Anvendelse afoverfladeaktive stofferi oliefeltproduktion
1. Overfladeaktive stoffer anvendt til udvinding af tung olie
På grund af den høje viskositet og dårlige fluiditet af tung olie medfører det mange vanskeligheder i minedrift. For at udvinde disse tunge olier er det nogle gange nødvendigt at injicere en vandig opløsning af overfladeaktivt stof nede i borehullet for at omdanne den tunge olie med høj viskositet til en olie-i-vand-emulsion med lav viskositet og ekstrahere den til overfladen. De overfladeaktive stoffer, der anvendes i denne metode til emulgering og viskositetsreduktion af tung olie, omfatter natriumalkylsulfonat, polyoxyethylenalkylalkoholether, polyoxyethylenalkylphenolether, polyoxyethylenpolyoxypropylenpolyenpolyamin, polyoxyethylenvinylalkylalkoholethersulfatnatriumsalt osv. Den producerede olie-i-vand-emulsion skal separere vandet og bruge nogle industrielle overfladeaktive stoffer som demulgatorer til dehydrering. Disse demulgatorer er vand-i-olie-emulgatorer. Almindeligt anvendte er kationiske overfladeaktive stoffer eller naphthensyrer, asfaltonsyrer og deres multivalente metalsalte.
Speciel tung olie kan ikke udvindes med konventionelle pumpeenheder og kræver dampindsprøjtning til termisk genvinding. For at forbedre den termiske genvindingseffekt skal der anvendes overfladeaktive stoffer. Indsprøjtning af skum i dampindsprøjtningsbrønden, dvs. indsprøjtning af højtemperaturbestandigt skummiddel og ikke-kondenserbar gas, er en af de almindeligt anvendte moduleringsmetoder.
Almindeligt anvendte skumdannende midler er alkylbenzensulfonater, α-olefinsulfonater, petroleumsulfonater, sulfohydrocarbylerede polyoxyethylenalkylalkoholethere og sulfohydrocarbylerede polyoxyethylenalkylphenolethere osv. Da fluorerede overfladeaktive stoffer har høj overfladeaktivitet og er stabile over for syrer, baser, ilt, varme og olie, er de ideelle skumdannende midler til høje temperaturer. For at gøre det muligt for den dispergerede olie let at passere gennem formationens porehalsstruktur, eller for at gøre det nemt at drive olien på formationens overflade ud, er det nødvendigt at anvende et overfladeaktivt stof kaldet et filmdiffusionsmiddel. Det almindeligt anvendte middel er et overfladeaktivt middel til oxyalkylerede phenolharpikspolymerer.
- Overfladeaktive stoffer til udvinding af voksagtig råolie
Udnyttelse af voksholdig råolie kræver hyppig forebyggelse af voks og fjernelse af voks. Overfladeaktive stoffer fungerer som voksinhibitorer og voksfjernere. Der findes olieopløselige overfladeaktive stoffer og vandopløselige overfladeaktive stoffer, der anvendes til antivoks. Førstnævnte spiller en antivoksrolle ved at ændre egenskaberne af vokskrystaloverfladen. Almindeligt anvendte olieopløselige overfladeaktive stoffer er petroleumsulfonater og aminoverfladeaktive stoffer. Vandopløselige overfladeaktive stoffer spiller en antivoksrolle ved at ændre egenskaberne af voksdannede overflader (såsom olierør, sugekopper og udstyrsoverflader). Tilgængelige overfladeaktive stoffer omfatter natriumalkylsulfonater, kvaternære ammoniumsalte, alkanpolyoxyethylenethere, aromatiske kulbrintepolyoxyethylenethere og deres sulfonatnatriumsalte osv. Overfladeaktive stoffer, der anvendes til fjernelse af voks, er også opdelt i to aspekter. Olieopløselige overfladeaktive stoffer anvendes til oliebaserede voksfjernere og vandopløselige sulfonattyper, kvaternære ammoniumsalttyper, polyethertyper, Tween-typer, OP-typer, sulfatbaserede eller sulfoalkylerede fladtyper og OP-typer.overfladeaktivt stofs bruges i vandbaserede voksfjernere. I de senere år er indenlandske og udenlandske voksfjernere blevet organisk kombineret, og oliebaserede voksfjernere og vandbaserede voksfjernere er blevet organisk kombineret for at producere hybride voksfjernere. Denne voksfjerner bruger aromatiske kulbrinter og blandede aromatiske kulbrinter som oliefase og bruger en emulgator med voksrensende effekt som vandfase. Når den valgte emulgator er et ikke-ionisk overfladeaktivt stof med et passende uklarhedspunkt, kan temperaturen under vokssektionen i oliebrønden nå eller overstige dens uklarhedspunkt, således at den blandede voksfjerner kan brydes, før den kommer ind i voksdannende sektion, og to voksrensende midler adskilles, som samtidig spiller rollen som voksrensende.
3. Overfladeaktive stofferbruges til at stabilisere ler
Stabiliserende ler er opdelt i to aspekter: at forhindre udvidelse af lermineraler og at forhindre migration af lermineralpartikler. Kationiske overfladeaktive stoffer såsom aminsalttyper, kvaternære ammoniumsalttyper, pyridiniumsalttyper og imidazolinsalt kan anvendes til at forhindre lers hævelse. Fluorholdige ikke-ioniske kationiske overfladeaktive stoffer er tilgængelige for at forhindre migration af lermineralpartikler.
4. Overfladeaktive stofferanvendt i forsuringsforanstaltninger
For at forbedre forsuringseffekten tilsættes der generelt en række tilsætningsstoffer til syreopløsningen. Ethvert overfladeaktivt stof, der er kompatibelt med syreopløsningen og let absorberes ved dannelsen, kan anvendes som forsuringshæmmende middel. Såsom fedtaminhydrochlorid, kvaternært ammoniumsalt, pyridinsalt i kationiske overfladeaktive stoffer og sulfonerede, carboxymethylerede, phosphatestersaltede eller sulfatestersaltede polyoxyethylenalkaner i amfotere overfladeaktive stoffer, f.eks. phenolether. Nogle overfladeaktive stoffer, såsom dodecylsulfonsyre og dens alkylaminsalte, kan emulgere syrevæske i olie for at producere en syre-i-olie-emulsion. Denne emulsion kan anvendes som en forsuret industriel væske og spiller også en retarderende rolle.
Nogle overfladeaktive stoffer kan bruges som antiemulgatorer til at forsure væsker. Overfladeaktive stoffer med forgrenede strukturer, såsom polyoxyethylen-polyoxypropylen-propylenglycolether og polyoxyethylen-polyoxypropylen-pentaethylen-hexaamin, kan bruges som forsurende antiemulgatorer.
Nogle overfladeaktive stoffer kan bruges som syrefattige dræningsmidler. Overfladeaktive stoffer, der kan bruges som dræningsmidler, omfatter aminsalttyper, kvaternære ammoniumsalttyper, pyridiniumsalttyper, ikke-ioniske, amfotere og fluorholdige overfladeaktive stoffer.
Nogle overfladeaktive stoffer kan anvendes som forsurende slambekæmpende midler, såsom olieopløselige overfladeaktive stoffer, såsom alkylphenoler, fedtsyrer, alkylbenzensulfonsyrer, kvaternære ammoniumsalte osv. Fordi de har dårlig syreopløselighed, kan ikke-ioniske overfladeaktive stoffer anvendes til at dispergere dem i syreopløsningen.
For at forbedre forsuringseffekten skal der tilsættes et befugtningsreverserende middel til syreopløsningen for at vende befugtningsevnen i zonen nær borehullet fra lipofil til hydrofil. Blandinger af polyoxyethylen-polyoxypropylen-alkylalkoholethere og fosfatsaltede polyoxyethylen-polyoxypropylen-alkylalkoholethere adsorberes ved dannelsen og danner det tredje adsorptionslag, som spiller en rolle i befugtning og reversering.
Derudover findes der nogle overfladeaktive stoffer, såsom fedtaminhydrochlorid, kvaternært ammoniumsalt eller ikke-ionisk-anionisk overfladeaktivt stof, der anvendes som skumdannende midler til at fremstille skum som en sur arbejdsvæske for at opnå formålet med at bremse korrosion og opnå dyb forsuring, eller skum fremstilles heraf og anvendes som forvæske til forsuring. Efter at de er injiceret i formationen, injiceres syreopløsningen. Jamin-effekten, der produceres af boblerne i skummet, kan omdirigere syrevæsken og tvinge syrevæsken til primært at opløse det lavpermeable lag og derved forbedre forsuringseffekten.
5. Overfladeaktive stoffer anvendt i fraktureringsforanstaltninger
Fraktureringsforanstaltninger anvendes ofte i oliefelter med lav permeabilitet. De bruger tryk til at åbne formationen for at danne frakturer og bruger proppant til at understøtte frakturerne for at reducere væskestrømningsmodstanden og opnå formålet med at øge produktionen og opmærksomheden. Nogle fraktureringsvæsker er formuleret med overfladeaktive stoffer som en af ingredienserne.
Olie-i-vand-fraktureringsvæsker formuleres med vand, olie og emulgatorer. De anvendte emulgatorer er ioniske, ikke-ioniske og amfotere overfladeaktive stoffer. Hvis fortykket vand anvendes som den eksterne fase, og olie anvendes som den interne fase, kan der fremstilles en fortykket olie-i-vand-fraktureringsvæske (polymeremulsion). Denne fraktureringsvæske kan anvendes ved temperaturer under 160 °C og kan automatisk nedbryde emulsioner og dræne væsker.
Skumfraktureringsvæske er en fraktureringsvæske, der bruger vand som dispersionsmedium og gas som den dispergerede fase. Dens hovedkomponenter er vand, gas og skumdannende middel. Alkylsulfonater, alkylbenzensulfonater, alkylsulfatestersalte, kvaternære ammoniumsalte og OP-overfladeaktive stoffer kan alle anvendes som skumdannende midler. Koncentrationen af skumdannende middel i vand er generelt 0,5-2%, og forholdet mellem gasfasevolumen og skumvolumen ligger i området 0,5-0,9.
Oliebaseret fraktureringsvæske er en fraktureringsvæske formuleret med olie som opløsningsmiddel eller dispersionsmedium. Den mest almindeligt anvendte olie på stedet er råolie eller dens tunge fraktion. For at forbedre dens viskositet og temperaturegenskaber skal olieopløselig petroleumsulfonat (molekylvægt 300-750) tilsættes. Oliebaserede fraktureringsvæsker omfatter også vand-i-olie fraktureringsvæsker og olieskumfraktureringsvæsker. De emulgatorer, der anvendes i førstnævnte, er olieopløselige anioniske overfladeaktive stoffer, kationiske overfladeaktive stoffer og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, mens de skumstabilisatorer, der anvendes i sidstnævnte, er fluorholdige polymeroverfladeaktive stoffer.
Vandfølsom formationsfraktureringsvæske bruger en blanding af alkohol (såsom ethylenglycol) og olie (såsom petroleum) som dispersionsmedium, flydende kuldioxid som den dispergerede fase og sulfatsaltet polyoxyethylenalkylalkoholether som emulgator. Eller emulsion eller skum formuleret med skumdannende middel til at frakturere vandfølsomme formationer.
Fraktureringsvæsken, der anvendes til frakturering og forsuring, er både en fraktureringsvæske og en forsuringsvæske. Den anvendes i karbonatformationer, og de to foranstaltninger udføres samtidigt. Surt skum og sur emulsion er beslægtet med overfladeaktive stoffer. Førstnævnte bruger alkylsulfonat eller alkylbenzensulfonat som skummiddel, og sidstnævnte bruger et sulfonatoverfladeaktivt stof som emulgator. Ligesom forsuringsvæsker bruger fraktureringsvæsker også overfladeaktive stoffer som antiemulgatorer, dræningshjælpemidler og befugtningsreverserende midler, hvilket ikke vil blive diskuteret her.
6. Brug overfladeaktive stoffer til profilkontrol og vandblokerende foranstaltninger
For at forbedre vandinjektionsudviklingseffekten og undertrykke den stigende hastighed af vandindholdet i råolie er det nødvendigt at justere vandabsorptionsprofilen på vandinjektionsbrøndene og øge produktionen ved at blokere vand på produktionsbrøndene. Nogle af profilkontrol- og vandblokeringsmetoderne bruger ofte nogle overfladeaktive stoffer.
HPC/SDS gelprofilkontrolmiddel er sammensat af hydroxypropylcellulose (HPC) og natriumdodecylsulfat (SDS) i ferskvand.
Natriumalkylsulfonat og alkyltrimethylammoniumchlorid opløses henholdsvis i vand for at fremstille to arbejdsvæsker, som sprøjtes ind i formationen efter hinanden. De to arbejdsvæsker interagerer med hinanden i formationen for at producere alkyltrimethylamin. Sulfitten udfældes og blokerer det højpermeable lag.
Polyoxyethylenalkylphenolethere, alkylarylsulfonater osv. kan anvendes som skumdannende midler, opløses i vand for at fremstille en arbejdsfluid og derefter injiceres i formationen skiftevis med flydende kuldioxid-arbejdsfluid. Netop i formationen (primært det højpermeable lag) danner der skum, producerer blokering og spiller en rolle i profilkontrollen.
Ved at bruge et kvaternært ammonium-overfladeaktivt stof som skumdannende middel opløst i en kiselsyresol bestående af ammoniumsulfat og vandglas og injiceret i formationen, og derefter injicere ikke-kondenserbar gas (naturgas eller klor), kan der først dannes en væskebaseret form i formationen. Skummet i dispersionsmellemlaget, efterfulgt af gelering af kiselsyresolen, producerer et skum med fast stof som dispersionsmedium, der spiller rollen med at tilstoppe det højpermeable lag og kontrollere profilen.
Ved at bruge sulfonat-overfladeaktive stoffer som skumdannende midler og polymerforbindelser som fortykkende skumstabilisatorer, og derefter indsprøjte gas eller gasgenererende stoffer, genereres et vandbaseret skum på jorden eller i formationen. Dette skum er overfladeaktivt i olielaget. En stor mængde af stoffet bevæger sig til olie-vand-grænsefladen, hvilket forårsager skumødelæggelse, så det ikke blokerer olielaget. Det er et selektivt og vandblokerende middel i oliebrønde.
Oliebaseret cementvandblokerende middel er en suspension af cement i olie. Cementens overflade er hydrofil. Når vandet kommer ind i det vandproducerende lag, fortrænger det interaktionen mellem oliebrønden og cementen på cementens overflade, hvilket får cementen til at størkne og blokere det vandproducerende lag. For at forbedre flydeevnen af dette blokeringsmiddel tilsættes der normalt carboxylat- og sulfonat-overfladeaktive stoffer.
Vandbaseret micellært flydende opløseligt vandblokerende middel er en micellær opløsning, der hovedsageligt består af petroleumammoniumsulfonat, kulbrinter og alkoholer. Det indeholder et højt saltindhold og bliver viskøst for at opnå en vandblokerende effekt.
Vandbaseret eller oliebaseret kationisk overfladeaktiv opløsning, der er vandblokerende, er baseret på alkylcarboxylat- og alkylammoniumchloridsaltaktive stoffer og er kun egnet til sandstensformationer.
Aktivt vandblokerende middel til tung olie er en type tung olie opløst med vand-i-olie-emulgator. Det producerer en meget viskøs vand-i-olie-emulsion efter afvanding af formationen for at opnå formålet med at blokere vand.
Olie-i-vand vandblokerende middel fremstilles ved at emulgere tung olie i vand ved hjælp af et kationisk overfladeaktivt stof som olie-i-vand-emulgator.
7. Brug overfladeaktive stoffer til sandbekæmpelse
Før sandkontroloperationer skal en vis mængde aktiveret vand tilberedt med overfladeaktive stoffer injiceres som en forvæske for at forrense formationen og forbedre sandkontroleffekten. I øjeblikket er de mest almindeligt anvendte overfladeaktive stoffer anioniske overfladeaktive stoffer.
8. Overfladeaktivt stof til dehydrering af råolie
I de primære og sekundære olieudvindingstrin anvendes ofte vand-i-olie-demulgatorer til den ekstraherede råolie. Der er udviklet tre generationer af produkter. Den første generation er carboxylat, sulfat og sulfonat. Den anden generation er lavmolekylære nonioniske overfladeaktive stoffer såsom OP, Pingpingjia og sulfoneret ricinusolie. Den tredje generation er polymert nonionisk overfladeaktivt stof.
I de senere stadier af sekundær olieudvinding og tertiær olieudvinding eksisterer den producerede råolie hovedsageligt i form af olie-i-vand-emulsion. Der anvendes fire typer demulgatorer, såsom tetradecyltrimethyloxyammoniumchlorid og didecyldimethylammoniumchlorid. De kan reagere med anioniske emulgatorer for at ændre deres hydrofile oliebalanceværdi eller adsorberes på overfladen af vandvåde lerpartikler, hvilket ændrer deres befugtningsevne og ødelægger olie-i-vand-emulsioner. Derudover kan nogle anioniske overfladeaktive stoffer og olieopløselige ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, der kan bruges som vand-i-olie-emulgatorer, også bruges som demulgatorer til olie-i-vand-emulsioner.
- Overfladeaktive stoffer til vandbehandling
Efter at olieproduktionsvæsken fra oliebrønden er adskilt fra råolien, skal det producerede vand behandles for at opfylde reinjektionskravene. Der er seks formål med vandbehandling, nemlig korrosionshæmning, forebyggelse af skalaer, sterilisering, fjernelse af ilt, fjernelse af olie og fjernelse af fast suspenderet materiale. Derfor er det nødvendigt at anvende korrosionsinhibitorer, anti-skala midler, baktericider, iltfjernere, affedtningsmidler og flokkuleringsmidler osv. Følgende aspekter involverer industrielle overfladeaktive stoffer:
Industrielle overfladeaktive stoffer, der anvendes som korrosionsinhibitorer, omfatter salte af alkylsulfonsyre, alkylbenzensulfonsyre, perfluoralkylsulfonsyre, lineære alkylaminsalte, kvaternære ammoniumsalte og alkylpyridinsalte, salte af imidazolin og dets derivater, polyoxyethylenalkylalkoholethere, polyoxyethylendialkylpropargylalkohol, polyoxyethylenrosinamin, polyoxyethylenstearylamin og polyoxyethylenalkylalkoholethere, alkylsulfonat, forskellige kvaternære ammoniumindre salte, di(polyoxyethylen)alkylindre salte og deres derivater.
Overfladeaktive stoffer, der anvendes som antifoulingmidler, omfatter fosfatestersalte, sulfatestersalte, acetater, carboxylater og deres polyoxyethylenforbindelser. Den termiske stabilitet af sulfonatestersalte og carboxylatsalte er betydeligt bedre end for fosfatestersalte og sulfatestersalte.
Industrielle overfladeaktive stoffer, der anvendes i fungicider, omfatter lineære alkylaminsalte, kvaternære ammoniumsalte, alkylpyridiniumsalte, salte af imidazolin og dets derivater, forskellige kvaternære ammoniumsalte, di(polyoxy)vinyl)alkyl og interne salte af dets derivater.
Industrielle overfladeaktive stoffer, der anvendes i affedtningsmidler, er hovedsageligt overfladeaktive stoffer med forgrenede strukturer og natriumdithiocarboxylatgrupper.
10. Overfladeaktivt stof til kemisk olieoversvømmelse
Primær og sekundær olieudvinding kan udvinde 25%-50% af den underjordiske råolie, men der er stadig meget råolie, der forbliver under jorden og ikke kan udvindes. Udførelse af tertiær olieudvinding kan forbedre råolieudvindingen. Tertiær olieudvinding bruger hovedsageligt kemisk oversvømmelsesmetode, dvs. at tilsætte nogle kemiske stoffer til det injicerede vand for at forbedre vandoversvømmelseseffektiviteten. Blandt de anvendte kemikalier er nogle industrielle overfladeaktive stoffer. En kort introduktion til dem er som følger:
Den kemiske olieoversvømmelsesmetode, der bruger overfladeaktivt stof som hovedmiddel, kaldes overfladeaktiv oversvømmelse. Overfladeaktive stoffer spiller primært en rolle i at forbedre olieudvindingen ved at reducere olie-vand-grænsefladespændingen og øge antallet af kapillærer. Da overfladen af sandstensformationen er negativt ladet, er de anvendte overfladeaktive stoffer hovedsageligt anioniske overfladeaktive stoffer, og de fleste af dem er sulfonat-overfladeaktive stoffer. Det fremstilles ved at bruge et sulfoneringsmiddel (såsom svovltrioxid) til at sulfonere petroleumfraktioner med højt indhold af aromatiske kulbrinter og derefter neutralisere dem med alkali. Dets specifikationer: aktivt stof 50%-80%, mineralolie 5%-30%, vand 2%-20%, natriumsulfat 1%-6%. Petroleumsulfonat er ikke modstandsdygtigt over for temperatur, salt eller dyre metalioner. Syntetiske sulfonater fremstilles ud fra tilsvarende kulbrinter ved hjælp af tilsvarende syntetiske metoder. Blandt disse er α-olefinsulfonat særligt modstandsdygtigt over for salt og højvalente metalioner. Andre anioniske-nonioniske overfladeaktive stoffer og carboxylat-overfladeaktive stoffer kan også anvendes til oliefortrængning. Oliefortrængning af overfladeaktive stoffer kræver to slags tilsætningsstoffer: den ene er et co-overfladeaktivt stof, såsom isobutanol, diethylenglycolbutylether, urinstof, sulfolan, alkenylenbenzensulfonat osv., og den anden er et dielektrisk stof, herunder syre- og alkalisalte, primært salte, som kan reducere det overfladeaktive stofs hydrofilicitet og relativt øge lipofiliciteten, samt ændre den hydrofile-lipofile balanceværdi af det aktive stof. For at reducere tabet af overfladeaktivt stof og forbedre de økonomiske effekter anvendes der også kemikalier kaldet offermidler til oversvømmelse af overfladeaktive stoffer. Stoffer, der kan anvendes som offermidler, omfatter alkaliske stoffer og polycarboxylsyrer og deres salte. Oligomerer og polymerer kan også anvendes som offermidler. Lignosulfonater og deres modifikationer er offermidler.
Oliefortrængningsmetoden, der bruger to eller flere kemiske oliefortrængningshovedmidler, kaldes kompositoversvømmelse. Denne oliefortrængningsmetode relateret til overfladeaktive stoffer omfatter: overfladeaktivt og polymerfortykket overfladeaktivt oversvømmelse; alkaliforstærket overfladeaktivt oversvømmelse med alkali + overfladeaktivt stof eller overfladeaktivt forstærket alkalioversvømmelse; elementbaseret kompositoversvømmelse med alkali + overfladeaktivt stof + polymer. Kompositoversvømmelse har generelt højere genvindingsfaktorer end et enkelt drev. Ifølge den nuværende analyse af udviklingstendenser i ind- og udland har ternær forbindelsesoversvømmelse større fordele end binær forbindelsesoversvømmelse. De overfladeaktive stoffer, der anvendes i ternær kompositoversvømmelse, er hovedsageligt petroleumsulfonater, der normalt også anvendes i kombination med svovlsyre, fosforsyre og carboxylater af polyoxyethylenalkylalkoholethere og polyoxyethylenalkylalkoholalkylsulfonatnatriumsalte osv. for at forbedre dens salttolerance. For nylig har både hjemme og i udlandet lagt stor vægt på forskning i og brug af biosurfaktanter, såsom rhamnolipid, sophorolipid-fermenteringsvæske osv., såvel som naturlige blandede carboxylater og papirfremstillingsbiproduktet alkalilignin osv., og har opnået gode resultater i felt- og indendørsforsøg. God oliefortrængningseffekt.
Opslagstidspunkt: 26. dec. 2023