의 응용 프로그램계면활성제유전 생산에서
1. 중질유 채굴에 사용되는 계면활성제
중질유는 점도가 높고 유동성이 낮아 채굴에 많은 어려움을 초래합니다. 이러한 중질유를 추출하기 위해서는 계면활성제 수용액을 시추공에 주입하여 고점도 중질유를 저점도 수중유적형 에멀젼으로 변환하고 표면으로 추출해야 하는 경우가 있습니다. 이 중질유 유화 및 점도 감소법에 사용되는 계면활성제로는 알킬설폰산나트륨, 폴리옥시에틸렌알킬알코올에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌폴리엔폴리아민, 폴리옥시에틸렌비닐알킬알코올에테르황산나트륨염 등이 있습니다. 생성된 수중유적형 에멀젼은 물을 분리하고, 탈수용 항유화제로서 산업용 계면활성제를 사용해야 합니다. 이러한 항유화제는 유중수적형 유화제입니다. 일반적으로 양이온성 계면활성제 또는 나프텐산, 아스팔톤산 및 이들의 다가 금속염이 사용됩니다.
특수 중질유는 기존 펌핑 장치로는 채굴할 수 없으며, 열 회수를 위해 증기 주입이 필요합니다. 열 회수 효과를 높이려면 계면활성제를 사용해야 합니다. 증기 주입정에 거품을 주입하는 것, 즉 고온 내성 발포제와 비응축성 가스를 주입하는 것은 일반적으로 사용되는 변조 방식 중 하나입니다.
일반적으로 사용되는 발포제로는 알킬벤젠설포네이트, α-올레핀설포네이트, 석유설포네이트, 설포히드로카르빌화 폴리옥시에틸렌알킬알코올에테르, 설포히드로카르빌화 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르 등이 있습니다. 불소계 계면활성제는 표면 활성이 높고 산, 알칼리, 산소, 열, 오일에 안정하기 때문에 고온 발포제로 적합합니다. 분산된 오일이 지층의 기공 구조를 쉽게 통과하거나 지층 표면의 오일을 쉽게 배출하려면 필름 확산제라고 하는 계면활성제를 사용해야 합니다. 일반적으로 사용되는 것은 옥시알킬화 페놀 수지 고분자 표면 활성제입니다.
- 왁스 원유 채굴용 계면활성제
왁스 원유를 채굴하려면 왁스 생성 방지 및 제거 작업을 자주 수행해야 합니다. 계면활성제는 왁스 억제제 및 왁스 제거제 역할을 합니다. 왁스 제거에는 지용성 계면활성제와 수용성 계면활성제가 사용됩니다. 지용성 계면활성제는 왁스 결정 표면의 특성을 변화시켜 왁스 생성을 방지합니다. 일반적으로 사용되는 지용성 계면활성제로는 석유 설포네이트와 아민 계면활성제가 있습니다. 수용성 계면활성제는 왁스로 형성된 표면(예: 송유관, 흡착 막대, 장비 표면)의 특성을 변화시켜 왁스 생성을 방지합니다. 사용 가능한 계면활성제로는 알킬 설포네이트나트륨, 4차 암모늄염, 알칸 폴리옥시에틸렌 에테르, 방향족 탄화수소 폴리옥시에틸렌 에테르 및 이들의 설포네이트나트륨염 등이 있습니다. 왁스 제거에 사용되는 계면활성제는 두 가지로 나뉩니다. 오일용성 계면활성제는 오일계 왁스제거제에 사용되고, 수용성 설포네이트계, 4차암모늄염계, 폴리에테르계, 트윈계, OP계 계면활성제, 황산염계 또는 설포알킬화 플랫형 및 OP형 등이 있다.계면활성제수성 왁스 제거제에는 s가 사용됩니다. 최근 국내외 왁스 제거제가 유기적으로 결합되고, 유성 왁스 제거제와 수성 왁스 제거제가 유기적으로 결합되어 하이브리드 왁스 제거제가 개발되었습니다. 이 왁스 제거제는 유상으로 방향족 탄화수소와 혼합 방향족 탄화수소를 사용하고, 수상으로 왁스 클리어링 효과가 있는 유화제를 사용합니다. 선택된 유화제가 적절한 흐림점을 가진 비이온성 계면활성제일 경우, 유정의 왁싱 구간 아래의 온도가 해당 유화제의 흐림점에 도달하거나 초과할 수 있으므로, 혼합된 왁스 제거제가 왁스 형성 구간에 들어가기 전에 유화가 깨지고, 두 가지 왁스 클리어링제가 분리되어 동시에 왁스 클리어링 역할을 합니다.
3. 계면활성제점토를 안정화하는 데 사용됨
점토 안정화는 점토 광물의 팽창을 방지하는 것과 점토 광물 입자의 이동을 방지하는 두 가지 측면으로 나뉩니다. 아민염형, 4차 암모늄염형, 피리디늄염형, 이미다졸린염과 같은 양이온성 계면활성제를 사용하여 점토 팽윤을 방지할 수 있습니다. 불소 함유 비이온성-양이온성 계면활성제를 사용하여 점토 광물 입자의 이동을 방지할 수 있습니다.
4. 계면활성제산성화 대책에 사용됨
산성화 효과를 향상시키기 위해 일반적으로 다양한 첨가제가 산 용액에 첨가됩니다. 산 용액과 상용성이 있고 용액에 쉽게 흡착되는 모든 계면활성제는 산성화 지연제로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 양이온성 계면활성제에서는 지방 아민 염산염, 4차 암모늄염, 피리딘염, 양쪽성 계면활성제에서는 설폰화, 카르복시메틸화, 인산 에스테르염 또는 황산 에스테르염 폴리옥시에틸렌 알칸, 페놀 에테르 등이 있습니다. 도데실 설폰산 및 그 알킬아민염과 같은 일부 계면활성제는 산 액체를 오일에 유화시켜 유중산 에멀젼을 생성할 수 있습니다. 이 에멀젼은 산성화된 산업용 액체로 사용될 수 있으며, 지연제 역할도 합니다.
일부 계면활성제는 액체의 산성화를 위한 항유화제로 사용될 수 있습니다. 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 프로필렌 글리콜 에테르 및 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 펜타에틸렌 헥사아민과 같은 분지형 구조를 가진 계면활성제는 산성화 항유화제로 사용될 수 있습니다.
일부 계면활성제는 산 결핍 배수 보조제로 사용할 수 있습니다. 배수 보조제로 사용할 수 있는 계면활성제로는 아민염형, 4차 암모늄염형, 피리디늄염형, 비이온성, 양쪽성 및 불소 함유 계면활성제가 있습니다.
일부 계면활성제는 알킬페놀, 지방산, 알킬벤젠설폰산, 4차 암모늄염 등과 같은 오일 용해성 계면활성제와 같이 산성화 항슬러지제로 사용될 수 있습니다. 이러한 계면활성제는 산 용해도가 낮기 때문에 비이온성 계면활성제를 사용하여 산성 용액에 분산시킬 수 있습니다.
산성화 효과를 개선하기 위해서는 산 용액에 습윤 역전제를 첨가하여 시추공 근처 영역의 습윤성을 친유성에서 친수성으로 전환해야 합니다. 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬알코올 에테르와 인산염 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬알코올 에테르의 혼합물은 이 지층에 흡착되어 세 번째 흡착층을 형성하며, 이 흡착층은 습윤 및 역전 작용을 합니다.
또한, 지방 아민 염산염, 4차 암모늄염, 비이온성-음이온성 계면활성제와 같은 일부 계면활성제는 발포제로 사용되어 부식을 늦추고 산성화를 심화시키는 목적을 달성하는 폼 산성 작동 유체를 만들거나, 이를 사용하여 폼(foam)을 만들어 산성화의 예비 유체로 사용합니다. 폼을 형성물에 주입한 후 산성 용액을 주입합니다. 폼 내의 기포에 의해 생성되는 자민 효과(Jamin effect)는 산성 용액의 방향을 전환시켜 산성 용액이 주로 저투과성 층을 용해하도록 하여 산성화 효과를 향상시킵니다.
5. 파쇄 조치에 사용되는 계면활성제
파쇄 방법은 저투과율 유전에서 자주 사용됩니다. 압력을 가하여 지층을 개방하여 균열을 형성하고, 지지체를 사용하여 균열을 지지함으로써 유체 흐름 저항을 줄이고 생산량과 주의력을 증가시키는 목적을 달성합니다. 일부 파쇄 유체는 계면활성제를 성분 중 하나로 함유하고 있습니다.
수중유적 파쇄 유체는 물, 오일, 그리고 유화제로 구성됩니다. 사용되는 유화제는 이온성, 비이온성, 그리고 양쪽성 계면활성제입니다. 농축된 물을 외부 상으로 사용하고 오일을 내부 상으로 사용하면 농축된 수중유적 파쇄 유체(폴리머 에멀젼)를 제조할 수 있습니다. 이 파쇄 유체는 160°C 이하의 온도에서 사용할 수 있으며, 에멀젼을 자동으로 분해하고 유체를 배출할 수 있습니다.
폼 파쇄 유체는 분산매로 물을 사용하고 분산상으로 기체를 사용하는 파쇄 유체입니다. 주성분은 물, 기체, 그리고 발포제입니다. 알킬 설포네이트, 알킬 벤젠 설포네이트, 알킬 설페이트 에스테르염, 4차 암모늄염, 그리고 OP 계면활성제 모두 발포제로 사용할 수 있습니다. 물 속 발포제의 농도는 일반적으로 0.5~2%이며, 기체상 부피 대 폼 부피의 비율은 0.5~0.9입니다.
유성 파쇄 유체는 용매 또는 분산 매질로 오일을 사용하여 제조된 파쇄 유체입니다. 현장에서 가장 일반적으로 사용되는 오일은 원유 또는 그 중질 분획물입니다. 점도 및 온도 특성을 개선하기 위해 유용성 석유 설포네이트(분자량 300~750)를 첨가해야 합니다. 유성 파쇄 유체에는 유중수형 파쇄 유체와 오일폼 파쇄 유체도 포함됩니다. 전자에 사용되는 유화제는 유용성 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제이며, 후자에 사용되는 폼 안정제는 불소 함유 고분자 계면활성제입니다.
물에 민감한 지층 파쇄 유체는 알코올(예: 에틸렌 글리콜)과 오일(예: 등유)의 혼합물을 분산매로, 액체 이산화탄소를 분산상으로, 황산염 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 에테르를 유화제로 사용합니다. 또는 발포제를 첨가하여 물에 민감한 지층을 파쇄하는 유화액이나 발포제를 사용할 수도 있습니다.
파쇄 및 산성화에 사용되는 파쇄 유체는 파쇄 유체이자 산성화 유체입니다. 탄산염층에서 사용되며, 두 가지 조치가 동시에 수행됩니다. 계면활성제와 관련된 것으로는 산성 거품과 산성 유화액이 있습니다. 전자는 알킬 설포네이트 또는 알킬 벤젠 설포네이트를 발포제로 사용하고, 후자는 설포네이트 계면활성제를 유화제로 사용합니다. 산성화 유체와 마찬가지로 파쇄 유체도 계면활성제를 항유화제, 배수 보조제, 습윤 역전제로 사용하는데, 여기서는 이에 대해 다루지 않습니다.
6. 프로필 제어 및 물 차단 대책을 위해 계면활성제를 사용하십시오.
물 주입 개발 효과를 개선하고 원유 함수율 상승률을 억제하기 위해서는 물 주입정의 물 흡수 프로파일을 조정하고 생산정의 물을 차단하여 생산량을 증가시켜야 합니다. 일부 프로파일 제어 및 물 차단 방법은 종종 계면활성제를 사용합니다.
HPC/SDS 겔 프로파일 제어제는 담수에 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC)와 도데실황산나트륨(SDS)으로 구성되어 있습니다.
알킬 설포네이트나트륨과 알킬 트리메틸 암모늄 클로라이드를 각각 물에 용해하여 두 가지 작동 액체를 제조하고, 이를 차례로 지층에 주입합니다. 두 작동 액체는 지층 내에서 서로 반응하여 알킬 트리메틸아민을 생성합니다. 아황산염은 침전되어 고투과성 층을 막습니다.
폴리옥시에틸렌 알킬 페놀 에테르, 알킬 아릴 설포네이트 등을 발포제로 사용하여 물에 녹여 작동 유체를 제조한 다음 액상 이산화탄소 작동 유체와 번갈아 지층에 주입하면 지층(주로 고투과층)에서 거품을 형성하고 막힘을 일으키며 프로파일 제어에 역할을 합니다.
4차 암모늄 계면활성제를 황산암모늄과 물유리로 구성된 규산 졸에 용해하여 발포제로 사용하여 지층에 주입한 후, 비응축성 가스(천연가스 또는 염소)를 주입하면 지층 내에서 먼저 액상 형태를 형성할 수 있습니다. 분산 중간층의 발포와 규산 졸의 겔화는 고체를 분산매로 하는 발포체를 생성하며, 이는 고투과성 층을 메우고 프로파일을 제어하는 역할을 합니다.
설포네이트 계면활성제를 발포제로 사용하고 고분자 화합물을 증점 발포 안정제로 사용한 후, 가스 또는 가스 발생 물질을 주입하여 지반이나 지층 내에 수성 발포체를 생성합니다. 이 발포체는 유층에서 계면활성을 나타냅니다. 이 발포체의 상당량이 유-물 계면으로 이동하여 발포체를 파괴하므로 유층을 막지 않습니다. 본 발포체는 유정수 차단제로서 선택성이 우수합니다.
유성 시멘트 수분 차단제는 시멘트를 오일에 현탁시킨 것입니다. 시멘트 표면은 친수성입니다. 수분이 수분 생성층으로 유입되면, 시멘트 표면에서 유정과 시멘트 사이의 상호작용을 대체하여 시멘트가 고화되어 수분 생성층을 막게 됩니다. 이 막힘 방지제의 유동성을 향상시키기 위해 일반적으로 카르복실레이트 및 설폰산염 계면활성제가 첨가됩니다.
수성 미셀러 액상 수용성 방수제는 석유 암모늄 설포네이트, 탄화수소 및 알코올을 주성분으로 하는 미셀러 용액입니다. 용액 내에 고염수를 함유하고 있어 점성을 띠어 방수 효과를 발휘합니다.
수성 또는 유성 양이온 계면활성제 용액 방수제는 알킬 카르복실레이트와 알킬 암모늄 클로라이드 염 활성제를 기반으로 하며 사암층에만 적합합니다.
활성 중유 수분 차단제는 중유를 유중수형 유화제로 용해시킨 것으로, 수분 차단 효과를 얻기 위해 탈수 과정을 거쳐 고점도의 유중수형 에멀젼을 형성합니다.
수중유형 방수제는 양이온성 계면활성제를 수중유형 유화제로 사용하여 중질유를 물에 유화시켜 제조한다.
7. 모래 관리 대책을 위해 계면활성제를 사용하세요.
모래 제거 작업 전에, 계면활성제가 함유된 일정량의 활성수를 예비 유체로 주입하여 지층을 사전 세척함으로써 모래 제거 효과를 향상시켜야 합니다. 현재 가장 널리 사용되는 계면활성제는 음이온성 계면활성제입니다.
8. 원유 탈수용 계면활성제
1차 및 2차 석유 회수 단계에서는 추출된 원유에 유중수형 항유화제가 자주 사용됩니다. 3세대 제품이 개발되었습니다. 1세대는 카르복실레이트, 황산염, 설폰산염입니다. 2세대는 OP, 핑핑지아, 설폰화 피마자유와 같은 저분자 비이온성 계면활성제입니다. 3세대는 고분자 비이온성 계면활성제입니다.
2차 및 3차 석유 회수 후반 단계에서 생산된 원유는 대부분 수중유적형 에멀젼 형태로 존재합니다. 테트라데실트리메틸옥시암모늄클로라이드와 디데실디메틸암모늄클로라이드 등 네 가지 유형의 항유화제가 사용됩니다. 이들은 음이온성 유화제와 반응하여 친수성 오일 밸런스 값을 변화시키거나, 물에 젖은 점토 입자 표면에 흡착되어 습윤성을 변화시키고 수중유적형 에멀젼을 파괴할 수 있습니다. 또한, 유중수적형 유화제로 사용할 수 있는 일부 음이온성 계면활성제와 유용성 비이온성 계면활성제는 수중유적형 에멀젼의 항유화제로도 사용할 수 있습니다.
- 수처리용 계면활성제
유정 생산 유체가 원유에서 분리된 후, 생산수는 재주입 요건을 충족하도록 처리되어야 합니다. 수처리의 목적은 부식 방지, 스케일 방지, 살균, 산소 제거, 오일 제거, 고형 부유 물질 제거 등 6가지입니다. 따라서 부식 방지제, 스케일 방지제, 살균제, 산소 제거제, 탈지제, 응집제 등을 사용해야 합니다. 산업용 계면활성제는 다음과 같은 측면에서 사용됩니다.
부식 방지제로 사용되는 산업용 계면활성제로는 알킬 설폰산, 알킬 벤젠 설폰산, 퍼플루오로알킬 설폰산, 선형 알킬 아민 염, 4차 암모늄 염, 알킬 피리딘 염 등이 있습니다. , 이미다졸린 및 그 유도체의 염, 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 에테르, 폴리옥시에틸렌 디알킬 프로파길 알코올, 폴리옥시에틸렌 로진 아민, 폴리옥시에틸렌 스테아릴아민 및 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 에테르 알킬 설포네이트, 다양한 4차 암모늄 내부 염, 디(폴리옥시에틸렌)알킬 내부 염 및 그 유도체 등이 있습니다.
방오제로 사용되는 계면활성제로는 인산에스테르염, 황산에스테르염, 아세트산염, 카르복실산염, 그리고 이들의 폴리옥시에틸렌 화합물이 있습니다. 설폰산염과 카르복실산염의 열 안정성은 인산에스테르염과 황산에스테르염보다 훨씬 우수합니다.
살균제에 사용되는 산업용 계면활성제에는 선형 알킬아민염, 4차 암모늄염, 알킬피리디늄염, 이미다졸린 및 그 유도체의 염, 다양한 4차 암모늄염, 디(폴리옥시) 비닐) 알킬 및 그 유도체의 내부염이 포함됩니다.
탈지제에 사용되는 산업용 계면활성제는 주로 분지형 구조와 디티오카르복실산나트륨 그룹을 가진 계면활성제입니다.
10. 화학 오일 범람을 위한 계면활성제
1차 및 2차 석유 회수를 통해 지하 원유의 25~50%를 회수할 수 있지만, 여전히 많은 양의 원유가 지하에 남아 회수되지 못하고 있습니다. 3차 석유 회수를 통해 원유 회수율을 향상시킬 수 있습니다. 3차 석유 회수는 주로 화학적 침수법을 사용합니다. 즉, 주입된 물에 화학 물질을 첨가하여 침수 효율을 높이는 것입니다. 사용되는 화학 물질 중에는 산업용 계면활성제도 있습니다. 이러한 화학 물질에 대한 간략한 소개는 다음과 같습니다.
계면활성제를 주성분으로 사용하는 화학적 오일 플러딩 공법을 계면활성제 플러딩이라고 합니다. 계면활성제는 주로 오일-물 계면장력을 감소시키고 모세관 수를 증가시켜 오일 회수율을 향상시키는 역할을 합니다. 사암층 표면은 음전하를 띠기 때문에 사용되는 계면활성제는 주로 음이온성 계면활성제이며, 대부분은 설폰산염 계면활성제입니다. 이 공법은 방향족 탄화수소 함량이 높은 석유 분획물을 설폰화제(예: 삼산화황)를 사용하여 설폰화한 후 알칼리로 중화하여 제조합니다. 공법의 구성은 활성 물질 50~80%, 미네랄 오일 5~30%, 물 2~20%, 황산나트륨 1~6%입니다. 석유 설폰산염은 온도, 염분 또는 고가의 금속 이온에 대한 내성이 없습니다. 합성 설폰산염은 해당 탄화수소를 사용하여 상응하는 합성 방법을 사용하여 제조합니다. 그중 α-올레핀 설폰산염은 염분 및 고가의 금속 이온에 대한 내성이 특히 우수합니다. 다른 음이온-비이온 계면활성제와 카르복실레이트 계면활성제도 오일 치환에 사용할 수 있습니다. 계면활성제 오일 치환에는 두 가지 종류의 첨가제가 필요합니다. 하나는 이소부탄올, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 우레아, 설포란, 알케닐렌 벤젠 설포네이트 등과 같은 보조 계면활성제이고, 다른 하나는 산 및 알칼리 염(주로 염)을 포함하는 유전체로, 계면활성제의 친수성을 감소시키고 상대적으로 친유성을 증가시키며 활성제의 친수성-친유성 균형 값을 변경할 수 있습니다. 계면활성제 손실을 줄이고 경제적 효과를 향상시키기 위해 계면활성제 플러딩에는 희생제라는 화학 물질도 사용됩니다. 희생제로 사용할 수 있는 물질에는 알칼리성 물질과 폴리카르복실산 및 그 염이 포함됩니다. 올리고머와 폴리머도 희생제로 사용할 수 있습니다. 리그노설포네이트와 그 변형물이 희생제입니다.
두 가지 이상의 화학적 오일 치환 주제를 사용하는 오일 치환법을 복합 침윤법이라고 합니다. 계면활성제와 관련된 이 오일 치환법에는 계면활성제와 고분자를 증점시킨 계면활성제 침윤법, 알칼리 + 계면활성제 또는 계면활성제 강화 알칼리 침윤법을 사용한 알칼리 강화 계면활성제 침윤법, 알칼리 + 계면활성제 + 고분자를 사용한 원소 기반 복합 침윤법이 있습니다. 복합 침윤법은 일반적으로 단일 구동법보다 회수율이 높습니다. 국내외 개발 동향 분석에 따르면, 3원 복합 침윤법은 2원 복합 침윤법보다 더 큰 장점을 가지고 있습니다. 3원 복합 침윤법에 사용되는 계면활성제는 주로 석유 설포네이트이며, 일반적으로 황산, 인산, 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 에테르의 카르복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 알킬 설포네이트 나트륨염 등과 함께 사용하여 내염성을 향상시킵니다. 최근 국내외에서 람노리피드, 소포로리피드 발효액 등의 생물계면활성제와 천연 혼합 카르복실산염, 제지 부산물인 알칼리 리그닌 등의 연구 및 활용에 큰 관심을 보이고 있으며, 현장 및 실내 시험에서 우수한 성과를 거두고 있습니다. 우수한 오일 치환 효과도 있습니다.
게시 시간: 2023년 12월 26일