מהם היישומים של חומרים פעילי שטח בייצור בשדות נפט?

1. חומרים פעילי שטח להפקת נפט כבד

בשל הצמיגות הגבוהה והנזילות הירודה של נפט כבד, הפקתו מציבה אתגרים משמעותיים. כדי להפיק נפט כבד כזה, מוזרקת לעיתים תמיסה מימית של חומרים פעילי שטח לקידוח כדי להפוך את הנפט הגולמי בעל הצמיגות הגבוהה לאמולסיה שמן-במים בעלת צמיגות נמוכה, אשר לאחר מכן ניתן לשאוב אל פני השטח.

החומרים פעילי השטח המשמשים בשיטת אמולסיה והפחתת צמיגות זו של שמן כבד כוללים נתרן אלקיל סולפונט, פוליאוקסי-אתילן אלקיל אלכוהול אתר, פוליאוקסי-אתילן אלקיל פנול אתר, פוליאוקסי-אתילן-פוליאוקסיפרופילן פוליאמין, ונתרן פוליאוקסי-אתילן אלקיל אלכוהול אתר סולפט.

אמולסיית השמן-במים המופקת דורשת הפרדת מים, ולשם כך משתמשים גם בחומרים פעילי שטח תעשייתיים כמתחלבים. מתחלבים אלה הם מתחלבים של מים-בשמן. בין אלה הנפוצים נמנים חומרים פעילי שטח קטיוניים או חומצות נפתניות, חומצות אספלטיות ומלחי המתכת הרב-ערכיים שלהן.

עבור נפט גולמי צמיג במיוחד שלא ניתן להפיק אותו באמצעות שיטות שאיבה קונבנציונליות, נדרשת הזרקת קיטור לצורך חילוץ תרמי. כדי לשפר את יעילות החילוץ התרמי, יש צורך בחומרים פעילי שטח. גישה נפוצה אחת היא הזרקת קצף לתוך באר הזרקת הקיטור - ספציפית, חומרי הקצפה עמידים בטמפרטורה גבוהה יחד עם גזים שאינם ניתנים לעיבוי.

חומרי הקצפה נפוצים כוללים אלקיל בנזן סולפונטים, אלפא-אולפינים סולפונטים, נפט סולפונטים, אתרים של אלקיל אלכוהול פוליאוקסיאתילן סולפונטים, ואתרים של אלקיל פנול פוליאוקסיאתילן סולפונטים. בשל פעילות השטח הגבוהה שלהם ויציבותם כנגד חומצות, בסיסים, חמצן, חום ושמן, חומרים פעילי שטח פלואוריים הם חומרי הקצפה אידיאליים בטמפרטורה גבוהה.

כדי להקל על מעבר של שמן מפוזר דרך מבנה גרון הנקבוביות של התצורה או כדי להקל על חילוף הנפט על פני התצורה, משתמשים בחומרים פעילי שטח המכונים חומרי פיזור דק-שכבה. דוגמה נפוצה היא חומרים פעילי שטח פולימריים של שרף פנולי אוקסי-אלקילט.

2. חומרים פעילי שטח להפקת נפט גולמי שעווה

הפקת נפט גולמי דמוי שעווה דורשת מניעה והסרה קבועה של שעווה. חומרים פעילי שטח משמשים הן כמעכבי שעווה והן כמפזרי פרפין.

לצורך עיכוב שעווה, ישנם חומרים פעילי שטח מסיסים בשמן (המשנים את תכונות פני השטח של גבישי שעווה) וחומרים פעילי שטח מסיסים במים (המשנים את תכונות משטחי שקיעת שעווה כמו צינורות, מוטות יניקה וציוד). חומרים פעילי שטח מסיסים בשמן נפוצים כוללים סולפונטים של נפט וחומרים פעילי שטח מסוג אמין. אפשרויות מסיסות במים כוללות נתרן אלקיל סולפונט, מלחי אמוניום רבעוניים, אתרים של אלקיל פוליאוקסיאתילן, אתרים של פוליאוקסיאתילן ארומטיים ונגזרותיהם של נתרן סולפונט.

להסרת פרפין, חומרים פעילי שטח מסווגים גם למסיסים בשמן (המשמשים במסירי פרפין על בסיס שמן) ומסיסים במים (כגון חומרים פעילי שטח מסוג סולפונט, סוג אמוניום רבעוני, סוג פוליאתר, סוג Tween, חומרים פעילי שטח מסוג OP, וחומרים פעילי שטח מסוג PEG סולפט/סולפונטי או מסוג OP).

בשנים האחרונות, שיטות מקומיות ובינלאומיות שילבו מניעה והסרת שעווה, תוך שילוב מסירי שמן ומים לפיזורי פרפין היברידיים. אלה משתמשים בפחמימנים ארומטיים כפאזה שמןית ובמתחלבים בעלי תכונות המסת פרפין כפאזה מימית. כאשר למתחלב יש נקודת עכירות מתאימה (הטמפרטורה שבה הוא הופך לעכור), הוא מתפרק מתחת לאזור שקיעת השעווה, ומשחרר את שני הרכיבים לפעולה בו זמנית.

3. חומרים פעילי שטח לייבוש נפט גולמי

בהפקת נפט ראשונית ומשנית, משתמשים בעיקר במפרקי שמן במים. פותחו שלושה דורות של מוצרים:

1. דור ראשון: קרבוקסילטים, סולפטים וסולפונטים.

2. דור שני: חומרים פעילי שטח לא-יוניים בעלי משקל מולקולרי נמוך (למשל, OP, PEG ושמן קיק סולפונטד).

3. דור שלישי: חומרים פעילי שטח לא יוניים בעלי משקל מולקולרי גבוה.

בהפקה שניונית בשלבים מאוחרים ובהפקה שלישונית, נפט גולמי קיים לעתים קרובות כאמולסיות מים-בשמן. חומרי דה-מולסיפייר מתחלקים לארבע קטגוריות:

מלחי אמוניום רבעוניים (למשל, טטרציל טרימתיל אמוניום כלוריד, דיציל דימתיל אמוניום כלוריד), אשר מגיבים עם מתחלבים אניוניים כדי לשנות את ה-HLB (איזון הידרופילי-ליפופילי) שלהם או נספגים על חלקיקי חרס רטובים במים, ומשנים את יכולת הרטיבות.

חומרים פעילי שטח אניוניים (הפועלים כחומר מתחלב שמן-במים) וחומרים פעילי שטח לא-יוניים מסיסים בשמן, יעילים גם לפירוק אמולסיות מים-בשמן.

צרו קשר!