האם אתה יודע כיצד לבחור חומרים פעילי שטח להפקת שדות נפט?

1. חומרים פעילי שטח לאמצעי שבירה
אמצעי שבירה מיושמים לעתים קרובות בשדות נפט בעלי חדירות נמוכה. הם כוללים שימוש בלחץ כדי לשבור את התצורה, יצירת סדקים, ולאחר מכן תמיכת סדקים אלה באמצעות חומרי תומכים כדי להפחית את התנגדות זרימת הנוזל, ובכך להשיג את המטרה של הגדלת הייצור וההזרקה. חלק מנוזלי השבירה מנוסחים באמצעות חומרים פעילי שטח כאחד המרכיבים שלהם.

נוזלי שבירה מסוג שמן-במים מורכבים ממים, שמן וחומרים מתחלבים. החומרים המתחלבים בהם נעשה שימוש כוללים חומרים פעילי שטח יוניים, לא-יוניים ואמפוטריים. אם משתמשים במים מעובה כפאזה חיצונית ושמן כפאזה פנימית, ניתן להכין נוזל שבירה מסוג שמן-במים מעובה (אמולסיה פולימרית). ניתן להשתמש בסוג זה של נוזל שבירה בטמפרטורות מתחת ל-160 מעלות צלזיוס והוא יכול לפרק ולפלוט נוזלים באופן אוטומטי.

נוזלי שבירה בקצף הם אלו המכילים מים כמדיום פיזור וגז כפאזה מפוזרת. המרכיבים העיקריים שלהם הם מים, גז וחומרי הקצפה. אלקיל סולפונטים, אלקיל בנזן סולפונטים, אסטרים של אלקיל סולפט, מלחי אמוניום רבעוניים וחומרים פעילי שטח מסוג OP יכולים לשמש כחומרי הקצפה. ריכוז חומרי ההקצפה במים הוא בדרך כלל 0.5-2%, והיחס בין נפח פאזת הגז לנפח הקצף נע בין 0.5 ל-0.9.

נוזלי שבירה מבוססי שמן מנוסחים תוך שימוש בשמן כממס או כמדיום פיזור. השמנים הנפוצים ביותר בתחום הם נפט גולמי או שברים כבדים שלו. כדי לשפר את ביצועי הצמיגות-טמפרטורה שלהם, יש להוסיף סולפונטים של נפט מסיסים בשמן (בעלי משקל מולקולרי של 300-750). נוזלי שבירה מבוססי שמן כוללים גם נוזלי שבירה במים-בשמן ונוזלי שבירה בקצף שמן. הראשון משתמש בחומרים פעילי שטח אניוניים מסיסים בשמן, בחומרים פעילי שטח קטיוניים ובחומרים פעילי שטח לא-יוניים כמתחלבים, בעוד שהאחרון משתמש בחומרים פעילי שטח פולימריים המכילים פלואור כמייצבי קצף.

נוזלי שבירה עבור תצורות רגישות למים הם אמולסיות או קצף המנוסחים באמצעות תערובת של אלכוהולים (כגון אתילן גליקול) ושמנים (כגון קרוסין) כמדיום פיזור, פחמן דו-חמצני נוזלי כפאזה מפוזרת, ואתרים של פוליאוקסי-אתילן אלקיל אלכוהול אסטריפי סולפט כמתחלבים או חומרי הקצפה, המשמשים לשבירה של תצורות רגישות למים.

נוזלי שבירה לחמצון שברים משמשים גם כנוזלי שבירה וגם כנוזלי חומצה, המשמשים בתצורות קרבונט שבהן שני האמצעים מבוצעים בו זמנית. אלו הקשורים לחומרים פעילי שטח כוללים קצף חומצי ואמולסיות חומציות; הראשון משתמש באלקיל סולפונטים או אלקיל בנזן סולפונטים כחומרי הקצפה, בעוד שהשני משתמש בחומרים פעילי שטח מסוג סולפונט כמתחלבים.

בדומה לנוזלים מחמצניים, גם נוזלי שבירה משתמשים בחומרים פעילי שטח כמסירים, תוספי ניקוי ומשני יכולת הרטבה, עליהם לא נפרט כאן.

2. חומרים פעילי שטח לבקרת פרופילים וסתימת מים

כדי לשפר את יעילות פיתוח הצפות המים ולעכב את קצב העלייה בקיצוץ המים בנפט גולמי, יש צורך להתאים את פרופיל ספיגת המים בבארות הזרקה ולנקוט באמצעי סתימת מים בבארות הפקה כדי להגדיל את הייצור. חלק משיטות בקרת הפרופיל וסתימת המים הללו משתמשות לעתים קרובות בחומרים פעילי שטח מסוימים. חומר בקרת פרופיל ג'ל HPC/SDS מוכן על ידי ערבוב הידרוקסיפרופיל תאית (HPC) ונתרן דודציל סולפט (SDS) במים מתוקים. נתרן אלקיל סולפונט ואלקיל טרימתיל אמוניום כלוריד מומסים בהתאמה במים כדי להכין שני נוזלי עבודה, המוזרקים לתצורה בזה אחר זה. שני נוזלי העבודה נפגשים בתצורה, ויוצרים משקעים של אלקיל סולפיט של אלקיל טרימתיל אמין, החוסמים את השכבות בעלות החדירות הגבוהה. ניתן להשתמש בפוליאוקסיאתילן אלקיל פנול אתר, אלקיל אריל סולפונט וכו' כחומרי הקצפה. הם מומסים במים כדי להכין נוזל עבודה, אשר לאחר מכן מוזרק לסירוגין לתצורה עם נוזל עבודה נוזלי של פחמן דו-חמצני. זה יוצר קצף בתצורה (בעיקר בשכבות בעלות חדירות גבוהה), מה שגורם לחסימה ולהשגת אפקט בקרת הפרופיל. חומר פעיל שטח מסוג מלח אמוניום רביעוני כחומר מקציף מומס בסול חומצה סיליקית המוכן מאמוניום גופרתי וזכוכית מים ומוזרק לתצורה, ולאחר מכן מוזרק גז שאינו מתעבה (גז טבעי או גז כלור). זה יוצר תחילה קצף עם נוזל כמדיום פיזור בתצורה, ולאחר מכן סול חומצה סיליקית מתפתח בג'ל, וכתוצאה מכך נוצר קצף עם מוצק כמדיום פיזור, החוסם שכבות בעלות חדירות גבוהה ומשיג בקרת פרופיל. באמצעות חומרים פעילי שטח מסוג סולפונט כחומרי מקציף ותרכובות מולקולריות גבוהות כחומרי מעבה וייצוב קצף, ולאחר מכן הזרקת גז או חומרים יוצרי גז, נוצר קצף על בסיס מים על פני השטח או בתצורה. בשכבת השמן, כמות גדולה של חומר פעיל שטח עוברת לממשק שמן-מים, וגורמת להרס קצף, כך שהוא אינו חוסם את שכבת השמן והוא חומר סותם מים סלקטיבי לבארות נפט. חומר סתימת מים צמנט על בסיס שמן הוא תרחיף של צמנט בשמן. פני השטח של הצמנט הם הידרופיליים. כאשר הם נכנסים לשכבה המייצרת מים, מים דוחקים את השמן שעל פני הצמנט ומגיבים עם הצמנט, מה שגורם לצמנט להתמצק ולחסום את השכבה המייצרת מים. כדי לשפר את נוזליות חומר הסתימה הזה, מוסיפים בדרך כלל חומרים פעילי שטח מסוג קרבוקסילאט וסולפונט. חומר סתימת נוזל מיסלר על בסיס מים הוא תמיסה מיסלרית המורכבת בעיקר מאמוניום נפט סולפונט, פחמימנים, אלכוהולים וכו'. כאשר הוא נתקל במים בעלי מליחות גבוהה בתצורה, הוא יכול להפוך לצמיג כדי להשיג את אפקט סתימת המים. חומרי סתימת תמיסת חומר פעיל שטח קטיוניים על בסיס מים או שמן, המורכבים בעיקר מאלקיל קרבוקסילאט ואלקיל אמוניום כלוריד, מתאימים רק לתצורות אבן חול. חומר סתימת מים פעיל בשמן כבד הוא שמן כבד המומס עם מתחלבים מים-בשמן. כאשר הוא נתקל במים בתצורה, הוא מייצר אמולסיית מים-בשמן בעלת צמיגות גבוהה כדי להשיג את מטרת סתימת המים. חומר סתימה של שמן במים מיוצר על ידי מתחלב שמן כבד במים באמצעות חומרים פעילי שטח קטיוניים כמתחלבים של שמן במים.