Wie man Tenside für die Gewinnung von Schweröl und wachsartigem Rohöl auswählt

1. Tenside zur Schwerölgewinnung

Aufgrund der hohen Viskosität und geringen Fließfähigkeit von Schweröl ist dessen Förderung mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden. Zur Gewinnung dieses Schweröls werden mitunter wässrige Tensidlösungen in das Bohrloch injiziert. Dieses Verfahren wandelt das hochviskose Schweröl in niedrigviskose Öl-in-Wasser-Emulsionen (O/W) um, die anschließend an die Oberfläche gepumpt werden können. Zu den in diesem Verfahren zur Emulgierung und Viskositätsreduktion von Schweröl verwendeten Tensiden gehören Natriumalkylsulfonat, Polyoxyethylenalkylalkoholether, Polyoxyethylenalkylphenolether, Polyoxyethylenpolyoxypropylenpolyenpolyamin und Natriumpolyoxyethylenalkylalkoholethersulfat.

Die hergestellten Öl-in-Wasser-Emulsionen müssen entwässert werden, um die Wasserkomponente abzutrennen. Hierfür werden bestimmte industrielle Tenside als Demulgatoren eingesetzt. Diese Demulgatoren sind Wasser-in-Öl-Emulgatoren (W/O-Emulgatoren). Zu den gängigen Typen gehören kationische Tenside, Naphthensäuren, Asphaltensäuren und deren mehrwertige Metallsalze.

Für spezielle Schwerölsorten, die mit herkömmlichen Förderanlagen nicht erschlossen werden können, ist die Dampfinjektion zur thermischen Gewinnung erforderlich. Um die Effizienz der thermischen Gewinnung zu steigern, werden Tenside benötigt. Die Schauminjektion – d. h. die Injektion hochtemperaturbeständiger Schaumbildner zusammen mit nicht kondensierbaren Gasen – in Dampfinjektionsbohrungen ist eine der gängigen Techniken. Zu den häufig verwendeten Schaumbildnern gehören Alkylbenzolsulfonat, α-Olefinsulfonat, Erdölsulfonat, sulfoniertes Polyoxyethylenalkylalkoholether und sulfoniertes Polyoxyethylenalkylphenolether.

Aufgrund ihrer hohen Oberflächenaktivität und Stabilität gegenüber Säuren, Laugen, Sauerstoff, Hitze und Öl gelten fluorierte Tenside als ideale Hochtemperatur-Schaumbildner. Um den Durchtritt von dispergiertem Öl durch Porenkanäle in Gesteinsformationen zu erleichtern oder die Verdrängung von Öl von Oberflächen zu fördern, werden zudem sogenannte Filmdiffusionsmittel eingesetzt, wobei polyoxyalkylierte Phenolharz-Polymer-Tenside am häufigsten verwendet werden.

2. Tenside zur Gewinnung von wachsartigem Rohöl

Zur Gewinnung von wachsartigem Rohöl müssen regelmäßig Maßnahmen zur Wachsverhinderung und Wachsentfernung durchgeführt werden, wobei Tenside sowohl als Wachsinhibitoren als auch als Wachsentferner dienen.

Tenside zur Wachsverhinderung lassen sich in zwei Kategorien einteilen: öllösliche und wasserlösliche Tenside. Öllösliche Tenside hemmen die Wachsbildung durch Modifizierung der Oberflächeneigenschaften von Wachskristallen. Erdölsulfonate und Tenside vom Amintyp sind hierfür gängige Vertreter. Wasserlösliche Tenside verändern die Eigenschaften von Oberflächen, auf denen sich Wachs ablagert (z. B. Ölleitungen, Saugstangen und zugehörige Ausrüstung). Zu den verfügbaren Tensiden gehören Natriumalkylsulfonate, quaternäre Ammoniumsalze, Alkanpolyoxyethylenether, aromatische Kohlenwasserstoffpolyoxyethylenether sowie deren Natriumsulfonatderivate.

Tenside zur Wachsentfernung werden anhand ihrer Anwendungsgebiete in zwei Typen unterteilt. Öllösliche Tenside werden in ölhaltigen Wachsentfernern eingesetzt, während wasserlösliche Tenside – darunter Sulfonat-, quaternäre Ammoniumsalz-, Polyether-, Tween- und OP-Tenside sowie sulfatveresterte oder sulfonierte Peregal- und OP-Tenside – in wasserbasierten Wachsentfernern Verwendung finden.

In den letzten Jahren haben sowohl inländische als auch internationale Unternehmen die Wachsentfernung mit Technologien zur Wachsprävention integriert und öl- und wasserbasierte Wachsentferner zu Hybrid-Wachsentfernern kombiniert. Diese Produkte verwenden aromatische Kohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffgemische als Ölphase und Emulgatoren mit wachslösenden Eigenschaften als Wasserphase. Wenn der gewählte Emulgator ein nichtionisches Tensid mit einem geeigneten Trübungspunkt ist, kann die Temperatur unterhalb des wachsablagernden Bereichs der Ölquelle diesen Trübungspunkt erreichen oder überschreiten. Dadurch demulgiert der Hybrid-Wachsentferner, bevor er in den wachsablagernden Bereich gelangt, und trennt sich in zwei Komponenten, die synergistisch zusammenwirken, um das Wachs zu entfernen.