1. Povrchově aktivní látky pro štěpící opatření
V ropných polích s nízkou propustností se často používají štěpící opatření. Zahrnují použití tlaku k rozrušení formace, vytvoření trhlin a následné vyztužení těchto trhlin propanty ke snížení odporu proudění kapaliny, čímž se dosáhne cíle zvýšení produkce a vstřikování. Některé štěpící kapaliny jsou formulovány s použitím povrchově aktivních látek jako jedné ze svých složek.
Štěpovací kapaliny typu olej ve vodě se vyrábějí z vody, oleje a emulgátorů. Mezi použité emulgátory patří iontové, neiontové a amfoterní povrchově aktivní látky. Pokud se jako vnější fáze použije zahuštěná voda a jako vnitřní fáze olej, lze připravit zahuštěnou štěpovací kapalinu typu olej ve vodě (polymerní emulze). Tento typ štěpící kapaliny lze použít při teplotách pod 160 °C a dokáže automaticky deemulgovat a vypouštět kapaliny.
Pěnové štěpící kapaliny jsou kapaliny s vodou jako disperzním médiem a plynem jako dispergovanou fází. Jejich hlavními složkami jsou voda, plyn a pěnidla. Jako pěnidla lze použít alkylsulfonáty, alkylbenzensulfonáty, alkylsulfátové estery, kvartérní amoniové soli a povrchově aktivní látky typu OP. Koncentrace pěnidel ve vodě je obvykle 0,5–2 % a poměr objemu plynné fáze k objemu pěny se pohybuje od 0,5 do 0,9.
Štěpovací kapaliny na bázi oleje se formulují s použitím oleje jako rozpouštědla nebo disperzního média. Nejčastěji používanými oleji v oboru je surová ropa nebo její těžké frakce. Pro zlepšení jejich viskozitně-teplotního výkonu je třeba přidat v oleji rozpustné ropné sulfonáty (s molekulovou hmotností 300–750). Štěpovací kapaliny na bázi oleje zahrnují také štěpovací kapaliny typu voda v oleji a štěpovací kapaliny na bázi olejové pěny. První z nich používá v oleji rozpustné aniontové povrchově aktivní látky, kationtové povrchově aktivní látky a neiontové povrchově aktivní látky jako emulgátory, zatímco druhé používají polymerní povrchově aktivní látky obsahující fluor jako stabilizátory pěny.
Štěpkové kapaliny pro formace citlivé na vodu jsou emulze nebo pěny formulované za použití směsi alkoholů (například ethylenglykolu) a olejů (například petroleje) jako disperzního média, kapalného oxidu uhličitého jako dispergované fáze a sulfátem esterifikovaných polyoxyethylenalkylalkoholetherů jako emulgátorů nebo pěnidel, používaných pro štěpení formací citlivých na vodu.
Štěpící kapaliny pro okyselení fraktur slouží jak jako štěpící kapaliny, tak jako okyselující kapaliny a používají se v karbonátových formacích, kde se obě opatření provádějí současně. Mezi povrchově aktivní látky patří kyselé pěny a kyselé emulze; první z nich používá jako pěnidla alkylsulfonáty nebo alkylbenzensulfonáty, zatímco druhé používá jako emulgátory povrchově aktivní látky sulfonátového typu.
Stejně jako okyselující kapaliny, i štěpící kapaliny používají povrchově aktivní látky jako deemulgátory, čisticí přísady a modifikátory smáčivosti, které zde nebudou podrobněji rozebírány.
2. Povrchově aktivní látky pro kontrolu profilu a opatření proti ucpávání vodou
Pro zlepšení účinnosti rozvoje záplav a zabránění rychlosti zvyšování obsahu vody v ropě je nutné upravit profil absorpce vody ve vstřikovacích vrtech a přijmout opatření k ucpání vody v produkčních vrtech za účelem zvýšení produkce. Některé z těchto metod kontroly profilu a ucpávání vody často používají určité povrchově aktivní látky. Gelové činidlo pro kontrolu profilu HPC/SDS se připravuje smícháním hydroxypropylcelulózy (HPC) a dodecylsulfátu sodného (SDS) ve sladké vodě. Alkylsulfonát sodný a alkyltrimethylamoniumchlorid se rozpustí ve vodě za účelem přípravy dvou pracovních kapalin, které se postupně vstřikují do formace. Tyto dvě pracovní kapaliny se ve formaci setkávají a vytvářejí sraženiny alkyltrimethylaminu v alkylsulfitu, které blokují vrstvy s vysokou propustností. Jako pěnidla lze použít polyoxyethylenalkylfenolether, alkylarylsulfonát atd. Tyto pěnidla se rozpouštějí ve vodě za účelem přípravy pracovní kapaliny, která se poté střídavě vstřikuje do formace s kapalnou pracovní kapalinou oxidu uhličitého. Tím se ve formaci (zejména ve vrstvách s vysokou propustností) vytvoří pěna, která způsobí ucpání a dosáhne se účinku kontroly profilu. Povrchově aktivní látka typu kvartérní amoniové soli jako pěnidlo se rozpustí v solu kyseliny křemičité připraveném ze síranu amonného a vodního skla a vstříkne se do formace, načež se vstříkne nekondenzovatelný plyn (zemní plyn nebo plynný chlór). Nejprve se ve formaci vytvoří pěna s kapalinou jako disperzním médiem a poté sol kyseliny křemičité geluje, čímž vznikne pěna s pevnou látkou jako disperzním médiem, která blokuje vrstvy s vysokou propustností a dosahuje kontroly profilu. Použitím povrchově aktivních látek sulfonátového typu jako pěnidel a vysokomolekulárních sloučenin jako zahušťovadel a stabilizátorů pěny a následným vstříknutím plynu nebo látek vytvářejících plyn se na povrchu nebo ve formaci vytvoří pěna na vodní bázi. V ropné vrstvě se velké množství povrchově aktivní látky přesouvá na rozhraní ropa-voda, což způsobuje destrukci pěny, takže neblokuje ropnou vrstvu a je selektivním ucpávacím prostředkem pro ropné vrty. Ucpávací prostředek pro ropné vrty na ropné bázi je suspenze cementu v ropě. Povrch cementu je hydrofilní. Když voda vstoupí do vrstvy produkující vodu, vytlačí olej na povrchu cementu a reaguje s cementem, což způsobí jeho ztuhnutí a zablokování vrstvy produkující vodu. Pro zlepšení tekutosti tohoto ucpávacího činidla se obvykle přidávají povrchově aktivní látky karboxylátového a sulfonátového typu. Micelární tekuté ucpávací činidlo na vodní bázi je micelární roztok složený převážně ze sulfonátu amonného, uhlovodíků, alkoholů atd. Když se ve formaci setká s vodou s vysokým obsahem soli, může se stát viskózním, aby se dosáhlo efektu ucpání vodou. Ucpávací činidla na bázi vody nebo oleje s roztokem kationtových povrchově aktivních látek, která se skládají převážně z alkylkarboxylátových a alkylamoniumchloridových povrchově aktivních látek, jsou vhodná pouze pro pískovcové formace. Aktivní ucpávací činidlo na bázi těžkého oleje s vodou je těžký olej rozpuštěný v emulgátorech voda-v-oleji. Když se ve formaci setká s vodou, vytváří emulzi voda-v-oleji s vysokou viskozitou, aby se dosáhlo efektu ucpání vodou. Těsnicí činidlo typu olej ve vodě se připravuje emulgací těžkého oleje ve vodě za použití kationtových povrchově aktivních látek jako emulgátorů typu olej ve vodě.
Čas zveřejnění: 8. ledna 2026