Öljykenttäkemikaalien luokittelumenetelmän mukaan öljykentillä käytettävät pinta-aktiiviset aineet voidaan luokitella käyttötarkoituksen mukaan porauspinta-aktiivisiin aineisiin, tuotantopinta-aktiivisiin aineisiin, tehostettuun öljyn talteenottoon tarkoitettuihin pinta-aktiivisiin aineisiin, öljyn ja kaasun keräys-/kuljetuspinta-aktiivisiin aineisiin sekä vedenkäsittelyn pinta-aktiivisiin aineisiin.
Porauspinta-aktiiviset aineet
Öljykenttien pinta-aktiivisista aineista porauspinta-aktiiviset aineet (mukaan lukien porausnesteiden lisäaineet ja sementointilisäaineet) muodostavat suurimman kulutusmäärän – noin 60 % öljykenttien pinta-aktiivisten aineiden kokonaiskäytöstä. Tuotantopinta-aktiiviset aineet, vaikkakin määrältään suhteellisen pieniä, ovat teknisesti edistyneempiä ja muodostavat noin kolmanneksen kokonaismäärästä. Näillä kahdella luokalla on merkittävä merkitys öljykenttien pinta-aktiivisten aineiden sovelluksissa.
Kiinassa tutkimus keskittyy kahteen pääalueeseen: perinteisten raaka-aineiden käytön maksimointiin ja uusien synteettisten polymeerien (mukaan lukien monomeerit) kehittämiseen. Kansainvälisesti porausnesteiden lisäainetutkimus on erikoistuneempaa ja painottaa sulfonihapporyhmän sisältäviä synteettisiä polymeerejä erilaisten tuotteiden perustana – trendi, joka todennäköisesti muokkaa tulevaa kehitystä. Viskositeetin alentajissa, nestehävikin hallinta-aineissa ja voiteluaineissa on tehty läpimurtoja. Viime vuosina on erityisesti otettu laajalti käyttöön kotimaisilla öljykentillä polymeerisiä alkoholipohjaisia pinta-aktiivisia aineita, joilla on samepistevaikutuksia, ja ne muodostavat sarjan polymeerisiä alkoholipohjaisia porausnestejärjestelmiä. Lisäksi metyyliglukosidi- ja glyseriinipohjaiset porausnesteet ovat osoittaneet lupaavia kenttäsovellustuloksia, mikä on entisestään vauhdittanut poraustenssien kehitystä. Tällä hetkellä Kiinan porausnesteiden lisäaineet kattavat 18 kategoriaa, joissa on yli tuhat lajiketta, ja niiden vuotuinen kulutus on lähes 300 000 tonnia.
Tuotannon pinta-aktiiviset aineet
Poraukseen käytettäviin pinta-aktiivisiin aineisiin verrattuna tuotantopinta-aktiivisia aineita on valikoimaltaan ja määrältään vähemmän, erityisesti hapotus- ja murtamispinta-aktiivisia aineita. Murtamispinta-aktiivisten aineiden geeliytymisaineiden tutkimus keskittyy pääasiassa modifioituihin luonnonkasvikumeihin ja selluloosaan sekä synteettisiin polymeereihin, kuten polyakryyliamidiin. Viime vuosina kansainvälinen edistyminen happamoivissa nestemäisissä pinta-aktiivisissa aineissa on ollut hidasta, ja tutkimus- ja kehitystyön painopiste on siirtynyt kohtikorroosionestoaineethapotusaineeksi. Näitä inhibiittoreja kehitetään tyypillisesti modifioimalla tai sekoittamalla olemassa olevia raaka-aineita, ja yhteisenä tavoitteena on varmistaa alhainen tai myrkyttömyyttä sekä öljy-vesiliukoisuus tai veteen dispergoituvuus. Amiinipohjaiset, kvaternääriset ammonium- ja alkyynialkoholiseosinhibiittorit ovat yleisiä, kun taas aldehydipohjaisten inhibiittorien suosio on vähentynyt myrkyllisyysongelmien vuoksi. Muita innovaatioita ovat dodekyylibentseenisulfonihappokompleksit pienimolekyylipainoisten amiinien kanssa (esim. etyyliamiini, propyyliamiini, C8–18-primaariset amiinit, öljyhappodietanoliamidi) ja happo-öljyemulgointiaineet. Kiinassa tutkimus pinta-aktiivisista aineista murtamis- ja happamointinesteissä on jäänyt jälkeen, ja korroosionestoaineiden jälkeen on edistytty vain vähän. Saatavilla olevista tuotteista amiinipohjaiset yhdisteet (primaariset, sekundaariset, tertiääriset tai kvaternääriset amidit ja niiden seokset) ovat hallitsevia, ja niitä seuraavat imidatsoliinijohdannaiset toisena merkittävänä orgaanisten korroosionestoaineiden luokkana.
Öljyn ja kaasun keruu-/kuljetuspinta-aktiiviset aineet
Öljyn ja kaasun keräämiseen/kuljetukseen tarkoitettujen pinta-aktiivisten aineiden tutkimus ja kehitys alkoi Kiinassa 1960-luvulla. Nykyään on 14 kategoriaa, joissa on satoja tuotteita. Raakaöljyn emulsioiden poistoaineet ovat eniten kulutettuja, ja niiden vuotuinen kysyntä on noin 20 000 tonnia. Kiina on kehittänyt räätälöityjä emulsioiden poistoaineita eri öljykentille, ja monet niistä täyttävät 1990-luvun kansainväliset standardit. Jähmepisteen alentajia, virtausta parantavia aineita, viskositeetin alentajia ja vahanpoisto-/estoaineita on kuitenkin edelleen vähän, ja ne ovat enimmäkseen sekoitettuja tuotteita. Näiden pinta-aktiivisten aineiden erilaiset ominaisuudet asettavat haasteita ja lisäävät vaatimuksia uusien tuotteiden kehittämiselle.
Öljykenttien vedenkäsittelyn pinta-aktiiviset aineet
Vedenkäsittelykemikaalit ovat kriittinen kategoria öljykenttien kehittämisessä, ja niiden vuotuinen kulutus ylittää 60 000 tonnia – josta noin 40 % on pinta-aktiivisia aineita. Huomattavasta kysynnästä huolimatta vedenkäsittelyssä käytettävien pinta-aktiivisten aineiden tutkimus Kiinassa on riittämätöntä, ja tuotevalikoima on edelleen epätäydellinen. Useimmat tuotteet on mukautettu teollisesta vedenkäsittelystä, mutta öljykenttien veden monimutkaisuuden vuoksi niiden sovellettavuus on usein heikkoa, eikä se aina tuota odotettuja tuloksia. Kansainvälisesti flokkulanttien kehittäminen on aktiivisin alue vedenkäsittelyssä käytettävien pinta-aktiivisten aineiden tutkimuksessa, ja se tuottaa lukuisia tuotteita, vaikkakin harvat on suunniteltu erityisesti öljykenttien jäteveden käsittelyyn.
Julkaisun aika: 20. elokuuta 2025