Penerapan surfaktan dalam produksi ladang minyak

Penerapansurfaktandalam produksi ladang minyak

1. Surfaktan yang digunakan untuk penambangan minyak berat

Karena viskositas yang tinggi dan fluiditas yang buruk, minyak berat menimbulkan banyak kesulitan dalam penambangan. Untuk mengekstrak minyak berat ini, terkadang perlu menyuntikkan larutan surfaktan berair ke dalam sumur untuk mengubah minyak berat dengan viskositas tinggi menjadi emulsi minyak dalam air dengan viskositas rendah dan mengekstraknya ke permukaan. Surfaktan yang digunakan dalam metode emulsifikasi dan pengurangan viskositas minyak berat ini meliputi natrium alkil sulfonat, polioksietilen alkil alkohol eter, polioksietilen alkil fenol eter, polioksietilen polioksipropilen poliena poliamina, polioksietilen vinil alkil alkohol eter sulfat garam natrium, dll. Emulsi minyak dalam air yang dihasilkan perlu dipisahkan airnya dan menggunakan beberapa surfaktan industri sebagai demulsifier untuk dehidrasi. Demulsifier ini adalah pengemulsi air dalam minyak. Yang umum digunakan adalah surfaktan kationik atau asam naftenat, asam aspaltonat dan garam logam multivalennya.

Minyak berat khusus tidak dapat ditambang dengan unit pemompaan konvensional dan memerlukan injeksi uap untuk pemulihan termal. Untuk meningkatkan efek pemulihan termal, surfaktan perlu digunakan. Injeksi busa ke dalam sumur injeksi uap, yaitu injeksi zat pembusa tahan suhu tinggi dan gas yang tidak dapat dikondensasi, adalah salah satu metode modulasi yang umum digunakan.

Zat pembusa yang umum digunakan adalah alkil benzena sulfonat, α-olefin sulfonat, petroleum sulfonat, eter alkohol alkil polioksietilen sulfohidrokarbilasi, dan eter fenol alkil polioksietilen sulfohidrokarbilasi, dll. Karena surfaktan terfluorinasi memiliki aktivitas permukaan yang tinggi dan stabil terhadap asam, alkali, oksigen, panas, dan minyak, surfaktan ini ideal sebagai zat pembusa suhu tinggi. Untuk membuat minyak yang terdispersi mudah melewati struktur pori formasi, atau untuk membuat minyak di permukaan formasi mudah dikeluarkan, perlu menggunakan surfaktan yang disebut zat pendifusi film. Yang umum digunakan adalah zat pendifusi film polimer resin fenolik oksialkilasi.

​

1. Surfaktan untuk penambangan minyak mentah lilin

Eksploitasi minyak mentah yang mengandung lilin memerlukan pencegahan dan penghilangan lilin secara berkala. Surfaktan bertindak sebagai penghambat dan penghilang lilin. Terdapat surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air yang digunakan untuk anti-lilin. Surfaktan yang larut dalam minyak berperan sebagai anti-lilin dengan mengubah sifat permukaan kristal lilin. Surfaktan yang larut dalam minyak yang umum digunakan adalah sulfonat petroleum dan surfaktan amina. Surfaktan yang larut dalam air berperan sebagai anti-lilin dengan mengubah sifat permukaan yang terbentuk lilin (seperti pipa minyak, batang pengisap, dan permukaan peralatan). Surfaktan yang tersedia meliputi natrium alkil sulfonat, garam amonium kuaterner, eter polioksietilen alkana, eter polioksietilen hidrokarbon aromatik dan garam natrium sulfonatnya, dll. Surfaktan yang digunakan untuk penghilangan lilin juga dibagi menjadi dua aspek. Surfaktan yang larut dalam minyak digunakan untuk penghilang lilin berbasis minyak, dan surfaktan yang larut dalam air meliputi jenis sulfonat, jenis garam amonium kuaterner, jenis polieter, jenis Tween, surfaktan jenis OP, surfaktan berbasis sulfat atau sulfo-alkilasi tipe datar, dan jenis OP.surfaktanDigunakan dalam penghilang lilin berbasis air. Dalam beberapa tahun terakhir, penghilang lilin domestik dan luar negeri telah dikombinasikan secara organik, dan penghilang lilin berbasis minyak dan penghilang lilin berbasis air telah dikombinasikan secara organik untuk menghasilkan penghilang lilin hibrida. Penghilang lilin ini menggunakan hidrokarbon aromatik dan hidrokarbon aromatik campuran sebagai fase minyak, dan menggunakan pengemulsi dengan efek pembersih lilin sebagai fase air. Ketika pengemulsi yang dipilih adalah surfaktan nonionik dengan titik kabut yang sesuai, suhu di bawah bagian pembentukan lilin sumur minyak dapat mencapai atau melebihi titik kabutnya, sehingga penghilang lilin campuran dapat memecah emulsifikasi sebelum memasuki bagian pembentukan lilin, dan dua agen pembersih lilin dipisahkan, yang secara bersamaan berperan sebagai pembersih lilin.

3. Surfaktandigunakan untuk menstabilkan tanah liat

Penstabilan tanah liat terbagi menjadi dua aspek: mencegah pemuaian mineral tanah liat dan mencegah migrasi partikel mineral tanah liat. Surfaktan kationik seperti jenis garam amina, jenis garam amonium kuaterner, jenis garam piridinium, dan garam imidazoline dapat digunakan untuk mencegah pembengkakan tanah liat. Surfaktan nonionik-kationik yang mengandung fluorin tersedia untuk mencegah migrasi partikel mineral tanah liat.

4. Surfaktandigunakan dalam tindakan pengasaman

Untuk meningkatkan efek pengasaman, berbagai aditif umumnya ditambahkan ke dalam larutan asam. Surfaktan apa pun yang kompatibel dengan larutan asam dan mudah diserap oleh formasi dapat digunakan sebagai penghambat pengasaman. Misalnya, hidroklorida amina lemak, garam amonium kuaterner, garam piridin dalam surfaktan kationik dan alkana polioksietilen tersulfonasi, karboksimetilasi, ester fosfat atau ester sulfat dalam surfaktan amfoterik, eter fenol basa, dll. Beberapa surfaktan, seperti asam dodesil sulfonat dan garam alkilaminanya, dapat mengemulsikan cairan asam dalam minyak untuk menghasilkan emulsi asam dalam minyak. Emulsi ini dapat digunakan sebagai cairan industri yang diasamkan dan juga berperan sebagai penghambat.

Beberapa surfaktan dapat digunakan sebagai anti-emulsifier untuk mengasamkan cairan. Surfaktan dengan struktur bercabang seperti polioksietilen, polioksipropilen, propilen glikol eter, dan polioksietilen, polioksipropilen, pentaetilen heksaamina dapat digunakan sebagai anti-emulsifier pengasam.

Beberapa surfaktan dapat digunakan sebagai alat bantu drainase yang kekurangan asam. Surfaktan yang dapat digunakan sebagai alat bantu drainase meliputi surfaktan jenis garam amina, jenis garam amonium kuaterner, jenis garam piridinium, surfaktan nonionik, amfoterik, dan surfaktan yang mengandung fluorin.

Beberapa surfaktan dapat digunakan sebagai agen anti-lumpur pengasam, seperti surfaktan yang larut dalam minyak, misalnya alkilfenol, asam lemak, asam alkilbenzensulfonat, garam amonium kuaterner, dan lain-lain. Karena memiliki kelarutan asam yang rendah, surfaktan nonionik dapat digunakan untuk mendispersikannya dalam larutan asam.

Untuk meningkatkan efek pengasaman, agen pembalik pembasahan perlu ditambahkan ke dalam larutan asam untuk membalikkan kemampuan pembasahan zona di dekat sumur dari lipofilik menjadi hidrofilik. Campuran polioksietilen polioksipropilen alkil alkohol eter dan polioksietilen polioksipropilen alkil alkohol eter yang diberi garam fosfat diserap oleh formasi untuk membentuk lapisan adsorpsi ketiga, yang berperan dalam pembasahan dan pembalikan.

Selain itu, terdapat beberapa surfaktan, seperti amina hidroklorida lemak, garam amonium kuaterner, atau surfaktan nonionik-anionik, yang digunakan sebagai zat pembusa untuk membuat fluida kerja asam berbusa guna mencapai tujuan memperlambat korosi dan pengasaman mendalam, atau busa dibuat dari bahan ini dan digunakan sebagai pra-fluida untuk pengasaman. Setelah disuntikkan ke dalam formasi, larutan asam disuntikkan. Efek Jamin yang dihasilkan oleh gelembung dalam busa dapat mengalihkan cairan asam, memaksa cairan asam untuk terutama melarutkan lapisan permeabilitas rendah, sehingga meningkatkan efek pengasaman.

5. Surfaktan yang digunakan dalam tindakan pemecahan batuan

Metode peretakan sering digunakan di ladang minyak dengan permeabilitas rendah. Metode ini menggunakan tekanan untuk membuka formasi dan membentuk retakan, serta menggunakan proppant untuk menopang retakan guna mengurangi hambatan aliran fluida dan mencapai tujuan peningkatan produksi dan efisiensi. Beberapa fluida peretakan diformulasikan dengan surfaktan sebagai salah satu bahan penyusunnya.

Cairan fraktur minyak dalam air diformulasikan dengan air, minyak, dan pengemulsi. Pengemulsi yang digunakan adalah surfaktan ionik, nonionik, dan amfoterik. Jika air yang dikentalkan digunakan sebagai fase eksternal dan minyak digunakan sebagai fase internal, cairan fraktur minyak dalam air yang dikentalkan (emulsi polimer) dapat dibuat. Cairan fraktur ini dapat digunakan pada suhu di bawah 160°C dan dapat secara otomatis memecah emulsi dan mengalirkan cairan.

Fluida fraktur busa adalah fluida fraktur yang menggunakan air sebagai media pendispersi dan gas sebagai fase terdispersi. Komponen utamanya adalah air, gas, dan zat pembusa. Alkil sulfonat, alkil benzena sulfonat, garam ester alkil sulfat, garam amonium kuaterner, dan surfaktan OP dapat digunakan sebagai zat pembusa. Konsentrasi zat pembusa dalam air umumnya 0,5-2%, dan rasio volume fase gas terhadap volume busa berada dalam kisaran 0,5-0,9.

Cairan fraktur berbasis minyak adalah cairan fraktur yang diformulasikan dengan minyak sebagai pelarut atau media dispersi. Minyak yang paling umum digunakan di lokasi adalah minyak mentah atau fraksi beratnya. Untuk meningkatkan viskositas dan sifat suhunya, perlu ditambahkan petroleum sulfonat yang larut dalam minyak (berat molekul 300-750). Cairan fraktur berbasis minyak juga mencakup cairan fraktur air dalam minyak dan cairan fraktur busa minyak. Emulsifier yang digunakan pada cairan fraktur air dalam minyak adalah surfaktan anionik, surfaktan kationik, dan surfaktan nonionik yang larut dalam minyak, sedangkan penstabil busa yang digunakan pada cairan fraktur busa minyak adalah surfaktan polimer yang mengandung fluorin.

Cairan peretakan formasi yang sensitif terhadap air menggunakan campuran alkohol (seperti etilen glikol) dan minyak (seperti kerosin) sebagai media pendispersi, karbon dioksida cair sebagai fase terdispersi, dan polioksietilen alkil alkohol eter yang diberi garam sulfat sebagai pengemulsi. Atau emulsi atau busa yang diformulasikan dengan zat pembusa untuk memecahkan formasi yang sensitif terhadap air.

Cairan peretakan yang digunakan untuk peretakan dan pengasaman adalah cairan peretakan sekaligus cairan pengasaman. Cairan ini digunakan pada formasi karbonat, dan kedua tindakan tersebut dilakukan secara bersamaan. Terkait dengan surfaktan adalah busa asam dan emulsi asam. Yang pertama menggunakan alkil sulfonat atau alkil benzena sulfonat sebagai zat pembusa, dan yang kedua menggunakan surfaktan sulfonat sebagai pengemulsi. Seperti cairan pengasaman, cairan peretakan juga menggunakan surfaktan sebagai anti-emulsifier, alat bantu drainase, dan zat pembalik pembasahan, yang tidak akan dibahas di sini.

6. Gunakan surfaktan untuk pengendalian profil dan tindakan pencegahan kebocoran air.

Untuk meningkatkan efek pengembangan injeksi air dan menekan laju peningkatan kadar air minyak mentah, perlu dilakukan penyesuaian profil penyerapan air pada sumur injeksi air dan peningkatan produksi dengan memblokir air pada sumur produksi. Beberapa metode pengendalian profil dan pemblokiran air sering menggunakan surfaktan.

Agen pengontrol profil gel HPC/SDS terdiri dari hidroksipropil selulosa (HPC) dan natrium dodesil sulfat (SDS) dalam air tawar.

Natrium alkil sulfonat dan alkil trimetil amonium klorida masing-masing dilarutkan dalam air untuk menyiapkan dua cairan kerja, yang disuntikkan ke dalam formasi secara berurutan. Kedua cairan kerja tersebut berinteraksi satu sama lain di dalam formasi untuk menghasilkan alkil trimetilamina. Sulfit mengendap dan menghalangi lapisan permeabilitas tinggi.

Polioksietilen alkil fenol eter, alkil aril sulfonat, dan lain-lain dapat digunakan sebagai zat pembusa, dilarutkan dalam air untuk menyiapkan fluida kerja, dan kemudian disuntikkan ke dalam formasi secara bergantian dengan fluida kerja karbon dioksida cair, tepat di dalam formasi (terutama lapisan permeabilitas tinggi) membentuk busa, menghasilkan penyumbatan, dan berperan dalam pengendalian profil.

Dengan menggunakan surfaktan amonium kuaterner sebagai agen pembusa yang dilarutkan dalam sol asam silikat yang terdiri dari amonium sulfat dan natrium silikat, kemudian disuntikkan ke dalam formasi, dan selanjutnya disuntikkan gas yang tidak dapat dikondensasi (gas alam atau klorin), bentuk berbasis cair dapat dihasilkan terlebih dahulu di dalam formasi. Busa di lapisan dispersi, diikuti oleh gelasi sol asam silikat, menghasilkan busa dengan padatan sebagai media dispersi, yang berperan sebagai penyumbat lapisan permeabilitas tinggi dan mengendalikan profilnya.

Dengan menggunakan surfaktan sulfonat sebagai agen pembusa dan senyawa polimer sebagai penstabil busa pengental, kemudian menyuntikkan gas atau zat penghasil gas, busa berbasis air dihasilkan di permukaan tanah atau di dalam formasi. Busa ini bersifat aktif permukaan di lapisan minyak. Sejumlah besar agen bergerak ke antarmuka minyak-air, menyebabkan penghancuran busa, sehingga tidak menghalangi lapisan minyak. Ini adalah agen penghalang air sumur minyak yang selektif.

Bahan penyumbat air berbahan dasar semen minyak adalah suspensi semen dalam minyak. Permukaan semen bersifat hidrofilik. Ketika memasuki lapisan penghasil air, air menggantikan interaksi antara sumur minyak dan semen pada permukaan semen, menyebabkan semen mengeras dan menyumbat lapisan penghasil air. Untuk meningkatkan fluiditas bahan penyumbat ini, biasanya ditambahkan surfaktan karboksilat dan sulfonat.

Agen penghambat air cair berbasis misel yang larut dalam air adalah larutan misel yang terutama terdiri dari amonium sulfonat minyak bumi, hidrokarbon, dan alkohol. Larutan ini mengandung air garam tinggi dalam formasinya dan menjadi kental untuk mencapai efek penghambatan air.

Larutan surfaktan kationik berbasis air atau berbasis minyak sebagai agen penghambat air didasarkan pada zat aktif garam alkil karboksilat dan alkil amonium klorida dan hanya cocok untuk formasi batupasir.

Zat penghambat air minyak berat aktif adalah sejenis minyak berat yang dilarutkan dengan pengemulsi air dalam minyak. Zat ini menghasilkan emulsi air dalam minyak yang sangat kental setelah formasi tersebut dikeringkan untuk mencapai tujuan menghambat masuknya air.

Agen penghambat air berbasis minyak dalam air disiapkan dengan mengemulsikan minyak berat dalam air menggunakan surfaktan kationik sebagai pengemulsi minyak dalam air.

7. Gunakan surfaktan untuk tindakan pengendalian pasir.

Sebelum operasi pengendalian pasir, sejumlah air aktif yang telah disiapkan dengan surfaktan perlu disuntikkan sebagai cairan pendahuluan untuk membersihkan formasi terlebih dahulu guna meningkatkan efek pengendalian pasir. Saat ini, surfaktan yang paling umum digunakan adalah surfaktan anionik.

8. Surfaktan untuk dehidrasi minyak mentah

Pada tahap pemulihan minyak primer dan sekunder, demulsifier air dalam minyak sering digunakan untuk minyak mentah yang diekstraksi. Tiga generasi produk telah dikembangkan. Generasi pertama adalah karboksilat, sulfat, dan sulfonat. Generasi kedua adalah surfaktan nonionik berbobot molekul rendah seperti OP, Pingpingjia, dan minyak jarak tersulfonasi. Generasi ketiga adalah surfaktan nonionik polimer.

Pada tahap akhir pemulihan minyak sekunder dan pemulihan minyak tersier, minyak mentah yang dihasilkan sebagian besar berada dalam bentuk emulsi minyak dalam air. Terdapat empat jenis demulsifier yang digunakan, seperti tetradecyltrimethyloxyammonium chloride dan didecyldimethylammonium chloride. Zat-zat ini dapat bereaksi dengan emulsifier anionik untuk mengubah nilai keseimbangan minyak hidrofiliknya, atau terserap pada permukaan partikel tanah liat yang basah oleh air, mengubah kemampuan pembasahannya dan menghancurkan emulsi minyak dalam air. Selain itu, beberapa surfaktan anionik dan surfaktan nonionik yang larut dalam minyak yang dapat digunakan sebagai emulsifier air dalam minyak juga dapat digunakan sebagai demulsifier untuk emulsi minyak dalam air.

1. Surfaktan untuk pengolahan air

Setelah fluida produksi sumur minyak dipisahkan dari minyak mentah, air hasil produksi perlu diolah untuk memenuhi persyaratan injeksi ulang. Ada enam tujuan pengolahan air, yaitu penghambatan korosi, pencegahan kerak, sterilisasi, penghilangan oksigen, penghilangan minyak, dan penghilangan zat padat tersuspensi. Oleh karena itu, perlu menggunakan penghambat korosi, zat anti-kerak, bakterisida, penangkap oksigen, penghilang lemak, dan flokulan, dll. Aspek-aspek berikut melibatkan surfaktan industri:

Surfaktan industri yang digunakan sebagai penghambat korosi meliputi garam asam alkil sulfonat, asam alkil benzena sulfonat, asam perfluoroalkil sulfonat, garam amina alkil linier, garam amonium kuaterner, dan garam alkil piridin, garam imidazoline dan turunannya, eter polioksietilen alkil alkohol, polioksietilen dialkil propargil alkohol, polioksietilen rosin amina, polioksietilen stearilamina dan eter polioksietilen alkil alkohol, alkil sulfonat, berbagai garam internal amonium kuaterner, garam internal di(polioksietilen)alkil dan turunannya.

Surfaktan yang digunakan sebagai agen anti-pengotoran meliputi garam ester fosfat, garam ester sulfat, asetat, karboksilat, dan senyawa polioksietilennya. Stabilitas termal garam ester sulfonat dan garam karboksilat jauh lebih baik daripada garam ester fosfat dan garam ester sulfat.

Surfaktan industri yang digunakan dalam fungisida meliputi garam alkilamina linier, garam amonium kuaterner, garam alkilpiridinium, garam imidazoline dan turunannya, berbagai garam amonium kuaterner, di(polioksi) Vinil) alkil dan garam internal dari turunannya.

Surfaktan industri yang digunakan dalam cairan pembersih lemak terutama adalah surfaktan dengan struktur bercabang dan gugus natrium ditiokarboksilat.

10. Surfaktan untuk injeksi minyak kimia

Pemulihan minyak primer dan sekunder dapat memulihkan 25%-50% minyak mentah di bawah tanah, tetapi masih banyak minyak mentah yang tersisa di bawah tanah dan tidak dapat dipulihkan. Melakukan pemulihan minyak tersier dapat meningkatkan pemulihan minyak mentah. Pemulihan minyak tersier sebagian besar menggunakan metode penginjeksian kimia, yaitu menambahkan beberapa zat kimia ke air yang diinjeksikan untuk meningkatkan efisiensi penginjeksian air. Di antara bahan kimia yang digunakan, beberapa adalah surfaktan industri. Pengenalan singkat tentang surfaktan tersebut adalah sebagai berikut:

Metode injeksi minyak kimia menggunakan surfaktan sebagai agen utama disebut injeksi surfaktan. Surfaktan terutama berperan dalam meningkatkan perolehan minyak dengan mengurangi tegangan antarmuka minyak-air dan meningkatkan jumlah kapiler. Karena permukaan formasi batupasir bermuatan negatif, surfaktan yang digunakan terutama adalah surfaktan anionik, dan sebagian besar adalah surfaktan sulfonat. Surfaktan ini dibuat dengan menggunakan agen sulfonasi (seperti sulfur trioksida) untuk mensulfonasi fraksi minyak bumi dengan kandungan hidrokarbon aromatik tinggi, kemudian dinetralkan dengan alkali. Spesifikasinya: zat aktif 50%-80%, minyak mineral 5%-30%, air 2%-20%, natrium sulfat 1%-6%. Sulfonat minyak bumi tidak tahan terhadap suhu, garam, atau ion logam bervalensi tinggi. Sulfonat sintetis disiapkan dari hidrokarbon yang sesuai menggunakan metode sintesis yang sesuai. Di antaranya, α-olefin sulfonat sangat tahan terhadap garam dan ion logam bervalensi tinggi. Surfaktan anionik-nonionik lainnya dan surfaktan karboksilat juga dapat digunakan untuk penggantian minyak. Penggantian minyak dengan surfaktan membutuhkan dua jenis aditif: satu adalah ko-surfaktan, seperti isobutanol, dietilen glikol butil eter, urea, sulfolana, alkenilena benzena sulfonat, dll., dan yang lainnya adalah dielektrik, termasuk garam asam dan alkali, terutama garam, yang dapat mengurangi hidrofilisitas surfaktan dan relatif meningkatkan lipofilisitas, serta mengubah nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik dari zat aktif. Untuk mengurangi kehilangan surfaktan dan meningkatkan efek ekonomi, penginjeksian surfaktan juga menggunakan bahan kimia yang disebut agen pengorbanan. Zat yang dapat digunakan sebagai agen pengorbanan meliputi zat alkali dan asam polikarboksilat serta garamnya. Oligomer dan polimer juga dapat digunakan sebagai agen pengorbanan. Lignosulfonat dan modifikasinya adalah agen pengorbanan.

Metode perpindahan minyak menggunakan dua atau lebih agen utama perpindahan minyak kimia disebut penginjeksian komposit. Metode perpindahan minyak yang terkait dengan surfaktan ini meliputi: penginjeksian surfaktan yang dikentalkan dengan surfaktan dan polimer; penginjeksian surfaktan yang ditingkatkan alkali dengan alkali + surfaktan atau penginjeksian alkali yang ditingkatkan surfaktan; penginjeksian komposit berbasis unsur dengan alkali + surfaktan + polimer. Penginjeksian komposit umumnya memiliki faktor pemulihan yang lebih tinggi daripada penginjeksian tunggal. Menurut analisis tren perkembangan saat ini di dalam dan luar negeri, penginjeksian komposit tiga komponen memiliki keunggulan yang lebih tinggi daripada penginjeksian komposit dua komponen. Surfaktan yang digunakan dalam penginjeksian komposit tiga komponen terutama adalah sulfonat minyak bumi, biasanya juga digunakan dalam kombinasi dengan asam sulfat, asam fosfat dan karboksilat eter polioksietilen alkil alkohol, dan garam natrium polioksietilen alkil alkohol alkil sulfonat, dll. untuk meningkatkan toleransi garamnya. Baru-baru ini, baik di dalam maupun luar negeri, penelitian dan penggunaan biosurfaktan, seperti rhamnolipid, kaldu fermentasi sophorolipid, dll., serta karboksilat campuran alami dan lignin alkali hasil sampingan pembuatan kertas, dll., telah mendapat perhatian besar dan telah mencapai hasil yang bagus dalam uji lapangan dan dalam ruangan. Efek pengusiran minyak yang baik.