Quali sono le applicazioni dei tensioattivi nel settore petrolifero?

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

 

Tensioattivi per perforazione​

 

Tra i tensioattivi utilizzati nei giacimenti petroliferi, quelli per la perforazione (inclusi gli additivi per fluidi di perforazione e gli additivi per la cementazione) rappresentano la quota maggiore in termini di volume di consumo, pari a circa il 60% del consumo totale. I tensioattivi per la produzione, sebbene in quantità relativamente inferiore, sono tecnologicamente più avanzati e costituiscono circa un terzo del totale. Queste due categorie rivestono un'importanza significativa nelle applicazioni dei tensioattivi nel settore petrolifero.

In Cina, la ricerca si concentra su due aree principali: massimizzare l'utilizzo 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 e si concentra sui polimeri sintetici contenenti gruppi acido solfonico come base per diversi prodotti, una tendenza che probabilmente influenzerà gli sviluppi futuri. Sono stati compiuti progressi significativi nel campo dei riduttori di viscosità, degli agenti per il controllo della perdita di fluidi e dei lubrificanti. In particolare, negli ultimi anni, i tensioattivi a base di alcol polimerico con effetto punto di intorbidamento sono stati ampiamente adottati nei giacimenti petroliferi nazionali, dando vita a una serie di sistemi di fluidi di perforazione a base di alcol polimerico. Inoltre, i fluidi di perforazione a base di metilglucoside e glicerina hanno dimostrato risultati promettenti nelle applicazioni sul campo, stimolando ulteriormente lo sviluppo di tensioattivi per la perforazione. Attualmente, gli additivi per fluidi di perforazione in Cina comprendono 18 categorie con oltre mille varietà, per un consumo annuo di quasi 300.000 tonnellate.

 

Tensioattivi di produzione​

 

Rispetto ai tensioattivi di perforazione, i tensioattivi di produzione sono meno vari e meno numerosi, in particolare quelli utilizzati nell'acidificazione e nella fratturazione. Nei tensioattivi per la 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, i progressi internazionali nei tensioattivi per fluidi acidificanti sono stati lenti, con l'enfasi della R&S che si sposta 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 nulla tossicità e solubilità in olio/acqua o disperdibilità in acqua. Gli inibitori a base di ammine, ammonio quaternario e miscele di 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 fluidi di fratturazione e acidificazione è rimasta indietro, con progressi limitati oltre gli inibitori di corrosione. Tra i prodotti disponibili, i composti a base di ammine (ammidi primarie, secondarie, terziarie o quaternarie e le loro miscele) sono predominanti, seguiti dai derivati ​​dell'imidazolina come altra importante classe di inibitori di corrosione organici.

 

Tensioattivi per la raccolta e il 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 il petrolio greggio sono i più consumati, con una domanda annua di circa 20.000 tonnellate. La Cina ha sviluppato demulsionanti specifici per i diversi giacimenti petroliferi, molti dei quali soddisfano gli standard internazionali degli anni '90. Tuttavia, gli agenti depressori del punto di scorrimento, i miglioratori di fluidità, i riduttori di viscosità e gli agenti per la rimozione e la prevenzione della paraffina rimangono limitati, essendo per lo più prodotti miscelati. Le diverse esigenze dei vari tipi di petrolio greggio in termini di tensioattivi pongono sfide e aumentano la necessità di sviluppare 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 notevole domanda, 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 reflue dei giacimenti petroliferi, la loro applicabilità è spesso scarsa e talvolta non raggiungono 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 la produzione di numerosi prodotti, sebbene pochi siano specificamente progettati per il trattamento delle acque reflue dei giacimenti petroliferi.