Applicazione ditensioattivinella produzione di giacimenti petroliferi
1. Tensioattivi utilizzati per l'estrazione di petrolio pesante
A causa dell'elevata viscosità e della scarsa fluidità del petrolio pesante, questo comporta numerose difficoltà nell'attività mineraria. Per estrarre questi oli pesanti, a volte è necessario iniettare una soluzione acquosa di tensioattivo a fondo pozzo per convertire l'olio pesante ad alta viscosità in un'emulsione olio in acqua a bassa viscosità ed estrarla in superficie. I tensioattivi utilizzati in questo metodo di emulsionamento e riduzione della viscosità dell'olio pesante includono sodio alchilsolfonato, poliossietilene alchil alcol etere, poliossietilene alchil fenolo etere, poliossietilene poliossipropilene poliene poliammina, poliossietilene vinil alchil alcol etere solfato sale sodico, ecc. L'emulsione olio in acqua prodotta deve separare l'acqua e utilizzare alcuni tensioattivi industriali come demulsionanti per la disidratazione. Questi demulsionanti sono emulsionanti acqua in olio. Comunemente utilizzati sono i tensioattivi cationici o acidi naftenici, gli acidi asfaltonici e i loro sali metallici multivalenti.
L'estrazione di oli pesanti speciali non può essere effettuata con le unità di pompaggio convenzionali e richiede l'iniezione di vapore per il recupero termico. Per migliorare l'effetto di recupero termico, è necessario utilizzare tensioattivi. L'iniezione di schiuma nel pozzo di iniezione del vapore, ovvero l'iniezione di un agente schiumogeno resistente alle alte temperature e di gas non condensabile, è uno dei metodi di modulazione più comunemente utilizzati.
Gli agenti schiumogeni comunemente utilizzati sono alchilbenzensolfonati, α-olefinsolfonati, solfonati di petrolio, eteri di alcol alchilico poliossietilene solfoidrocarbilato ed eteri di fenolo poliossietilene solfoidrocarbilato, ecc. Poiché i tensioattivi fluorurati hanno un'elevata attività superficiale e sono stabili ad acidi, alcali, ossigeno, calore e olio, sono agenti schiumogeni ideali per alte temperature. Per far sì che l'olio disperso attraversi facilmente la struttura a gola dei pori della formazione, o per facilitare l'espulsione dell'olio sulla superficie della formazione, è necessario utilizzare un tensioattivo chiamato agente diffondente filmogeno. Quello comunemente utilizzato è l'agente di diffusione superficiale polimerico di resina fenolica ossialchilata.
- Tensioattivi per l'estrazione di petrolio greggio ceroso
Lo sfruttamento del petrolio greggio ceroso richiede frequenti interventi di prevenzione e rimozione della cera. I tensioattivi agiscono come inibitori e deceri. Esistono tensioattivi oleosolubili e tensioattivi idrosolubili utilizzati come anti-cera. I primi svolgono un ruolo anti-cera modificando le proprietà della superficie dei cristalli di cera. I tensioattivi oleosolubili comunemente utilizzati sono i solfonati di petrolio e i tensioattivi amminici. I tensioattivi idrosolubili svolgono un ruolo anti-cera modificando le proprietà delle superfici formate dalla cera (come tubazioni petrolifere, aste di aspirazione e superfici di apparecchiature). I tensioattivi disponibili includono alchil solfonati di sodio, sali di ammonio quaternario, poliossietileneteri di alcano, poliossietileneteri di idrocarburi aromatici e i loro sali di sodio solfonati, ecc. Anche i tensioattivi utilizzati per la rimozione della cera si dividono in due aspetti. I tensioattivi solubili in olio sono utilizzati per i decerante a base di olio e tensioattivi di tipo solfonato solubile in acqua, di tipo sale di ammonio quaternario, di tipo polietere, di tipo Tween, di tipo OP, di tipo piatto a base di solfato o solfo-alchilato e di tipo OPtensioattivoVengono utilizzati nei decerante a base d'acqua. Negli ultimi anni, decerante nazionali ed esteri sono stati combinati organicamente, e decerante a base oleosa e decerante a base d'acqua sono stati combinati organicamente per produrre decerante ibridi. Questo decerante utilizza idrocarburi aromatici e idrocarburi aromatici misti come fase oleosa e utilizza un emulsionante con effetto schiarente per la cera come fase acquosa. Quando l'emulsionante selezionato è un tensioattivo non ionico con un punto di intorbidamento appropriato, la temperatura al di sotto della sezione di ceratura del pozzo petrolifero può raggiungere o superare il suo punto di intorbidamento, in modo che il decerante misto possa... L'emulsionamento viene interrotto prima di entrare nella sezione di formazione della cera e vengono separati due agenti schiarenti per la cera, che svolgono simultaneamente il ruolo di schiarenti per la cera.
3. Tensioattiviutilizzato per stabilizzare l'argilla
La stabilizzazione dell'argilla si articola in due aspetti: la prevenzione dell'espansione dei minerali argillosi e la prevenzione della migrazione delle particelle di minerali argillosi. Tensioattivi cationici come sali di ammina, sali di ammonio quaternario, sali di piridinio e sali di imidazolina possono essere utilizzati per prevenire il rigonfiamento dell'argilla. Sono disponibili tensioattivi cationici non ionici contenenti fluoro per prevenire la migrazione delle particelle di minerali argillosi.
4. Tensioattiviutilizzato nelle misure di acidificazione
Per migliorare l'effetto acidificante, alla soluzione acida vengono generalmente aggiunti diversi additivi. Qualsiasi tensioattivo compatibile con la soluzione acida e facilmente adsorbito dalla formazione può essere utilizzato come ritardante di acidificazione. Come il cloridrato di ammina grassa, il sale di ammonio quaternario, il sale di piridina nei tensioattivi cationici e gli alcani poliossietilenici solfonati, carbossimetilati, salati con esteri fosfatici o con esteri solfati nei tensioattivi anfoteri a base di fenolo etere, ecc. Alcuni tensioattivi, come l'acido dodecilsulfonico e i suoi sali di alchilammina, possono emulsionare liquidi acidi in olio per produrre un'emulsione acido in olio. Questa emulsione può essere utilizzata come liquido industriale acidificato e svolge anche un'azione ritardante.
Alcuni tensioattivi possono essere utilizzati come antiemulsionanti per l'acidificazione dei liquidi. I tensioattivi con strutture ramificate, come il poliossietilene poliossipropilene propilenglicole etere e il poliossietilene poliossipropilene pentaetilene esamina, possono essere utilizzati come antiemulsionanti acidificanti.
Alcuni tensioattivi possono essere utilizzati come coadiuvanti del drenaggio in presenza di acidi. Tra i tensioattivi utilizzabili come coadiuvanti del drenaggio rientrano i sali di ammina, i sali di ammonio quaternario, i sali di piridinio, i tensioattivi non ionici, anfoteri e contenenti fluoro.
Alcuni tensioattivi possono essere utilizzati come agenti acidificanti anti-fango, come i tensioattivi liposolubili, come gli alchilfenoli, gli acidi grassi, gli acidi alchilbenzensolfonici, i sali di ammonio quaternario, ecc. Poiché hanno una scarsa solubilità in acido, è possibile utilizzare tensioattivi non ionici per disperderli nella soluzione acida.
Per migliorare l'effetto di acidificazione, è necessario aggiungere alla soluzione acida un agente di inversione bagnante per invertire la bagnabilità della zona prossima al pozzo da lipofila a idrofila. Miscele di poliossietilene poliossipropilene alchil alcol eteri e poliossietilene poliossipropilene alchil alcol eteri salini con fosfato vengono adsorbite dalla formazione per formare il terzo strato di adsorbimento, che svolge un ruolo nella bagnatura e nell'inversione.
Inoltre, alcuni tensioattivi, come il cloridrato di ammina grassa, il sale di ammonio quaternario o il tensioattivo non ionico-anionico, vengono utilizzati come agenti schiumogeni per produrre un fluido di lavoro acido schiumogeno, allo scopo di rallentare la corrosione e l'acidificazione profonda. In alternativa, da questi si ricavano schiume, utilizzate come pre-fluido per l'acidificazione. Dopo l'iniezione nella formazione, viene iniettata la soluzione acida. L'effetto Jamin prodotto dalle bolle nella schiuma può deviare il liquido acido, costringendolo a dissolvere principalmente lo strato a bassa permeabilità, migliorando così l'effetto di acidificazione.
5. Tensioattivi utilizzati nelle misure di fratturazione
Le tecniche di fratturazione sono spesso utilizzate nei giacimenti petroliferi a bassa permeabilità. Utilizzano la pressione per aprire la formazione e formare fratture, e utilizzano un agente di sostegno per sostenere le fratture, riducendo la resistenza al flusso del fluido e raggiungendo l'obiettivo di aumentare la produzione e l'attenzione. Alcuni fluidi di fratturazione sono formulati con tensioattivi come uno degli ingredienti.
I fluidi di fratturazione olio in acqua sono formulati con acqua, olio ed emulsionanti. Gli emulsionanti utilizzati sono tensioattivi ionici, non ionici e anfoteri. Utilizzando acqua addensata come fase esterna e olio come fase interna, è possibile preparare un fluido di fratturazione olio in acqua addensato (emulsione polimerica). Questo fluido di fratturazione può essere utilizzato a temperature inferiori a 160 °C ed è in grado di rompere automaticamente le emulsioni e drenare i fluidi.
Il fluido di fratturazione della schiuma è un fluido di fratturazione che utilizza l'acqua come mezzo di dispersione e il gas come fase dispersa. I suoi componenti principali sono acqua, gas e agente schiumogeno. Come agenti schiumogeni possono essere utilizzati alchilsolfonati, alchilbenzensolfonati, sali di esteri di alchilsolfato, sali di ammonio quaternario e tensioattivi OP. La concentrazione di agente schiumogeno in acqua è generalmente compresa tra lo 0,5 e il 2% e il rapporto tra il volume della fase gassosa e il volume della schiuma è compreso tra 0,5 e 0,9.
Il fluido di fratturazione a base di olio è un fluido di fratturazione formulato con olio come solvente o mezzo di dispersione. Il petrolio più comunemente utilizzato in loco è il petrolio greggio o la sua frazione pesante. Per migliorarne la viscosità e le proprietà termiche, è necessario aggiungere solfonato di petrolio solubile in olio (peso molecolare 300-750). I fluidi di fratturazione a base di olio includono anche fluidi di fratturazione acqua in olio e fluidi di fratturazione schiumosa a base di olio. Gli emulsionanti utilizzati nei primi sono tensioattivi anionici solubili in olio, tensioattivi cationici e tensioattivi non ionici, mentre gli stabilizzanti della schiuma utilizzati nei secondi sono tensioattivi polimerici contenenti fluoro.
Il fluido di fratturazione per formazioni sensibili all'acqua utilizza una miscela di alcol (come il glicole etilenico) e petrolio (come il cherosene) come mezzo di dispersione, anidride carbonica liquida come fase dispersa ed etere di poliossietilenalchilalcol salino solfato come emulsionante. Oppure un'emulsione o una schiuma formulata con un agente schiumogeno per fratturare formazioni sensibili all'acqua.
Il fluido di fratturazione utilizzato per la fratturazione e l'acidificazione è sia un fluido di fratturazione che un fluido acidificante. Viene utilizzato nelle formazioni carbonatiche e le due misure vengono eseguite simultaneamente. Relative ai tensioattivi sono la schiuma acida e l'emulsione acida. La prima utilizza alchilsolfonato o alchilbenzensolfonato come agente schiumogeno, mentre la seconda utilizza un tensioattivo solfonato come emulsionante. Come i fluidi acidificanti, anche i fluidi di fratturazione utilizzano tensioattivi come antiemulsionanti, coadiuvanti del drenaggio e agenti invertenti la bagnatura, che non saranno trattati in questa sede.
6. Utilizzare tensioattivi per il controllo del profilo e misure di blocco dell'acqua
Per migliorare l'effetto di sviluppo dell'iniezione d'acqua e contrastare l'aumento del contenuto d'acqua nel greggio, è necessario regolare il profilo di assorbimento d'acqua nei pozzi di iniezione d'acqua e aumentare la produzione bloccando l'acqua nei pozzi di produzione. Alcuni metodi di controllo del profilo e di blocco dell'acqua utilizzano spesso tensioattivi.
L'agente di controllo del profilo del gel HPC/SDS è composto da idrossipropilcellulosa (HPC) e sodio dodecil solfato (SDS) in acqua dolce.
Il sodio alchilsolfonato e l'alchiltrimetilcloruro di ammonio vengono rispettivamente sciolti in acqua per preparare due liquidi di lavoro, che vengono iniettati nella formazione uno dopo l'altro. I due liquidi di lavoro interagiscono tra loro nella formazione per produrre alchiltrimetilammina. Il solfito precipita e blocca lo strato ad alta permeabilità.
Gli eteri di poliossietilene alchil fenolo, gli alchil aril solfonati, ecc. possono essere utilizzati come agenti schiumogeni, disciolti in acqua per preparare un fluido di lavoro e quindi iniettati nella formazione alternativamente con il fluido di lavoro di anidride carbonica liquida, proprio nella formazione (principalmente ad alto strato permeabile) si forma schiuma, si crea un blocco e si svolge un ruolo nel controllo del profilo.
Utilizzando un tensioattivo di ammonio quaternario come agente schiumogeno disciolto in un sol di acido silicico composto da solfato di ammonio e vetro solubile e iniettato nella formazione, e successivamente iniettando gas non condensabile (gas naturale o cloro), è possibile generare inizialmente una forma liquida nella formazione. La schiuma nell'interstrato di dispersione, seguita dalla gelificazione del sol di acido silicico, produce una schiuma con un solido come mezzo di dispersione, che svolge la funzione di tappare lo strato ad alta permeabilità e controllarne il profilo.
Utilizzando tensioattivi solfonati come agenti schiumogeni e composti polimerici come stabilizzanti della schiuma addensante, e successivamente iniettando gas o sostanze che generano gas, si genera una schiuma a base d'acqua sul terreno o nella formazione. Questa schiuma è tensioattiva nello strato di petrolio. Una grande quantità dell'agente si sposta verso l'interfaccia olio-acqua, causando la distruzione della schiuma e quindi non bloccando lo strato di petrolio. È un agente selettivo e bloccante per l'acqua nei pozzi petroliferi.
L'agente bloccante l'acqua per cemento a base oleosa è una sospensione di cemento in olio. La superficie del cemento è idrofila. Quando penetra nello strato che produce acqua, l'acqua sposta l'interazione tra il pozzo petrolifero e il cemento sulla superficie del cemento, causando la solidificazione del cemento e il blocco dello strato che produce acqua. Per migliorare la fluidità di questo agente bloccante, vengono solitamente aggiunti tensioattivi carbossilati e solfonati.
L'agente bloccante l'acqua micellare liquido solubile a base d'acqua è una soluzione micellare composta principalmente da solfonato di petrolio e ammonio, idrocarburi e alcoli. Contiene un'elevata quantità di acqua salata nella sua formulazione e diventa viscosa per ottenere un effetto bloccante l'acqua.
L'agente bloccante l'acqua in soluzione di tensioattivo cationico a base di acqua o di olio è basato su agenti attivi di sale di alchil carbossilato e cloruro di alchil ammonio ed è adatto solo per formazioni di arenaria.
L'agente bloccante attivo per olio pesante è un tipo di olio pesante disciolto in un emulsionante acqua in olio. Produce un'emulsione acqua in olio altamente viscosa dopo che la formazione è stata disidratata per raggiungere lo scopo di bloccare l'acqua.
L'agente bloccante olio in acqua viene preparato emulsionando olio pesante in acqua utilizzando un tensioattivo cationico come emulsionante olio in acqua.
7. Utilizzare tensioattivi per misure di controllo della sabbia
Prima delle operazioni di controllo della sabbia, è necessario iniettare una certa quantità di acqua attivata preparata con tensioattivi come pre-fluido per pre-pulire la formazione e migliorare l'effetto di controllo della sabbia. Attualmente, i tensioattivi più comunemente utilizzati sono quelli anionici.
8. Tensioattivo per la disidratazione del petrolio greggio
Nelle fasi di recupero primario e secondario del petrolio, i demulsionanti acqua in olio vengono spesso utilizzati per il petrolio greggio estratto. Sono state sviluppate tre generazioni di prodotti. La prima generazione comprende tensioattivi carbossilati, solfati e solfonati. La seconda generazione comprende tensioattivi non ionici a basso peso molecolare come OP, Pingpingjia e olio di ricino solfonato. La terza generazione è costituita da tensioattivi non ionici polimerici.
Nelle fasi successive del recupero secondario e terziario del petrolio, il petrolio greggio prodotto si presenta principalmente sotto forma di emulsione olio in acqua. Esistono quattro tipi di demulsionanti utilizzati, come il cloruro di tetradeciltrimetilossiammonio e il cloruro di didecildimetilammonio. Possono reagire con emulsionanti anionici modificandone il valore di bilancio idrofilo dell'olio, oppure essere adsorbiti sulla superficie di particelle di argilla bagnate dall'acqua, modificandone la bagnabilità e distruggendo le emulsioni olio in acqua. Inoltre, alcuni tensioattivi anionici e tensioattivi non ionici solubili in olio che possono essere utilizzati come emulsionanti acqua in olio possono essere utilizzati anche come demulsionanti per emulsioni olio in acqua.
- Tensioattivi per il trattamento delle acque
Dopo che il fluido di produzione del pozzo petrolifero è stato separato dal petrolio greggio, l'acqua prodotta deve essere trattata per soddisfare i requisiti di reiniezione. Il trattamento dell'acqua ha sei scopi: inibizione della corrosione, prevenzione delle incrostazioni, sterilizzazione, rimozione dell'ossigeno, rimozione dell'olio e rimozione dei solidi sospesi. Pertanto, è necessario utilizzare inibitori di corrosione, agenti anti-incrostanti, battericidi, sequestratori di ossigeno, sgrassanti e flocculanti, ecc. I seguenti aspetti riguardano i tensioattivi industriali:
I tensioattivi industriali utilizzati come inibitori di corrosione includono sali di acido alchil solfonico, acido alchil benzene solfonico, acido perfluoroalchil solfonico, sali di alchilammina lineare, sali di ammonio quaternario e sali di alchil piridina, sali di imidazolina e suoi derivati, eteri di poliossietilene alchil alcol, poliossietilene dialchil propargilico, poliossietilene colofonia ammina, poliossietilene stearilammina ed eteri di poliossietilene alchil alcol Alchil solfonato, vari sali interni di ammonio quaternario, sali interni di di(poliossietilene)alchil e loro derivati.
I tensioattivi utilizzati come agenti antivegetativi includono sali di esteri fosforici, sali di esteri solforici, acetati, carbossilati e i loro composti poliossietilenici. La stabilità termica dei sali di esteri solfonici e dei sali carbossilati è significativamente migliore di quella dei sali di esteri fosforici e dei sali di esteri solforici.
I tensioattivi industriali utilizzati nei fungicidi includono sali di alchilammina lineare, sali di ammonio quaternario, sali di alchilpiridinio, sali di imidazolina e suoi derivati, vari sali di ammonio quaternario, di(poliossi)vinilalchile e sali interni dei suoi derivati.
I tensioattivi industriali utilizzati negli sgrassatori sono principalmente tensioattivi con strutture ramificate e gruppi ditiocarbossilati di sodio.
10. Tensioattivo per l'allagamento chimico dell'olio
Il recupero primario e secondario del petrolio può recuperare dal 25% al 50% del petrolio greggio sotterraneo, ma c'è ancora molto petrolio greggio che rimane nel sottosuolo e non può essere recuperato. Eseguire il recupero terziario del petrolio può migliorare il recupero del petrolio greggio. Il recupero terziario del petrolio utilizza principalmente il metodo di iniezione chimica, ovvero l'aggiunta di alcuni agenti chimici all'acqua iniettata per migliorarne l'efficienza. Tra i prodotti chimici utilizzati, alcuni sono tensioattivi industriali. Di seguito una breve introduzione:
Il metodo di inondazione chimica dell'olio che utilizza un tensioattivo come agente principale è chiamato inondazione di tensioattivi. I tensioattivi svolgono principalmente un ruolo nel migliorare il recupero dell'olio riducendo la tensione interfacciale olio-acqua e aumentando il numero di capillari. Poiché la superficie della formazione di arenaria è caricata negativamente, i tensioattivi utilizzati sono principalmente tensioattivi anionici e la maggior parte di essi sono tensioattivi solfonati. Viene prodotto utilizzando un agente solfonante (come il triossido di zolfo) per solfonare frazioni di petrolio ad alto contenuto di idrocarburi aromatici e quindi neutralizzarle con alcali. Le sue specifiche: principio attivo 50%-80%, olio minerale 5%-30%, acqua 2%-20%, solfato di sodio 1%-6%. Il solfonato di petrolio non è resistente alla temperatura, al sale o agli ioni metallici costosi. I solfonati sintetici vengono preparati a partire dagli idrocarburi corrispondenti utilizzando metodi di sintesi corrispondenti. Tra questi, l'α-olefin solfonato è particolarmente resistente al sale e agli ioni metallici ad alta valenza. Altri tensioattivi anionici-non ionici e tensioattivi carbossilati possono essere utilizzati anche per lo spostamento dell'olio. Lo spostamento dell'olio con tensioattivi richiede due tipi di additivi: uno è un co-tensioattivo, come isobutanolo, dietilenglicole butil etere, urea, solfolano, alchenilene benzene solfonato, ecc., e l'altro è dielettrico, inclusi sali acidi e alcalini, principalmente sali, che possono ridurre l'idrofilia del tensioattivo e aumentarne relativamente la lipofilia, modificando anche il valore dell'equilibrio idrofilo-lipofilo del principio attivo. Al fine di ridurre la perdita di tensioattivo e migliorare gli effetti economici, l'inondazione di tensioattivi utilizza anche sostanze chimiche chiamate agenti sacrificali. Le sostanze che possono essere utilizzate come agenti sacrificali includono sostanze alcaline e acidi policarbossilici e i loro sali. Anche oligomeri e polimeri possono essere utilizzati come agenti sacrificali. I lignosolfonati e le loro modificazioni sono agenti sacrificali.
Il metodo di spostamento dell'olio che utilizza due o più agenti chimici principali per lo spostamento dell'olio è chiamato flooding composito. Questo metodo di spostamento dell'olio relativo ai tensioattivi include: flooding di tensioattivi addensati con tensioattivi e polimeri; flooding di tensioattivi arricchiti con alcali con alcali + tensioattivo o flooding di alcali arricchiti con tensioattivi; flooding composito a base di elementi con alcali + tensioattivo + polimero. Il flooding composito presenta generalmente fattori di recupero più elevati rispetto a un singolo drive. Secondo l'attuale analisi delle tendenze di sviluppo in patria e all'estero, il flooding composto ternario presenta maggiori vantaggi rispetto al flooding composto binario. I tensioattivi utilizzati nel flooding composito ternario sono principalmente solfonati di petrolio, solitamente utilizzati anche in combinazione con acido solforico, acido fosforico e carbossilati di eteri di alchil alcol poliossietilene alchilico e sali di sodio di alchil solfonato di poliossietilene alchilico, ecc. per migliorarne la tolleranza al sale. Di recente, sia in patria che all'estero, si è attribuita grande importanza alla ricerca e all'impiego di biosurfattanti, come ramnolipidi, brodo di fermentazione soforolipidico, ecc., nonché carbossilati misti naturali e lignina alcalina, sottoprodotto della fabbricazione della carta, ecc., ottenendo ottimi risultati nei test sul campo e indoor. Buon effetto di rimozione dell'olio.
Data di pubblicazione: 26-12-2023