Quali sono le applicazioni dei tensioattivi nel settore petrolifero?

In base al metodo di classificazione dei prodotti chimici per giacimenti petroliferi, i tensioattivi per uso nei giacimenti petroliferi possono essere suddivisi in base all'applicazione in tensioattivi per perforazione, tensioattivi per produzione, tensioattivi per recupero avanzato del petrolio, tensioattivi per la raccolta/trasporto di petrolio e gas e tensioattivi per il trattamento delle acque.

 

Tensioattivi per perforazione​

 

Tra i tensioattivi per giacimenti petroliferi, quelli per perforazione (inclusi gli additivi per fluidi di perforazione e gli additivi cementanti) rappresentano il volume di consumo maggiore, circa il 60% del consumo totale di tensioattivi per giacimenti petroliferi. I tensioattivi per produzione, sebbene in quantità relativamente minori, sono tecnologicamente più avanzati e costituiscono circa un terzo del totale. Queste due categorie rivestono un'importanza significativa nelle applicazioni dei tensioattivi per giacimenti petroliferi.

In Cina, la ricerca si concentra su due aree principali: massimizzare l'uso delle materie prime tradizionali e sviluppare nuovi polimeri sintetici (inclusi i monomeri). A livello internazionale, la ricerca sugli additivi per fluidi di perforazione è più specializzata, con particolare attenzione ai polimeri sintetici contenenti gruppi di acido solfonico come base per vari prodotti, una tendenza che probabilmente plasmerà gli sviluppi futuri. Sono stati compiuti progressi significativi nei riduttori di viscosità, negli agenti di controllo delle perdite di fluido e nei lubrificanti. In particolare, negli ultimi anni, i tensioattivi alcolici polimerici con effetti di intorbidamento sono stati ampiamente adottati nei giacimenti petroliferi nazionali, formando una serie di sistemi di fluidi di perforazione alcolici polimerici. Inoltre, i fluidi di perforazione a base di metilglucoside e glicerina hanno dimostrato promettenti risultati applicativi sul campo, stimolando ulteriormente lo sviluppo di tensioattivi di perforazione. Attualmente, gli additivi per fluidi di perforazione in Cina comprendono 18 categorie con oltre mille varietà, con un consumo annuo che si avvicina alle 300.000 tonnellate.

 

Tensioattivi di produzione​

 

Rispetto ai tensioattivi per perforazione, i tensioattivi per la produzione sono meno disponibili in termini di varietà e quantità, in particolare quelli utilizzati nell'acidificazione e nella fratturazione. Nei tensioattivi per fratturazione, la ricerca sugli agenti gelificanti si concentra principalmente su gomme vegetali naturali modificate e cellulosa, insieme a polimeri sintetici come la poliacrilammide. Negli ultimi anni, il progresso internazionale nei tensioattivi fluidi acidificanti è stato lento, con l'attenzione della ricerca e sviluppo che si è spostata versoinibitori di corrosioneper l'acidificazione. Questi inibitori vengono in genere sviluppati modificando o miscelando materie prime esistenti, con l'obiettivo comune di garantire bassa o nessuna tossicità e solubilità in olio/acqua o disperdibilità in acqua. Gli inibitori a base di ammine, ammonio quaternario e alcoli alchinici sono prevalenti, mentre gli inibitori a base di aldeidi sono diminuiti a causa di problemi di tossicità. Altre innovazioni includono complessi di acido dodecilbenzensolfonico con ammine a basso peso molecolare (ad esempio, etilammina, propilammina, ammine primarie C8–18, dietanolammide oleica) ed emulsionanti acido in olio. In Cina, la ricerca sui tensioattivi per la fratturazione e l'acidificazione dei fluidi è rimasta indietro, con progressi limitati oltre agli inibitori di corrosione. Tra i prodotti disponibili, dominano i composti a base di ammine (ammidi primarie, secondarie, terziarie o quaternarie e le loro miscele), seguiti dai derivati ​​dell'imidazolina come altra importante classe di inibitori di corrosione organici.

 

Tensioattivi per la raccolta/trasporto di petrolio e gas​

 

La ricerca e lo sviluppo di tensioattivi per la raccolta e il trasporto di petrolio e gas in Cina sono iniziati negli anni '60. Oggi, esistono 14 categorie con centinaia di prodotti. I demulsionanti per petrolio greggio sono i più consumati, con una domanda annua di circa 20.000 tonnellate. La Cina ha sviluppato demulsionanti su misura per diversi giacimenti petroliferi, molti dei quali soddisfano gli standard internazionali degli anni '90. Tuttavia, i demulsionanti del punto di scorrimento, i miglioratori di fluidità, i riduttori di viscosità e gli agenti per la rimozione/prevenzione delle cere rimangono limitati, essendo per lo più prodotti miscelati. I diversi requisiti delle diverse proprietà del petrolio greggio per questi tensioattivi pongono sfide e richiedono maggiori requisiti per lo sviluppo di nuovi prodotti.

 

Tensioattivi per il trattamento delle acque dei giacimenti petroliferi​

 

I prodotti chimici per il trattamento delle acque rappresentano una categoria critica nello sviluppo dei giacimenti petroliferi, con un consumo annuo superiore a 60.000 tonnellate, di cui circa il 40% è costituito da tensioattivi. Nonostante la domanda considerevole, la ricerca sui tensioattivi per il trattamento delle acque in Cina è insufficiente e la gamma di prodotti rimane incompleta. La maggior parte dei prodotti deriva dal trattamento delle acque industriali, ma a causa della complessità delle acque dei giacimenti petroliferi, la loro applicabilità è spesso scarsa, a volte non riuscendo a fornire i risultati attesi. A livello internazionale, lo sviluppo di flocculanti è l'area più attiva nella ricerca sui tensioattivi per il trattamento delle acque, con numerosi prodotti, sebbene pochi siano specificamente progettati per il trattamento delle acque reflue dei giacimenti petroliferi.