Primjenasurfaktantiu proizvodnji naftnih polja
1. Surfaktanti koji se koriste za rudarenje teške nafte
Zbog visoke viskoznosti i slabe fluidnosti teške nafte, ona donosi mnoge poteškoće u rudarenju. Da bi se ove teške nafte izdvojile, ponekad je potrebno ubrizgati vodeni rastvor surfaktanta u bušotinu kako bi se teška nafta visoke viskoznosti pretvorila u emulziju ulja u vodi niske viskoznosti i izvadila na površinu. Surfaktanti koji se koriste u ovoj metodi emulgiranja teške nafte i smanjenja viskoznosti uključuju natrijum alkil sulfonat, polioksietilen alkil alkohol eter, polioksietilen alkil fenol eter, polioksietilen polioksipropilen polien poliamin, polioksietilen vinil alkil alkohol eter sulfat natrijum so, itd. Proizvedena emulzija ulja u vodi zahtijeva odvajanje vode i korištenje nekih industrijskih surfaktanata kao deemulgatora za dehidraciju. Ovi deemulgatori su emulgatori vode u ulju. Uobičajeno se koriste kationski surfaktanti ili naftenske kiseline, asfaltonske kiseline i njihove viševalentne metalne soli.
Specijalna teška nafta ne može se iskopava konvencionalnim pumpnim jedinicama i zahtijeva ubrizgavanje pare za termalni oporavak. Da bi se poboljšao efekat termalnog oporavka, potrebno je koristiti surfaktante. Ubrizgavanje pjene u bunar za ubrizgavanje pare, odnosno ubrizgavanje sredstva za pjenjenje otpornog na visoke temperature i nekondenzirajućeg plina, jedna je od uobičajeno korištenih metoda modulacije.
Uobičajeno korištena sredstva za pjenjenje su alkil benzen sulfonati, α-olefin sulfonati, petrolejski sulfonati, sulfohidrokarbilirani polioksietilen alkil alkoholni eteri i sulfohidrokarbilirani polioksietilen alkil fenol eteri itd. Budući da fluorirani surfaktanti imaju visoku površinsku aktivnost i stabilni su na kiseline, alkalije, kisik, toplinu i ulje, idealni su sredstva za pjenjenje na visokim temperaturama. Da bi dispergirano ulje lako prolazilo kroz strukturu pora formacije ili da bi se ulje s površine formacije lako istiskivalo, potrebno je koristiti surfaktant koji se naziva sredstvo za difuziju filma. Uobičajeno korišteno sredstvo je sredstvo za površinsku aktivnost oksialkiliranog fenolnog polimera.
- Surfaktanti za rudarenje voštane sirove nafte
Eksploatacija voštane sirove nafte zahtijeva često sprječavanje nastanka voska i njegovo uklanjanje. Surfaktanti djeluju kao inhibitori i sredstva za uklanjanje voska. Postoje surfaktanti rastvorljivi u ulju i surfaktanti rastvorljivi u vodi koji se koriste za uklanjanje voska. Prvi igraju ulogu protiv voska mijenjajući svojstva površine kristala voska. Uobičajeno korišteni surfaktanti rastvorljivi u ulju su naftni sulfonati i aminski surfaktanti. Surfaktanti rastvorljivi u vodi igraju ulogu protiv voska mijenjajući svojstva površina formiranih voskom (kao što su naftne cijevi, usisne šipke i površine opreme). Dostupni surfaktanti uključuju natrijum alkil sulfonate, kvaternarne amonijum soli, alkanske polioksietilen etere, aromatične ugljikovodične polioksietilen etere i njihove sulfonatne natrijum soli itd. Surfaktanti koji se koriste za uklanjanje voska također se dijele u dva aspekta. Surfaktanti rastvorljivi u ulju koriste se za uklanjanje voska na bazi ulja, i to sulfonatni tip rastvorljivi u vodi, tip kvaternarne amonijum soli, tip polietera, tip Tween, OP tip surfaktanata, surfaktanti na bazi sulfata ili sulfo-alkilovanog ravnog tipa i OP-tip.surfaktantse koriste u sredstvima za uklanjanje voska na bazi vode. Posljednjih godina, domaća i strana sredstva za uklanjanje voska su organski kombinovana, a sredstva za uklanjanje voska na bazi ulja i sredstva za uklanjanje voska na bazi vode su organski kombinovana kako bi se proizvela hibridna sredstva za uklanjanje voska. Ovo sredstvo za uklanjanje voska koristi aromatične ugljikovodike i miješane aromatične ugljikovodike kao uljnu fazu, a emulgator sa efektom čišćenja voska kao vodenu fazu. Kada je odabrani emulgator nejonski surfaktant sa odgovarajućom tačkom zamućenja, temperatura ispod dijela za stvaranje voska u naftnoj bušotini može dostići ili premašiti svoju tačku zamućenja, tako da miješano sredstvo za uklanjanje voska može... Emulgacija se prekida prije ulaska u dio za formiranje voska, a dva sredstva za čišćenje voska su odvojiva, koja istovremeno igraju ulogu čišćenja voska.
3. Surfaktantikoristi se za stabilizaciju gline
Stabilizacija gline se dijeli na dva aspekta: sprečavanje širenja minerala gline i sprečavanje migracije čestica minerala gline. Katjonski surfaktanti poput aminskih soli, kvaternarnih amonijumskih soli, piridinijevih soli i imidazolinskih soli mogu se koristiti za sprečavanje bubrenja gline. Nejonski kationski surfaktanti koji sadrže fluor dostupni su za sprečavanje migracije čestica minerala gline.
4. Surfaktantikoristi se u mjerama zakiseljavanja
Kako bi se poboljšao efekat zakiseljavanja, kiselom rastvoru se obično dodaju razni aditivi. Kao usporivač zakiseljavanja može se koristiti bilo koji surfaktant koji je kompatibilan sa kiselim rastvorom i koji se lako adsorbuje formacijom. Kao usporivač zakiseljavanja može se koristiti hidrohlorid masnog amina, kvaternarna amonijeva so, piridinska so u kationskim surfaktantima i sulfonirani, karboksimetilirani, fosfatno esterski soli ili sulfatno esterski soli polioksietilen alkana u amfoternim surfaktantima na bazi fenol etera itd. Neki surfaktanti, kao što su dodecil sulfonska kiselina i njene alkilaminske soli, mogu emulgovati kiselu tečnost u ulju kako bi se dobila emulzija kiseline u ulju. Ova emulzija se može koristiti kao zakiseljena industrijska tečnost, a također igra ulogu usporivača.
Neki surfaktanti se mogu koristiti kao antiemulgatori za zakiseljavanje tekućina. Surfaktanti s razgranatim strukturama kao što su polioksietilen polioksipropilen propilen glikol eter i polioksietilen polioksipropilen pentaetilen heksaamin mogu se koristiti kao antiemulgatori za zakiseljavanje.
Neki surfaktanti se mogu koristiti kao pomoćna sredstva za drenažu u uvjetima nedostatka kiseline. Surfaktanti koji se mogu koristiti kao pomoćna sredstva za drenažu uključuju tip aminske soli, tip kvaternarne amonijeve soli, tip piridinijeve soli, nejonske, amfoterne i surfaktante koji sadrže fluor.
Neki surfaktanti se mogu koristiti kao sredstva protiv taloga za zakiseljavanje, kao što su surfaktanti rastvorljivi u ulju, kao što su alkilfenoli, masne kiseline, alkilbenzensulfonske kiseline, kvaterne amonijeve soli itd. Budući da imaju slabu rastvorljivost u kiselini, nejonski surfaktanti se mogu koristiti za njihovu disperziju u kiselom rastvoru.
Da bi se poboljšao efekat zakiseljavanja, kiselom rastvoru je potrebno dodati sredstvo za poništavanje vlaženja kako bi se preokrenula kvašljivost zone blizu bušotine iz lipofilne u hidrofilnu. Smjese polioksietilen polioksipropilen alkil alkoholnih etera i fosfatno soli polioksietilen polioksipropilen alkil alkoholnih etera adsorbuje se formacijom i formira treći adsorpcioni sloj, koji igra ulogu u vlaženju i poništavanju.
Pored toga, postoje neki surfaktanti, kao što su hidrohlorid masnog amina, kvaternarna amonijeva sol ili nejonski-anjonski surfaktant, koji se koriste kao sredstva za pjenjenje za pravljenje radne tekućine od pjene i kiseline kako bi se postigla svrha usporavanja korozije i dubokog zakiseljavanja, ili se od toga prave pjene i koriste kao predtekućina za zakiseljavanje. Nakon što se ubrizgaju u formaciju, ubrizgava se kiseli rastvor. Jaminov efekat koji proizvode mjehurići u pjeni može preusmjeriti kiselu tekućinu, prisiljavajući je da uglavnom otopi sloj niske propusnosti, čime se poboljšava efekat zakiseljavanja.
5. Surfaktanti korišteni u mjerama frakturiranja
Mjere frakturiranja se često koriste u naftnim poljima niske propusnosti. One koriste pritisak za otvaranje formacije radi formiranja pukotina, a propant koristi za potporu pukotinama kako bi se smanjio otpor protoku fluida i postigao cilj povećanja proizvodnje i pažnje. Neke tekućine za frakturiranje formulirane su sa surfaktantima kao jednim od sastojaka.
Tekućine za frakturiranje ulje-u-vodi formuliraju se s vodom, uljem i emulgatorima. Kao emulgatori koriste se ionski, nejonski i amfoterni surfaktanti. Ako se zgusnuta voda koristi kao vanjska faza, a ulje kao unutarnja faza, može se pripremiti zgusnuta tekućina za frakturiranje ulje-u-vodi (polimerna emulzija). Ova tekućina za frakturiranje može se koristiti na temperaturama ispod 160°C i može automatski razbiti emulzije i isprazniti tekućine.
Tekućina za frakturiranje pjene je tekućina za frakturiranje koja koristi vodu kao disperzijsko sredstvo i plin kao disperznu fazu. Njene glavne komponente su voda, plin i sredstvo za pjenjenje. Alkil sulfonati, alkil benzen sulfonati, alkil sulfat esterske soli, kvaternarne amonijeve soli i OP surfaktanti mogu se koristiti kao sredstva za pjenjenje. Koncentracija sredstva za pjenjenje u vodi je uglavnom 0,5-2%, a odnos volumena plinske faze i volumena pjene je u rasponu od 0,5-0,9.
Tekućina za frakturiranje na bazi ulja je tekućina za frakturiranje formulirana s uljem kao otapalom ili disperzijskim medijem. Najčešće korištena nafta na gradilištu je sirova nafta ili njena teška frakcija. Kako bi se poboljšala njena viskoznost i temperaturna svojstva, potrebno je dodati naftni sulfonat topiv u ulju (molekularna težina 300-750). Tekućine za frakturiranje na bazi ulja također uključuju tekućine za frakturiranje voda-u-ulju i tekućine za frakturiranje uljne pjene. Emulgatori koji se koriste u prvima su anionski surfaktanti topljivi u ulju, kationski surfaktanti i nejonski surfaktanti, dok su stabilizatori pjene koji se koriste u drugima polimerni surfaktanti koji sadrže fluor.
Tekućina za frakturiranje formacija osjetljivih na vodu koristi mješavinu alkohola (kao što je etilen glikol) i ulja (kao što je kerozin) kao disperzioni medij, tekući ugljični dioksid kao disperznu fazu i sulfatno soli polioksietilen alkil alkoholnog etera kao emulgatora. Ili emulzija ili pjena formulirana sa sredstvom za pjenjenje za frakturiranje formacija osjetljivih na vodu.
Tekućina za frakturiranje koja se koristi za frakturiranje i zakiseljavanje je i tekućina za frakturiranje i tekućina za zakiseljavanje. Koristi se u karbonatnim formacijama, a obje mjere se provode istovremeno. Povezane sa surfaktantima su kisela pjena i kisela emulzija. Prva koristi alkil sulfonat ili alkil benzen sulfonat kao sredstvo za pjenjenje, a druga koristi sulfonatni surfaktant kao emulgator. Poput tekućina za zakiseljavanje, tekućine za frakturiranje također koriste surfaktante kao antiemulgatore, sredstva za drenažu i sredstva za poništavanje vlaženja, o čemu ovdje neće biti riječi.
6. Koristite surfaktante za kontrolu profila i mjere blokiranja vode
Kako bi se poboljšao učinak razvoja ubrizgavanja vode i suzbila stopa porasta sadržaja vode u sirovoj nafti, potrebno je prilagoditi profil apsorpcije vode na bunarima za ubrizgavanje vode i povećati proizvodnju blokiranjem vode na proizvodnim bunarima. Neke od metoda kontrole profila i blokiranja vode često koriste određene surfaktante.
Sredstvo za kontrolu HPC/SDS gel profila sastoji se od hidroksipropil celuloze (HPC) i natrijum dodecil sulfata (SDS) u slatkoj vodi.
Natrijum alkil sulfonat i alkil trimetil amonijum hlorid se rastvaraju u vodi kako bi se pripremile dvije radne tečnosti, koje se jedna za drugom ubrizgavaju u formaciju. Dvije radne tečnosti međusobno interaguju u formaciji i proizvode alkil trimetilamin. Sulfit se taloži i blokira sloj visoke propusnosti.
Polioksietilen alkil fenol eteri, alkil aril sulfonati itd. mogu se koristiti kao sredstva za pjenjenje, rastvoreni u vodi za pripremu radnog fluida, a zatim ubrizgani u formaciju naizmjenično s tekućim radnim fluidom ugljik dioksida, pri čemu se u formaciji (uglavnom visokopropusnom sloju) formira pjena, stvara blokadu i igra ulogu u kontroli profila.
Korištenjem kvaternarnog amonijevog surfaktanta kao sredstva za pjenjenje rastvorenog u solu silicijumske kiseline sastavljenom od amonijum sulfata i vodenog stakla i ubrizganog u formaciju, a zatim ubrizgavanjem nekondenzirajućeg plina (prirodnog plina ili hlora), prvo se u formaciji može generirati tečni oblik. Pjena u disperzijskom međusloju, nakon čega slijedi želiranje sola silicijumske kiseline, proizvodi pjenu s čvrstom tvari kao disperzijskim medijem, koja igra ulogu začepljenja sloja visoke propusnosti i kontrole profila.
Korištenjem sulfonatnih surfaktanata kao sredstava za pjenjenje i polimernih spojeva kao zgušnjavajućih stabilizatora pjene, a zatim ubrizgavanjem plina ili tvari koje stvaraju plin, na tlu ili u formaciji se stvara pjena na bazi vode. Ova pjena je površinski aktivna u sloju nafte. Velika količina sredstva prelazi na granicu nafta-voda, uzrokujući uništavanje pjene, tako da ne blokira sloj nafte. To je selektivno sredstvo za blokiranje vode u naftnim bušotinama.
Sredstvo za blokiranje vode na bazi cementa na bazi ulja je suspenzija cementa u ulju. Površina cementa je hidrofilna. Kada uđe u sloj koji proizvodi vodu, voda istiskuje interakciju između naftne bušotine i cementa na površini cementa, uzrokujući stvrdnjavanje cementa i blokiranje sloja koji proizvodi vodu. Kako bi se poboljšala fluidnost ovog sredstva za začepljivanje, obično se dodaju karboksilatni i sulfonatni surfaktanti.
Micelarni agens na bazi vode, rastvorljiv u tečnosti, za blokiranje vode, je micelarni rastvor koji se uglavnom sastoji od amonijum sulfonata iz nafte, ugljovodonika i alkohola. Sadrži vodu sa visokim sadržajem soli u formaciji i postaje viskozan kako bi se postigao efekat blokiranja vode.
Sredstvo za blokiranje vode na bazi vode ili ulja, na bazi kationskog surfaktanta, bazirano je na aktivnim sastojcima alkil karboksilata i alkil amonijum hlorida i pogodno je samo za formacije pješčenjaka.
Aktivno sredstvo za blokiranje vode iz teške nafte je vrsta teške nafte rastvorene emulgatorom voda-u-ulju. Nakon što se formacija dehidrira, stvara visoko viskoznu emulziju voda-u-ulju kako bi se postigla svrha blokiranja vode.
Sredstvo za blokiranje vode tipa ulje u vodi priprema se emulgiranjem teškog ulja u vodi korištenjem kationskog surfaktanta kao emulgatora tipa ulje u vodi.
7. Koristite surfaktante za mjere kontrole pijeska
Prije operacija kontrole pijeska, potrebno je ubrizgati određenu količinu aktivirane vode pripremljene sa surfaktantima kao predfluid za prethodno čišćenje formacije i poboljšanje efekta kontrole pijeska. Trenutno se najčešće korišteni surfaktanti nazivaju anionski surfaktanti.
8. Surfaktant za dehidraciju sirove nafte
U primarnim i sekundarnim fazama ekstrakcije nafte, deemulgatori voda-u-ulju se često koriste za ekstrahovanu sirovu naftu. Razvijene su tri generacije proizvoda. Prva generacija je karboksilat, sulfat i sulfonat. Druga generacija su niskomolekularni nejonski surfaktanti kao što su OP, Pingpingjia i sulfonirano ricinusovo ulje. Treća generacija je polimerni nejonski surfaktant.
U kasnijim fazama sekundarnog i tercijarnog iskorištavanja nafte, proizvedena sirova nafta uglavnom postoji u obliku emulzije ulje-u-vodi. Postoje četiri vrste deemulgatora koji se koriste, kao što su tetradeciltrimetiloksiamonijum hlorid i didecildimetilamonijum hlorid. Oni mogu reagovati sa anionskim emulgatorima kako bi promijenili svoju hidrofilnu ravnotežu ulja ili se adsorbovati na površini čestica gline vlažnih od vode, mijenjajući njihovu kvašivost i uništavajući emulzije ulje-u-vodi. Pored toga, neki anionski surfaktanti i nejonski surfaktanti rastvorljivi u ulju koji se mogu koristiti kao emulgatori voda-u-ulju mogu se koristiti i kao deemulgatori za emulzije ulje-u-vodi.
- Surfaktanti za tretman vode
Nakon što se proizvodna tekućina iz naftne bušotine odvoji od sirove nafte, proizvedenu vodu je potrebno tretirati kako bi se ispunili zahtjevi za ponovno ubrizgavanje. Postoji šest svrha tretmana vode, i to: inhibicija korozije, sprječavanje kamenca, sterilizacija, uklanjanje kisika, uklanjanje nafte i uklanjanje čvrstih suspendiranih tvari. Stoga je potrebno koristiti inhibitore korozije, sredstva protiv kamenca, baktericide, hvatače kisika, odmašćivače i flokulante itd. Sljedeći aspekti uključuju industrijske surfaktante:
Industrijski surfaktanti koji se koriste kao inhibitori korozije uključuju soli alkil sulfonske kiseline, alkil benzen sulfonske kiseline, perfluoroalkil sulfonske kiseline, linearne alkil aminske soli, kvaterne amonijeve soli i alkil piridinske soli, soli imidazolina i njegovih derivata, etere polioksietilen alkil alkohola, polioksietilen dialkil propargil alkohol, polioksietilen rosin amin, polioksietilen stearilamin i etere polioksietilen alkil alkohola, alkil sulfonat, različite kvaterne amonijeve interne soli, di(polioksietilen)alkil interne soli i njihovi derivati.
Surfaktanti koji se koriste kao sredstva protiv obraštanja uključuju fosfatne esterske soli, sulfatne esterske soli, acetate, karboksilate i njihova polioksietilenska jedinjenja. Termička stabilnost sulfonatnih esterskih soli i karboksilatnih soli je znatno bolja od fosfatnih esterskih soli i sulfatnih esterskih soli.
Industrijski surfaktanti koji se koriste u fungicidima uključuju linearne alkilaminske soli, kvaternarne amonijeve soli, alkilpiridinijumske soli, soli imidazolina i njegovih derivata, različite kvaternarne amonijeve soli, di(polioksi)vinil)alkil i interne soli njegovih derivata.
Industrijski surfaktanti koji se koriste u odmašćivačima su uglavnom surfaktanti s razgranatim strukturama i natrij-ditiokarboksilatnim grupama.
10. Surfaktant za hemijsko zatapanje naftom
Primarnim i sekundarnim iskorištenjem nafte može se dobiti 25%-50% sirove nafte iz podzemnih slojeva, ali još uvijek postoji mnogo sirove nafte koja ostaje pod zemljom i ne može se dobiti. Izvođenje tercijarnog iskorištenja nafte može poboljšati iskorištenje sirove nafte. Tercijarno iskorištenje nafte uglavnom koristi metodu hemijskog potapanja, odnosno dodavanje nekih hemijskih sredstava u ubrizganu vodu kako bi se poboljšala efikasnost potapanja. Među korištenim hemikalijama, neki su industrijski surfaktanti. Kratak uvod u njih je sljedeći:
Metoda hemijskog potapanja naftom upotrebom surfaktanta kao glavnog agensa naziva se potapanje surfaktantom. Surfaktanti uglavnom igraju ulogu u poboljšanju iskorištenja nafte smanjenjem površinske napetosti između nafte i vode i povećanjem broja kapilara. Budući da je površina formacije pješčenjaka negativno nabijena, korišteni surfaktanti su uglavnom anionski surfaktanti, a većina njih su sulfonatni surfaktanti. Proizvodi se korištenjem sulfonirajućeg agensa (kao što je sumpor-trioksid) za sulfoniranje naftnih frakcija s visokim sadržajem aromatičnih ugljikovodika, a zatim njihovom neutralizacijom alkalijama. Njegove specifikacije: aktivna tvar 50%-80%, mineralno ulje 5%-30%, voda 2%-20%, natrij-sulfat 1%-6%. Naftni sulfonat nije otporan na temperaturu, sol ili skupe metalne ione. Sintetički sulfonati se pripremaju od odgovarajućih ugljikovodika korištenjem odgovarajućih sintetičkih metoda. Među njima, α-olefin sulfonat je posebno otporan na sol i visokovalentne metalne ione. Drugi anionsko-nejonski surfaktanti i karboksilatni surfaktanti također se mogu koristiti za istiskivanje nafte. Za istiskivanje ulja surfaktantom potrebne su dvije vrste aditiva: jedan je ko-surfaktant, kao što su izobutanol, dietilen glikol butil eter, urea, sulfolan, alkenilen benzen sulfonat itd., a drugi je dielektrični, uključujući kisele i alkalne soli, uglavnom soli, koje mogu smanjiti hidrofilnost surfaktanta i relativno povećati lipofilnost, a također promijeniti hidrofilno-lipofilnu ravnotežnu vrijednost aktivnog sastojka. Kako bi se smanjio gubitak surfaktanta i poboljšali ekonomski efekti, poplavljivanje surfaktantom također koristi hemikalije koje se nazivaju žrtveni agensi. Supstance koje se mogu koristiti kao žrtveni agensi uključuju alkalne supstance i polikarboksilne kiseline i njihove soli. Oligomeri i polimeri se također mogu koristiti kao žrtveni agensi. Lignosulfonati i njihove modifikacije su žrtveni agensi.
Metoda istiskivanja nafte korištenjem dva ili više glavnih hemijskih sredstava za istiskivanje nafte naziva se kompozitno potapanje. Ova metoda istiskivanja nafte povezana sa surfaktantima uključuje: potapanje surfaktantom i polimerom zgusnutim surfaktantom; potapanje surfaktantom poboljšanim alkalijama sa alkalijama + surfaktantom ili potapanjem surfaktantom poboljšanim alkalijama; potapanje kompozitom na bazi elemenata sa alkalijama + surfaktantom + polimerom. Kompozitno potapanje uglavnom ima veće faktore iskorištenja od pojedinačnog pogona. Prema trenutnoj analizi trendova razvoja u zemlji i inostranstvu, potapanje ternarnim spojevima ima veće prednosti od potapanja binarnim spojevima. Surfaktanti koji se koriste u potapanju ternarnim kompozitnim spojevima su uglavnom naftni sulfonati, koji se obično koriste i u kombinaciji sa sumpornom kiselinom, fosfornom kiselinom i karboksilatima polioksietilen alkil alkoholnih etera, te natrijumovim solima polioksietilen alkil alkohol alkil sulfonata itd. radi poboljšanja tolerancije na sol. Nedavno se, i u zemlji i u inostranstvu, pridaje veliki značaj istraživanju i upotrebi biosurfaktanata, kao što su ramnolipid, fermentacijska juha soforolipida itd., kao i prirodni mješoviti karboksilati i nusproizvod proizvodnje papira alkalni lignin itd., te su postigli odlične rezultate u terenskim i zatvorenim testovima. Dobar efekat istiskivanja ulja.
Vrijeme objave: 26. decembar 2023.