1.破砕対策用界面活性剤
浸透性の低い油田では、フラクチャリング（破砕）対策がしばしば適用されます。フラクチャリング対策では、圧力を用いて地層を破砕し、亀裂を形成した後、プロパントでこれらの亀裂を補強することで流体の流動抵抗を低減し、生産量と圧入量の増加を実現します。一部のフラクチャリング流体は、界面活性剤を成分の一つとして配合されています。
水中油型フラクチャリング流体は、水、油、乳化剤から調製されます。乳化剤としては、イオン性、非イオン性、両性界面活性剤などが挙げられます。増粘剤を外相に、油を内相に使用することで、増粘された水中油型フラクチャリング流体（ポリマーエマルジョン）を調製できます。このタイプのフラクチャリング流体は160℃以下の温度で使用でき、流体を自動的に解乳化して排出することができます。
泡沫破砕流体は、水を分散媒とし、ガスを分散相とする流体です。その主成分は水、ガス、および発泡剤です。発泡剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル、第四級アンモニウム塩、OP型界面活性剤などが用いられます。水中の発泡剤濃度は通常0.5～2%で、ガス相体積と泡体積の比は0.5～0.9です。
油性フラクチャリング流体は、油を溶媒または分散媒として配合されます。この分野で最も一般的に使用される油は、原油またはその重質留分です。粘度-温度特性を改善するために、油溶性石油スルホン酸塩（分子量300～750）を添加する必要があります。油性フラクチャリング流体には、油中水型フラクチャリング流体と油泡型フラクチャリング流体があります。前者は油溶性のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤を乳化剤として使用し、後者はフッ素含有高分子界面活性剤を泡安定剤として使用します。
水に敏感な地層用のフラクチャリング流体は、分散媒としてアルコール（エチレングリコールなど）と油（灯油など）の混合物、分散相として液体二酸化炭素、乳化剤または発泡剤として硫酸エステル化ポリオキシエチレンアルキルアルコールエーテルを使用して配合されたエマルジョンまたは泡であり、水に敏感な地層のフラクチャリングに使用されます。
フラクチャー酸処理用のフラクチャリング流体は、フラクチャリング流体と酸処理流体の両方の役割を果たします。炭酸塩層では、両方の処理が同時に行われます。界面活性剤に関連するものとしては、酸性フォームと酸性エマルジョンがあり、前者はアルキルスルホン酸塩またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を発泡剤として使用し、後者はスルホン酸塩型界面活性剤を乳化剤として使用します。
酸性化流体と同様に、破砕流体でも界面活性剤が解乳化剤、洗浄添加剤、濡れ性改質剤として使用されますが、これについてはここでは詳しく説明しません。
2.プロファイル制御および水詰まり対策のための界面活性剤
水攻法開発の有効性を高め、原油水分率の増加率を抑制するためには、圧入井の吸水プロファイルを調整し、生産井の水封対策を講じて生産量を増加させる必要があります。これらのプロファイル制御および水封対策には、特定の界面活性剤が用いられることがよくあります。HPC/SDSゲルプロファイル制御剤は、ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）とドデシル硫酸ナトリウム（SDS）を淡水に混合して調製します。アルキルスルホン酸ナトリウムとアルキルトリメチルアンモニウムクロリドをそれぞれ水に溶解して2種類の作動流体を調製し、これらを地層に順次注入します。2種類の作動流体は地層内で合流し、アルキルトリメチルアミンのアルキル亜硫酸塩沈殿物を生成します。この沈殿物は高透水性層を閉塞します。発泡剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、アルキルアリールスルホン酸などが挙げられます。これらを水に溶解して作動流体を調製し、液状二酸化炭素作動流体と交互に地層に注入します。地層（主に高透水性層）に泡を発生させ、閉塞を引き起こし、プロファイル制御効果を発揮します。硫酸アンモニウムと水ガラスから調製したケイ酸ゾルに、発泡剤として第四級アンモニウム塩型界面活性剤を溶解し、地層に注入した後、非凝縮性ガス（天然ガスまたは塩素ガス）を注入します。これにより、地層中にまず液体を分散媒とする泡が発生し、その後ケイ酸ゾルがゲル化して固体を分散媒とする泡となり、高透水性層を閉塞し、プロファイル制御を実現します。スルホン酸塩型界面活性剤を発泡剤として、高分子化合物を増粘剤および泡安定剤として使用し、ガスまたはガス発生物質を注入することで、地層表面または地層中に水性泡を発生させます。油層中では、界面活性剤が多量に油水界面へ移動して泡を破壊するため、油層を閉塞せず、選択的な油井水閉塞剤となります。油性セメント止水剤は、セメントを油に懸濁させたものです。セメントの表面は親水性です。水が生成層に入ると、水はセメント表面の油と置換してセメントと反応し、セメントを固化させて生成層を塞ぎます。この止水剤の流動性を高めるために、通常、カルボン酸塩型およびスルホン酸塩型の界面活性剤が添加されます。水系ミセル流体止水剤は、主に石油スルホン酸アンモニウム、炭化水素、アルコールなどからなるミセル溶液です。地層中の高塩分水に遭遇すると、粘性が生じて止水効果を発揮します。水系または油系の陽イオン界面活性剤溶液止水剤は、主にアルキルカルボン酸塩およびアルキル塩化アンモニウム界面活性剤で構成されており、砂岩層にのみ適しています。活性重油止水剤は、油中水型乳化剤で溶解した重油です。地層中の水と接触すると、高粘度の油中水型エマルジョンを生成し、水封の目的を達成します。油中水型封鎖剤は、陽イオン界面活性剤を油中水型乳化剤として用いて重質油を水中に乳化させることで製造されます。
投稿日時: 2026年1月8日