כיצד לבחור חומרים פעילי שטח לניצול נפט כבד ונפט גולמי שעווה

1. חומרים פעילי שטח להפקת נפט כבד

בשל הצמיגות הגבוהה והנזילות הירודה של נפט כבד, ניצולו נתקל בקשיים רבים. כדי להפיק נפט כבד כזה, מוזרקים לעיתים תמיסות מימיות של חומרים פעילי שטח לתוך קידוח. תהליך זה ממיר את הנפט הכבד בעל הצמיגות הגבוהה לאמולסיות שמן-במים (O/W) בעלות צמיגות נמוכה, אשר לאחר מכן ניתן לשאוב אותן אל פני השטח. החומרים הפעילי שטח המשמשים בשיטת אמולסיה והפחתת צמיגות זו של נפט כבד כוללים נתרן אלקיל סולפונט, פוליאוקסיאתילן אלקיל אלכוהול אתר, פוליאוקסיאתילן אלקיל פנול אתר, פוליאוקסיאתילן פוליאוקסיפרופילן פוליאן פוליאמין, ונתרן פוליאוקסיאתילן אלקיל אלכוהול אתר סולפט.

יש לייבש את אמולסיות השמן-במים המיוצרות כדי להפריד את רכיב המים, מה שמחייב גם שימוש בחומרים פעילי שטח תעשייתיים מסוימים כמתחלבים. מתחלבים אלה הם מתחלבים של מים-בשמן (W/O), כאשר סוגים נפוצים כוללים חומרים פעילי שטח קטיוניים, חומצות נפתניות, חומצות אספלטניות ומלחי המתכת הרב-ערכיים שלהן.

עבור סוגים מיוחדים של נפט כבד שלא ניתן לנצל על ידי יחידות שאיבה קונבנציונליות, נדרשת הזרקת קיטור לצורך התאוששות תרמית. כדי לשפר את יעילות ההאצה התרמית, יש צורך בחומרים פעילי שטח. הזרקת קצף - כלומר, הזרקת חומרי הקצפה עמידים בטמפרטורה גבוהה יחד עם גזים שאינם ניתנים לעיבוי - לתוך בארות הזרקת קיטור היא אחת הטכניקות הנפוצות. חומרי ההקצפה הנפוצים כוללים אלקילבנזן סולפונט, α-אולפין סולפונט, נפט סולפונט, פוליאוקסיאתילן סולפונט אלקיל אלכוהול אתר, ואתר פוליאוקסיאתילן סולפונט אלקיל פנול אתר.

בהינתן פעילותם השטחית הגבוהה ויציבותם כנגד חומצות, בסיסים, חמצן, חום ושמן, חומרים פעילי שטח פלואוריים נחשבים לחומרי הקצפה אידיאליים בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, כדי להקל על מעבר של שמן מפוזר דרך פתחי נקבוביות התצורה או לקדם את דחיקתו של שמן ממשטחי התצורה, משתמשים בחומרים פעילי שטח המכונים חומרי פיזור סרטים, כאשר הסוג הנפוץ הוא חומרים פעילי שטח פולימריים של שרף פנולי פוליאוקסי-אלקילט.

2. חומרים פעילי שטח להפקת נפט גולמי שעווה

לצורך הפקת נפט גולמי דמוי שעווה, יש לבצע פעולות מניעת והסרת שעווה באופן קבוע, כאשר חומרים פעילי שטח משמשים גם כמעכבי שעווה וגם כמסירי שעווה.

חומרים פעילי שטח למניעת שעווה מתחלקים לשתי קטגוריות: חומרים פעילי שטח מסיסים בשמן וחומרים פעילי שטח מסיסים במים. הראשונים מפעילים את השפעתם כמעכבת שעווה על ידי שינוי תכונות פני השטח של גבישי שעווה, כאשר סולפונטים של נפט וחומרים פעילי שטח מסוג אמין הם הסוגים הנפוצים. חומרים פעילי שטח מסיסים במים פועלים על ידי שינוי המאפיינים של משטחים המשקעים שעווה (כגון משטחי צינורות שמן, מוטות יניקה וציוד נלווה). האפשרויות הזמינות כוללות אלקיל סולפונטים של נתרן, מלחי אמוניום רבעוניים, אתרים של פוליאוקסיאתילן אלקאניים, אתרים של פוליאוקסיאתילן פחמימניים ארומטיים, כמו גם נגזרותיהם של נתרן סולפונט.

חומרים פעילי שטח להסרת שעווה מחולקים גם הם לשני סוגים בהתבסס על תרחישי היישום שלהם. חומרים פעילי שטח מסיסים בשמן משולבים במסירי שעווה על בסיס שמן, בעוד שחומרים פעילי שטח מסיסים במים - כולל חומרים פעילי שטח מסוג סולפונט, מסוג מלח אמוניום רבעוני, מסוג פוליאתר, מסוג Tween וסוג OP, כמו גם חומרים פעילי שטח מסוג Peregal וסוג OP שעברו אסטריפיקציה סולפטית או סולפונית - משמשים במסירי שעווה על בסיס מים.

בשנים האחרונות, תעשיות מקומיות ובינלאומיות כאחד שילבו באופן אורגני הסרת שעווה עם טכנולוגיות למניעת שעווה, ושילבו מסירי שעווה על בסיס שמן ומים כדי לפתח מסירי שעווה היברידיים. מוצרים כאלה משתמשים בפחמימנים ארומטיים ופחמימנים ארומטיים מעורבים כפאזה שמןית, ומתחלבים בעלי תכונות להסרת שעווה כפאזה מימית. כאשר המתחלב הנבחר הוא חומר פעיל שטח לא יוני בעל נקודת עכירות מתאימה, הטמפרטורה מתחת לאזור השקיעת השעווה של באר הנפט יכולה להגיע או לחרוג מנקודת העכירות שלה. כתוצאה מכך, מסיר השעווה ההיברידי מתפרק לפני הכניסה לאזור השקיעת השעווה, ומתפרק לשני רכיבים הפועלים בסינרגיה להסרת שעווה.