آیا می‌دانید چگونه سورفکتانت‌ها را برای بازیابی میدان نفتی انتخاب کنید؟

۱. سورفکتانت‌ها برای اقدامات شکست
اقدامات شکست هیدرولیکی اغلب در میادین نفتی با نفوذپذیری کم اعمال می‌شوند. این اقدامات شامل استفاده از فشار برای شکستن سازند، ایجاد ترک‌ها و سپس تقویت این ترک‌ها با پروپانت‌ها برای کاهش مقاومت جریان سیال و در نتیجه دستیابی به هدف افزایش تولید و تزریق است. برخی از سیالات شکست هیدرولیکی با استفاده از سورفکتانت‌ها به عنوان یکی از اجزای خود فرموله می‌شوند.

سیالات شکست هیدرولیکی نفت در آب از آب، نفت و امولسیفایرها فرموله می‌شوند. امولسیفایرهای مورد استفاده شامل سورفکتانت‌های یونی، غیر یونی و آمفوتریک هستند. اگر از آب غلیظ به عنوان فاز خارجی و نفت به عنوان فاز داخلی استفاده شود، می‌توان یک سیال شکست هیدرولیکی نفت در آب غلیظ (امولسیون پلیمری) تهیه کرد. این نوع سیال شکست هیدرولیکی را می‌توان در دماهای زیر ۱۶۰ درجه سانتیگراد استفاده کرد و می‌تواند به طور خودکار سیالات را امولسیون‌زدایی و تخلیه کند.

سیالات شکست فومی سیالاتی هستند که آب به عنوان محیط پراکندگی و گاز به عنوان فاز پراکنده در آنها قرار دارد. اجزای اصلی آنها آب، گاز و عوامل کف ساز هستند. آلکیل سولفونات‌ها، آلکیل بنزن سولفونات‌ها، استرهای آلکیل سولفات، نمک‌های آمونیوم چهارتایی و سورفکتانت‌های نوع OP همگی می‌توانند به عنوان عوامل کف ساز استفاده شوند. غلظت عوامل کف ساز در آب عموماً 0.5 تا 2 درصد است و نسبت حجم فاز گازی به حجم فوم از 0.5 تا 0.9 متغیر است.

سیالات شکست هیدرولیکی پایه نفتی با استفاده از نفت به عنوان حلال یا محیط پراکندگی فرموله می‌شوند. رایج‌ترین نفت‌های مورد استفاده در این زمینه، نفت خام یا بخش‌های سنگین آن هستند. برای بهبود عملکرد ویسکوزیته-دمای آنها، باید سولفونات‌های نفتی محلول در نفت (با وزن مولکولی 300 تا 750) اضافه شوند. سیالات شکست هیدرولیکی پایه نفتی همچنین شامل سیالات شکست هیدرولیکی آب در نفت و سیالات شکست هیدرولیکی کف نفتی هستند. مورد اول از سورفکتانت‌های آنیونی محلول در نفت، سورفکتانت‌های کاتیونی و سورفکتانت‌های غیر یونی به عنوان امولسیفایر استفاده می‌کند، در حالی که مورد دوم از سورفکتانت‌های پلیمری حاوی فلوئور به عنوان تثبیت‌کننده کف استفاده می‌کند.

سیالات شکست هیدرولیکی برای سازندهای حساس به آب، امولسیون‌ها یا فوم‌هایی هستند که با استفاده از مخلوطی از الکل‌ها (مانند اتیلن گلیکول) و روغن‌ها (مانند نفت سفید) به عنوان محیط پراکندگی، دی اکسید کربن مایع به عنوان فاز پراکنده و اترهای پلی اکسی اتیلن آلکیل الکل استریفیه شده با سولفات به عنوان امولسیفایر یا عامل کف‌ساز، برای شکست هیدرولیکی سازندهای حساس به آب فرموله می‌شوند.

سیالات شکست هیدرولیکی برای اسیدکاری شکست هیدرولیکی هم به عنوان سیالات شکست هیدرولیکی و هم به عنوان سیالات اسیدکاری عمل می‌کنند و در سازندهای کربناته که هر دو اقدام به طور همزمان انجام می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیالات مرتبط با سورفکتانت‌ها شامل فوم‌های اسیدی و امولسیون‌های اسیدی هستند؛ اولی از آلکیل سولفونات‌ها یا آلکیل بنزن سولفونات‌ها به عنوان عوامل کف‌زا استفاده می‌کند، در حالی که دومی از سورفکتانت‌های نوع سولفونات به عنوان امولسیفایر استفاده می‌کند.

همانند سیالات اسیدی‌کننده، سیالات شکست هیدرولیکی نیز از سورفکتانت‌ها به عنوان امولسیون‌زدا، افزودنی‌های پاک‌کننده و اصلاح‌کننده‌های ترشوندگی استفاده می‌کنند که در اینجا به تفصیل به آنها پرداخته نخواهد شد.

۲. سورفکتانت‌ها برای کنترل پروفیل و اقدامات مربوط به گرفتگی آب

برای بهبود اثربخشی توسعه سیلاب‌زنی با آب و مهار نرخ افزایش برش آب نفت خام، لازم است پروفیل جذب آب در چاه‌های تزریق تنظیم شود و اقدامات انسداد آب در چاه‌های تولیدی برای افزایش تولید انجام شود. برخی از این روش‌های کنترل پروفیل و انسداد آب اغلب از سورفکتانت‌های خاصی استفاده می‌کنند. عامل کنترل پروفیل ژل HPC/SDS با مخلوط کردن هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC) و سدیم دودسیل سولفات (SDS) در آب شیرین تهیه می‌شود. سدیم آلکیل سولفونات و آلکیل تری متیل آمونیوم کلرید به ترتیب در آب حل می‌شوند تا دو سیال عامل تهیه شوند که به ترتیب به سازند تزریق می‌شوند. دو سیال عامل در سازند به هم می‌رسند و رسوبات آلکیل سولفیت آلکیل تری متیل آمین تولید می‌کنند که لایه‌های با نفوذپذیری بالا را مسدود می‌کنند. پلی‌اکسی‌اتیلن آلکیل فنل اتر، آلکیل آریل سولفونات و غیره می‌توانند به عنوان عوامل کف‌ساز استفاده شوند. آنها در آب حل می‌شوند تا یک سیال عامل تهیه شود که سپس به طور متناوب با یک سیال عامل دی اکسید کربن مایع به سازند تزریق می‌شود. این امر باعث تشکیل کف در سازند (عمدتاً در لایه‌های با نفوذپذیری بالا) می‌شود و باعث انسداد و دستیابی به اثر کنترل پروفیل می‌شود. یک سورفکتانت از نوع نمک آمونیوم چهارتایی به عنوان عامل کف‌ساز در یک سل اسید سیلیسیک تهیه شده از سولفات آمونیوم و شیشه آب حل شده و به سازند تزریق می‌شود و پس از آن گاز غیر قابل میعان (گاز طبیعی یا گاز کلر) تزریق می‌شود. این کار ابتدا کفی با مایع به عنوان محیط پراکندگی در سازند تولید می‌کند و سپس سل اسید سیلیسیک ژل می‌شود و در نتیجه کفی با جامد به عنوان محیط پراکندگی ایجاد می‌شود که لایه‌های با نفوذپذیری بالا را مسدود کرده و کنترل پروفیل را به دست می‌آورد. با استفاده از سورفکتانت‌های نوع سولفونات به عنوان عوامل کف‌ساز و ترکیبات مولکولی بالا به عنوان عوامل غلیظ‌کننده و تثبیت‌کننده کف، و سپس تزریق گاز یا مواد مولد گاز، کف پایه آب روی سطح یا در سازند تولید می‌شود. در لایه نفت، مقدار زیادی سورفکتانت به سطح مشترک نفت-آب حرکت می‌کند و باعث تخریب کف می‌شود، بنابراین لایه نفت را مسدود نمی‌کند و یک عامل مسدودکننده انتخابی آب چاه نفت است. عامل مسدودکننده آب سیمان پایه روغنی، سوسپانسیونی از سیمان در روغن است. سطح سیمان آبدوست است. وقتی آب وارد لایه آب‌زا می‌شود، روغن روی سطح سیمان را جابجا می‌کند و با سیمان واکنش می‌دهد و باعث می‌شود سیمان جامد شود و لایه آب‌زا را مسدود کند. برای بهبود سیالیت این عامل مسدودکننده، معمولاً سورفکتانت‌های نوع کربوکسیلات و سولفونات اضافه می‌شوند. عامل مسدودکننده سیال میسلی پایه آب، یک محلول میسلی است که عمدتاً از آمونیوم پترولیوم سولفونات، هیدروکربن‌ها، الکل‌ها و غیره تشکیل شده است. هنگامی که با آب با شوری بالا در سازند مواجه می‌شود، می‌تواند برای رسیدن به اثر مسدودکننده آب، چسبناک شود. عوامل مسدودکننده محلول سورفکتانت کاتیونی پایه آب یا پایه روغنی، که عمدتاً از سورفکتانت‌های آلکیل کربوکسیلات و آلکیل آمونیوم کلرید تشکیل شده‌اند، فقط برای سازندهای ماسه‌سنگی مناسب هستند. عامل مسدودکننده آب نفت سنگین فعال، یک روغن سنگین است که با امولسیفایرهای آب در روغن حل شده است. وقتی این ماده با آب موجود در سازند برخورد می‌کند، یک امولسیون آب در نفت با ویسکوزیته بالا تولید می‌کند تا به هدف مسدود کردن آب دست یابد. عامل مسدود کننده نفت در آب با امولسیون کردن نفت سنگین در آب با استفاده از سورفکتانت‌های کاتیونی به عنوان امولسیفایرهای نفت در آب تهیه می‌شود.