Alkalmazásafelületaktív anyagokaz olajmező termelésében
1. Nehézolaj bányászatához használt felületaktív anyagok
A nehézolaj nagy viszkozitása és gyenge folyékonysága miatt számos nehézséget okoz a bányászatban. Ezen nehézolajok kinyeréséhez néha felületaktív anyag vizes oldatát kell befecskendezni a fúrófejbe, hogy a nagy viszkozitású nehézolajat alacsony viszkozitású olaj-a-víz emulzióvá alakítsák, és a felszínre vonják. Az ebben a nehézolaj-emulgeálási és viszkozitáscsökkentő módszerben használt felületaktív anyagok közé tartozik a nátrium-alkil-szulfonát, a polioxietilén-alkil-alkohol-éter, a polioxietilén-alkil-fenol-éter, a polioxietilén-polioxipropilén-polién-poliamin, a polioxietilén-vinil-alkil-alkohol-éter-szulfát nátriumsója stb. Az előállított olaj-a-víz emulzióhoz el kell választani a vizet, és valamilyen ipari felületaktív anyagot kell használni demulgeálószerként a dehidratáláshoz. Ezek a demulgeálószerek víz-az-olajban emulgeálószerek. Általában kationos felületaktív anyagokat vagy nafténsavakat, aszfaltonsavakat és azok többértékű fémsóit használják.
A speciális nehézolajat nem lehet hagyományos szivattyúegységekkel bányászni, a termikus visszanyeréshez gőzbefecskendezés szükséges. A termikus visszanyerés hatásának javítása érdekében felületaktív anyagokat kell használni. A hab befecskendezése a gőzbefecskendező kútba, azaz magas hőmérsékletnek ellenálló habképző szer és nem kondenzálódó gáz befecskendezése az egyik leggyakrabban használt modulációs módszer.
A gyakran használt habképző szerek az alkil-benzolszulfonátok, az α-olefin-szulfonátok, a petróleumszulfonátok, a szulfohidrokarbilezett polioxietilén-alkil-alkohol-éterek és a szulfohidrokarbilezett polioxietilén-alkil-fenol-éterek. Mivel a fluorozott felületaktív anyagok nagy felületi aktivitással rendelkeznek, és savakkal, lúgokkal, oxigénnel, hővel és olajjal szemben ellenállóak, ideálisak magas hőmérsékletű habképző szerek. Annak érdekében, hogy a diszpergált olaj könnyen áthaladjon a formáció pórusszerkezetén, vagy hogy a formáció felületén lévő olaj könnyen kihajtható legyen, filmdiffúziós szernek nevezett felületaktív anyagot kell használni. A leggyakrabban használt ilyen az oxialkilezett fenolgyanta polimer felületaktivitás-szabályozó szer.
- Felületaktív anyagok viaszos nyersolaj bányászatához
A viaszos nyersolaj kitermelése gyakori viaszmegelőzést és viasz eltávolítást igényel. A felületaktív anyagok viaszgátlóként és viasz eltávolítóként működnek. A viasz elleni védelemhez olajban oldódó és vízben oldódó felületaktív anyagokat használnak. Az előbbi a viaszkristály felületének tulajdonságainak megváltoztatásával viaszgátló szerepet játszik. Az általánosan használt olajban oldódó felületaktív anyagok a kőolaj-szulfonátok és az amin felületaktív anyagok. A vízben oldódó felületaktív anyagok a viaszos felületek (például olajcsövek, szívórudak és berendezések felületei) tulajdonságainak megváltoztatásával viaszgátló szerepet játszanak. A rendelkezésre álló felületaktív anyagok közé tartoznak a nátrium-alkil-szulfonátok, kvaterner ammóniumsók, alkán-polioxietilén-éterek, aromás szénhidrogén-polioxietilén-éterek és azok szulfonát-nátriumsói stb. A viasz eltávolítására használt felületaktív anyagokat szintén két csoportra osztják. Az olajban oldódó felületaktív anyagokat olaj alapú viasz eltávolítókhoz használják, és vízben oldódó szulfonát típusú, kvaterner ammóniumsó típusú, poliéter típusú, Tween típusú, OP típusú felületaktív anyagok, szulfát alapú vagy szulfoalkilezett lapos típusú és OP típusú felületaktív anyagok.felületaktív anyagvízbázisú viasz eltávolítókban használják. Az utóbbi években a hazai és külföldi viasz eltávolítókat szervesen kombinálták, és az olaj alapú viasz eltávolítókat és a vízbázisú viasz eltávolítókat szervesen kombinálták hibrid viasz eltávolítók előállításához. Ez a viasz eltávolító aromás szénhidrogéneket és vegyes aromás szénhidrogéneket használ olajfázisként, és viasztisztító hatású emulgeálószert vízfázisként. Amikor a kiválasztott emulgeálószer egy megfelelő zavarosodási ponttal rendelkező nemionos felületaktív anyag, az olajkút viaszosodási szakasza alatti hőmérséklet elérheti vagy meghaladhatja a zavarosodási pontját, így a kevert viasz eltávolító képes. Az emulgeálás megszakad, mielőtt belépne a viaszképző szakaszba, és két viasztisztító szer válik el, amelyek egyidejűleg viasztisztító szerepet játszanak.
3. Felületaktív anyagokagyag stabilizálására használják
Az agyag stabilizálása két aspektusra oszlik: az agyagásványok tágulásának megakadályozása és az agyagásvány-részecskék migrációjának megakadályozása. A kationos felületaktív anyagok, mint például az aminsó típusú, a kvaterner ammóniumsó típusú, a piridiniumsó típusú és az imidazolinsó, az agyag duzzadásának megakadályozására használhatók. Fluortartalmú nemionos kationos felületaktív anyagok állnak rendelkezésre az agyagásvány-részecskék migrációjának megakadályozására.
4. Felületaktív anyagoksavasító intézkedésekben használják
A savasító hatás javítása érdekében általában különféle adalékanyagokat adnak a savas oldathoz. Savasodásgátlóként bármely olyan felületaktív anyag használható, amely kompatibilis a savas oldattal, és könnyen adszorbeálódik a készítményben. Ilyen például a zsírsavamin-hidroklorid, a kvaterner ammóniumsó, a piridin-só a kationos felületaktív anyagokban, valamint a szulfonált, karboximetilezett, foszfát-észterrel sózott vagy szulfát-észterrel sózott polioxietilén-alkánok amfoter felületaktív anyagokban, például bázisfenol-éterben stb. Egyes felületaktív anyagok, például a dodecil-szulfonsav és alkil-amin sói, savas folyadékot emulgeálhatnak olajban, sav-az-olajban emulziót képezve. Ez az emulzió savas ipari folyadékként használható, és késleltető szerepet is betölt.
Néhány felületaktív anyag antiemulgeálószerként használható savasító folyadékokhoz. Az elágazó szerkezetű felületaktív anyagok, mint például a polioxietilén-polioxipropilén-propilénglikol-éter és a polioxietilén-polioxipropilén-pentaetilén-hexamin, savasító antiemulgeálószerként használhatók.
Néhány felületaktív anyag savhiányos környezetben is használható vízelvezető segédanyagként. A vízelvezető segédanyagként használható felületaktív anyagok közé tartoznak az aminsó típusú, a kvaterner ammóniumsó típusú, a piridiniumsó típusú, a nemionos, az amfoter és a fluortartalmú felületaktív anyagok.
Néhány felületaktív anyag savasító iszapgátló szerként használható, például olajban oldódó felületaktív anyagok, mint például az alkilfenolok, zsírsavak, alkilbenzolszulfonsavak, kvaterner ammóniumsók stb. Mivel rosszul oldódnak savas oldatban, nemionos felületaktív anyagokkal diszpergálhatók savas oldatban.
A savasodási hatás javítása érdekében nedvesítő visszafordító szert kell adni a savas oldathoz, hogy a kútfúró zóna nedvesíthetőségét lipofilről hidrofilre fordítsa. A polioxietilén-polioxipropilén-alkil-alkohol-éterek és a foszfátsózott polioxietilén-polioxipropilén-alkil-alkohol-éterek keverékeit adszorbeálja a képződés, így kialakítva a harmadik adszorpciós réteget, amely szerepet játszik a nedvesítésben és a visszafordításban.
Ezenkívül léteznek olyan felületaktív anyagok is, mint például a zsíramin-hidroklorid, a kvaterner ammóniumsó vagy a nemionos-anionos felületaktív anyagok, amelyeket habképzőként használnak habosító savas munkafolyadék előállítására a korrózió és a mély savasodás lassítása érdekében, vagy ezekből habokat készítenek, és előfolyadékként használják a savasodáshoz. Miután ezeket befecskendezték a formációba, a savas oldatot befecskendezik. A habban lévő buborékok által létrehozott Jamin-effektus eltérítheti a savas folyadékot, arra kényszerítve a savas folyadékot, hogy főként az alacsony áteresztőképességű réteget oldja fel, ezáltal javítva a savasodási hatást.
5. A repesztési intézkedésekben használt felületaktív anyagok
A repesztési eljárásokat gyakran alkalmazzák alacsony áteresztőképességű olajmezőkön. Nyomást alkalmaznak a formáció megnyitására repedések létrehozásához, és támasztóanyagot használnak a repedések megtámasztására a folyadékáramlási ellenállás csökkentése és a termelés, valamint a figyelem növelése céljából. Egyes repesztőfolyadékok felületaktív anyagokat tartalmaznak az egyik összetevőként.
Az olaj-a-vízben repesztőfolyadékokat vízből, olajból és emulgeálószerekből állítják elő. Az alkalmazott emulgeálószerek ionos, nemionos és amfoter felületaktív anyagok. Ha külső fázisként sűrített vizet, belső fázisként pedig olajat használnak, akkor sűrített olaj-a-vízben repesztőfolyadék (polimer emulzió) állítható elő. Ez a repesztőfolyadék 160°C alatti hőmérsékleten használható, és automatikusan képes megbontani az emulziókat és elvezetni a folyadékokat.
A habosító folyadék olyan repesztőfolyadék, amely vizet használ diszperziós közegként, és gázt diszpergált fázisként. Fő összetevői a víz, a gáz és a habképző szer. Habképző szerként alkil-szulfonátok, alkil-benzolszulfonátok, alkil-szulfát-észter sók, kvaterner ammóniumsók és OP felületaktív anyagok is használhatók. A habképző szer koncentrációja vízben általában 0,5-2%, a gázfázis térfogatának és a hab térfogatának aránya pedig 0,5-0,9 tartományban van.
Az olaj alapú repesztőfolyadék egy olyan repesztőfolyadék, amelyet olajként oldószerként vagy diszperziós közegként állítanak elő. A helyszínen leggyakrabban használt olaj a nyersolaj vagy annak nehéz frakciója. Viszkozitásának és hőmérsékleti tulajdonságainak javítása érdekében olajban oldódó kőolaj-szulfonátot (molekulatömeg 300-750) kell hozzáadni. Az olaj alapú repesztőfolyadékok közé tartoznak a víz-az-olajban repesztőfolyadékok és az olajhabos repesztőfolyadékok is. Az előbbiekben használt emulgeálószerek olajban oldódó anionos felületaktív anyagok, kationos felületaktív anyagok és nemionos felületaktív anyagok, míg az utóbbiakban használt habstabilizátorok fluortartalmú polimer felületaktív anyagok.
A vízérzékeny formáció repesztőfolyadéka alkohol (például etilénglikol) és olaj (például kerozin) keverékét használja diszperziós közegként, folyékony szén-dioxidot diszpergált fázisként, és szulfátsós polioxietilén-alkil-alkohol-étert emulgeálószerként. Vagy habképző szerrel előállított emulziót vagy habot a vízérzékeny formációk repesztésére.
A repesztéshez és savanyításhoz használt repesztőfolyadék egyszerre repesztőfolyadék és savanyító folyadék is. Karbonátos képződményekben használják, és a két intézkedést egyidejűleg hajtják végre. A felületaktív anyagokhoz kapcsolódnak a savas hab és a savas emulzió. Az előbbi alkil-szulfonátot vagy alkil-benzolszulfonátot használ habképzőszerként, az utóbbi pedig szulfonát felületaktív anyagot emulgeálószerként. A savasító folyadékokhoz hasonlóan a repesztőfolyadékok is felületaktív anyagokat használnak antiemulgeálószerként, vízelvezető segédanyagként és nedvesítést visszafordító szerként, amelyeket itt nem tárgyalunk.
6. Használjon felületaktív anyagokat a profilszabályozáshoz és a víz blokkolásához
A vízbefecskendezés fejlesztési hatásának javítása és a nyersolaj víztartalmának emelkedő ütemének elnyomása érdekében szükséges a vízbefecskendező kutak vízfelvételi profiljának beállítása, és a termelés növelése a termelő kutak vízellátásának blokkolásával. Egyes profilszabályozási és vízelzáró módszerek gyakran felületaktív anyagokat használnak.
A HPC/SDS gélprofil-szabályozó szer hidroxipropil-cellulózból (HPC) és nátrium-dodecil-szulfátból (SDS) áll édesvízben.
A nátrium-alkil-szulfonátot és az alkil-trimetil-ammónium-kloridot vízben oldva két munkafolyadékot állítanak elő, amelyeket egymás után injektálnak a formációba. A két munkafolyadék kölcsönhatásba lép a formációban, alkil-trimetil-amint eredményezve. A szulfit kicsapódik és elzárja a nagy áteresztőképességű réteget.
A polioxietilén-alkil-fenol-éterek, alkil-aril-szulfonátok stb. habképzőszerként használhatók, vízben oldva munkaközeget állítanak elő, majd folyékony szén-dioxid munkaközeggel felváltva injektálják a formációba, közvetlenül a formációban (főleg a nagy áteresztőképességű rétegben) habot képeznek, eltömődést okoznak, és szerepet játszanak a profilszabályozásban.
Habképzőként kvaterner ammónium felületaktív anyagot oldunk fel egy ammónium-szulfátból és vízüvegből álló kovasavoldatban, majd befecskendezzük a formációba, és ezután nem kondenzálódó gázt (földgázt vagy klórt) injektálunk. Először folyékony alapú forma hozható létre a formációban. A diszperziós közbenső rétegben lévő hab, majd a kovasavoldat gélesedése szilárd diszperziós közeggel rendelkező habot eredményez, amely a nagy áteresztőképességű réteg eltömítésében és a profil szabályozásában játszik szerepet.
Szulfonát felületaktív anyagok habképzőként és polimer vegyületek sűrítő habstabilizátorként történő felhasználásával, majd gáz vagy gázképző anyagok befecskendezésével vízbázisú hab keletkezik a talajon vagy a formációban. Ez a hab felületaktív az olajrétegben. A szer nagy része az olaj-víz határfelületre kerül, habkárosodást okozva, így nem blokkolja az olajréteget. Szelektív és olajkút vízzáró szer.
Az olaj alapú cement vízzáró adalék cement olajban szuszpendált szuszpenzió. A cement felülete hidrofil. Amikor belép a víztermelő rétegbe, a víz kiszorítja az olajkút és a cement felületén lévő cement közötti kölcsönhatást, aminek következtében a cement megszilárdul és elzárja a víztermelő réteget. A tömítőanyag folyékonyságának javítása érdekében általában karboxilát és szulfonát felületaktív anyagokat adnak hozzá.
A vízbázisú, folyadékban oldódó micellás vízblokkoló szer egy micellás oldat, amely főként kőolaj-ammónium-szulfonátból, szénhidrogénekből és alkoholokból áll. Magas sótartalmú vizet tartalmaz, és viszkózussá válik a vízblokkoló hatás elérése érdekében.
A vízbázisú vagy olajbázisú kationos felületaktív oldat vízblokkoló szer alkil-karboxilát és alkil-ammónium-klorid só hatóanyagokon alapul, és csak homokkő képződményekhez alkalmas.
Az aktív nehézolaj vízzáró szer egyfajta nehézolaj, amelyet víz-az-olajban emulgeálószerrel oldanak fel. A víz eltávolítása után nagy viszkozitású víz-az-olajban emulziót hoz létre a víz blokkolásának célja elérése érdekében.
Az olaj-a-vízben vízzáró szert úgy állítják elő, hogy nehézolajat emulgeálnak vízben kationos felületaktív anyagot használva olaj-a-vízben emulgeálószerként.
7. Használjon felületaktív anyagokat a homokszabályozási intézkedésekhez
A homokszabályozási műveletek előtt bizonyos mennyiségű, felületaktív anyagokkal előkészített aktivált vizet kell befecskendezni előfolyadékként a formáció előtisztításához, hogy javítsák a homokszabályozási hatást. Jelenleg a leggyakrabban használt felületaktív anyagok az anionos felületaktív anyagok.
8. Felületaktív anyag a nyersolaj dehidratálásához
Az olajkinyerés elsődleges és másodlagos szakaszaiban gyakran használnak víz-az-olajban típusú demulgeálószereket a kinyert nyersolajhoz. A termékek három generációját fejlesztették ki. Az első generáció a karboxilát, szulfát és szulfonát. A második generáció az alacsony molekulatömegű nemionos felületaktív anyagok, mint például az OP, a Pingpingjia és a szulfonált ricinusolaj. A harmadik generáció a polimer nemionos felületaktív anyag.
A másodlagos és harmadlagos olajkinyerés későbbi szakaszaiban a keletkezett nyersolaj többnyire olaj-a-vízben emulzió formájában létezik. Négyféle demulgeálószert alkalmaznak, például tetradecil-trimetiloxi-ammónium-kloridot és didecil-dimetil-ammónium-kloridot. Ezek anionos emulgeálószerekkel reagálva megváltoztathatják hidrofil olajegyensúlyuk értékét, vagy a vízben nedves agyagrészecskék felületére adszorbeálódhatnak, megváltoztatva nedvesíthetőségüket és lebontva az olaj-a-vízben emulziókat. Ezenkívül néhány anionos felületaktív anyag és olajban oldódó nemionos felületaktív anyag, amelyek víz-az-olajban emulgeálószerként használhatók, szintén használhatók demulgeálószerként olaj-a-vízben emulziókhoz.
- Felületaktív anyagok vízkezeléshez
Miután az olajkút termelési folyadékát elválasztották a nyersolajtól, a kitermelt vizet kezelni kell a visszasajtolási követelmények teljesítése érdekében. A vízkezelésnek hat célja van, nevezetesen korróziógátlás, vízkőképződés megelőzése, sterilizálás, oxigén eltávolítása, olaj eltávolítása és szilárd szuszpendált anyagok eltávolítása. Ezért korróziógátlókat, vízkőoldókat, baktericideket, oxigénmegkötőket, zsírtalanítókat és flokkulánsokat stb. kell használni. Az ipari felületaktív anyagok a következők:
Az ipari korróziógátlóként használt felületaktív anyagok közé tartoznak az alkil-szulfonsav sói, az alkil-benzolszulfonsav, a perfluor-alkil-szulfonsav, a lineáris alkil-amin sók, a kvaterner ammóniumsók és az alkil-piridin sók, az imidazolin és származékainak sói, a polioxietilén-alkil-alkohol éterek, a polioxietilén-dialkil-propargil-alkohol, a polioxietilén-gyanta-amin, a polioxietilén-sztearil-amin és a polioxietilén-alkil-alkohol éterek, az alkil-szulfonát, különféle kvaterner ammónium belső sók, a di(polioxietilén)alkil belső sók és azok származékai.
A lerakódásgátlóként használt felületaktív anyagok közé tartoznak a foszfát-észter sók, szulfát-észter sók, acetátok, karboxilátok és ezek polioxietilén vegyületei. A szulfonát-észter sók és karboxilát sók hőstabilitása lényegesen jobb, mint a foszfát-észter sók és szulfát-észter sók.
A gombaölő szerekben használt ipari felületaktív anyagok közé tartoznak a lineáris alkil-amin sók, a kvaterner ammóniumsók, az alkilpiridiniumsók, az imidazolin és származékainak sói, különféle kvaterner ammóniumsók, a di(polioxi)vinil)alkil és származékainak belső sói.
A zsíroldókban használt ipari felületaktív anyagok főként elágazó szerkezetűek és nátrium-ditiokarboxilát-csoportokkal rendelkező felületaktív anyagok.
10. Felületaktív anyag kémiai olajárasztáshoz
Az elsődleges és másodlagos olajkinyerés a földalatti nyersolaj 25-50%-át képes kinyerni, de még mindig sok nyersolaj marad a föld alatt, és nem lehet kinyerni. A harmadlagos olajkinyerés javíthatja a nyersolaj-kinyerést. A harmadlagos olajkinyerés többnyire kémiai elárasztási módszert alkalmaz, azaz bizonyos vegyi anyagokat adnak a befecskendezett vízhez a vízelárasztás hatékonyságának javítása érdekében. A felhasznált vegyszerek között vannak ipari felületaktív anyagok. Ezek rövid bemutatása a következő:
A felületaktív anyagot főként felületaktív elárasztásnak nevezik. A felületaktív anyagok főként az olajkinyerés javításában játszanak szerepet azáltal, hogy csökkentik az olaj-víz határfelületi feszültséget és növelik a kapillárisok számát. Mivel a homokkő képződmény felülete negatív töltésű, a felhasznált felületaktív anyagok főként anionos felületaktív anyagok, és ezek többsége szulfonát felületaktív anyag. Előállítása során szulfonálószerrel (például kén-trioxiddal) szulfonálják a magas aromás szénhidrogén-tartalmú kőolajfrakciókat, majd lúggal semlegesítik azokat. Specifikációi: hatóanyag 50%-80%, ásványolaj 5%-30%, víz 2%-20%, nátrium-szulfát 1%-6%. A kőolajszulfonát nem ellenáll a hőmérsékletnek, a sónak vagy a drága fémionoknak. A szintetikus szulfonátokat a megfelelő szénhidrogénekből állítják elő megfelelő szintetikus módszerekkel. Közülük az α-olefin-szulfonát különösen ellenálló a sókkal és a nagy vegyértékű fémionokkal szemben. Más anionos-nemionos felületaktív anyagok és karboxilát felületaktív anyagok is használhatók az olaj kiszorítására. A felületaktív anyagok olajkiszorításához kétféle adalékanyag szükséges: az egyik a ko-felületaktív anyag, például izobutanol, dietilénglikol-butil-éter, karbamid, szulfolán, alkenilén-benzolszulfonát stb., a másik pedig a dielektromos adalékanyag, beleértve a savas és lúgos sókat, főként a sókat, amelyek csökkenthetik a felületaktív anyag hidrofil jellegét és relatíve növelhetik a lipofil jellegét, valamint megváltoztathatják a hatóanyag hidrofil-lipofil egyensúlyának értékét. A felületaktív anyagveszteség csökkentése és a gazdasági hatások javítása érdekében a felületaktív anyagok elárasztásához áldozati szereknek nevezett vegyszereket is használnak. Az áldozati szerként használható anyagok közé tartoznak az alkálikus anyagok, valamint a polikarbonsavak és sóik. Az oligomerek és polimerek is felhasználhatók áldozati szerként. A lignoszulfonátok és azok módosulatai áldozati szerek.
Az olajkiszorítási módszert, amely két vagy több kémiai olajkiszorítási főágenst alkalmaz, kompozit elárasztásnak nevezik. Ez a felületaktív anyagokhoz kapcsolódó olajkiszorítási módszer magában foglalja: felületaktív anyaggal és polimerrel sűrített felületaktív anyag elárasztását; lúggal fokozott felületaktív anyag elárasztását lúggal + felületaktív anyaggal vagy felületaktív anyaggal fokozott lúggal elárasztást; elem alapú kompozit elárasztását lúggal + felületaktív anyaggal + polimerrel. A kompozit elárasztásnak általában nagyobb a visszanyerési tényezője, mint az egyetlen meghajtásnak. A hazai és külföldi fejlesztési trendek jelenlegi elemzése szerint a háromkomponensű vegyület elárasztásának nagyobb előnyei vannak, mint a bináris vegyület elárasztásának. A háromkomponensű kompozit elárasztásban használt felületaktív anyagok főként kőolajszulfonátok, amelyeket általában kénsavval, foszforsavval és polioxietilén-alkil-alkohol-éterek karboxilátjaival, valamint polioxietilén-alkil-alkohol alkil-szulfonát nátriumsóival stb. kombinálva is használnak a sótűrő képesség javítása érdekében. Az utóbbi időben mind belföldön, mind külföldön nagy jelentőséget tulajdonítottak a biofelületaktív anyagok, például a ramnolipid, a szoforolipid fermentlé stb., valamint a természetes vegyes karboxilátok és a papírgyártási melléktermék lúgos lignin stb. kutatásának és felhasználásának, és kiváló eredményeket értek el terepi és beltéri tesztekben. Jó olajkiszorító hatás.
Közzététel ideje: 2023. dec. 26.