяването на образуването на восък, като променят свойствата на повърхностите, отлагащи восък (като повърхностите на нефтопроводи, смукателни пръти и оборудване). Наличните повърхностноактивни вещества включват натриеви алкилсулфонати, кватернерни амониеви соли, алканови полиоксиетиленови етери, ароматни въглеводородни полиоксиетиленови етери и техните натриеви сулфонатни соли и др. Повърхностноактивните вещества, използвани за отстраняване на восък, също се разделят на две категории: масленоразтворими се използват в препарати за отстраняване на восък на маслена основа, а водоразтворими, като повърхностноактивни вещества от типа сулфонат, кватернерна амониева сол, полиетер, Tween, OP, както и сулфатно-естерифицирани или сулфоалкилирани повърхностноактивни вещества от типа Peregal и OP, се използват в препарати за отстраняване на восък на водна основа. През последните години, както в страната, така и в чужбина, отстраняването и предотвратяването на восък се комбинират органично, а препаратите за отстраняване на восък на маслена основа и препаратите за отстраняване на восък на водна основа също се комбинират органично, за да се получат смесени препарати за отстраняване на восък. Този тип препарат за отстраняване на восък използва ароматни въглеводороди и смесени ароматни въглеводороди като маслена фаза и емулгатори с ефект на отстраняване на восък като водна фаза. Когато избраният емулгатор е нейонно повърхностно активно вещество с подходяща точка на помътняване, той може да достигне или надвиши точката си на помътняване при температура под секцията за отлагане на парафин на нефтения кладенец, като по този начин води до деемулгиране на смесения тип препарат за отстраняване на парафин преди навлизане в секцията за отлагане на парафин, разделяйки се на два вида препарати за отстраняване на парафин, които едновременно упражняват ефект на отстраняване на парафин.
3,Повърхностноактивни вещества, използвани в стабилна глина
Стабилизирането на глина включва два аспекта: предотвратяване на набъбването на глинести минерали и предотвратяване на миграцията на глинести минерални частици. За предотвратяване на набъбването на глината могат да се използват катионни повърхностноактивни вещества като аминови соли, кватернерни амониеви соли, пиридинови соли и имидазолинови соли. За предотвратяване на миграцията на глинести минерални частици могат да се използват флуорсъдържащи нейонни катионни повърхностноактивни вещества.
4,Повърхностноактивни вещества, използвани в мерките за подкиселяване
За да се засили киселинният ефект, обикновено е необходимо да се добавят различни добавки към киселинния разтвор. Всяко повърхностноактивно вещество, което е съвместимо с киселинния разтвор и лесно се адсорбира от образуванието, може да се използва като забавител на киселинността. Примерите включват мастни аминохидрохлориди, кватернерни амониеви соли и пиридиниеви соли сред катионните повърхностноактивни вещества, както и сулфонирани, карбоксиметилирани, фосфатно-естерифицирани или сулфатно-естерифицирани полиоксиетилен алкилфенолни етери сред амфотерните повърхностноактивни вещества. Някои повърхностноактивни вещества, като додецилсулфонова киселина и нейните алкиламинови соли, могат да емулгират киселинния разтвор в масло, за да образуват емулсия киселина в масло, която, когато се използва като киселинна работна течност, също функционира като забавител.
Някои повърхностноактивни вещества могат да действат като деемулгатори за подкиселяване на течности. Повърхностноактивните вещества с разклонени структури, като полиоксиетилен-полиоксипропилен пропилен гликолов етер и полиоксиетилен-полиоксипропилен пентаетиленхексамин, могат да служат като подкиселяващи деемулгатори.
Някои повърхностноактивни вещества могат да се използват като добавки за почистване на отработени киселини, включително такива от типа на аминова сол, кватернерна амониева сол, пиридиниева сол, нейонни, амфотерни и флуорирани повърхностноактивни вещества.
Някои повърхностноактивни вещества функционират като инхибитори на киселинните утайки, като например масленоразтворими повърхностноактивни вещества като алкилфеноли, мастни киселини, алкилбензенсулфонови киселини и кватернерни амониеви соли. Поради лошата им разтворимост в киселина, нейонните повърхностноактивни вещества могат да се използват за диспергирането им в киселинния разтвор.
За да се подобри киселинният ефект, към киселинния разтвор е необходимо да се добавят модификатори на омокряемостта, за да се обърне омокряемостта на зоната около сондажа от нефтено-мокра към водо-мокра. Смеси като полиоксиетилен-полиоксипропилен алкилов алкохолен етер и фосфатно естерифициран полиоксиетилен-полиоксипропилен алкилов алкохолен етер се адсорбират от формацията като основен адсорбционен слой, като по този начин се постига обръщане на омокряемостта.
Освен това, някои повърхностноактивни вещества, като хидрохлориди на мастни амини, кватернерни амониеви соли или нейонно-анионни повърхностноактивни вещества, се използват като пенообразуващи агенти за приготвяне на работни флуиди с пяна и киселина, които постигат целите на забавяне на реакцията, инхибиране на корозията и подкиселяване на дълбоки формации. Алтернативно, такива пени могат да се използват като предварителни подложки за подкиселяване: след инжектиране във формацията, киселинният разтвор се инжектира впоследствие. Ефектът на Джамин, генериран от мехурчета в пяната, може да отклони киселинния разтвор, принуждавайки го да разтваря предимно слоеве с ниска пропускливост и по този начин да подобри подкиселяващия ефект.
5,Повърхностноактивни вещества, използвани при мерки за фрактуриране
Мерките за фрактуриране често се прилагат в нефтени находища с ниска пропускливост. Те включват използване на налягане за фрактуриране на формацията, създаване на пукнатини и подпиране на пукнатините с пропанти за намаляване на съпротивлението на потока на флуида, като по този начин се постига целта за увеличаване на производството и инжектирането. Някои фрактуриращи течности са формулирани с повърхностноактивни вещества като един от техните компоненти. Флуидите за фрактуриране „масло във вода“ се приготвят от вода, масло и емулгатори. Използваните емулгатори включват йонни, нейонни и амфотерни повърхностноактивни вещества. Ако се използва сгъстена вода като външна фаза и масло като вътрешна фаза, може да се формулира сгъстена фрактурираща течност „масло във вода“ (полимерна емулсия). Този тип фрактурираща течност може да се използва при температури под 160°C и може автоматично да деемулгира и изпуска флуидите. Флуидите за фрактуриране с пяна са тези с вода като дисперсионна среда и газ като диспергирана фаза, чиито основни компоненти са вода, газ и пенообразуващи агенти. Алкилсулфонати, алкилбензенсулфонати, алкилсулфатни естери, кватернерни амониеви соли и повърхностноактивни вещества от тип OP могат да се използват като пенообразуватели. Концентрацията на пенообразувателите във вода обикновено е 0,5–2%, а съотношението на обема на газовата фаза към обема на пяната варира от 0,5 до 0,9. Флуидите за фрактуриране на маслена основа се формулират с помощта на масло като разтворител или дисперсионна среда. Най-често използваните масла в полеви приложения са суровият петрол или неговите тежки фракции. За да се подобрят техните вискозитетно-температурни характеристики, е необходимо да се добавят маслоразтворими петролни сулфонати (с молекулно тегло от 300 до 750). Флуидите за фрактуриране на маслена основа включват също флуиди за фрактуриране вода в масло и флуиди за фрактуриране на маслена пяна. Първите използват маслоразтворими анионни повърхностноактивни вещества, катионни повърхностноактивни вещества и нейонни повърхностноактивни вещества като емулгатори, докато вторите използват флуорсъдържащи полимерни повърхностноактивни вещества като стабилизатори на пяната. Флуидите за разбиване за водочувствителни формации са емулсии или пени, формулирани с помощта на смес от алкохоли (като етиленгликол) и масла (като керосин) като дисперсионна среда, течен въглероден диоксид като диспергирана фаза и сулфатирани полиоксиетилен алкилови алкохолни етери като емулгатори или пенообразуватели, използвани за разбиване на водочувствителни формации. Флуидите за разбиване за киселинно активиране на разбиването служат както като флуиди за разбиване, така и като киселинни флуиди, използвани в карбонатни формации, където и двете мерки се извършват едновременно. Тези, свързани с повърхностноактивните вещества, са киселинни пени и киселинни емулсии; първите използват алкилсулфонати или алкилбензенсулфонати като пенообразуватели, а вторите използват повърхностноактивни вещества от сулфонатен тип като емулгатори. Подобно на киселинните флуиди, флуидите за разбиване също използват повърхностноактивни вещества като деемулгатори, добавки за почистване и агенти за обръщане на омокряемостта, които няма да бъдат разглеждани тук.
6,Повърхностноактивни вещества, използвани в контрола на профила и мерките за запушване с вода
За да се подобри ефективността на разработването на заводнения и да се забави скоростта на увеличаване на обводнеността на суровия петрол, е необходимо да се коригира профилът на водопоглъщане в инжекционните кладенци и да се приложат мерки за запушване на водната повърхност в производствените кладенци като методи за стимулиране. Някои от тези методи за контрол на профила и запушване на водната повърхност често използват определени повърхностноактивни вещества. Гелният агент за контрол на профила HPC/SDS се приготвя чрез смесване на хидроксипропилцелулоза (HPC) и натриев додецилсулфат (SDS) в прясна вода. Натриевият алкилсулфонат и алкилтриметиламониевият хлорид се разтварят съответно във вода, за да се получат два работни флуида, които се инжектират последователно във формацията. Двата работни флуида се срещат във формацията, образувайки алкилсулфитни утайки от алкилтриметиламин, които блокират високопропускливите слоеве. Полиоксиетилен алкилфенол етер, алкил арилсулфонат и др. могат да се използват като пенообразуващи агенти. Те се разтварят във вода, за да се получи работен флуид, който след това се инжектира последователно във формацията с течен работен флуид от въглероден диоксид. Това образува пяна във формацията (главно във високопропускливи слоеве), причинявайки запушване и постигайки ефект на контрол на профила. Като пенообразуващ агент се използва повърхностноактивно вещество от тип кватернерна амониева сол, което се разтваря в силициев зол, приготвен от амониев сулфат и водно стъкло, и се инжектира във формацията. След това се инжектира некондензиращ газ (природен газ или хлорен газ), който първо генерира пяна с течност като дисперсионна среда във формацията, а след това силициевият зол се желира, за да се получи пяна с твърдо вещество като дисперсионна среда, като по този начин блокира слоеве с висока пропускливост и постига контрол на профила. Използвайки повърхностноактивни вещества от тип сулфонат като пенообразуващи агенти и високомолекулни съединения като сгъстители и стабилизатори на пяната, последвано от инжектиране на газ или газогенериращи вещества, на повърхността или във формацията се генерира пяна на водна основа. В нефтения слой голямо количество повърхностноактивно вещество се придвижва към границата масло-вода, причинявайки разкъсване на пяната, така че то не блокира нефтения слой и е селективен агент за запушване на нефтени кладенци с вода. Агентът за запушване на цимент на нефтена основа с вода е суспензия от цимент в масло. Повърхността на цимента е хидрофилна. Когато навлезе във водообразуващия слой, водата измества маслото от повърхността на цимента и реагира с цимента, което води до втвърдяване на цимента и блокиране на водообразуващия слой. За да се подобри течливостта на този запушващ агент, обикновено се добавят повърхностноактивни вещества от карбоксилатен и сулфонатен тип. Мицеларният флуиден запушващ агент на водна основа е мицеларен разтвор, съставен главно от амониев петролев сулфонат, въглеводороди, алкохоли и др. Когато срещне силно солена вода във формацията, той може да стане вискозен, за да постигне ефект на запушване с вода. Запушващите агенти на водна или маслена основа, съставени главно от алкил карбоксилатни и алкил амониев хлоридни повърхностноактивни вещества, са приложими само за пясъчникови формации. Активният запушващ агент от тежък нефт е тежък нефт, разтворен с емулгатори вода в масло. Когато срещне вода във формацията, той образува емулсия вода в масло с висок вискозитет, за да постигне запушване с вода. Запушващият агент масло във вода се приготвя чрез емулгиране на тежък нефт във вода, като се използват катионни повърхностноактивни вещества като емулгатори масло във вода.
7,Повърхностноактивни вещества за мерки за контрол на пясъка
Преди операциите по контрол на пясъка, определено количество активна вода, приготвена с повърхностноактивни вещества, трябва да се инжектира като течност за предварително промиване, за да се почисти предварително формацията, така че да се подобри ефектът от контрола на пясъка. Повечето от повърхностноактивните вещества, които обикновено се използват в момента, са анионни повърхностноактивни вещества.
8,Повърхностноактивни вещества за дехидратация на суров петрол
В етапите на първично и вторично извличане на нефт, за получения суров петрол се използват предимно деемулгатори вода-в-нефт. Разработени са три поколения продукти. Първото поколение включва карбоксилати, сулфати и сулфонати. Второто поколение се състои от нискомолекулни нейонни повърхностноактивни вещества като OP, Pegosperse и сулфонирано рициново масло. Третото поколение са високомолекулни нейонни повърхностноактивни вещества. В късния етап на вторично извличане на нефт и етапа на третично извличане на нефт, полученият суров петрол съществува предимно под формата на емулсии масло-във-вода. Използват се четири вида деемулгатори, като тетрадецилтриметиламониев хлорид и дидецилдиметиламониев хлорид. Те могат да реагират с анионни емулгатори, за да променят стойността на хидрофилно-липофилния си баланс, или да се адсорбират върху повърхността на влажни от вода глинени частици, за да променят омокряемостта им и да разрушат емулсията масло-във-вода. Освен това, някои анионни повърхностноактивни вещества, които могат да действат като емулгатори вода-в-масло, и маслоразтворими нейонни повърхностноактивни вещества, също могат да се използват като деемулгатори за емулсии масло-във-вода.
9,Повърхностноактивни вещества за пречистване на вода
След като суровият петрол се отдели от добивания флуид на нефтен кладенец, добиваният вода трябва да бъде пречистен, за да отговаря на изискванията за повторно инжектиране. Целите на пречистването на водата включват шест аспекта: инхибиране на корозията, предотвратяване на котлен камък, стерилизация, деоксигениране, отстраняване на масло и отстраняване на твърди суспендирани вещества. Поради това се използват инхибитори на корозията, инхибитори на котлен камък, бактерициди, деоксидатори, препарати за отстраняване на масло, флокуланти и др. Включените промишлени повърхностноактивни вещества са следните:
Промишлените повърхностноактивни вещества, използвани като инхибитори на корозията, включват соли на алкилсулфонови киселини, алкилбензенсулфонови киселини, перфлуороалкилсулфонови киселини, соли на алкил амини с права верига, кватернерни амониеви соли, алкилпиридиниеви соли, соли на имидазолини и техните производни, полиоксиетилен алкилови алкохолни етери, полиоксиетилен диалкилпропиноли, полиоксиетилен колофонови амини, полиоксиетилен стеарил амини, полиоксиетилен алкил алкохолни етери алкилсулфонати, различни вътрешни соли на кватернерни аминокиселини и вътрешни соли на бис(полиоксиетилен)алкили и техните производни. Повърхностноактивните вещества, използвани като инхибитори на котлен камък, включват фосфатни естери, сулфатни естери, ацетати, карбоксилати и техните полиоксиетиленови съединения. Термичната стабилност на сулфонатните естери и карбоксилатите е значително по-добра от тази на фосфатните естери и сулфатните естери. Промишлените повърхностноактивни вещества, използвани като бактерициди, включват алкил аминови соли с права верига, кватернерни амониеви соли, алкилпиридиниеви соли, соли на имидазолини и техните производни, различни вътрешни кватернерни амониеви соли и вътрешни соли на бис(полиоксиетилен) алкили и техните производни. Промишлените повърхностноактивни вещества, използвани като средства за отстраняване на масла, са главно тези с разклонена структура и съдържащи натриеви дитиокарбоксилатни групи.
10,Повърхностноактивни вещества за химическо наводняване при добив на нефт
Първичният и вторичният добив на нефт могат да извлекат 25% – 50% от подземния суров петрол, като голямо количество суров петрол остава под земята и не може да бъде извлечено. Третичният добив на нефт може да подобри ефективността на добива на нефт. Третичният добив на нефт най-често използва методи за химическо наводняване, т.е. добавяне на някои химикали към инжектираната вода за подобряване на ефективността на наводняването. Сред използваните химикали някои принадлежат към промишлените повърхностноактивни вещества, а техните условия са представени накратко, както следва: Методът на химическо наводняване с повърхностноактивно вещество като основен агент се нарича наводняване с повърхностноактивно вещество. Повърхностноактивните вещества играят основна роля за подобряване на добива на нефт чрез намаляване на повърхностното напрежение между масло и вода и увеличаване на броя на капилярите. Тъй като повърхността на пясъчниковите образувания е отрицателно заредена, използваните повърхностноактивни вещества са главно анионни повърхностноактивни вещества, като повечето от тях са сулфонатни повърхностноактивни вещества. Те се получават чрез сулфониране на петролни фракции с високо съдържание на ароматни въглеводороди с помощта на сулфониращи агенти (като серен триоксид) и след това неутрализиране с алкали. Спецификации: активна съставка 50% – 80%, минерално масло 5% – 30%, вода 2% – 20%, натриев сулфат 1% – 6%. Петролните сулфонати са устойчиви на високи температури, но не и на соли и високовалентни метални йони. Синтетичните сулфонати се приготвят от съответните въглеводороди, използвайки съответни методи на синтез. Сред тях α-олефиновите сулфонати са особено устойчиви на соли и високовалентни метални йони. Освен това, някои анионни-нейонни повърхностноактивни вещества и карбоксилатни повърхностноактивни вещества също могат да се използват за заливане с нефт. Заливането с повърхностноактивни вещества изисква два вида добавки: едните са ко-повърхностноактивни вещества, като изобутанол, диетиленгликол бутилов етер, урея, сулфолан, алкенилбензен сулфонати и др.; другите са електролити, включително киселини, основи и соли, главно соли. Те могат да намалят хидрофилността на повърхностноактивните вещества, относително да увеличат липофилността им и също така функционират чрез промяна на стойността на хидрофилно-липофилния баланс на повърхностноактивните вещества. За да се намали загубата на повърхностноактивни вещества и да се подобри икономическата ефективност, наводняването с повърхностноактивни вещества използва и химични вещества, наречени жертвени агенти. Веществата, които могат да се използват като жертвени агенти, включват алкални вещества, поликарбоксилни киселини и техните соли, олигомери и полимери, които също могат да се използват като жертвени агенти, а лигносулфонатите и техните модифицирани продукти са вид жертвени агенти. Методът за наводняване с нефт, който използва два или повече основни агента за химическо наводняване с нефт, се нарича композитно наводняване. Такива методи за наводняване с нефт, свързани с повърхностноактивни вещества, включват: повърхностноактивно вещество + полимер за наводняване с удебелени повърхностноактивни вещества; алкали + повърхностноактивно вещество за наводняване с алкално-усилени повърхностноактивни вещества или алкално-усилени повърхностноактивни вещества; алкали + повърхностноактивно вещество + полимер за тройно композитно наводняване. Композитното наводняване обикновено има по-висок добив на нефт от единичното наводняване. Според анализа на настоящите тенденции в развитието у нас и в чужбина, тройното композитно наводняване има по-големи предимства от бинарното композитно наводняване. Повърхностноактивните вещества, използвани при тройно композитно наводняване, са главно петролни сулфонати и обикновено се смесват със сярна киселина, фосфорна киселина и карбоксилат на полиоксиетилен алкилов алкохолен етер, натриев полиоксиетилен алкилов алкохол алкил сулфонат и др., за да се подобри тяхната устойчивост на сол. Напоследък както местните, така и чуждестранните страни отдават значение на изследванията и използването на биоповърхностноактивни вещества, като рамнолипиди, софоролипидни ферментационни бульони, както и естествени смесени карбоксилати и страничен продукт от производството на хартия, алкален лигнин и др., които са постигнали добри ефекти при наводняване с нефт в полеви и лабораторни тестове.
Време на публикуване: 26 март 2026 г.