क्या आप जानते हैं कि तेल क्षेत्र से तेल निकालने के लिए सर्फेक्टेंट का चयन कैसे किया जाता है?

1. फ्रैक्चरिंग उपायों के लिए सर्फेक्टेंट
कम पारगम्यता वाले तेल क्षेत्रों में अक्सर फ्रैक्चरिंग तकनीक का प्रयोग किया जाता है। इसमें दबाव का उपयोग करके परत को फ्रैक्चर किया जाता है, जिससे दरारें उत्पन्न होती हैं, और फिर इन दरारों को प्रोपेंट से भरकर द्रव प्रवाह प्रतिरोध को कम किया जाता है, जिससे उत्पादन और इंजेक्शन बढ़ाने का लक्ष्य प्राप्त होता है। कुछ फ्रैक्चरिंग द्रवों में सर्फेक्टेंट एक घटक के रूप में उपयोग किया जाता है।

ऑयल-इन-वॉटर फ्रैक्चरिंग फ्लूइड्स पानी, तेल और इमल्सीफायर्स से तैयार किए जाते हैं। इनमें आयनिक, नॉन-आयनिक और एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट जैसे इमल्सीफायर्स शामिल 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 प्रकार के फ्रैक्चरिंग फ्लूइड का उपयोग 160°C से कम तापमान पर किया जा सकता है और यह स्वचालित रूप से इमल्सीफाई होकर फ्लूइड्स को बाहर निकाल सकता है।

फोम फ्रैक्चरिंग द्रव वे होते हैं जिनमें जल प्रकीर्णन माध्यम और गैस प्रकीर्णित अवस्था होती है। इनके मुख्य घटक जल, गैस और फोमिंग एजेंट होते हैं। एल्काइल सल्फोनेट, एल्काइल बेंजीन सल्फोनेट, एल्काइल सल्फेट एस्टर, चतुर्धातुक अमोनियम लवण और ओपी-प्रकार के 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 से 0.9 तक होता है।

तेल आधारित फ्रैक्चरिंग द्रवों को विलायक या फैलाव माध्यम के रूप में तेल का उपयोग करके तैयार किया जाता है। इस क्षेत्र में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तेल कच्चे तेल या इसके भारी अंश होते हैं। इनकी श्यानता-तापमान क्षमता 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 में तेल में घुलनशील एनायनिक सर्फेक्टेंट, कैटायनिक सर्फेक्टेंट और नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग इमल्सीफायर के रूप में किया जाता है, जबकि दूसरे प्रकार में फ्लोरीन युक्त पॉलीमरिक सर्फेक्टेंट का उपयोग फोम स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है।

जल-संवेदनशील संरचनाओं के लिए फ्रैक्चरिंग द्रव, अल्कोहल (जैसे एथिलीन ग्लाइकॉल) और तेल (जैसे केरोसिन) के मिश्रण का उपयोग करके तैयार किए गए इमल्शन या फोम होते हैं, जिसमें फैलाव माध्यम के रूप में अल्कोहल (जैसे एथिलीन ग्लाइकॉल) और तेल (जैसे केरोसिन) का उपयोग किया जाता है, तरल कार्बन डाइऑक्साइड को विक्षेपित चरण के रूप में और सल्फेट-एस्टरीकृत पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल अल्कोहल ईथर को इमल्सीफायर या फोमिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है, और इनका उपयोग जल-संवेदनशील संरचनाओं को फ्रैक्चर करने के लिए किया जाता है।

फ्रैक्चर एसिडाइजिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले फ्रैक्चरिंग द्रव, फ्रैक्चरिंग द्रव और एसिडाइजिंग द्रव दोनों के रूप में कार्य करते हैं, जिनका उपयोग कार्बोनेट संरचनाओं में किया जाता है जहां दोनों प्रक्रियाएं एक साथ की जाती हैं। सर्फेक्टेंट से संबंधित द्रवों में एसिड फोम और एसिड इमल्शन शामिल हैं; पहले वाले में फोमिंग एजेंट के रूप में एल्काइल सल्फोनेट या एल्काइल बेंजीन सल्फोनेट का उपयोग किया जाता है, जबकि बाद वाले में इमल्सीफायर के रूप में सल्फोनेट-प्रकार के सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जाता है।

एसिडाइजिंग फ्लूइड्स की तरह, फ्रैक्चरिंग फ्लूइड्स भी सर्फेक्टेंट्स का उपयोग डिमल्सीफायर, क्लीनअप एडिटिव्स और वेटेबिलिटी मॉडिफायर के रूप में करते हैं, जिनके बारे में यहां विस्तार से चर्चा नहीं की जाएगी।

2. प्रोफाइल नियंत्रण और जल अवरोधन उपायों के लिए सर्फेक्टेंट

जल बाढ़ विकास की प्रभावशीलता में सुधार करने और कच्चे तेल में जल की मात्रा में वृद्धि की दर को रोकने के लिए, इंजेक्शन कुओं में जल अवशोषण प्रोफ़ाइल को समायोजित करना और उत्पादन कुओं में जल अवरोधन उपाय करना आवश्यक है ताकि उत्पादन बढ़ाया जा सके। इन प्रोफ़ाइल नियंत्रण और जल अवरोधन विधियों में से कुछ में अक्सर विशिष्ट सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जाता है। एचपीसी/एसडीएस जेल प्रोफ़ाइल नियंत्रण एजेंट ताजे पानी में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेलुलोज (एचपीसी) और सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) मिलाकर तैयार किया जाता है। सोडियम एल्काइल सल्फोनेट और एल्काइल ट्राइमिथाइल अमोनियम क्लोराइड को क्रमशः पानी में घोलकर दो कार्यशील द्रव तैयार किए जाते हैं, जिन्हें क्रमिक रूप से निर्माण में इंजेक्ट किया जाता है। ये दोनों कार्यशील द्रव निर्माण में मिलते हैं, जिससे एल्काइल ट्राइमिथाइल एमीन के एल्काइल सल्फाइट अवक्षेप बनते हैं, जो उच्च पारगम्यता वाली परतों को अवरुद्ध करते हैं। पॉलीऑक्सीएथिलीन एल्काइल फिनोल ईथर, एल्काइल एरिल सल्फोनेट आदि का उपयोग झाग बनाने वाले एजेंट के रूप में किया जा सकता है। इन्हें पानी में घोलकर एक कार्यशील द्रव तैयार किया जाता है, जिसे फिर बारी-बारी से तरल कार्बन डाइऑक्साइड कार्यशील द्रव के साथ निर्माण में इंजेक्ट किया जाता है। इससे निर्माण में (मुख्यतः उच्च पारगम्यता वाली परतों में) झाग बनता है, जिससे अवरोध उत्पन्न होता है और प्रोफाइल नियंत्रण प्रभाव प्राप्त होता है। एक चतुर्धातुक अमोनियम लवण प्रकार के सर्फेक्टेंट को अमोनियम सल्फेट और वाटर ग्लास से तैयार किए गए सिलिसिक एसिड सोल में घोलकर निर्माण में इंजेक्ट किया जाता है, जिसके बाद असंघनीय गैस (प्राकृतिक गैस या क्लोरीन गैस) इंजेक्ट की जाती है। इससे पहले निर्माण में तरल को फैलाव माध्यम बनाकर झाग बनता है, और फिर सिलिसिक एसिड सोल जेल में परिवर्तित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस को फैलाव माध्यम बनाकर झाग बनता है, जो उच्च पारगम्यता वाली परतों को अवरुद्ध करता है और प्रोफाइल नियंत्रण प्राप्त करता है। सल्फोनेट प्रकार के सर्फेक्टेंट को झाग बनाने वाले एजेंट के रूप में और उच्च आणविक यौगिकों को गाढ़ा करने और झाग को स्थिर करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करके, और फिर गैस या गैस उत्पन्न करने वाले पदार्थों को इंजेक्ट करके, सतह पर या निर्माण में जल-आधारित झाग उत्पन्न किया जाता है। तेल की परत में, बड़ी मात्रा में सर्फेक्टेंट तेल-जल इंटरफ़ेस की ओर बढ़ता है, जिससे झाग नष्ट हो जाता है। इस प्रकार, यह तेल की परत को अवरुद्ध नहीं करता और एक चयनात्मक तेल कुएं के जल अवरोधक के रूप में कार्य करता है। तेल-आधारित सीमेंट जल अवरोधक तेल में सीमेंट का एक निलंबन होता है। सीमेंट की सतह जल-आकर्षणशील होती है। जब यह जल-उत्पादक परत में प्रवेश करता है, तो जल सीमेंट की सतह पर मौजूद तेल को विस्थापित कर देता है और सीमेंट के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे सीमेंट ठोस हो जाता है और जल-उत्पादक परत को अवरुद्ध कर देता है। इस अवरोधक की तरलता को बढ़ाने के लिए, आमतौर पर कार्बोक्सिलेट-प्रकार और सल्फोनेट-प्रकार के सर्फेक्टेंट मिलाए जाते हैं। जल-आधारित माइसेलर द्रव अवरोधक एक माइसेलर विलयन होता है जो मुख्य रूप से अमोनियम पेट्रोलियम सल्फोनेट, हाइड्रोकार्बन, अल्कोहल आदि से बना होता है। जब यह निर्माण में उच्च लवणता वाले जल के संपर्क में आता है, तो यह गाढ़ा होकर जल अवरोधक प्रभाव प्राप्त कर सकता है। जल-आधारित या तेल-आधारित कैटायनिक सर्फेक्टेंट विलयन प्लगिंग एजेंट, जो मुख्य रूप से एल्काइल कार्बोक्सिलेट और एल्काइल अमोनियम क्लोराइड सर्फेक्टेंट से बने होते हैं, केवल बलुआ पत्थर संरचनाओं के लिए उपयुक्त होते हैं। सक्रिय भारी तेल जल प्लगिंग एजेंट, जल-इन-तेल इमल्सीफायर के साथ घुला हुआ भारी तेल होता है। जब यह संरचना में पानी के संपर्क में आता है, तो यह जल-इन-तेल इमल्शन उत्पन्न करता है, जिससे जल अवरोधन का उद्देश्य पूरा होता है। तेल-इन-जल प्लगिंग एजेंट को कैटायनिक सर्फेक्टेंट को तेल-इन-जल इमल्सीफायर के रूप में उपयोग करके पानी में भारी तेल का इमल्सीफिकेशन करके तैयार किया जाता है।