Primjenasurfaktantiu proizvodnji naftnih polja
1. Surfaktanti koji se koriste za rudarenje teške nafte
Zbog visoke viskoznosti i slabe fluidnosti teške nafte, ona uzrokuje mnoge poteškoće u rudarstvu. Kako bi se te teške nafte izvukle, ponekad je potrebno ubrizgati vodenu otopinu surfaktanta u bušotinu kako bi se teška nafta visoke viskoznosti pretvorila u emulziju ulja u vodi niske viskoznosti i izvukla na površinu. Surfaktanti koji se koriste u ovoj metodi emulgiranja teške nafte i smanjenja viskoznosti uključuju natrijev alkil sulfonat, polioksietilen alkil alkohol eter, polioksietilen alkil fenol eter, polioksietilen polioksipropilen polien poliamin, polioksietilen vinil alkil alkohol eter sulfat natrijevu sol itd. Proizvedena emulzija ulja u vodi zahtijeva odvajanje vode i korištenje nekih industrijskih surfaktanata kao deemulgatora za dehidraciju. Ovi deemulgatori su emulgatori vode u ulju. Uobičajeno se koriste kationski surfaktanti ili naftenske kiseline, asfaltonske kiseline i njihove viševalentne metalne soli.
Specijalna teška nafta ne može se iskopava konvencionalnim crpnim jedinicama i zahtijeva ubrizgavanje pare za toplinsko iskorištavanje. Za poboljšanje učinka toplinskog iskorištavanja potrebno je koristiti surfaktante. Ubrizgavanje pjene u bušotinu za ubrizgavanje pare, odnosno ubrizgavanje pjenila otpornog na visoke temperature i nekondenzirajućeg plina, jedna je od uobičajeno korištenih metoda modulacije.
Uobičajeno korištena sredstva za pjenjenje su alkil benzen sulfonati, α-olefin sulfonati, naftni sulfonati, sulfohidrokarbilirani polioksietilen alkil alkoholni eteri i sulfohidrokarbilirani polioksietilen alkil fenol eteri itd. Budući da fluorirani surfaktanti imaju visoku površinsku aktivnost i stabilni su na kiseline, lužine, kisik, toplinu i ulje, idealni su sredstva za pjenjenje na visokim temperaturama. Kako bi dispergirano ulje lako prolazilo kroz strukturu pora formacije ili kako bi se ulje s površine formacije lako istiskivalo, potrebno je koristiti surfaktant koji se naziva sredstvo za difuziju filma. Uobičajeno korišteno sredstvo je površinski aktivno sredstvo na bazi oksialkiliranog fenolnog polimera.
- Surfaktanti za rudarenje voštane sirove nafte
Eksploatacija voštane sirove nafte zahtijeva često sprječavanje nastanka voska i njegovo uklanjanje. Surfaktanti djeluju kao inhibitori i sredstva za uklanjanje voska. Postoje surfaktanti topljivi u ulju i surfaktanti topljivi u vodi koji se koriste za uklanjanje voska. Prvi igraju ulogu protiv voska mijenjajući svojstva površine kristala voska. Uobičajeno korišteni surfaktanti topljivi u ulju su naftni sulfonati i aminski surfaktanti. Surfaktanti topljivi u vodi igraju ulogu protiv voska mijenjajući svojstva površina formiranih voskom (kao što su naftne cijevi, usisne šipke i površine opreme). Dostupni surfaktanti uključuju natrijeve alkil sulfonate, kvaterne amonijeve soli, alkanske polioksietilen etere, aromatske ugljikovodične polioksietilen etere i njihove natrijeve sulfonatne soli itd. Surfaktanti koji se koriste za uklanjanje voska također se dijele u dva aspekta. Surfaktanti topljivi u ulju koriste se za uklanjanje voska na bazi ulja, i to sulfonatni tip topljivi u vodi, tip kvaterne amonijeve soli, tip polietera, tip Tween, OP tip surfaktanata, surfaktanti na bazi sulfata ili sulfo-alkiliranog ravnog tipa i OP-tip.surfaktantse koriste u sredstvima za uklanjanje voska na bazi vode. Posljednjih godina, domaća i strana sredstva za uklanjanje voska organski su kombinirana, a sredstva za uklanjanje voska na bazi ulja i sredstva za uklanjanje voska na bazi vode organski su kombinirana kako bi se dobili hibridna sredstva za uklanjanje voska. Ovo sredstvo za uklanjanje voska koristi aromatske ugljikovodike i miješane aromatske ugljikovodike kao uljnu fazu, a emulgator s učinkom čišćenja voska kao vodenu fazu. Kada je odabrani emulgator neionski surfaktant s odgovarajućom točkom zamućenja, temperatura ispod dijela za stvaranje voska u naftnoj bušotini može doseći ili premašiti svoju točku zamućenja, tako da miješano sredstvo za uklanjanje voska može... Emulgiranje se prekida prije ulaska u dio za stvaranje voska, a dva sredstva za čišćenje voska se odvajaju, koja istovremeno igraju ulogu čišćenja voska.
3. Surfaktantikoristi se za stabilizaciju gline
Stabilizacija gline dijeli se na dva aspekta: sprječavanje širenja minerala gline i sprječavanje migracije čestica minerala gline. Kationski surfaktanti poput aminskih soli, kvaternih amonijevih soli, piridinijevih soli i imidazolinskih soli mogu se koristiti za sprječavanje bubrenja gline. Neionski kationski surfaktanti koji sadrže fluor dostupni su za sprječavanje migracije čestica minerala gline.
4. Surfaktantikoristi se u mjerama zakiseljavanja
Kako bi se poboljšao učinak zakiseljavanja, kiseloj otopini se općenito dodaju razni aditivi. Kao usporivač zakiseljavanja može se koristiti bilo koji surfaktant koji je kompatibilan s kiselom otopinom i lako se adsorbira u formaciji. Kao usporivač zakiseljavanja može se koristiti hidroklorid masnog amina, kvaternarna amonijeva sol, piridinska sol u kationskim surfaktantima i sulfonirani, karboksimetilirani, fosfatno esterski soli ili sulfatno esterski soli polioksietilen alkani u amfoternim surfaktantima na bazi fenol etera itd. Neki surfaktanti, poput dodecil sulfonske kiseline i njezinih alkilaminskih soli, mogu emulgirati kiselu tekućinu u ulju kako bi se dobila emulzija kiseline u ulju. Ova emulzija može se koristiti kao zakiseljena industrijska tekućina, a također ima ulogu usporivača.
Neki surfaktanti mogu se koristiti kao antiemulgatori za zakiseljavanje tekućina. Surfaktanti s razgranatim strukturama kao što su polioksietilen polioksipropilen propilen glikol eter i polioksietilen polioksipropilen pentaetilen heksaamin mogu se koristiti kao antiemulgatori za zakiseljavanje.
Neki surfaktanti mogu se koristiti kao pomoćna sredstva za drenažu s nedostatkom kiseline. Surfaktanti koji se mogu koristiti kao pomoćna sredstva za drenažu uključuju tip aminske soli, tip kvaterne amonijeve soli, tip piridinijeve soli, neionske, amfoterne i surfaktante koji sadrže fluor.
Neki surfaktanti mogu se koristiti kao zakiseljujuća sredstva protiv taloga, kao što su surfaktanti topljivi u ulju, poput alkilfenola, masnih kiselina, alkilbenzensulfonskih kiselina, kvaternih amonijevih soli itd. Budući da imaju slabu topljivost u kiselini, neionski surfaktanti mogu se koristiti za njihovo dispergiranje u kiseloj otopini.
Kako bi se poboljšao učinak zakiseljavanja, kiseloj otopini potrebno je dodati sredstvo za preokretanje vlaženja kako bi se preokrenula vlaživost zone blizu bušotine iz lipofilne u hidrofilnu. Smjese polioksietilen polioksipropilen alkil alkoholnih etera i fosfatno soli polioksietilen polioksipropilen alkil alkoholnih etera adsorbiraju se formacijom i tvore treći adsorpcijski sloj, koji igra ulogu u vlaženju i preokretanju.
Osim toga, postoje neki surfaktanti, poput hidroklorida masnog amina, kvaterne amonijeve soli ili neionskog-anionskog surfaktanta, koji se koriste kao sredstva za pjenjenje za izradu radne tekućine za kiselinu pjene kako bi se postigla svrha usporavanja korozije i dubokog zakiseljavanja, ili se od toga izrađuju pjene koje se koriste kao predfluid za zakiseljavanje. Nakon što se ubrizgaju u formaciju, ubrizgava se kisela otopina. Jamin efekt koji proizvode mjehurići u pjeni može preusmjeriti kiselu tekućinu, prisiljavajući kiselu tekućinu da uglavnom otopi sloj niske propusnosti, čime se poboljšava učinak zakiseljavanja.
5. Surfaktanti korišteni u mjerama frakturiranja
Mjere frakturiranja često se koriste u naftnim poljima niske propusnosti. Koriste tlak za otvaranje formacije radi stvaranja pukotina i propant za podupiranje pukotina kako bi se smanjio otpor protoku fluida i postigla svrha povećanja proizvodnje i pažnje. Neke tekućine za frakturiranje formulirane su s površinski aktivnim tvarima kao jednim od sastojaka.
Tekućine za frakturiranje ulje-u-vodi formuliraju se s vodom, uljem i emulgatorima. Kao emulgatori koriste se ionski, neionski i amfoterni surfaktanti. Ako se zgusnuta voda koristi kao vanjska faza, a ulje kao unutarnja faza, može se pripremiti zgusnuta tekućina za frakturiranje ulje-u-vodi (polimerna emulzija). Ova tekućina za frakturiranje može se koristiti na temperaturama ispod 160°C i može automatski razbiti emulzije i ispustiti tekućine.
Tekućina za frakturiranje pjene je tekućina za frakturiranje koja koristi vodu kao disperzijski medij i plin kao disperznu fazu. Njene glavne komponente su voda, plin i sredstvo za pjenjenje. Alkil sulfonati, alkil benzen sulfonati, alkil sulfat esterske soli, kvaterne amonijeve soli i OP surfaktanti mogu se koristiti kao sredstva za pjenjenje. Koncentracija sredstva za pjenjenje u vodi je općenito 0,5-2%, a omjer volumena plinovite faze i volumena pjene je u rasponu od 0,5-0,9.
Tekućina za frakturiranje na bazi ulja je tekućina za frakturiranje formulirana s uljem kao otapalom ili disperzijskim medijem. Najčešće korištena nafta na gradilištu je sirova nafta ili njezina teška frakcija. Kako bi se poboljšala njezina viskoznost i temperaturna svojstva, potrebno je dodati naftni sulfonat topiv u ulju (molekularne težine 300-750). Tekućine za frakturiranje na bazi ulja također uključuju tekućine za frakturiranje voda-u-ulju i tekućine za frakturiranje uljne pjene. Emulgatori koji se koriste u prvima su anionski surfaktanti topljivi u ulju, kationski surfaktanti i neionski surfaktanti, dok su stabilizatori pjene koji se koriste u potonjima polimerni surfaktanti koji sadrže fluor.
Tekućina za frakturiranje formacija osjetljivih na vodu koristi smjesu alkohola (kao što je etilen glikol) i ulja (kao što je kerozin) kao disperzijski medij, tekući ugljikov dioksid kao disperznu fazu i sulfatno soli polioksietilen alkil alkoholnog etera kao emulgatora. Ili emulzija ili pjena formulirana sa sredstvom za pjenjenje za frakturiranje formacija osjetljivih na vodu.
Tekućina za frakturiranje koja se koristi za frakturiranje i zakiseljavanje je i tekućina za frakturiranje i tekućina za zakiseljavanje. Koristi se u karbonatnim formacijama, a obje mjere se provode istovremeno. S površinski aktivnim tvarima povezani su kisela pjena i kisela emulzija. Prva koristi alkil sulfonat ili alkil benzen sulfonat kao sredstvo za pjenjenje, a druga koristi sulfonatni površinski aktivni sastojak kao emulgator. Poput tekućina za zakiseljavanje, tekućine za frakturiranje također koriste površinski aktivne tvari kao antiemulgatore, sredstva za drenažu i sredstva za poništavanje vlaženja, o čemu ovdje neće biti riječi.
6. Koristite surfaktante za kontrolu profila i mjere blokiranja vode
Kako bi se poboljšao učinak ubrizgavanja vode i suzbio porast sadržaja vode u sirovoj nafti, potrebno je prilagoditi profil apsorpcije vode na bušotinama za ubrizgavanje vode i povećati proizvodnju blokiranjem vode na proizvodnim bušotinama. Neke od metoda kontrole profila i blokiranja vode često koriste određene surfaktante.
HPC/SDS sredstvo za kontrolu profila gela sastoji se od hidroksipropil celuloze (HPC) i natrijevog dodecil sulfata (SDS) u slatkoj vodi.
Natrijev alkil sulfonat i alkil trimetil amonijev klorid otopljeni su u vodi kako bi se pripremile dvije radne tekućine, koje se jedna za drugom ubrizgavaju u formaciju. Dvije radne tekućine međusobno djeluju u formaciji stvarajući alkil trimetilamin. Sulfit se taloži i blokira sloj visoke propusnosti.
Polioksietilen alkil fenol eteri, alkil aril sulfonati itd. mogu se koristiti kao sredstva za pjenjenje, otopljeni u vodi za pripremu radnog fluida, a zatim ubrizgani u formaciju naizmjenično s tekućim radnim fluidom ugljikovog dioksida, samo u formaciji (uglavnom visokopropusnom sloju) stvara pjenu, stvara začepljenje i igra ulogu u kontroli profila.
Korištenjem kvaternarnog amonijevog surfaktanta kao sredstva za pjenjenje otopljenog u solu silicijeve kiseline sastavljenom od amonijevog sulfata i vodenog stakla te ubrizganog u formaciju, a zatim ubrizgavanjem nekondenzirajućeg plina (prirodnog plina ili klora), prvo se u formaciji može stvoriti tekući oblik. Pjena u disperzijskom međusloju, nakon čega slijedi želiranje sola silicijeve kiseline, stvara pjenu s krutinom kao disperzijskim medijem, koja igra ulogu začepljenja sloja visoke propusnosti i kontrole profila.
Korištenjem sulfonatnih surfaktanata kao sredstava za pjenjenje i polimernih spojeva kao zgušnjavajućih stabilizatora pjene, a zatim ubrizgavanjem plina ili tvari koje stvaraju plin, na tlu ili u formaciji stvara se pjena na bazi vode. Ova pjena je površinski aktivna u sloju nafte. Velika količina sredstva prelazi na granicu nafte i vode, uzrokujući uništavanje pjene, tako da ne blokira sloj nafte. To je selektivno sredstvo za blokiranje vode u naftnim bušotinama.
Sredstvo za blokiranje vode na bazi cementa na bazi ulja je suspenzija cementa u ulju. Površina cementa je hidrofilna. Kada uđe u sloj koji proizvodi vodu, voda istiskuje interakciju između naftne bušotine i cementa na površini cementa, uzrokujući skrućivanje cementa i blokiranje sloja koji proizvodi vodu. Kako bi se poboljšala fluidnost ovog sredstva za blokiranje, obično se dodaju karboksilatni i sulfonatni surfaktanti.
Micelarni tekućinski topljivi agens za blokiranje vode na bazi vode je micelarna otopina koja se uglavnom sastoji od naftnog amonijevog sulfonata, ugljikovodika i alkohola. Sadrži visok udio slane vode u formaciji i postaje viskozan kako bi se postigao učinak blokiranja vode.
Kationski surfaktant na bazi vode ili ulja, sredstvo za blokiranje vode, temelji se na aktivnim tvarima alkil karboksilata i alkil amonijevog klorida i prikladno je samo za pješčenjačke formacije.
Aktivno sredstvo za blokiranje vode iz teške nafte je vrsta teške nafte otopljene emulgatorom voda-u-ulju. Nakon što se formacija dehidrira, stvara se visoko viskozna emulzija voda-u-ulju kako bi se postigla svrha blokiranja vode.
Sredstvo za blokiranje vode tipa ulje u vodi priprema se emulgiranjem teškog ulja u vodi korištenjem kationskog surfaktanta kao emulgatora tipa ulje u vodi.
7. Koristite surfaktante za mjere kontrole pijeska
Prije operacija kontrole pijeska, potrebno je ubrizgati određenu količinu aktivirane vode pripremljene s površinski aktivnim tvarima kao predfluid za prethodno čišćenje formacije i poboljšanje učinka kontrole pijeska. Trenutno se najčešće korišteni površinski aktivni tvari nazivaju anionski površinski aktivni tvari.
8. Surfaktant za dehidraciju sirove nafte
U primarnim i sekundarnim fazama pridobivanja nafte, deemulgatori voda-u-ulju često se koriste za ekstrahiranu sirovu naftu. Razvijene su tri generacije proizvoda. Prva generacija je karboksilat, sulfat i sulfonat. Druga generacija su niskomolekularni neionski surfaktanti poput OP, Pingpingjia i sulfoniranog ricinusovog ulja. Treća generacija je polimerni neionski surfaktant.
U kasnijim fazama sekundarnog i tercijarnog iskorištavanja nafte, proizvedena sirova nafta uglavnom postoji u obliku emulzije ulje u vodi. Postoje četiri vrste deemulgatora koji se koriste, kao što su tetradeciltrimetiloksiamonijev klorid i didecildimetilamonijev klorid. Oni mogu reagirati s anionskim emulgatorima kako bi promijenili svoju hidrofilnu ravnotežu ulja ili se adsorbirati na površinu čestica gline vlažnih od vode, mijenjajući njihovu kvašivost i uništavajući emulzije ulje u vodi. Osim toga, neki anionski surfaktanti i neionski surfaktanti topljivi u ulju koji se mogu koristiti kao emulgatori voda u ulju također se mogu koristiti kao deemulgatori za emulzije ulje u vodi.
- Surfaktanti za obradu vode
Nakon što se proizvodna tekućina iz naftne bušotine odvoji od sirove nafte, proizvedenu vodu potrebno je obraditi kako bi se zadovoljili zahtjevi ponovnog ubrizgavanja. Postoji šest svrha obrade vode, a to su inhibicija korozije, sprječavanje kamenca, sterilizacija, uklanjanje kisika, uklanjanje nafte i uklanjanje krutih suspendiranih tvari. Stoga je potrebno koristiti inhibitore korozije, sredstva protiv kamenca, baktericide, hvatače kisika, odmašćivače i flokulante itd. Sljedeći aspekti uključuju industrijske surfaktante:
Industrijski surfaktanti koji se koriste kao inhibitori korozije uključuju soli alkil sulfonske kiseline, alkil benzen sulfonske kiseline, perfluoroalkil sulfonske kiseline, linearne alkil aminske soli, kvaterne amonijeve soli i alkil piridinske soli, soli imidazolina i njegovih derivata, etere polioksietilen alkil alkohola, polioksietilen dialkil propargil alkohol, polioksietilen rosin amin, polioksietilen stearilamin i etere polioksietilen alkil alkohola, alkil sulfonat, razne kvaterne amonijeve interne soli, di(polioksietilen)alkil interne soli i njihovi derivati.
Surfaktanti koji se koriste kao sredstva protiv obraštanja uključuju fosfatne esterske soli, sulfatne esterske soli, acetate, karboksilate i njihove polioksietilenske spojeve. Toplinska stabilnost sulfonatnih esterskih soli i karboksilatnih soli znatno je bolja od one kod fosfatnih esterskih soli i sulfatnih esterskih soli.
Industrijski surfaktanti koji se koriste u fungicidima uključuju linearne alkilaminske soli, kvaterne amonijeve soli, alkilpiridinijeve soli, soli imidazolina i njegovih derivata, razne kvaterne amonijeve soli, di(polioksi)vinil)alkil i unutarnje soli njegovih derivata.
Industrijski surfaktanti koji se koriste u odmašćivačima uglavnom su surfaktanti s razgranatim strukturama i natrijevim ditiokarboksilatnim skupinama.
10. Surfaktant za kemijsko navodnjavanje naftom
Primarnim i sekundarnim iscrpavanjem nafte može se dobiti 25%-50% sirove nafte iz podzemnih ležišta, ali još uvijek postoji mnogo sirove nafte koja ostaje pod zemljom i ne može se dobiti. Provođenje tercijarnog iscrpavanja nafte može poboljšati iscrpak sirove nafte. Tercijarno iscrpavanje nafte uglavnom koristi metodu kemijskog navodnjavanja, odnosno dodavanje nekih kemijskih sredstava u ubrizganu vodu kako bi se poboljšala učinkovitost navodnjavanja. Među korištenim kemikalijama, neki su industrijski surfaktanti. Kratak uvod u njih je sljedeći:
Metoda kemijskog navodnjavanja nafte korištenjem surfaktanta kao glavnog agensa naziva se navodnjavanje surfaktantom. Surfaktanti uglavnom igraju ulogu u poboljšanju iscrpaka nafte smanjenjem površinske napetosti nafta-voda i povećanjem broja kapilara. Budući da je površina formacije pješčenjaka negativno nabijena, korišteni surfaktanti su uglavnom anionski surfaktanti, a većina njih su sulfonatni surfaktanti. Proizvodi se korištenjem sulfonirajućeg sredstva (kao što je sumporov trioksid) za sulfoniranje naftnih frakcija s visokim udjelom aromatskih ugljikovodika, a zatim njihovom neutralizacijom lužinom. Njegove specifikacije: aktivna tvar 50%-80%, mineralno ulje 5%-30%, voda 2%-20%, natrijev sulfat 1%-6%. Naftni sulfonat nije otporan na temperaturu, sol ili skupe metalne ione. Sintetski sulfonati se pripremaju iz odgovarajućih ugljikovodika korištenjem odgovarajućih sintetskih metoda. Među njima, α-olefin sulfonat je posebno otporan na sol i visokovalentne metalne ione. Drugi anionsko-neionski surfaktanti i karboksilatni surfaktanti također se mogu koristiti za istiskivanje nafte. Za istiskivanje ulja surfaktantom potrebne su dvije vrste aditiva: jedan je ko-surfaktant, kao što su izobutanol, dietilen glikol butil eter, urea, sulfolan, alkenilen benzen sulfonat itd., a drugi je dielektrik, uključujući kisele i alkalne soli, uglavnom soli, koje mogu smanjiti hidrofilnost surfaktanta i relativno povećati lipofilnost, a također promijeniti hidrofilno-lipofilnu ravnotežu aktivnog sastojka. Kako bi se smanjio gubitak surfaktanta i poboljšali ekonomski učinci, poplavljivanje surfaktantom također koristi kemikalije koje se nazivaju žrtveni agensi. Tvari koje se mogu koristiti kao žrtveni agensi uključuju alkalne tvari i polikarboksilne kiseline i njihove soli. Oligomeri i polimeri također se mogu koristiti kao žrtveni agensi. Lignosulfonati i njihove modifikacije su žrtveni agensi.
Metoda istiskivanja nafte korištenjem dva ili više glavnih kemijskih sredstava za istiskivanje nafte naziva se kompozitno potapanje. Ova metoda istiskivanja nafte povezana sa surfaktantima uključuje: potapanje surfaktantom i polimerom zgusnutim surfaktantom; potapanje surfaktantom pojačanim alkalijama s alkalijama + surfaktantom ili potapanjem surfaktantom pojačanim alkalijama; potapanje kompozitom na bazi elemenata s alkalijama + surfaktantom + polimerom. Kompozitno potapanje općenito ima veće faktore iskorištenja od jednostrukog potapanja. Prema trenutnoj analizi trendova razvoja u zemlji i inozemstvu, potapanje ternarnim spojevima ima veće prednosti od potapanja binarnim spojevima. Surfaktanti koji se koriste u ternarnom kompozitnom potapanju uglavnom su naftni sulfonati, obično se koriste i u kombinaciji sa sumpornom kiselinom, fosfornom kiselinom i karboksilatima polioksietilen alkil alkoholnih etera te natrijevim solima polioksietilen alkil alkohol alkil sulfonata itd. kako bi se poboljšala njegova tolerancija na sol. Nedavno se i u zemlji i u inozemstvu pridaje velika važnost istraživanju i upotrebi biosurfaktanata, kao što su ramnolipid, fermentacijska juha soforolipida itd., kao i prirodni miješani karboksilati i nusproizvod proizvodnje papira alkalni lignin itd., te su postigli izvrsne rezultate u terenskim i zatvorenim ispitivanjima. Dobar učinak istiskivanja ulja.
Vrijeme objave: 26. prosinca 2023.