तेल क्षेत्र उत्पादन में सर्फेक्टेंट का अनुप्रयोग

आवेदनसर्फेकेंट्सतेल क्षेत्र उत्पादन में

1. भारी तेल के खनन में प्रयुक्त सर्फेक्टेंट

भारी तेल की उच्च श्यानता और कम तरलता के कारण खनन में कई कठिनाइयाँ आती हैं। इन भारी तेलों को निकालने के लिए, कभी-कभी उच्च श्यानता वाले भारी तेल को कम श्यानता वाले तेल-इन-वॉटर इमल्शन में परिवर्तित करने और उसे सतह पर निकालने के लिए, सर्फेक्टेंट के जलीय घोल को डाउनहोल में इंजेक्ट करना आवश्यक होता है। इस भारी तेल इमल्सीफिकेशन और श्यानता कम करने की विधि में उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट में सोडियम एल्काइल सल्फोनेट, पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर, पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल फिनोल ईथर, पॉलीऑक्सीएथिलीन पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन पॉलीएन पॉलीएमीन, पॉलीऑक्सीएथिलीन विनाइल एल्काइल अल्कोहल ईथर सल्फेट सोडियम सॉल्ट आदि शामिल हैं। उत्पादित तेल-इन-वॉटर इमल्शन से पानी को अलग करना और निर्जलीकरण के लिए कुछ औद्योगिक सर्फेक्टेंट का उपयोग डिमल्सीफायर के रूप में करना आवश्यक है। ये डिमल्सीफायर वॉटर-इन-ऑयल इमल्सीफायर होते हैं। आमतौर पर कैटायनिक सर्फेक्टेंट या नेफ्थेनिक एसिड, एस्फाल्टोनिक एसिड और उनके बहुसंयोजक धातु लवणों का उपयोग किया जाता है।

विशेष प्रकार के भारी तेल का खनन पारंपरिक पंपिंग इकाइयों द्वारा नहीं किया जा सकता है और ऊष्मीय पुनर्प्राप्ति के लिए भाप इंजेक्शन की आवश्यकता होती है। ऊष्मीय पुनर्प्राप्ति प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए सर्फेक्टेंट का उपयोग आवश्यक है। भाप इंजेक्शन कुएं में फोम इंजेक्ट करना, यानी उच्च तापमान प्रतिरोधी फोमिंग एजेंट और गैर-संघनीय गैस इंजेक्ट करना, आमतौर पर उपयोग की जाने वाली मॉड्यूलेशन विधियों में से एक है।

सामान्यतः प्रयुक्त झाग उत्पन्न करने वाले एजेंटों में एल्काइल बेंजीन सल्फोनेट, α-ओलेफिन सल्फोनेट, पेट्रोलियम सल्फोनेट, सल्फोहाइड्रोकार्बाइलेटेड पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर और सल्फोहाइड्रोकार्बाइलेटेड पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल फिनोल ईथर आदि शामिल हैं। फ्लोरीनेटेड सर्फेक्टेंट उच्च सतह सक्रियता वाले होते हैं और अम्ल, क्षार, ऑक्सीजन, ऊष्मा और तेल के प्रति स्थिर होते हैं, इसलिए ये उच्च तापमान पर झाग उत्पन्न करने के लिए आदर्श एजेंट हैं। प्रकीर्णित तेल को निर्माण की छिद्र-कण्डरा संरचना से आसानी से गुजरने देने के लिए, या निर्माण की सतह पर मौजूद तेल को आसानी से बाहर निकालने के लिए, फिल्म विसरण एजेंट नामक सर्फेक्टेंट का उपयोग करना आवश्यक है। आमतौर पर प्रयुक्त होने वाला एक सर्फेक्टेंट ऑक्सीएल्काइलेटेड फेनोलिक रेजिन पॉलीमर सतह सक्रियता एजेंट है।

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1. मोमयुक्त कच्चे तेल के खनन के लिए सर्फेक्टेंट

मोमयुक्त कच्चे तेल के दोहन के लिए मोम की रोकथाम और उसे हटाने की प्रक्रिया बार-बार आवश्यक होती है। सर्फेक्टेंट मोम अवरोधक और मोम हटाने वाले के रूप में कार्य करते हैं। मोम रोधी उपयोग के लिए तेल में घुलनशील और जल में घुलनशील सर्फेक्टेंट उपलब्ध हैं। तेल में घुलनशील सर्फेक्टेंट मोम क्रिस्टल की सतह के गुणों को बदलकर मोम रोधी भूमिका निभाते हैं। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले तेल में घुलनशील सर्फेक्टेंट पेट्रोलियम सल्फोनेट और एमीन सर्फेक्टेंट हैं। जल में घुलनशील सर्फेक्टेंट मोम से बनी सतहों (जैसे तेल पाइप, सक्शन रॉड और उपकरण की सतह) के गुणों को बदलकर मोम रोधी भूमिका निभाते हैं। उपलब्ध सर्फेक्टेंट में सोडियम एल्काइल सल्फोनेट, चतुर्धातुक अमोनियम लवण, एल्केन पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर और उनके सल्फोनेट सोडियम लवण आदि शामिल हैं। मोम हटाने के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट को भी दो भागों में बांटा गया है। तेल में घुलनशील सर्फेक्टेंट का उपयोग तेल-आधारित मोम हटाने वाले पदार्थों के लिए किया जाता है, और जल में घुलनशील सल्फोनेट प्रकार, चतुर्धातुक अमोनियम लवण प्रकार, पॉलीथर प्रकार, ट्विन प्रकार, ओपी प्रकार के सर्फेक्टेंट, सल्फेट-आधारित या सल्फो-एल्किलेटेड फ्लैट-प्रकार और ओपी-प्रकार के सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जाता है।पृष्ठसक्रियकारकजल-आधारित मोम निरोधकों में इनका उपयोग किया जाता है। हाल के वर्षों में, घरेलू और विदेशी मोम निरोधकों को जैविक रूप से संयोजित किया गया है, और तेल-आधारित मोम निरोधकों और जल-आधारित मोम निरोधकों को जैविक रूप से मिलाकर संकर मोम निरोधक बनाए गए हैं। यह मोम निरोधक तेल चरण के रूप में सुगंधित हाइड्रोकार्बन और मिश्रित सुगंधित हाइड्रोकार्बन का उपयोग करता है, और जल चरण के रूप में मोम-सफाई प्रभाव वाले एक पायसीकारक का उपयोग करता है। जब चयनित पायसीकारक उपयुक्त क्लाउड पॉइंट वाला एक गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट होता है, तो तेल कुएं के मोम बनने वाले भाग के नीचे का तापमान इसके क्लाउड पॉइंट तक पहुंच सकता है या उससे अधिक हो सकता है, जिससे मिश्रित मोम निरोधक मोम बनने वाले भाग में प्रवेश करने से पहले ही पायसीकरण प्रक्रिया को तोड़ सकता है, और दो मोम-सफाई एजेंट अलग हो जाते हैं, जो एक साथ मोम-सफाई का कार्य करते हैं।

3. सर्फेकेंट्समिट्टी को स्थिर करने के लिए उपयोग किया जाता है

मिट्टी को स्थिर करने के दो पहलू हैं: मिट्टी के खनिजों के विस्तार को रोकना और मिट्टी के खनिज कणों के स्थानांतरण को रोकना। मिट्टी के फूलने को रोकने के लिए एमीन लवण, चतुर्धातुक अमोनियम लवण, पाइरिडिनियम लवण और इमिडाज़ोलिन लवण जैसे धनायनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जा सकता है। फ्लोरीन युक्त गैर-आयनिक-धनायनिक सर्फेक्टेंट मिट्टी के खनिज कणों के स्थानांतरण को रोकने के लिए उपलब्ध हैं।

4. सर्फेकेंट्सअम्लीकरण उपायों में प्रयुक्त

अम्लीकरण प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए, आमतौर पर अम्लीय घोल में विभिन्न प्रकार के योजक मिलाए जाते हैं। कोई भी सर्फेक्टेंट जो अम्लीय घोल के अनुकूल हो और आसानी से अवशोषित हो जाए, उसे अम्लीकरण मंदक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। जैसे कि धनायनिक सर्फेक्टेंट में फैटी एमीन हाइड्रोक्लोराइड, चतुर्धातुक अमोनियम लवण, पाइरिडीन लवण और उभयधर्मी सर्फेक्टेंट में सल्फोनेटेड, कार्बोक्सीमिथाइलेटेड, फॉस्फेट एस्टर लवणित या सल्फेट एस्टर लवणित पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्केन, बेस फिनोल ईथर आदि। कुछ सर्फेक्टेंट, जैसे कि डोडेसिल सल्फोनिक अम्ल और इसके एल्काइलामाइन लवण, तेल में अम्लीय द्रव का पायसीकरण करके अम्ल-इन-तेल इमल्शन बना सकते हैं। इस इमल्शन का उपयोग अम्लीकृत औद्योगिक द्रव के रूप में किया जा सकता है और यह अम्लीकरण मंदक की भूमिका भी निभाता है।

कुछ सर्फेक्टेंट का उपयोग तरल पदार्थों को अम्लीय बनाने के लिए एंटी-इमल्सीफायर के रूप में किया जा सकता है। पॉलीऑक्सीएथिलीन, पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन, प्रोपाइलीन ग्लाइकॉल ईथर और पॉलीऑक्सीएथिलीन, पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन, पेंटाएथिलीन हेक्सामाइन जैसी शाखित संरचना वाले सर्फेक्टेंट का उपयोग अम्लीय एंटी-इमल्सीफायर के रूप में किया जा सकता है।

कुछ सर्फेक्टेंट का उपयोग एसिड की कमी वाले जल निकासी सहायक के रूप में किया जा सकता है। जल निकासी सहायक के रूप में उपयोग किए जा सकने वाले सर्फेक्टेंट में एमीन सॉल्ट प्रकार, क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट प्रकार, पाइरिडिनियम सॉल्ट प्रकार, नॉनआयनिक, एम्फोटेरिक और फ्लोरीन युक्त सर्फेक्टेंट शामिल हैं।

कुछ सर्फेक्टेंट का उपयोग अम्लीकरण करने वाले एंटी-स्लज एजेंट के रूप में किया जा सकता है, जैसे कि तेल में घुलनशील सर्फेक्टेंट, जैसे कि एल्काइलफेनोल, फैटी एसिड, एल्काइलबेंजीनसल्फोनीक एसिड, क्वाटरनरी अमोनियम लवण आदि। चूंकि इनकी अम्ल में घुलनशीलता कम होती है, इसलिए इन्हें अम्लीय घोल में फैलाने के लिए नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जा सकता है।

अम्लीकरण प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए, अम्ल विलयन में एक वेटिंग रिवर्सल एजेंट मिलाना आवश्यक है ताकि वेलबोर के निकटवर्ती क्षेत्र की वेटिंग क्षमता को लिपोफिलिक से हाइड्रोफिलिक में परिवर्तित किया जा सके। पॉलीऑक्सीएथिलीन पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर और फॉस्फेट-लवणित पॉलीऑक्सीएथिलीन पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर के मिश्रण को अधिशोषित करके तीसरी अधिशोषण परत बनाई जाती है, जो वेटिंग और रिवर्सल में भूमिका निभाती है।

इसके अतिरिक्त, कुछ सर्फेक्टेंट, जैसे फैटी एमीन हाइड्रोक्लोराइड, क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट या नॉनआयनिक-एनायनिक सर्फेक्टेंट, का उपयोग फोमिंग एजेंट के रूप में फोम एसिड वर्किंग फ्लूइड बनाने के लिए किया जाता है, जिससे संक्षारण को धीमा करने और गहन अम्लीकरण का उद्देश्य प्राप्त होता है। या फिर, इनसे फोम बनाकर अम्लीकरण के लिए प्री-फ्लूइड के रूप में उपयोग किया जाता है। इन्हें फॉर्मेशन में इंजेक्ट करने के बाद, एसिड सॉल्यूशन इंजेक्ट किया जाता है। फोम में मौजूद बुलबुलों द्वारा उत्पन्न जैमिन प्रभाव एसिड द्रव को मोड़ देता है, जिससे एसिड द्रव मुख्य रूप से कम पारगम्यता वाली परत को घोलने के लिए मजबूर हो जाता है, और इस प्रकार अम्लीकरण प्रभाव में सुधार होता है।

5. फ्रैक्चरिंग उपायों में प्रयुक्त सर्फेक्टेंट

कम पारगम्यता वाले तेल क्षेत्रों में अक्सर फ्रैक्चरिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है। इसमें दबाव का उपयोग करके दरारें बनाई जाती हैं, और तरल प्रवाह प्रतिरोध को कम करने और उत्पादन एवं उपलब्धता बढ़ाने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए दरारों को सहारा देने हेतु प्रोपेंट का उपयोग किया जाता है। कुछ फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थों में सर्फेक्टेंट एक घटक के रूप में मिलाया जाता है।

ऑयल-इन-वॉटर फ्रैक्चरिंग फ्लूइड्स को पानी, तेल और इमल्सीफायर्स के मिश्रण से तैयार किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले इमल्सीफायर्स आयनिक, नॉनआयनिक और एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट होते हैं। यदि गाढ़े पानी को बाहरी परत और तेल को आंतरिक परत के रूप में उपयोग किया जाए, तो एक गाढ़ा ऑयल-इन-वॉटर फ्रैक्चरिंग फ्लूइड (पॉलिमर इमल्शन) तैयार किया जा सकता है। इस फ्रैक्चरिंग फ्लूइड का उपयोग 160°C से कम तापमान पर किया जा सकता है और यह इमल्शन को स्वतः तोड़कर फ्लूइड्स को बाहर निकाल सकता है।

फोम फ्रैक्चरिंग द्रव एक ऐसा फ्रैक्चरिंग द्रव है जो जल को प्रकीर्णन माध्यम और गैस को प्रकीर्णित अवस्था के रूप में उपयोग करता है। इसके मुख्य घटक जल, गैस और फोमिंग एजेंट हैं। एल्काइल सल्फोनेट, एल्काइल बेंजीन सल्फोनेट, एल्काइल सल्फेट एस्टर लवण, चतुर्धातुक अमोनियम लवण और ओपी सर्फेक्टेंट सभी को फोमिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जा सकता है। जल में फोमिंग एजेंट की सांद्रता सामान्यतः 0.5-2% होती है, और गैस अवस्था के आयतन और फोम के आयतन का अनुपात 0.5-0.9 की सीमा में होता है।

तेल आधारित फ्रैक्चरिंग द्रव एक ऐसा द्रव है जिसे विलायक या फैलाव माध्यम के रूप में तेल के साथ तैयार किया जाता है। साइट पर सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला तेल कच्चा तेल या उसका भारी अंश होता है। इसकी श्यानता और तापमान गुणों को बेहतर बनाने के लिए, तेल में घुलनशील पेट्रोलियम सल्फोनेट (आणविक भार 300-750) मिलाना आवश्यक होता है। तेल आधारित फ्रैक्चरिंग द्रवों में जल-इन-ऑयल फ्रैक्चरिंग द्रव और तेल फोम फ्रैक्चरिंग द्रव भी शामिल हैं। पहले प्रकार के द्रवों में उपयोग किए जाने वाले पायसीकारक तेल में घुलनशील एनायनिक सर्फेक्टेंट, कैटायनिक सर्फेक्टेंट और नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट होते हैं, जबकि दूसरे प्रकार के द्रवों में उपयोग किए जाने वाले फोम स्टेबलाइजर फ्लोरीन युक्त पॉलीमर सर्फेक्टेंट होते हैं।

जल-संवेदनशील संरचनाओं को तोड़ने के लिए प्रयुक्त द्रव में अल्कोहल (जैसे एथिलीन ग्लाइकॉल) और तेल (जैसे केरोसिन) का मिश्रण, परिक्षेपण माध्यम के रूप में तरल कार्बन डाइऑक्साइड और पायसीकरण कारक के रूप में सल्फेट-लवणीकृत पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर का उपयोग किया जाता है। या जल-संवेदनशील संरचनाओं को तोड़ने के लिए झाग बनाने वाले पदार्थ के साथ मिश्रित इमल्शन या फोम का उपयोग किया जाता है।

फ्रैक्चरिंग और अम्लीकरण के लिए प्रयुक्त फ्रैक्चरिंग द्रव एक फ्रैक्चरिंग द्रव और अम्लीकरण द्रव दोनों है। इसका उपयोग कार्बोनेट संरचनाओं में किया जाता है, और ये दोनों प्रक्रियाएँ एक साथ की जाती हैं। सर्फेक्टेंट से संबंधित एसिड फोम और एसिड इमल्शन हैं। पहले वाले में एल्काइल सल्फोनेट या एल्काइल बेंजीन सल्फोनेट का उपयोग फोमिंग एजेंट के रूप में किया जाता है, जबकि दूसरे वाले में सल्फोनेट सर्फेक्टेंट का उपयोग इमल्सीफायर के रूप में किया जाता है। अम्लीकरण द्रवों की तरह, फ्रैक्चरिंग द्रवों में भी सर्फेक्टेंट का उपयोग एंटी-इमल्सीफायर, ड्रेनेज एड्स और वेटिंग रिवर्सल एजेंट के रूप में किया जाता है, जिनकी चर्चा यहाँ नहीं की जाएगी।

6. प्रोफाइल नियंत्रण और जल अवरोधन उपायों के लिए सर्फेक्टेंट का उपयोग करें।

जल इंजेक्शन के विकास प्रभाव को बेहतर बनाने और कच्चे तेल में जल की मात्रा बढ़ने की दर को कम करने के लिए, जल इंजेक्शन कुओं पर जल अवशोषण प्रोफाइल को समायोजित करना और उत्पादन कुओं पर जल अवरोधन द्वारा उत्पादन बढ़ाना आवश्यक है। प्रोफाइल नियंत्रण और जल अवरोधन की कुछ विधियों में अक्सर सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जाता है।

एचपीसी/एसडीएस जेल प्रोफाइल नियंत्रण एजेंट ताजे पानी में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेलुलोज (एचपीसी) और सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) से बना होता है।

सोडियम एल्काइल सल्फोनेट और एल्काइल ट्राइमिथाइल अमोनियम क्लोराइड को क्रमशः पानी में घोलकर दो कार्यशील द्रव तैयार किए जाते हैं, जिन्हें एक के बाद एक फॉर्मेशन में इंजेक्ट किया जाता है। फॉर्मेशन में ये दोनों कार्यशील द्रव आपस में क्रिया करके एल्काइल ट्राइमिथाइलएमीन बनाते हैं। सल्फाइट अवक्षेपित होकर उच्च पारगम्यता परत को अवरुद्ध कर देता है।

पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल फिनोल ईथर, एल्काइल एरिल सल्फोनेट आदि का उपयोग फोमिंग एजेंट के रूप में किया जा सकता है, जिन्हें पानी में घोलकर एक कार्यशील द्रव तैयार किया जाता है, और फिर तरल कार्बन डाइऑक्साइड कार्यशील द्रव के साथ बारी-बारी से निर्माण में इंजेक्ट किया जाता है, जिससे निर्माण (मुख्य रूप से उच्च पारगम्य परत) में झाग बनता है, अवरोध उत्पन्न होता है और प्रोफाइल नियंत्रण में भूमिका निभाता है।

अमोनियम सल्फेट और वाटर ग्लास से बने सिलिसिक एसिड सोल में घुले हुए क्वाटरनरी अमोनियम सर्फेक्टेंट को फोमिंग एजेंट के रूप में उपयोग करके, इसे फॉर्मेशन में इंजेक्ट किया जाता है, और फिर नॉन-कंडेंसेबल गैस (प्राकृतिक गैस या क्लोरीन) इंजेक्ट की जाती है, जिससे फॉर्मेशन में पहले एक तरल रूप उत्पन्न होता है। फैलाव इंटरलेयर में फोम, और उसके बाद सिलिसिक एसिड सोल का जेलीकरण, ठोस को फैलाव माध्यम के रूप में उपयोग करके एक फोम उत्पन्न करता है, जो उच्च पारगम्यता परत को बंद करने और प्रोफाइल को नियंत्रित करने का काम करता है।

सल्फोनेट सर्फेक्टेंट का उपयोग फोमिंग एजेंट के रूप में और पॉलीमर यौगिकों का उपयोग थिकनिंग फोम स्टेबलाइजर के रूप में करके, गैस या गैस उत्पन्न करने वाले पदार्थों को इंजेक्ट करने पर, जमीन पर या निर्माण में जल-आधारित फोम उत्पन्न होता है। यह फोम तेल की परत में सतह-सक्रिय होता है। एजेंट की एक बड़ी मात्रा तेल-जल इंटरफ़ेस तक पहुँच जाती है, जिससे फोम नष्ट हो जाता है, इसलिए यह तेल की परत को अवरुद्ध नहीं करता है। यह एक चयनात्मक और तेल कुएं में जल-अवरोधक एजेंट है।

तेल आधारित सीमेंट जल अवरोधक एजेंट तेल में सीमेंट का एक निलंबन होता है। सीमेंट की सतह जल-आश्रित होती है। जब यह जल-उत्पादक परत में प्रवेश करता है, तो पानी सीमेंट की सतह पर तेल के कुएं और सीमेंट के बीच की परस्पर क्रिया को विस्थापित कर देता है, जिससे सीमेंट जम जाता है और जल-उत्पादक परत को अवरुद्ध कर देता है। इस अवरोधक एजेंट की तरलता को बेहतर बनाने के लिए, आमतौर पर कार्बोक्सिलेट और सल्फोनेट सर्फेक्टेंट मिलाए जाते हैं।

जल आधारित माइसेलर द्रव-घुलनशील जल-अवरोधक एजेंट एक माइसेलर विलयन है जो मुख्य रूप से पेट्रोलियम अमोनियम सल्फोनेट, हाइड्रोकार्बन और अल्कोहल से बना होता है। इसमें उच्च लवणीय जल होता है और यह गाढ़ा होकर जल-अवरोधक प्रभाव उत्पन्न करता है।

जल-आधारित या तेल-आधारित कैटायनिक सर्फेक्टेंट घोल जल-अवरोधक एजेंट एल्काइल कार्बोक्सिलेट और एल्काइल अमोनियम क्लोराइड लवण सक्रिय एजेंटों पर आधारित है और केवल बलुआ पत्थर संरचनाओं के लिए उपयुक्त है।

सक्रिय भारी तेल जल-अवरोधक एजेंट एक प्रकार का भारी तेल है जो जल-इन-तेल इमल्सीफायर के साथ घुला होता है। यह जल-अवरोधक के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए संरचना से जल निकालने के बाद एक अत्यधिक चिपचिपा जल-इन-तेल इमल्शन उत्पन्न करता है।

ऑयल-इन-वॉटर वॉटर-ब्लॉकिंग एजेंट को कैटायनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग करके पानी में भारी तेल का पायसीकरण करके तैयार किया जाता है।

7. रेत नियंत्रण उपायों के लिए सर्फेक्टेंट का उपयोग करें।

रेत नियंत्रण कार्यों से पहले, रेत नियंत्रण के प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए, सर्फेक्टेंट युक्त सक्रिय जल की एक निश्चित मात्रा को पूर्व-द्रव के रूप में जमाव को साफ करने हेतु इंजेक्ट करना आवश्यक होता है। वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट एनायनिक सर्फेक्टेंट हैं।

8. कच्चे तेल के निर्जलीकरण के लिए सर्फेक्टेंट

तेल पुनर्प्राप्ति के प्राथमिक और द्वितीयक चरणों में, निकाले गए कच्चे तेल के लिए अक्सर जल-युक्त विमिश्रणीय पदार्थों का उपयोग किया जाता है। उत्पादों की तीन पीढ़ियाँ विकसित की गई हैं। पहली पीढ़ी में कार्बोक्सिलेट, सल्फेट और सल्फोनेट शामिल हैं। दूसरी पीढ़ी में कम आणविक भार वाले गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट जैसे कि ओपी, पिंगपिंगजिया और सल्फोनेटेड अरंडी का तेल शामिल हैं। तीसरी पीढ़ी में पॉलीमर गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट शामिल हैं।

द्वितीयक और तृतीयक तेल पुनर्प्राप्ति के बाद के चरणों में, उत्पादित कच्चा तेल अधिकतर तेल-इन-वॉटर इमल्शन के रूप में मौजूद होता है। इसमें चार प्रकार के डिमल्सीफायर का उपयोग किया जाता है, जैसे कि टेट्राडेसिलट्राइमेथिलॉक्सीअमोनियम क्लोराइड और डाइडेसिलडाइमेथिलअमोनियम क्लोराइड। ये एनायनिक इमल्सीफायर के साथ प्रतिक्रिया करके उनके हाइड्रोफिलिक तेल संतुलन मान को बदल सकते हैं, या जल-गीली मिट्टी के कणों की सतह पर अधिशोषित होकर उनकी गीलापन क्षमता को बदल सकते हैं और तेल-इन-वॉटर इमल्शन को नष्ट कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, कुछ एनायनिक सर्फेक्टेंट और तेल में घुलनशील नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट, जिनका उपयोग वॉटर-इन-ऑयल इमल्सीफायर के रूप में किया जा सकता है, तेल-इन-वॉटर इमल्शन के लिए डिमल्सीफायर के रूप में भी उपयोग किए जा सकते हैं।

1. जल उपचार के लिए सर्फेक्टेंट

कच्चे तेल से तेल कुएं के उत्पादन द्रव को अलग करने के बाद, पुन: इंजेक्शन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उत्पादित जल का उपचार करना आवश्यक होता है। जल उपचार के छह उद्देश्य हैं, जिनमें संक्षारण अवरोधन, स्केल की रोकथाम, नसबंदी, ऑक्सीजन निष्कासन, तेल निष्कासन और ठोस निलंबित पदार्थों का निष्कासन शामिल हैं। इसलिए, संक्षारण अवरोधक, स्केल-रोधी एजेंट, जीवाणुनाशक, ऑक्सीजन अपघटक, डीग्रीजर और फ्लोकुलेंट आदि का उपयोग करना आवश्यक है। निम्नलिखित पहलुओं में औद्योगिक सर्फेक्टेंट शामिल हैं:

संक्षारण अवरोधक के रूप में उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक सर्फेक्टेंट में एल्काइल सल्फोनिक एसिड, एल्काइल बेंजीन सल्फोनिक एसिड, परफ्लोरोएल्काइल सल्फोनिक एसिड, लीनियर एल्काइल एमीन लवण, चतुर्धातुक अमोनियम लवण और एल्काइल पाइरिडीन लवण, इमिडाज़ोलिन और इसके व्युत्पन्न लवण, पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर, पॉलीऑक्सीएथिलीन डाइअल्काइल प्रोपार्जिल अल्कोहल, पॉलीऑक्सीएथिलीन रोज़िन एमीन, पॉलीऑक्सीएथिलीन स्टीयरिलामाइन और पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर, एल्काइल सल्फोनेट, विभिन्न चतुर्धातुक अमोनियम आंतरिक लवण, डाइ(पॉलीऑक्सीएथिलीन)एल्काइल आंतरिक लवण और उनके व्युत्पन्न शामिल हैं।

एंटीफाउलिंग एजेंट के रूप में उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट में फॉस्फेट एस्टर लवण, सल्फेट एस्टर लवण, एसीटेट, कार्बोक्सिलेट और उनके पॉलीऑक्सीएथिलीन यौगिक शामिल हैं। सल्फोनेट एस्टर लवण और कार्बोक्सिलेट लवण की तापीय स्थिरता फॉस्फेट एस्टर लवण और सल्फेट एस्टर लवण की तुलना में काफी बेहतर होती है।

फफूंदनाशकों में प्रयुक्त औद्योगिक सर्फेक्टेंट में लीनियर एल्काइलामाइन लवण, चतुर्धातुक अमोनियम लवण, एल्काइलपाइरिडिनियम लवण, इमिडाज़ोलिन और इसके व्युत्पन्नों के लवण, विभिन्न चतुर्धातुक अमोनियम लवण, डाई(पॉलीऑक्सी) विनाइल) एल्काइल और इसके व्युत्पन्नों के आंतरिक लवण शामिल हैं।

डीग्रीजर में उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक सर्फेक्टेंट मुख्य रूप से शाखित संरचनाओं और सोडियम डाइथियोकार्बोक्सिलेट समूहों वाले सर्फेक्टेंट होते हैं।

10. रासायनिक तेल फ्लडिंग के लिए सर्फेक्टेंट

प्राथमिक और द्वितीयक तेल पुनर्प्राप्ति से भूमिगत कच्चे तेल का 25%-50% तक निकाला जा सकता है, लेकिन अभी भी बहुत सारा कच्चा तेल भूमिगत ही रह जाता है जिसे निकाला नहीं जा सकता। तृतीयक तेल पुनर्प्राप्ति से कच्चे तेल की पुनर्प्राप्ति में सुधार किया जा सकता है। तृतीयक तेल पुनर्प्राप्ति में अधिकतर रासायनिक बाढ़ विधि का उपयोग किया जाता है, अर्थात् जल बाढ़ की दक्षता बढ़ाने के लिए इंजेक्ट किए गए पानी में कुछ रासायनिक पदार्थ मिलाए जाते हैं। उपयोग किए जाने वाले रसायनों में से कुछ औद्योगिक सर्फेक्टेंट हैं। इनका संक्षिप्त परिचय इस प्रकार है:

सरफैक्टेंट को मुख्य कारक के रूप में उपयोग करने वाली रासायनिक तेल फ्लडिंग विधि को सरफैक्टेंट फ्लडिंग कहा जाता है। सरफैक्टेंट मुख्य रूप से तेल-जल अंतर्संबंधी तनाव को कम करके और केशिकाओं की संख्या बढ़ाकर तेल पुनर्प्राप्ति में सुधार करने में भूमिका निभाते हैं। चूंकि बलुआ पत्थर की सतह ऋणात्मक रूप से आवेशित होती है, इसलिए उपयोग किए जाने वाले सरफैक्टेंट मुख्य रूप से आयनिक सरफैक्टेंट होते हैं, और उनमें से अधिकांश सल्फोनेट सरफैक्टेंट होते हैं। इसे उच्च एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन सामग्री वाले पेट्रोलियम अंशों को सल्फोनेट करने के लिए सल्फोनेटिंग एजेंट (जैसे सल्फर ट्राईऑक्साइड) का उपयोग करके और फिर उन्हें क्षार से उदासीन करके बनाया जाता है। इसकी विशिष्टताएँ: सक्रिय पदार्थ 50%-80%, खनिज तेल 5%-30%, जल 2%-20%, सोडियम सल्फेट 1%-6%। पेट्रोलियम सल्फोनेट तापमान, नमक या उच्च मूल्य वाले धातु आयनों के प्रति प्रतिरोधी नहीं होता है। संश्लेषित सल्फोनेट संबंधित हाइड्रोकार्बन से संबंधित संश्लेषित विधियों का उपयोग करके तैयार किए जाते हैं। इनमें से, α-ओलेफिन सल्फोनेट विशेष रूप से लवण और उच्च-संयोजक धातु आयनों के प्रति प्रतिरोधी होता है। अन्य आयनिक-गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट और कार्बोक्सिलेट सर्फेक्टेंट का उपयोग भी तेल विस्थापन के लिए किया जा सकता है। सर्फेक्टेंट तेल विस्थापन के लिए दो प्रकार के योजकों की आवश्यकता होती है: एक सह-सर्फेक्टेंट, जैसे कि आइसोब्यूटेनॉल, डाइएथिलीन ग्लाइकॉल ब्यूटाइल ईथर, यूरिया, सल्फोलेन, एल्केनिलीन बेंजीन सल्फोनेट आदि, और दूसरा परावैद्युत, जिसमें अम्ल और क्षार लवण शामिल हैं, मुख्य रूप से लवण, जो सर्फेक्टेंट की जल-विलयनता को कम कर सकते हैं और इसकी वसा-विलयनता को अपेक्षाकृत बढ़ा सकते हैं, और सक्रिय एजेंट के जल-विलयन-परावैद्युत संतुलन मान को भी बदल सकते हैं। सर्फेक्टेंट की हानि को कम करने और आर्थिक प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए, सर्फेक्टेंट फ्लडिंग में बलिदानी एजेंट नामक रसायनों का भी उपयोग किया जाता है। बलिदानी एजेंट के रूप में उपयोग किए जा सकने वाले पदार्थों में क्षारीय पदार्थ और पॉलीकार्बोक्सिलिक अम्ल और उनके लवण शामिल हैं। ओलिगोमर्स और पॉलीमर्स का उपयोग भी बलिदान एजेंट के रूप में किया जा सकता है। लिग्नोसल्फोनेट और उनके संशोधित रूप बलिदान एजेंट हैं।

दो या दो से अधिक रासायनिक तेल विस्थापन मुख्य अभिकर्मकों का उपयोग करके तेल विस्थापन विधि को मिश्रित फ्लडिंग कहा जाता है। सर्फेक्टेंट से संबंधित इस तेल विस्थापन विधि में शामिल हैं: सर्फेक्टेंट और पॉलिमर युक्त गाढ़ी सर्फेक्टेंट फ्लडिंग; क्षार-संवर्धित सर्फेक्टेंट फ्लडिंग जिसमें क्षार + सर्फेक्टेंट या सर्फेक्टेंट-संवर्धित क्षार फ्लडिंग शामिल है; क्षार + सर्फेक्टेंट + पॉलिमर युक्त तत्व-आधारित मिश्रित फ्लडिंग। मिश्रित फ्लडिंग में आमतौर पर एकल फ्लडिंग की तुलना में उच्च पुनर्प्राप्ति दर होती है। देश-विदेश में विकास के रुझानों के वर्तमान विश्लेषण के अनुसार, त्रिगुणीय मिश्रित फ्लडिंग, द्विगुणीय मिश्रित फ्लडिंग की तुलना में अधिक लाभप्रद है। त्रिगुणीय मिश्रित फ्लडिंग में उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट मुख्य रूप से पेट्रोलियम सल्फोनेट होते हैं, जिनका उपयोग आमतौर पर सल्फ्यूरिक अम्ल, फॉस्फोरिक अम्ल और पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर के कार्बोक्सिलेट, तथा पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल एल्काइल सल्फोनेट सोडियम लवण आदि के साथ मिलाकर लवण सहनशीलता बढ़ाने के लिए किया जाता है। हाल ही में, देश और विदेश दोनों में रहमनोलिपिड, सोफोरोलिपिड किण्वन घोल आदि जैसे बायोसरफैक्टेंट, साथ ही प्राकृतिक मिश्रित कार्बोक्सिलेट और कागज निर्माण के उप-उत्पाद क्षार लिग्निन आदि के अनुसंधान और उपयोग को बहुत महत्व दिया गया है, और क्षेत्र और आंतरिक परीक्षणों में उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त हुए हैं। तेल को विस्थापित करने में इनका प्रभाव अच्छा है।