Come selezionare i tensioattivi per lo sfruttamento del petrolio pesante e del petrolio greggio ceroso

1. Tensioattivi per l'estrazione di petrolio pesante

A causa dell'elevata viscosità e della scarsa fluidità del petrolio pesante, il suo sfruttamento presenta numerose difficoltà. Per recuperare tale petrolio pesante, a volte vengono iniettate nel pozzo soluzioni acquose di tensioattivi. Questo processo converte il petrolio pesante ad alta viscosità in emulsioni olio in acqua (O/A) a bassa viscosità, che possono quindi essere pompate in superficie. I tensioattivi utilizzati in questo metodo di emulsionamento e riduzione della viscosità del petrolio pesante includono sodio alchilsolfonato, poliossietilene alchil alcol etere, poliossietilene alchil fenolo etere, poliossietilene poliossipropilene poliene poliammina e sodio poliossietilene alchil alcol etere solfato.

Le emulsioni olio in acqua prodotte devono essere disidratate per separare la componente acquosa, il che richiede anche l'uso di alcuni tensioattivi industriali come demulsionanti. Questi demulsionanti sono emulsionanti acqua in olio (A/O), tra i quali i tensioattivi cationici, gli acidi naftenici, gli acidi asfaltenici e i loro sali metallici polivalenti.

Per particolari tipi di petrolio pesante che non possono essere sfruttati dalle unità di pompaggio convenzionali, è necessaria l'iniezione di vapore per il recupero termico. Per migliorare l'efficienza del recupero termico, sono necessari tensioattivi. L'iniezione di schiuma, ovvero l'iniezione di agenti schiumogeni resistenti alle alte temperature insieme a gas non condensabili, nei pozzi di iniezione di vapore è una delle tecniche comunemente adottate. Gli agenti schiumogeni più frequentemente utilizzati includono alchilbenzensolfonato, α-olefinsolfonato, petroliosolfonato, poliossietilenalchilalcoletere solfonato e poliossietilenalchilfenoletere solfonato.

Grazie alla loro elevata attività superficiale e alla stabilità contro acidi, alcali, ossigeno, calore e olio, i tensioattivi fluorurati sono considerati agenti schiumogeni ideali per alte temperature. Inoltre, per facilitare il passaggio dell'olio disperso attraverso le gole dei pori di formazione o favorire lo spostamento dell'olio dalle superfici di formazione, vengono impiegati tensioattivi noti come agenti diffondenti filmogeni, il cui tipo più comunemente utilizzato è costituito da tensioattivi polimerici a base di resine fenoliche poliossialchilate.

2. Tensioattivi per il recupero del petrolio greggio ceroso

Per il recupero del petrolio greggio ceroso, è necessario effettuare regolarmente operazioni di prevenzione e rimozione della cera, in cui i tensioattivi fungono sia da inibitori che da agenti di rimozione della cera.

I tensioattivi per la prevenzione della cera si dividono in due categorie: tensioattivi oleosolubili e tensioattivi idrosolubili. I primi esercitano il loro effetto inibitore della cera modificando le proprietà superficiali dei cristalli di cera; i tensioattivi più comunemente utilizzati sono i solfonati di petrolio e i tensioattivi di tipo amminico. I tensioattivi idrosolubili agiscono alterando le caratteristiche delle superfici che depositano la cera (come le superfici dei tubi dell'olio, delle ventose e delle relative apparecchiature). Le opzioni disponibili includono alchil solfonati di sodio, sali di ammonio quaternario, poliossietileneteri di alcano, poliossietileneteri di idrocarburi aromatici, nonché i loro derivati ​​di solfonato di sodio.

Anche i tensioattivi per la rimozione della cera si dividono in due tipologie in base ai loro scenari applicativi. I tensioattivi oleosolubili sono incorporati nei deceranti a base di olio, mentre i tensioattivi idrosolubili – tra cui tensioattivi di tipo solfonato, sali di ammonio quaternario, polietere, Tween e OP, nonché tensioattivi di tipo Peregal e OP esterificati con solfato o solfonati – sono utilizzati nei deceranti a base di acqua.

Negli ultimi anni, sia l'industria nazionale che quella internazionale hanno integrato organicamente la rimozione della cera con tecnologie di prevenzione della cera e hanno combinato prodotti decerati a base oleosa e acquosa per sviluppare prodotti ibridi. Tali prodotti impiegano idrocarburi aromatici e idrocarburi aromatici misti come fase oleosa ed emulsionanti con proprietà decerate 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 deposito della cera del pozzo petrolifero può raggiungere o superare il suo punto di intorbidamento. Di conseguenza, il prodotto deceratore ibrido demulsifica prima di entrare nella sezione di deposito della cera, separandosi in due componenti che agiscono sinergicamente per rimuovere la cera.