1.Surfaktantikoristi se zaekstrakcija teške nafte
Zbog visoke viskoznosti i slabe fluidnosti teške nafte, ona donosi mnoge poteškoće u eksploataciji. Za ekstrakciju takve teške nafte, vodene otopine surfaktanata ponekad se ubrizgavaju u bušotinu kako bi se teška nafta visoke viskoznosti pretvorila u emulzije ulja u vodi niske viskoznosti, koje se zatim pumpaju 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, natrijev polioksietilen alkil alkohol eter sulfat itd. Za proizvedene emulzije ulja u vodi potrebno je odvojiti vodu, a neki industrijski surfaktanti se također koriste kao deemulgatori za dehidraciju. Ovi deemulgatori su emulgatori vode u ulju. Uobičajeno korišteni su kationski surfaktanti ili naftenske kiseline, asfaltne kiseline i njihove polivalentne metalne soli. Posebna teška nafta ne može se iskorištavati konvencionalnim crpnim jedinicama i zahtijeva ubrizgavanje pare za toplinsko iskorištavanje. Za poboljšanje učinka toplinskog iskorištavanja potrebno je koristiti surfaktante. Ubrizgavanje pjene u bunar za ubrizgavanje pare, odnosno ubrizgavanje sredstava za pjenjenje otpornih na visoke temperature i nekondenzirajućih plinova, jedna je od uobičajeno korištenih metoda pripreme. Uobičajeno korištena sredstva za pjenjenje su alkilbenzen sulfonati,α-olefin sulfonati, naftni sulfonati, sulfoalkilirani polioksietilen alkil alkoholni eteri i sulfoalkilirani 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 agensi za pjenjenje na visokim temperaturama. Kako bi dispergirano ulje lako prolazilo kroz strukturu pora formacije ili kako bi se ulje na površini formacije lako istiskivalo, potrebni su surfaktanti koji se nazivaju agensi za difuziju filma, a najčešće korišteni su oksialkilirani fenolni smolni polimerni surfaktanti.
2.Surfaktanti za ekstrakciju voštane sirove nafte
Prilikom ekstrakcije voštane sirove nafte, potrebno je često provoditi sprječavanje nastanka i uklanjanje voska. Površinski aktivne tvari koriste se kao inhibitori voska i sredstva za uklanjanje voska. Površinski aktivne tvari koje se koriste za sprječavanje nastanka voska uključuju površinski aktivne tvari topive u ulju i površinski aktivne tvari topive u vodi. Prvi imaju učinak sprječavanja nastanka voska promjenom svojstava površine kristala voska. Uobičajeno korištene površinski aktivne tvari topive u ulju su naftni sulfonati i površinski aktivne tvari aminskog tipa. Površinski aktivne tvari topljive u vodi igraju ulogu u sprječavanju nastanka voska promjenom svojstava površina koje talože vosak (kao što su površine naftovoda, usisnih šipki i opreme). Dostupni surfaktanti uključuju natrijeve alkil sulfonate, kvaternarne amonijeve soli, alkanske polioksietilen etere, aromatske ugljikovodične polioksietilen etere i njihove natrijeve sulfonatne soli itd. Surfaktanti koji se koriste za uklanjanje voska također se svrstavaju u dvije kategorije: oni topljivi u ulju koriste se u sredstvima za uklanjanje voska na bazi ulja, a oni topljivi u vodi poput surfaktanata tipa sulfonata, kvaternarne amonijeve soli, polieterskog tipa, Tween tipa, OP tipa, kao i sulfatno esterificirani ili sulfoalkilirani surfaktanti Peregal tipa i OP tipa, koriste se u sredstvima za uklanjanje voska na bazi vode. Posljednjih godina, i u zemlji i u inozemstvu, uklanjanje i sprječavanje voska organski su kombinirani, a sredstva za uklanjanje voska na bazi ulja i sredstva za uklanjanje voska na bazi vode također su organski kombinirana za proizvodnju sredstava za uklanjanje voska miješanog tipa. Ova vrsta sredstva za uklanjanje voska koristi aromatske ugljikovodike i miješane aromatske ugljikovodike kao uljnu fazu, a emulgatore s učincima uklanjanja voska kao vodenu fazu. Kada je odabrani emulgator neionski surfaktant s odgovarajućom točkom zamućenja, on može dosegnuti ili premašiti svoju točku zamućenja na temperaturi ispod dijela za taloženje voska u naftnoj bušotini, čime se miješano sredstvo za uklanjanje voska deemulgira prije ulaska u dio za taloženje voska, odvajajući se na dvije vrste sredstava za uklanjanje voska, koja istovremeno djeluju na uklanjanje voska.
3,Surfaktanti korišteni u stabilnoj glini
Stabilizacija gline uključuje dva aspekta: sprječavanje bubrenja minerala gline i sprječavanje migracije čestica minerala gline. Za sprječavanje bubrenja gline mogu se koristiti kationski surfaktanti poput aminskih soli, kvaternih amonijevih soli, piridinskih soli i imidazolinskih soli. Za sprječavanje migracije čestica minerala gline mogu se koristiti neionski-kationski surfaktanti koji sadrže fluor.
4.Surfaktanti korišteni u mjerama zakiseljavanja
Kako bi se pojačao učinak zakiseljavanja, općenito je potrebno dodati različite aditive u kiselu otopinu. Kao usporivač zakiseljavanja može se koristiti bilo koji surfaktant koji je kompatibilan s kiselom otopinom i lako se adsorbira formacijom. Primjeri uključuju hidrokloride masnih amina, kvaterne amonijeve soli i piridinijeve soli među kationskim surfaktantima, kao i sulfonirane, karboksimetilirane, fosfatno esterificirane ili sulfatno esterificirane polioksietilen alkilfenol etere među amfoternim surfaktantima. Neki surfaktanti, poput dodecil sulfonske kiseline i njezinih alkilaminskih soli, mogu emulgirati kiselu otopinu u ulju stvarajući emulziju kiseline u ulju, koja, kada se koristi kao radna tekućina za zakiseljavanje, također funkcionira kao usporivač.
Neki surfaktanti mogu djelovati kao deemulgatori za zakiseljavanje tekućina. Surfaktanti s razgranatim strukturama, kao što su polioksietilen-polioksipropilen propilen glikol eter i polioksietilen-polioksipropilen pentaetilenheksamin, mogu poslužiti kao deemulgatori za zakiseljavanje.
Određeni surfaktanti mogu se koristiti kao aditivi za čišćenje istrošene kiseline, uključujući surfaktante tipa aminske soli, kvaternarne amonijeve soli, piridinijeve soli, neionske, amfoterne i fluorirane surfaktante.
Neki surfaktanti djeluju kao inhibitori zakiseljavanja mulja, kao što su surfaktanti topljivi u ulju poput alkilfenola, masnih kiselina, alkilbenzensulfonskih kiselina i kvaternih amonijevih soli. Zbog njihove slabe topljivosti u kiselini, neionski surfaktanti mogu se koristiti za njihovo dispergiranje u kiseloj otopini.
Kako bi se poboljšao učinak zakiseljavanja, u kiselu otopinu potrebno je dodati modifikatore kvašenja kako bi se preokrenula kvašenost zone blizu bušotine iz vlažne od nafte u vlažnu od vode. Smjese poput polioksietilen-polioksipropilen alkil alkoholnog etera i fosfatno esterificiranog polioksietilen-polioksipropilen alkil alkoholnog etera adsorbiraju se formacijom kao primarni adsorpcijski sloj, čime se postiže preokretanje kvašenja.
Osim toga, neki surfaktanti, poput hidroklorida masnih amina, kvaternih amonijevih soli ili neionskih-anionskih surfaktanata, koriste se kao sredstva za pjenjenje za pripremu radnih tekućina s pjenom i kiselinom, kojima se postižu ciljevi usporavanja reakcije, inhibiranja korozije i zakiseljavanja dubokih formacija. Alternativno, takve se pjene mogu koristiti kao predpodloge za zakiseljavanje: nakon ubrizgavanja u formaciju, naknadno se ubrizgava kisela otopina. Jaminov efekt koji generiraju mjehurići u pjeni može preusmjeriti kiselu otopinu, prisiljavajući je da uglavnom otopi slojeve niske propusnosti i time poboljša učinak zakiseljavanja.
5.Surfaktanti korišteni u mjerama frakturiranja
Mjere frakturiranja često se primjenjuju u naftnim poljima niske propusnosti. One uključuju korištenje tlaka za frakturiranje formacije, stvaranje pukotina i podupiranje pukotina propantima kako bi se smanjio otpor protoku fluida, čime se postiže cilj povećanja proizvodnje i ubrizgavanja. Neke tekućine za frakturiranje formulirane su s površinski aktivnim tvarima kao jednom od svojih komponenti. Tekućine za frakturiranje ulje u vodi pripremaju se od vode, ulja i emulgatora. Korišteni emulgatori uključuju ionske, neionske i amfoterne površinski aktivne tvari. Ako se zgusnuta voda koristi kao vanjska faza, a ulje kao unutarnja faza, može se formulirati zgusnuta tekućina za frakturiranje ulje u vodi (polimerna emulzija). Ova vrsta tekućine za frakturiranje može se koristiti na temperaturama ispod 160°C i može automatski deemulgirati i ispuštati tekućine. Pjenaste tekućine za frakturiranje su one s vodom kao disperzijskim medijem i plinom kao disperznom fazom, čije su glavne komponente voda, plin i sredstva za pjenjenje. Alkil sulfonati, alkil benzen sulfonati, alkil sulfatni esteri, kvaternarne amonijeve soli i surfaktanti OP-tipa mogu se koristiti kao sredstva za pjenjenje. Koncentracija sredstava za pjenjenje u vodi općenito je 0,5–2%, a omjer volumena plinovite faze i volumena pjene kreće se od 0,5 do 0,9. Tekućine za frakturiranje na bazi ulja formuliraju se korištenjem ulja kao otapala ili disperzijskog medija. Najčešće korištena ulja u terenskim primjenama su sirova nafta ili njezine teške frakcije. Kako bi se poboljšala njihova viskoznost-temperatura, potrebno je dodati naftne sulfonate topljive u ulju (s molekularnom težinom od 300–750). Tekućine za frakturiranje na bazi ulja također uključuju tekućine za frakturiranje voda-u-ulju i tekućine za frakturiranje uljne pjene. Prve koriste anionske surfaktante topljive u ulju, kationske surfaktante i neionske surfaktante kao emulgatore, dok potonje koriste polimerne surfaktante koji sadrže fluor kao stabilizatore pjene. Tekućine za frakturiranje za formacije osjetljive na vodu su emulzije ili pjene formulirane korištenjem smjese alkohola (kao što je etilen glikol) i ulja (kao što je kerozin) kao disperzijskog medija, tekućeg ugljikovog dioksida kao disperzne faze i sulfatiranih polioksietilen alkil alkoholnih etera kao emulgatora ili sredstava za pjenjenje, koje se koriste za frakturiranje formacija osjetljivih na vodu. Tekućine za frakturiranje za zakiseljavanje frakturiranja služe i kao tekućine za frakturiranje i kao tekućine za zakiseljavanje, a koriste se u karbonatnim formacijama gdje se obje mjere provode istovremeno. One povezane s površinski aktivnim tvarima su kisele pjene i kisele emulzije; prve koriste alkil sulfonate ili alkil benzen sulfonate kao sredstva za pjenjenje, a druge koriste površinski aktivne tvari sulfonatnog tipa kao emulgatore. Poput tekućina za zakiseljavanje, tekućine za frakturiranje također koriste površinski aktivne tvari kao deemulgatore, aditive za čišćenje i sredstva za poništavanje kvašenja, što ovdje neće biti detaljnije opisano.
6.Surfaktanti korišteni u kontroli profila i mjerama začepljenja vodom
Kako bi se poboljšala učinkovitost razvoja zavodnjavanja i spriječila stopa povećanja udjela vode u sirovoj nafti, potrebno je prilagoditi profil apsorpcije vode u injekcijskim bušotinama i provesti mjere začepljenja u proizvodnim bušotinama kao metode stimulacije. Neke od ovih metoda kontrole profila i začepljenja često koriste određene surfaktante. HPC/SDS gel sredstvo za kontrolu profila priprema se miješanjem 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 pripremila dva radna fluida, koji se uzastopno ubrizgavaju u formaciju. Dva radna fluida susreću se u formaciji, stvarajući alkil sulfitne precipitate alkil trimetil amina, koji blokiraju slojeve visoke propusnosti. Polioksietilen alkil fenol eter, alkil aril sulfonat itd. mogu se koristiti kao sredstva za pjenjenje. Otopljeni su u vodi kako bi se pripremio radni fluid, koji se zatim naizmjenično ubrizgava u formaciju s tekućim radnim fluidom ugljikovog dioksida. To stvara pjenu u formaciji (uglavnom u slojevima visoke propusnosti), uzrokujući začepljenje i postižući učinak kontrole profila. Kao sredstvo za pjenjenje koristi se kvaternarni surfaktant tipa amonijeve soli, otopljen u silicijevom solu pripremljenom od amonijevog sulfata i vodenog stakla te ubrizgan u formaciju. Zatim se ubrizgava nekondenzirajući plin (prirodni plin ili klorni plin), koji prvo stvara pjenu s tekućinom kao disperzijskim medijem u formaciji, a zatim se silicijevi sol gelira kako bi se stvorila pjena s krustinom kao disperzijskim medijem, čime se blokiraju slojevi visoke propusnosti i postiže kontrola profila. Korištenjem surfaktanata tipa sulfonata kao sredstava za pjenjenje i visokomolekularnih spojeva kao sredstava za zgušnjavanje i stabilizaciju pjene, nakon čega slijedi ubrizgavanje plina ili tvari koje stvaraju plin, pjena na bazi vode stvara se na površini ili u formaciji. U sloju nafte, velika količina surfaktanta pomiče se prema granici nafta-voda, uzrokujući pucanje pjene, tako da ne blokira sloj nafte i selektivno je sredstvo za začepljivanje naftne bušotine vodom. Sredstvo za začepljivanje naftne bušotine vodom na bazi cementa je suspenzija cementa u nafti. Površina cementa je hidrofilna. Kada uđe u sloj koji proizvodi vodu, voda istiskuje ulje na površini cementa i reagira s cementom, uzrokujući skrućivanje cementa i blokiranje sloja koji proizvodi vodu. Kako bi se poboljšala fluidnost ovog sredstva za začepljivanje, obično se dodaju surfaktanti karboksilatnog i sulfonatnog tipa. Micelarna tekućina za začepljivanje na bazi vode je micelarna otopina koja se uglavnom sastoji od amonijevog naftnog sulfonata, ugljikovodika, alkohola itd. Kada naiđe na jako slanu vodu u formaciji, može postati viskozna kako bi se postigao učinak začepljivanja vodom. Sredstva za začepljivanje na bazi vode ili ulja, na bazi kationskih površinski aktivnih tvari, koja se uglavnom sastoje od alkil karboksilatnih i alkil amonijevih kloridnih površinski aktivnih tvari, primjenjiva su samo za formacije pješčenjaka. Aktivno sredstvo za začepljivanje teške nafte je teška nafta otopljena emulgatorima voda-u-ulju. Kada naiđe na vodu u formaciji, stvara emulziju voda-u-ulju visoke viskoznosti kako bi se postiglo začepljivanje vodom. Sredstvo za začepljivanje ulje-u-vodi priprema se emulgiranjem teške nafte u vodi korištenjem kationskih surfaktanata kao emulgatora ulje-u-vodi.
7,Surfaktanti za mjere kontrole pijeska
Prije operacija kontrole pijeska, određena količina aktivne vode pripremljene s površinski aktivnim tvarima mora se ubrizgati kao tekućina za prethodno ispiranje kako bi se prethodno očistila formacija i poboljšao učinak kontrole pijeska. Većina površinski aktivnih tvari koje se trenutno obično koriste su anionske površinski aktivne tvari.
8,Surfaktanti za dehidraciju sirove nafte
U primarnoj i sekundarnoj fazi iskorištavanja nafte, za proizvedenu sirovu naftu uglavnom se koriste deemulgatori voda-u-ulju. Razvijene su tri generacije proizvoda. Prva generacija uključuje karboksilate, sulfate i sulfonate. Druga generacija sastoji se od neionskih surfaktanata niske molekularne težine kao što su OP, Pegosperse i sulfonirano ricinusovo ulje. Treća generacija su neionski surfaktanti visoke molekularne težine. U kasnoj fazi sekundarnog iskorištavanja nafte i tercijarnoj fazi iskorištavanja nafte, proizvedena sirova nafta uglavnom postoji u obliku emulzija ulje-u-vodi. Koriste se četiri vrste deemulgatora, kao što su tetradeciltrimetilamonijev klorid i didecildimetilamonijev klorid. Oni mogu reagirati s anionskim emulgatorima kako bi promijenili njihovu hidrofilno-lipofilnu ravnotežu ili se adsorbirati na površinu čestica gline vlažnih od vode kako bi promijenili njihovu kvašivost i razbili emulziju ulje-u-vodi. Osim toga, neki anionski surfaktanti koji mogu djelovati kao emulgatori voda-u-ulju i neionski surfaktanti topljivi u ulju također se mogu koristiti kao deemulgatori za emulzije ulje-u-vodi.
9,Surfaktanti za obradu vode
Nakon što se sirova nafta odvoji od proizvedene tekućine naftne bušotine, proizvedenu vodu treba obraditi kako bi se ispunili uvjeti za ponovno ubrizgavanje. Svrha obrade vode uključuje šest aspekata: inhibiciju korozije, sprječavanje kamenca, sterilizaciju, deoksigenaciju, uklanjanje nafte i uklanjanje krutih suspendiranih tvari. Stoga se koriste inhibitori korozije, inhibitori kamenca, baktericidi, deoksidansi, sredstva za uklanjanje nafte, flokulanti itd. Industrijski surfaktanti koji se koriste su sljedeći:
Industrijski surfaktanti koji se koriste kao inhibitori korozije uključuju soli alkil sulfonskih kiselina, alkil benzen sulfonskih kiselina, perfluoroalkil sulfonskih kiselina, soli alkil amina ravnog lanca, kvaterne amonijeve soli, alkil piridinijeve soli, soli imidazolina i njihovih derivata, etere polioksietilen alkil alkohola, polioksietilen dialkil propinole, amine polioksietilen kolofonija, polioksietilen stearil amine, eter polioksietilen alkil alkohola alkil sulfonate, razne unutarnje soli kvaternih amino skupina i unutarnje soli bis(polioksietilen) alkila i njihovih derivata. Surfaktanti koji se koriste kao inhibitori korozije uključuju fosfatne estere, sulfatne estere, acetate, karboksilate i njihove polioksietilenske spojeve. Toplinska stabilnost sulfonatnih estera i karboksilata znatno je bolja od one kod fosfatnih estera i sulfatnih estera. Industrijski surfaktanti koji se koriste kao baktericidi uključuju alkil aminske soli ravnog lanca, kvaternarne amonijeve soli, alkil piridinijeve soli, soli imidazolina i njihove derivate, razne kvaternarne amonijeve unutarnje soli i unutarnje soli bis(polioksietilen) alkila i njihovih derivata. Industrijski surfaktanti koji se koriste kao sredstva za uklanjanje ulja uglavnom su oni s razgranatom strukturom i koji sadrže natrijeve ditiokarboksilatne skupine.
10,Surfaktanti za kemijsko potapanje u procesu ekstrakcije nafte
Primarni i sekundarni iskorištavanje nafte može izvući 25% – 50% podzemne sirove nafte, pri čemu velika količina sirove nafte ostaje pod zemljom i ne može se izvući. Tercijarni iskorištavanje nafte može poboljšati učinkovitost iskorištavanja nafte. Tercijarni iskorištavanje nafte uglavnom primjenjuje metode kemijskog navodnjavanja, odnosno dodavanje nekih kemikalija u ubrizganu vodu kako bi se poboljšala učinkovitost navodnjavanja vodom. Među korištenim kemikalijama, neke pripadaju industrijskim surfaktantima, a njihovi uvjeti su ukratko opisani na sljedeći način: Metoda kemijskog navodnjavanja s surfaktantom kao glavnim sredstvom naziva se navodnjavanje surfaktantom. Surfaktanti uglavnom igraju ulogu u poboljšanju iskorištavanja nafte smanjenjem površinske napetosti nafta-voda i povećanjem broja kapilara. Budući da je površina pješčenjačkih formacija negativno nabijena, korišteni surfaktanti su uglavnom anionski surfaktanti, a većina njih su sulfonatni surfaktanti. Proizvode se sulfoniranjem naftnih frakcija s visokim udjelom aromatskih ugljikovodika pomoću sulfonirajućih sredstava (kao što je sumporov trioksid), a zatim neutraliziranjem lužinama. Njegove specifikacije: aktivni sastojak 50% – 80%, mineralno ulje 5% – 30%, voda 2% – 20%, natrijev sulfat 1% – 6%. Naftni sulfonati otporni su na visoke temperature, ali ne i na sol i visokovalentne metalne ione. Sintetski sulfonati se pripremaju iz odgovarajućih ugljikovodika korištenjem odgovarajućih metoda sinteze. Među njima, α-olefin sulfonati su posebno otporni na sol i visokovalentne metalne ione. Osim toga, neki anionsko-neionski surfaktanti i karboksilatni surfaktanti također se mogu koristiti za navodnjavanje nafte. Navodnjavanje surfaktantima zahtijeva dvije vrste aditiva: jedan su ko-surfaktanti, kao što su izobutanol, dietilen glikol butil eter, urea, sulfolan, alkenil benzen sulfonati itd.; drugi su elektroliti, uključujući kiseline, lužine i soli, uglavnom soli. Oni mogu smanjiti hidrofilnost surfaktanata, relativno povećati lipofilnost, a također djeluju promjenom hidrofilno-lipofilne ravnotežne vrijednosti surfaktanata. Kako bi se smanjio gubitak surfaktanata i poboljšala ekonomska učinkovitost, navodnjavanje surfaktantima također koristi kemijske tvari koje se nazivaju žrtveni agensi. Tvari koje se mogu koristiti kao žrtveni agensi uključuju alkalne tvari, polikarboksilne kiseline i njihove soli, oligomeri i polimeri također se mogu koristiti kao žrtveni agensi, a lignosulfonati i njihovi modificirani produkti su vrsta žrtvenog agensa. Metoda navodnjavanja naftom koja koristi dva ili više glavnih agensa za kemijsko navodnjavanje naftom naziva se kompozitno navodnjavanje. Takve metode navodnjavanja naftom povezane sa surfaktantima uključuju: surfaktant + polimer za navodnjavanje zgusnutim surfaktantom; lužina + surfaktant za navodnjavanje surfaktantom pojačano lužinom ili navodnjavanje lužinom pojačano surfaktantom; lužina + surfaktant + polimer za ternarno kompozitno navodnjavanje. Kompozitno navodnjavanje obično ima veći iskorištenje nafte od pojedinačnog navodnjavanja. Prema analizi trenutnih trendova razvoja u zemlji i inozemstvu, ternarno kompozitno navodnjavanje ima veće prednosti od binarnog kompozitnog navodnjavanja. Površinski aktivne tvari koje se koriste u ternarnom kompozitnom navodnjavanju uglavnom su naftni sulfonati, a obično se miješaju sa sumpornom kiselinom, fosfornom kiselinom i karboksilatom polioksietilen alkil alkoholnog etera, natrijevim polioksietilen alkil alkohol alkil sulfonatom itd., kako bi se poboljšala njihova otpornost na soli. Nedavno su i domaće i strane zemlje pridale važnost istraživanju i upotrebi biosurfaktanata, kao što su ramnolipidi, fermentacijske juhe soforolipida, kao i prirodni miješani karboksilati i nusproizvod proizvodnje papira, alkalni lignin itd., koji su postigli dobre učinke navodnjavanja naftom u terenskim i laboratorijskim ispitivanjima.
Vrijeme objave: 26. ožujka 2026.