Aplicación desurfactantesna produción de campos petrolíferos
1. Tensioactivos empregados na minería de petróleo pesado
Debido á alta viscosidade e á baixa fluidez do petróleo pesado, este presenta moitas dificultades para a minería. Para extraer estes petróleos pesados, ás veces é necesario inxectar unha solución acuosa de surfactante no fondo do pozo para converter o petróleo pesado de alta viscosidade nunha emulsión de aceite en auga de baixa viscosidade e extraela á superficie. Os surfactantes empregados neste método de emulsificación e redución da viscosidade do petróleo pesado inclúen alquilsulfonato de sodio, éter de alcohol alquílico de polioxietileno, éter de alquilfenol de polioxietileno, polioxietileno polioxipropileno polieno poliamina, éter sulfato de alcohol alquílico de polioxietileno vinil, sal sódica, etc. A emulsión de aceite en auga producida necesita separar a auga e empregar algúns surfactantes industriais como desemulsionantes para a deshidratación. Estes desemulsionantes son emulsionantes de auga en aceite. Os que se usan habitualmente son os surfactantes catiónicos ou ácidos nafténicos, os ácidos asfaltónicos e os seus sales metálicos multivalentes.
O petróleo pesado especial non pode ser extraído por unidades de bombeo convencionais e require inxección de vapor para a recuperación térmica. Para mellorar o efecto de recuperación térmica, é necesario usar surfactantes. Inxectar escuma no pozo de inxección de vapor, é dicir, inxectar axente espumante resistente a altas temperaturas e gas non condensable, é un dos métodos de modulación máis empregados.
Os axentes espumantes de uso común son os sulfonatos de alquilbenceno, os sulfonatos de α-olefina, os sulfonatos de petróleo, os éteres de alcohol alquílico de polioxietileno sulfohidrocarbilados e os éteres de alquilfenol de polioxietileno sulfohidrocarbilados, etc. Debido a que os surfactantes fluorados teñen unha alta actividade superficial e son estables aos ácidos, álcalis, osíxeno, calor e aceite, son axentes espumantes ideais para altas temperaturas. Para que o aceite disperso pase facilmente a través da estrutura da garganta dos poros da formación ou para que o aceite na superficie da formación sexa fácil de expulsar, é necesario usar un surfactante chamado axente difusor de película. O máis usado é o axente de actividade superficial de polímero de resina fenólica oxialquilada.
- Tensioactivos para a minería de petróleo cru ceroso
A explotación do petróleo cru ceroso require unha prevención e eliminación frecuentes da cera. Os surfactantes actúan como inhibidores e removedores de cera. Existen surfactantes solubles en aceite e surfactantes solubles en auga que se usan para a eliminación da cera. O primeiro desempeña un papel anticera ao cambiar as propiedades da superficie do cristal de cera. Os surfactantes solubles en aceite que se usan habitualmente son os sulfonatos de petróleo e os surfactantes de amina. Os surfactantes solubles en auga desempeñan un papel anticera ao cambiar as propiedades das superficies formadas por cera (como tubos de petróleo, varillas de succión e superficies de equipos). Os surfactantes dispoñibles inclúen alquilsulfonatos de sodio, sales de amonio cuaternario, éteres de polioxietileno de alcanos, éteres de polioxietileno de hidrocarburos aromáticos e os seus sales de sulfonato sódico, etc. Os surfactantes utilizados para a eliminación da cera tamén se dividen en dous aspectos. Os surfactantes solubles en aceite úsanse para removedores de cera a base de aceite e son de tipo sulfonato soluble en auga, tipo sal de amonio cuaternario, tipo poliéter, tipo Tween, surfactantes de tipo OP, surfactantes de tipo plano a base de sulfato ou sulfoalquilados e tipo OP.surfactanteÚsanse en removedores de cera a base de auga. Nos últimos anos, combináronse organicamente removedores de cera nacionais e estranxeiros, e combináronse organicamente removedores de cera a base de aceite e removedores de cera a base de auga para producir removedores de cera híbridos. Este removedor de cera usa hidrocarburos aromáticos e hidrocarburos aromáticos mixtos como fase oleosa e usa un emulsionante con efecto de clarificación da cera como fase acuosa. Cando o emulsionante seleccionado é un surfactante non iónico cun punto de turbidez axeitado, a temperatura por debaixo da sección de encerado do pozo de petróleo pode alcanzar ou superar o seu punto de turbidez, de xeito que o removedor de cera mixto pode... A emulsificación rómpese antes de entrar na sección de formación de cera e sepáranse dous axentes de clarificación da cera, que desempeñan simultaneamente o papel de clarificación da cera.
3. surfactantesusado para estabilizar a arxila
A estabilización da arxila divídese en dous aspectos: evitar a expansión dos minerais arxilosos e evitar a migración das partículas minerais arxilosas. Os surfactantes catiónicos como o tipo de sal de amina, o tipo de sal de amonio cuaternario, o tipo de sal de piridinio e o sal de imidazolina pódense usar para evitar o inchazo da arxila. Hai surfactantes catiónicos non iónicos que conteñen flúor dispoñibles para evitar a migración das partículas minerais arxilosas.
4. surfactantesusado en medidas de acidificación
Para mellorar o efecto de acidificación, xeralmente engádense diversos aditivos á solución ácida. Calquera surfactante que sexa compatible coa solución ácida e que se adsorba facilmente pola formación pode usarse como retardante da acidificación. Por exemplo, o clorhidrato de amina graxa, o sal de amonio cuaternario, o sal de piridina en surfactantes catiónicos e os alcanos de polioxietileno sulfonados, carboximetilados, salgados con ésteres de fosfato ou salgados con ésteres de sulfato en surfactantes anfotéricos, como o éter fenólico baseado, etc. Algúns surfactantes, como o ácido dodecilsulfónico e os seus sales de alquilamina, poden emulsionar líquido ácido en aceite para producir unha emulsión ácido-en-aceite. Esta emulsión pode usarse como líquido industrial acidificado e tamén desempeña un papel retardante.
Algúns surfactantes pódense empregar como antiemulsionantes para acidificar líquidos. Os surfactantes con estruturas ramificadas, como o éter de polioxietileno polioxipropileno propilenglicol e a polioxietileno polioxipropileno pentaetileno hexaamina, pódense empregar como antiemulsionantes acidificantes.
Algúns surfactantes pódense empregar como axudas da drenaxe en casos de deficiencia de ácido. Entre os surfactantes que se poden empregar como axudas da drenaxe inclúense os de tipo sal de amina, os de tipo sal de amonio cuaternario, os de tipo sal de piridinio, os non iónicos, os anfotéricos e os que conteñen flúor.
Algúns surfactantes pódense usar como axentes anti-lodos acidificantes, como os surfactantes solubles en aceite, como os alquilfenois, os ácidos graxos, os ácidos alquilbencenosulfónicos, os sales de amonio cuaternario, etc. Debido a que teñen unha baixa solubilidade en ácido, pódense usar surfactantes non iónicos para dispersalos na solución ácida.
Para mellorar o efecto de acidificación, é necesario engadir un axente humectante de inversión á solución ácida para invertir a humectabilidade da zona próxima ao pozo de lipofílica a hidrófila. As mesturas de éteres de alcohol alquílico de polioxietileno polioxipropileno e éteres de alcohol alquílico de polioxietileno polioxipropileno salgados con fosfato son adsorbidas pola formación para formar a terceira capa de adsorción, que desempeña un papel na humectación e na inversión.
Ademais, existen algúns surfactantes, como o clorhidrato de amina graxa, o sal de amonio cuaternario ou o surfactante non iónico-aniónico, que se usan como axentes espumantes para facer fluído de traballo ácido de escuma para lograr o propósito de frear a corrosión e a acidificación profunda, ou a partir disto fabrícanse espumas que se usan como prefluído para a acidificación. Despois de inxectalas na formación, inxéctase a solución ácida. O efecto Jamin producido polas burbullas na escuma pode desviar o líquido ácido, obrigando a este a disolver principalmente a capa de baixa permeabilidade, mellorando así o efecto de acidificación.
5. Tensioactivos empregados en medidas de fracturación
As medidas de fracturación úsanse a miúdo en campos petrolíferos de baixa permeabilidade. Usan presión para abrir a formación e formar fracturas e usan apuntalante para soportar as fracturas para reducir a resistencia ao fluxo de fluídos e lograr o propósito de aumentar a produción e a atención. Algúns fluídos de fracturación están formulados con surfactantes como un dos ingredientes.
Os fluídos de fracturación aceite-en-auga formúlanse con auga, aceite e emulsionantes. Os emulsionantes empregados son surfactantes iónicos, non iónicos e anfotéricos. Se se emprega auga espesada como fase externa e aceite como fase interna, pódese preparar un fluído de fracturación aceite-en-auga espesado (emulsión polimérica). Este fluído de fracturación pódese empregar a temperaturas inferiores a 160 °C e pode romper as emulsións e drenar os fluídos automaticamente.
O fluído de fracturación con escuma é un fluído de fracturación que usa auga como medio de dispersión e gas como fase dispersa. Os seus principais compoñentes son auga, gas e axente espumante. Os sulfonatos de alquilo, os sulfonatos de alquilbenceno, os sales de éster de sulfato de alquilo, os sales de amonio cuaternario e os surfactantes OP pódense usar como axentes espumantes. A concentración do axente espumante na auga é xeralmente do 0,5 ao 2 %, e a proporción entre o volume da fase gasosa e o volume de escuma está no rango de 0,5 a 0,9.
O fluído de fracturación a base de petróleo é un fluído de fracturación formulado con petróleo como solvente ou medio de dispersión. O petróleo máis empregado no sitio é o petróleo cru ou a súa fracción pesada. Para mellorar as súas propiedades de viscosidade e temperatura, é necesario engadir sulfonato de petróleo soluble en aceite (peso molecular 300-750). Os fluídos de fracturación a base de petróleo tamén inclúen fluídos de fracturación auga en aceite e fluídos de fracturación escuma de aceite. Os emulsionantes empregados nos primeiros son surfactantes aniónicos solubles en aceite, surfactantes catiónicos e surfactantes non iónicos, mentres que os estabilizadores de escuma empregados nos segundos son surfactantes poliméricos que conteñen flúor.
O fluído de fracturación de formacións sensibles á auga usa unha mestura de alcohol (como etilenglicol) e aceite (como queroseno) como medio de dispersión, dióxido de carbono líquido como fase dispersa e éter de alcohol alquílico de polioxietileno salgado con sulfato como emulsionante. Ou emulsión ou escuma formulada con axente espumante para fracturar formacións sensibles á auga.
O fluído de fracturación empregado para a fracturación e a acidificación é tanto un fluído de fracturación como un fluído acidificante. Úsase en formacións de carbonato e as dúas medidas lévanse a cabo simultaneamente. Relacionados cos surfactantes están a escuma ácida e a emulsión ácida. O primeiro emprega sulfonato de alquilo ou sulfonato de alquilo benceno como axente espumante e o segundo emprega un surfactante sulfonato como emulsionante. Do mesmo xeito que os fluídos acidificantes, os fluídos de fracturación tamén empregan surfactantes como antiemulsionantes, axudas de drenaxe e axentes de reversión da humidade, que non se tratarán aquí.
6. Empregar surfactantes para o control do perfil e as medidas de bloqueo da auga
Para mellorar o efecto de desenvolvemento da inxección de auga e suprimir a taxa crecente do contido de auga do petróleo cru, é necesario axustar o perfil de absorción de auga nos pozos de inxección de auga e aumentar a produción bloqueando a auga nos pozos de produción. Algúns dos métodos de control de perfís e bloqueo de auga adoitan empregar algúns surfactantes.
O axente de control do perfil de xel HPC/SDS está composto de hidroxipropilcelulosa (HPC) e dodecilsulfato de sodio (SDS) en auga doce.
O alquilsulfonato de sodio e o cloruro de alquiltrimetilamonio disólvense respectivamente en auga para preparar dous líquidos de traballo, que se inxectan na formación un tras outro. Os dous líquidos de traballo interactúan entre si na formación para producir alquiltrimetilamina. O sulfito precipita e bloquea a capa de alta permeabilidade.
Os éteres de polioxietileno alquilfenol, os sulfonatos de alquil arilo, etc., pódense usar como axentes espumantes, disoltos en auga para preparar un fluído de traballo e logo inxectados na formación alternativamente con fluído de traballo de dióxido de carbono líquido, xusto na formación (principalmente a capa de alta permeabilidade) forma escuma, produce bloqueos e desempeña un papel no control do perfil.
Usando un surfactante de amonio cuaternario como axente espumante disolto nun sol de ácido silícico composto de sulfato de amonio e vidro de auga e inxectado na formación, e despois inxectando gas non condensable (gas natural ou cloro), pódese xerar primeiro unha forma líquida na formación. A escuma na intercapa de dispersión, seguida da xelificación do sol de ácido silícico, produce unha escuma con sólido como medio de dispersión, que desempeña a función de taponar a capa de alta permeabilidade e controlar o perfil.
Usando surfactantes sulfonatos como axentes espumantes e compostos poliméricos como estabilizadores de escuma espesantes, e despois inxectando gas ou substancias xeradoras de gas, xérase unha escuma a base de auga no terreo ou na formación. Esta escuma é tensioactiva na capa de petróleo. Unha gran cantidade do axente móvese á interface petróleo-auga, causando a destrución da escuma, polo que non bloquea a capa de petróleo. É un axente selectivo e bloqueador de auga en pozos petrolíferos.
O axente bloqueador de auga para cemento a base de aceite é unha suspensión de cemento en aceite. A superficie do cemento é hidrófila. Cando entra na capa produtora de auga, a auga despraza a interacción entre o pozo de petróleo e o cemento na superficie do cemento, facendo que o cemento solidifique e bloquee a capa produtora de auga. Para mellorar a fluidez deste axente obstrutor, adoitan engadirse surfactantes carboxilato e sulfonato.
O axente bloqueador de auga micelar soluble en líquido a base de auga é unha solución micelar composta principalmente de sulfonato de amonio do petróleo, hidrocarburos e alcohois. Contén auga salgada na súa formación e vólvese viscoso para lograr un efecto bloqueador de auga.
O axente bloqueador de auga en solución surfactante catiónica a base de auga ou aceite baséase en axentes activos de carboxilato de alquilo e cloruro de alquilamonio e só é axeitado para formacións de arenito.
O axente bloqueador de auga activo para aceite pesado é un tipo de aceite pesado disolto cun emulsionante auga-en-aceite. Produce unha emulsión auga-en-aceite altamente viscosa despois de deshidratar a formación para lograr o propósito de bloquear a auga.
O axente bloqueador de auga aceite-en-auga prepárase emulsionando aceite pesado en auga empregando un surfactante catiónico como emulsionante aceite-en-auga.
7. Empregar surfactantes para medidas de control da area
Antes das operacións de control da area, é necesario inxectar unha certa cantidade de auga activada preparada con surfactantes como prefluído para prelimpar a formación e mellorar o efecto de control da area. Actualmente, os surfactantes máis empregados son os surfactantes aniónicos.
8. Tensioactivo para a deshidratación do petróleo bruto
Nas etapas primarias e secundarias de recuperación de petróleo, os desemulsionantes de auga en aceite úsanse a miúdo para o petróleo cru extraído. Desenvolvéronse tres xeracións de produtos. A primeira xeración é carboxilato, sulfato e sulfonato. A segunda xeración son surfactantes non iónicos de baixo contido molecular como OP, Pingpingjia e aceite de rícino sulfonado. A terceira xeración é surfactante non iónico polimérico.
Nas últimas etapas da recuperación secundaria e terciaria do petróleo, o petróleo bruto producido existe principalmente en forma de emulsión de aceite en auga. Úsanse catro tipos de desemulsionantes, como o cloruro de tetradeciltrimetiloxiamonio e o cloruro de didecildimetilamonio. Poden reaccionar con emulsionantes aniónicos para cambiar o seu valor de equilibrio de aceite hidrófilo ou adsorberse na superficie de partículas de arxila molladas en auga, cambiando a súa mollabilidade e destruíndo as emulsións de aceite en auga. Ademais, algúns surfactantes aniónicos e surfactantes non iónicos solubles en aceite que se poden usar como emulsionantes de auga en aceite tamén se poden usar como desemulsionantes para emulsións de aceite en auga.
- Tensioactivos para o tratamento de augas
Despois de separar o fluído de produción do pozo de petróleo do petróleo cru, a auga producida debe tratarse para cumprir cos requisitos de reinxección. O tratamento da auga ten seis fins, concretamente a inhibición da corrosión, a prevención da incrustación, a esterilización, a eliminación de osíxeno, a eliminación de aceite e a eliminación de materia sólida en suspensión. Polo tanto, é necesario usar inhibidores da corrosión, axentes antiincrustación, bactericidas, eliminadores de osíxeno, desengraxantes e floculantes, etc. Os seguintes aspectos inclúen surfactantes industriais:
Entre os surfactantes industriais empregados como inhibidores da corrosión inclúense sales de ácido alquilsulfónico, ácido alquilbencenosulfónico, ácido perfluoroalquilsulfónico, sales de alquilamina lineal, sales de amonio cuaternario e sales de alquilpiridina, sales de imidazolina e os seus derivados, éteres de alcohol alquílico de polioxietileno, alcohol dialquilproparxílico de polioxietileno, amina de resina de polioxietileno, estearilamina de polioxietileno e éteres de alcohol alquílico de polioxietileno, sulfonato de alquilo, varios sales internos de amonio cuaternario, sales internos de di(polioxietileno)alquilo e os seus derivados.
Os surfactantes empregados como axentes antiincrustantes inclúen sales de éster de fosfato, sales de éster de sulfato, acetatos, carboxilatos e os seus compostos de polioxietileno. A estabilidade térmica dos sales de éster de sulfonato e de carboxilato é significativamente mellor que a dos sales de éster de fosfato e de éster de sulfato.
Entre os surfactantes industriais empregados en funxicidas inclúense sales de alquilamina lineal, sales de amonio cuaternario, sales de alquilpiridinio, sales de imidazolina e os seus derivados, varios sales de amonio cuaternario, di(polioxi)vinil)alquilo e sales internos dos seus derivados.
Os surfactantes industriais empregados en desengraxantes son principalmente surfactantes con estruturas ramificadas e grupos ditiocarboxilato de sodio.
10. Tensioactivo para inundación química con aceite
A recuperación primaria e secundaria de petróleo pode recuperar entre o 25 % e o 50 % do petróleo bruto subterráneo, pero aínda queda moito petróleo bruto baixo terra que non se pode recuperar. Realizar a recuperación terciaria de petróleo pode mellorar a recuperación do petróleo bruto. A recuperación terciaria de petróleo emprega principalmente o método de inundación química, é dicir, engadindo algúns axentes químicos á auga inxectada para mellorar a eficiencia da inundación. Entre os produtos químicos utilizados, algúns son surfactantes industriais. Unha breve introdución a eles é a seguinte:
O método de inundación química de aceite que emprega surfactante como axente principal denomínase inundación de surfactantes. Os surfactantes desempeñan principalmente un papel na mellora da recuperación de petróleo ao reducir a tensión interfacial aceite-auga e aumentar o número de capilares. Dado que a superficie da formación de arenito está cargada negativamente, os surfactantes utilizados son principalmente surfactantes aniónicos, e a maioría deles son surfactantes sulfonados. Faise mediante o uso dun axente sulfonante (como o trióxido de xofre) para sulfonar fraccións de petróleo con alto contido de hidrocarburos aromáticos e, a continuación, neutralizándoas con álcali. As súas especificacións: substancia activa 50%-80%, aceite mineral 5%-30%, auga 2%-20%, sulfato de sodio 1%-6%. O sulfonato de petróleo non é resistente á temperatura, ao sal nin aos ións metálicos de alto prezo. Os sulfonatos sintéticos prepáranse a partir dos hidrocarburos correspondentes utilizando os métodos sintéticos correspondentes. Entre eles, o sulfonato de α-olefina é particularmente resistente ao sal e aos ións metálicos de alta valencia. Outros surfactantes aniónicos-non iónicos e surfactantes carboxilatos tamén se poden usar para o desprazamento do petróleo. A substitución do aceite surfactante require dous tipos de aditivos: un é co-surfactante, como isobutanol, éter butílico de dietilenglicol, urea, sulfolano, sulfonato de alquenilenobenceno, etc., e o outro é dieléctrico, incluíndo sales de ácidos e alcalinos, principalmente sales, que poden reducir a hidrofilicidade do surfactante e aumentar relativamente a lipofilicidade, e tamén cambiar o valor de equilibrio hidrófilo-lipófilo do axente activo. Co fin de reducir a perda de surfactante e mellorar os efectos económicos, a inundación de surfactantes tamén usa produtos químicos chamados axentes de sacrificio. As substancias que se poden usar como axentes de sacrificio inclúen substancias alcalinas e ácidos policarboxílicos e os seus sales. Os oligómeros e polímeros tamén se poden usar como axentes de sacrificio. Os lignosulfonatos e as súas modificacións son axentes de sacrificio.
O método de desprazamento de aceite que emprega dous ou máis axentes químicos principais de desprazamento de aceite denomínase inundación composta. Este método de desprazamento de aceite relacionado cos surfactantes inclúe: inundación de surfactante e surfactante espesado con polímeros; inundación de surfactante mellorado con álcali con álcali + surfactante ou inundación de álcali mellorado con surfactante; inundación composta baseada en elementos con álcali + surfactante + polímero. A inundación composta xeralmente ten factores de recuperación máis altos que unha soa unidade. Segundo a análise actual das tendencias de desenvolvemento no país e no estranxeiro, a inundación de compostos ternarios ten maiores vantaxes que a inundación de compostos binarios. Os surfactantes utilizados na inundación composta ternaria son principalmente sulfonatos de petróleo, que normalmente tamén se usan en combinación con ácido sulfúrico, ácido fosfórico e carboxilatos de éteres de alcohol alquílico de polioxietileno e sales de sodio de sulfonato de alquilo de alcohol alquílico de polioxietileno, etc., para mellorar a súa tolerancia ao sal. Recentemente, tanto no país como no estranxeiro déronlle grande importancia á investigación e ao uso de biosurfactantes, como os ramnolípidos, o caldo de fermentación de soforolípidos, etc., así como os carboxilatos mesturados naturais e a lignina alcalina, subproduto da fabricación de papel, etc., e obtiveron excelentes resultados en probas de campo e en interiores. Bo efecto de desprazamento do aceite.
Data de publicación: 26 de decembro de 2023