1.Povrchově aktivní látkypoužívá se protěžba těžké ropy
Vzhledem k vysoké viskozitě a špatné tekutosti těžké ropy s sebou nese mnoho obtíží při jejím využívání. Pro extrakci takové těžké ropy se někdy do vrtu vstřikují vodné roztoky povrchově aktivních látek, aby se vysoce viskózní těžká ropa přeměnila na nízkoviskózní emulze olej ve vodě, které se poté čerpají na povrch. Mezi povrchově aktivní látky používané v této metodě emulgace těžké ropy a snižování viskozity patří alkylsulfonát sodný, polyoxyethylenalkylalkoholether, polyoxyethylenalkylfenolether, polyoxyethylenpolyoxypropylenpolyenpolyamin, sodná sůl polyoxyethylenalkylalkoholethersulfátu atd. Pro vyrobené emulze olej ve vodě je nutné vodu oddělit a některé průmyslové povrchově aktivní látky se také používají jako deemulgátory pro dehydrataci. Tyto deemulgátory jsou emulgátory voda v oleji. Běžně používané jsou kationtové povrchově aktivní látky nebo naftenické kyseliny, asfaltové kyseliny a jejich polyvalentní kovové soli. Speciální těžkou ropu nelze využívat běžnými čerpacími jednotkami a pro tepelné získávání je nutné vstřikovat páru. Pro zlepšení účinku tepelného získávání je třeba použít povrchově aktivní látky. Vstřikování pěny do vrtu pro vstřikování páry, tj. vstřikování pěnidel odolných vůči vysokým teplotám a nekondenzovatelných plynů, je jednou z běžně používaných metod přípravy. Běžně používanými pěnidly jsou alkylbenzensulfonáty,α-olefinsulfonáty, ropné sulfonáty, sulfoalkylované polyoxyethylenalkylalkoholethery a sulfoalkylované polyoxyethylenalkylfenolethery atd. Protože fluorované povrchově aktivní látky mají vysokou povrchovou aktivitu a jsou stabilní vůči kyselinám, zásadám, kyslíku, teplu a oleji, jsou ideálními pěnidly pro vysoké teploty. Aby dispergovaný olej snadno procházel pórovitou strukturou formace nebo aby se olej na povrchu formace snadno vytlačoval, jsou potřebné povrchově aktivní látky nazývané filmové difuzní činidla, a běžně používanými jsou oxyalkylované fenolové pryskyřičné polymerní povrchově aktivní látky.
2.Povrchově aktivní látky pro extrakci voskovité ropy
Při extrakci voskovité ropy je nutné často provádět prevenci usazování vosku a jeho odstraňování. Povrchově aktivní látky se používají jako inhibitory a odstraňovače vosků. Mezi povrchově aktivní látky používané k prevenci usazování vosku patří povrchově aktivní látky rozpustné v oleji a povrchově aktivní látky rozpustné ve vodě. První z nich působí jako prevence usazování vosku změnou vlastností povrchu krystalů vosku. Mezi běžně používané povrchově aktivní látky rozpustné v oleji patří ropné sulfonáty a povrchově aktivní látky aminové povahy. Ve vodě rozpustné povrchově aktivní látky hrají roli v prevenci usazování vosku změnou vlastností povrchů usazujících vosk (jako jsou povrchy ropovodů, sacích tyčí a zařízení). Mezi dostupné povrchově aktivní látky patří alkylsulfonáty sodné, kvartérní amoniové soli, alkanpolyoxyethylenethery, aromatické uhlovodíkové polyoxyethylenethery a jejich sulfonátové soli sodné atd. Povrchově aktivní látky používané k odstraňování vosků se také dělí do dvou kategorií: v oleji rozpustné se používají v odstraňovačích vosků na bázi oleje a ve vodě rozpustné, jako jsou povrchově aktivní látky sulfonátového typu, kvartérní amoniové soli, polyetherového typu, typu Tween, typu OP, a také sulfátem esterifikované nebo sulfoalkylované povrchově aktivní látky typu Peregal a typu OP se používají v odstraňovačích vosků na bázi vody. V posledních letech se v tuzemsku i v zahraničí organicky kombinuje odstraňování a prevence vosků a odstraňovače vosků na bázi oleje a odstraňovače vosků na bázi vody se také organicky kombinují za vzniku odstraňovačů vosků směsného typu. Tento typ odstraňovače vosků používá jako olejovou fázi aromatické uhlovodíky a směsné aromatické uhlovodíky a jako vodnou fázi emulgátory s účinky odstraňování vosků. Pokud je vybraným emulgátorem neiontová povrchově aktivní látka s vhodným bodem zákalu, může dosáhnout nebo překročit bod zákalu při teplotě pod sekcí ukládání vosku v ropném vrtu, čímž dojde k deemulgaci smíšeného typu odstraňovače vosku před vstupem do sekce ukládání vosku, čímž se rozdělí na dva typy odstraňovačů vosku, které současně působí jako odstraňovače vosku.
3.Povrchově aktivní látky používané ve stabilním jílu
Stabilizace jílu zahrnuje dva aspekty: zabránění bobtnání jílových minerálů a zabránění migraci částic jílových minerálů. Pro zabránění bobtnání jílu lze použít kationtové povrchově aktivní látky, jako jsou aminové soli, kvartérní amoniové soli, pyridinové soli a imidazolinové soli. Pro zabránění migraci částic jílových minerálů lze použít neiontové kationtové povrchově aktivní látky obsahující fluor.
4.Povrchově aktivní látky používané při okyselovacích opatřeních
Pro zvýšení okyselovacího účinku je obecně nutné do kyselého roztoku přidávat různé přísady. Jako retardér okyselování lze použít jakoukoli povrchově aktivní látku, která je kompatibilní s kyselým roztokem a snadno se adsorbuje vrstvou. Mezi kationtové povrchově aktivní látky patří například hydrochloridy mastných aminů, kvartérní amoniové soli a pyridiniové soli, mezi amfoterní povrchově aktivní látky pak sulfonované, karboxymethylované, fosfátem esterifikované nebo sulfátem esterifikované polyoxyethylenalkylfenolethery. Některé povrchově aktivní látky, jako je kyselina dodecylsulfonová a její alkylaminové soli, mohou emulgovat kyselý roztok v oleji za vzniku emulze kyseliny v oleji, která při použití jako okyselovací pracovní kapalina funguje také jako retardér.
Některé povrchově aktivní látky mohou působit jako deemulgátory pro okyselující kapaliny. Povrchově aktivní látky s rozvětvenou strukturou, jako je polyoxyethylen-polyoxypropylenpropylenglykol ether a polyoxyethylen-polyoxypropylen pentaethylenhexamin, mohou sloužit jako okyselující deemulgátory.
Některé povrchově aktivní látky lze použít jako přísady pro čištění použitých kyselin, včetně povrchově aktivních látek typu aminových solí, kvartérních amoniových solí, pyridiniových solí, neiontových, amfoterních a fluorovaných povrchově aktivních látek.
Některé povrchově aktivní látky fungují jako inhibitory okyselování kalů, jako například v oleji rozpustné povrchově aktivní látky, jako jsou alkylfenoly, mastné kyseliny, alkylbenzensulfonové kyseliny a kvartérní amoniové soli. Vzhledem k jejich špatné rozpustnosti v kyselinách lze k jejich disperzi v kyselém roztoku použít neiontové povrchově aktivní látky.
Pro zlepšení acidizačního účinku je třeba do kyselého roztoku přidat modifikátory smáčivosti, aby se obrátila smáčivost zóny v blízkosti vrtu z ropné na vodní. Směsi, jako je alkylalkoholether polyoxyethylen-polyoxypropylen a fosfátem esterifikovaný alkylalkoholether polyoxyethylen-polyoxypropylen, jsou adsorbovány formací jako primární adsorpční vrstva, čímž se dosahuje obrácení smáčivosti.
Kromě toho se některé povrchově aktivní látky, jako jsou hydrochloridy mastných aminů, kvartérní amoniové soli nebo neiontové-aniontové povrchově aktivní látky, používají jako pěnidla k přípravě kyselých pracovních kapalin pro pěnění, které dosahují cílů zpomalení reakce, inhibice koroze a okyselování hlubokých formací. Alternativně lze takové pěny použít jako předběžné podložky pro okyselování: po vstřiknutí do formace se následně vstřikuje kyselý roztok. Jaminův efekt generovaný bublinami v pěně může odklonit kyselý roztok a nutit ho rozpouštět převážně vrstvy s nízkou propustností, a tím zlepšit okyselovací účinek.
5.Povrchově aktivní látky používané při štěpení
Štěpení se často používá v ropných polích s nízkou propustností. Zahrnuje použití tlaku k rozrušení formace, vytváření trhlin a jejich vyztužení propanty pro snížení odporu proudění kapaliny, čímž se dosáhne cíle zvýšení produkce a vstřikování. Některé štěpení kapaliny jsou formulovány s povrchově aktivními látkami jako jednou ze svých složek. Štěpení kapaliny typu olej ve vodě se připravují 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 formulovat zahuštěnou štěpení kapaliny typu olej ve vodě (polymerní emulze). Tento typ štěpení kapaliny lze použít při teplotách pod 160 °C a může automaticky deemulgovat a vypouštět kapaliny. Pěnové štěpení kapaliny jsou kapaliny s vodou jako disperzním médiem a plynem jako dispergovanou fází, jejichž 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 obecně 0,5–2 % a poměr objemu plynné fáze k objemu pěny se pohybuje od 0,5 do 0,9. Štěpicí kapaliny na bázi oleje se formulují s použitím oleje jako rozpouštědla nebo disperzního média. Nejčastěji používanými oleji v terénních aplikacích je ropa nebo její těžké frakce. Pro zlepšení jejich viskozitně-teplotního výkonu je třeba přidat v oleji rozpustné ropné sulfonáty (s molekulovou hmotností 300–750). Štěpicí kapaliny na bázi oleje zahrnují také štěpicí kapaliny voda v oleji a štěpicí kapaliny z 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 fluor obsahující polymerní povrchově aktivní látky jako stabilizátory pěny. Štěpící kapaliny pro formace citlivé na vodu jsou emulze nebo pěny formulované s použitím směsi alkoholů (například ethylenglykolu) a olejů (například petroleje) jako disperzního média, kapalného oxidu uhličitého jako dispergované fáze a sulfátovaných polyoxyethylenalkylalkoholetherů jako emulgátorů nebo pěnidel, používaných pro štěpení formací citlivých na vodu. Štěpící kapaliny pro okyselení fraktur slouží jak jako štěpící kapaliny, tak jako kyselící kapaliny a používají se v uhličitanových formacích, kde se obě opatření provádějí současně. Mezi povrchově aktivní látky patří kyselé pěny a kyselé emulze; první z nich používá alkylsulfonáty nebo alkylbenzensulfonáty jako pěnidla a druhá používá povrchově aktivní látky sulfonátového typu jako emulgátory. Stejně jako okyselující kapaliny, i štěpící kapaliny používají povrchově aktivní látky jako deemulgátory, čisticí přísady a činidla pro zvrácení smáčivosti, které zde nebudou rozebírány.
6.Povrchově aktivní látky používané při regulaci profilu a opatřeních proti ucpávání vodou
Pro zlepšení efektivity rozvoje zavodňování a zabránění rychlosti zvyšování obsahu vody v ropě je nutné upravit profil absorpce vody ve vstřikovacích vrtech a zavést opatření k ucpání vody v produkčních vrtech jako stimulační metody. 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 alkylsulfitu, které blokují vrstvy s vysokou propustností. Jako pěnidla lze použít polyoxyethylenalkylfenolether, alkylarylsulfonát atd. Tyto látky se rozpustí 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 efektu kontroly profilu. Jako pěnidlo se používá povrchově aktivní látka typu kvartérní amoniové soli, která se rozpustí v silikasolu připraveném ze síranu amonného a vodního skla a vstřikne se do formace. Poté se vstřikuje nekondenzovatelný plyn (zemní plyn nebo plynný chlor), který nejprve vytváří pěnu s kapalinou jako disperzním médiem ve formaci, a poté silikasol geluje za vzniku pěny s pevnou látkou jako disperzním médiem, čímž blokuje vrstvy s vysokou propustností a dosahuje se kontroly profilu. Použitím povrchově aktivních látek sulfonátového typu jako pěnidel a vysokomolekulárních sloučenin jako zahušťovadel a stabilizátorů pěny a následným vstřikováním plynu nebo látek vytvářejících plyn se na povrchu nebo ve formaci vytváří pěna na vodní bázi. V ropné vrstvě se velké množství povrchově aktivní látky přesouvá na rozhraní ropa-voda, což způsobuje rozpad 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 vysoce slanou vodou, 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 použitelná pouze pro pískovcové formace. Aktivní ucpávací činidlo na bázi těžké ropy je těžká ropa rozpuštěná v emulgátorech voda-v-oleji. Když se ve formaci setká s vodou, vytváří vysoce viskózní emulzi voda-v-oleji, aby se dosáhlo efektu ucpání vodou. Ucpávací činidlo olej-ve-vodě se připravuje emulgací těžké ropy ve vodě za použití kationtových povrchově aktivních látek jako emulgátorů olej-ve-vodě.
7.Povrchově aktivní látky pro opatření proti písku
Před zahájením operací s regulací písku je nutné vstřiknout určité množství aktivní vody připravené s povrchově aktivními látkami jako předběžnou proplachovací kapalinu pro předčištění formace a zlepšení účinku regulace písku. Většina povrchově aktivních látek běžně používaných v současnosti jsou aniontové povrchově aktivní látky.
8.Povrchově aktivní látky pro dehydrataci ropy
V primární a sekundární fázi těžby ropy se pro produkovanou ropu převážně používají deemulgátory typu voda v oleji. Byly vyvinuty tři generace produktů. První generace zahrnuje karboxyláty, sulfáty a sulfonáty. Druhá generace se skládá z nízkomolekulárních neiontových povrchově aktivních látek, jako je OP, Pegosperse a sulfonovaný ricinový olej. Třetí generace zahrnuje vysokomolekulární neiontové povrchově aktivní látky. V pozdní sekundární fázi těžby ropy a terciární fázi těžby ropy existuje produkovaná ropa převážně ve formě emulzí typu olej ve vodě. Používají se čtyři typy deemulgátorů, jako je tetradecyltrimethylamoniumchlorid a didecyldimethylamoniumchlorid. Tyto deemulgátory mohou reagovat s aniontovými emulgátory a měnit jejich hydrofilně-lipofilní rovnováhu, nebo se adsorbovat na povrch vodou vlhkých jílových částic a měnit jejich smáčivost a rozbíjet emulzi olej ve vodě. Kromě toho lze jako deemulgátory pro emulze olej ve vodě použít i některé aniontové povrchově aktivní látky, které mohou působit jako emulgátory voda-v-oleji, a neiontové povrchově aktivní látky rozpustné v oleji.
9.Povrchově aktivní látky pro úpravu vody
Po oddělení ropy od produkované kapaliny z ropného vrtu je třeba produkovanou vodu upravit, aby splňovala požadavky pro opětovné vstřikování. Účely úpravy vody zahrnují šest aspektů: inhibici koroze, prevenci usazování vodního kamene, sterilizaci, deoxygenaci, odstraňování ropy a odstraňování pevných suspendovaných látek. Proto se používají inhibitory koroze, inhibitory usazování vodního kamene, baktericidy, deoxidační činidla, odstraňovače ropy, flokulanty atd. Mezi použité průmyslové povrchově aktivní látky patří:
Mezi průmyslové povrchově aktivní látky používané jako inhibitory koroze patří soli alkylsulfonových kyselin, alkylbenzensulfonové kyseliny, perfluoralkylsulfonové kyseliny, soli alkylaminů s přímým řetězcem, kvartérní amoniové soli, alkylpyridiniové soli, soli imidazolinů a jejich deriváty, polyoxyethylenalkylalkoholethery, polyoxyethylendialkylpropynoly, polyoxyethylenrosinaminy, polyoxyethylenstearylaminy, polyoxyethylenalkylalkoholethery alkylsulfonáty, různé kvartérní vnitřní soli aminů a vnitřní soli bis(polyoxyethylen)alkylů a jejich derivátů. Mezi povrchově aktivní látky používané jako inhibitory koroze patří fosfátové estery, sulfátové estery, acetáty, karboxyláty a jejich polyoxyethylenové sloučeniny. Tepelná stabilita sulfonátových esterů a karboxylátů je výrazně lepší než u fosfátových esterů a sulfátových esterů. Mezi průmyslové povrchově aktivní látky používané jako baktericidy patří soli alkylaminů s přímým řetězcem, kvartérní amoniové soli, alkylpyridiniové soli, soli imidazolinů a jejich deriváty, různé vnitřní kvartérní amoniové soli a vnitřní soli bis(polyoxyethylen)alkylů a jejich derivátů. Průmyslové povrchově aktivní látky používané jako odstraňovače oleje jsou převážně ty s rozvětvenou strukturou, které obsahují dithiokarboxylátové skupiny sodné soli.
10,Povrchově aktivní látky pro chemické zaplavování při těžbě ropy
Primární a sekundární těžba ropy může zvýšit efektivitu těžby ropy z 25 % do 50 %, přičemž velké množství ropy zůstává v podzemí a nelze ji vytěžit. Terciární těžba ropy může zlepšit účinnost těžby ropy. Terciární těžba ropy většinou využívá metody chemického zaplavování, tj. přidání některých chemikálií do vstřikované vody za účelem zlepšení účinnosti zaplavování. Mezi používanými chemikáliemi patří některé z průmyslových povrchově aktivních látek a jejich podmínky jsou stručně popsány následovně: Metoda chemického zaplavování s povrchově aktivní látkou jako hlavním činidlem se nazývá zaplavování povrchově aktivní látkou. Povrchově aktivní látky hrají roli ve zlepšení těžby ropy především snížením povrchového napětí mezi ropa a voda a zvýšením kapilárního počtu. Vzhledem k tomu, že povrch pískovcových formací je negativně nabitý, používané povrchově aktivní látky jsou převážně aniontové povrchově aktivní látky, z nichž většina jsou sulfonátové povrchově aktivní látky. Vyrábějí se sulfonací ropných frakcí s vysokým obsahem aromatických uhlovodíků pomocí sulfonačních činidel (jako je oxid sírový) a následnou neutralizací alkáliemi. Jeho specifikace: účinná látka 50 % – 80 %, minerální olej 5 % – 30 %, voda 2 % – 20 %, síran sodný 1 % – 6 %. Sulfonáty ropy jsou odolné vůči vysokým teplotám, ale ne vůči solím a vysokovalentním kovovým iontům. Syntetické sulfonáty se připravují z odpovídajících uhlovodíků za použití odpovídajících syntetických metod. Mezi nimi jsou α-olefinové sulfonáty obzvláště odolné vůči solím a vysokovalentním kovovým iontům. Kromě toho lze pro zaplavení ropou použít i některé aniontové-neiontové povrchově aktivní látky a karboxylátové povrchově aktivní látky. Zaplavení povrchově aktivními látkami vyžaduje dva typy přísad: jednou jsou ko-surfaktanty, jako je isobutanol, diethylenglykolbutylether, močovina, sulfolan, alkenylbenzensulfonáty atd.; druhou jsou elektrolyty, včetně kyselin, zásad a solí, zejména solí. Mohou snižovat hydrofilnost povrchově aktivních látek, relativně zvyšovat lipofilitu a také fungují tak, že mění hodnotu hydrofilně-lipofilní rovnováhy povrchově aktivních látek. Aby se snížily ztráty povrchově aktivních látek a zlepšila se ekonomická efektivita, při zaplavování povrchově aktivními látkami se používají také chemické látky nazývané obětní činidla. Mezi látky, které lze použít jako obětní činidla, patří alkalické látky, polykarboxylové kyseliny a jejich soli, oligomery a polymery a lignosulfonáty a jejich modifikované produkty jsou typem obětního činidla. Metoda zaplavování ropou, která používá dvě nebo více hlavních činidel pro chemické zaplavování ropou, se nazývá kompozitní zaplavování. Mezi takové metody zaplavování ropou související s povrchově aktivními látkami patří: povrchově aktivní látka + polymer pro zaplavování zahuštěnými povrchově aktivními látkami; alkálie + povrchově aktivní látka pro zaplavování povrchově aktivními látkami se zvýšenou alkálií nebo alkalické zaplavování se zvýšenou povrchově aktivní látkou; alkálie + povrchově aktivní látka + polymer pro ternární kompozitní zaplavování. Kompozitní zaplavování má obvykle vyšší výtěžnost ropy než jednoduché zaplavování. Podle analýzy současných vývojových trendů v tuzemsku i v zahraničí má ternární kompozitní zaplavování větší výhody než binární kompozitní zaplavování. Povrchově aktivní látky používané při ternárním kompozitním zaplavování jsou převážně ropné sulfonáty, které se obvykle mísí s kyselinou sírovou, kyselinou fosforečnou a karboxylátem polyoxyethylenalkylalkoholetheru, polyoxyethylenalkylalkoholalkylsulfonátem sodným atd., aby se zlepšila jejich odolnost vůči solím. V poslední době se v tuzemsku i v zahraničí klade velký důraz na výzkum a používání biosurfaktantů, jako jsou rhamnolipidy, soforolipidové fermentační bujóny, jakož i přírodní směsné karboxyláty a vedlejší produkt výroby papíru, alkalický lignin atd., které v terénních i laboratorních testech dosáhly dobrých účinků při zaplavování ropou.
Čas zveřejnění: 26. března 2026