Kādi ir virsmaktīvo vielu pielietojumi naftas ieguves nozarē?

Saskaņā ar naftas ieguves ķīmisko vielu klasifikācijas metodi naftas ieguves virsmaktīvās vielas pēc pielietojuma var iedalīt urbšanas virsmaktīvajās vielās, ražošanas virsmaktīvajās vielās, uzlabotas naftas ieguves virsmaktīvajās vielās, naftas un gāzes savākšanas/transportēšanas virsmaktīvajās vielās un ūdens attīrīšanas virsmaktīvajās vielās.

 

Urbšanas virsmaktīvās vielas​

 

Starp naftas ieguves virsmaktīvajām vielām urbšanas virsmaktīvās vielas (tostarp urbšanas šķidrumu piedevas un cementēšanas piedevas) veido vislielāko patēriņa apjomu — aptuveni 60 % no kopējā naftas ieguves virsmaktīvo vielu patēriņa. Ražošanas virsmaktīvās vielas, lai gan to daudzums ir relatīvi mazāks, ir tehnoloģiski attīstītākas, veidojot aptuveni vienu trešdaļu no kopējā daudzuma. Šīm divām kategorijām ir būtiska nozīme naftas ieguves virsmaktīvo vielu lietojumos.

Ķīnā pētījumi koncentrējas uz divām galvenajām jomām: tradicionālo izejvielu izmantošanas maksimizēšanu un jaunu sintētisko polimēru (tostarp monomēru) izstrādi. Starptautiskā mērogā urbšanas šķidrumu piedevu pētījumi ir specializētāki, uzsverot sulfonskābes grupu saturošus sintētiskos polimērus kā dažādu produktu pamatu — tendence, kas, visticamāk, ietekmēs turpmāko attīstību. Ir gūti sasniegumi viskozitātes samazinātājos, šķidruma zudumu kontroles līdzekļos un smērvielās. Jāatzīmē, ka pēdējos gados polimēru spirta virsmaktīvās vielas ar duļķainības punkta efektu ir plaši izmantotas vietējās naftas atradnēs, veidojot virkni polimēru spirta urbšanas šķidrumu sistēmu. Turklāt metilglikozīda un glicerīna bāzes urbšanas šķidrumi ir uzrādījuši daudzsološus lauka pielietojuma rezultātus, vēl vairāk veicinot urbšanas virsmaktīvo vielu attīstību. Pašlaik Ķīnas urbšanas šķidrumu piedevas aptver 18 kategorijas ar vairāk nekā tūkstoš šķirnēm, un gada patēriņš tuvojas 300 000 tonnām.

 

Ražošanas virsmaktīvās vielas​

 

Salīdzinot ar urbšanas virsmaktīvajām vielām, ražošanas virsmaktīvo vielu ir mazāk gan dažādības, gan daudzuma ziņā, īpaši to, ko izmanto paskābināšanā un hidrauliskajā plaisāšanā. Hidrauliskās virsmaktīvās vielas želejveidojošo vielu pētījumos galvenokārt uzmanība pievērsta modificētiem dabīgajiem augu sveķiem un celulozei, kā arī sintētiskiem polimēriem, piemēram, poliakrilamīdam. Pēdējos gados starptautiskais progress paskābinošo šķidro virsmaktīvo vielu jomā ir bijis lēns, un pētniecības un attīstības uzsvars tiek likts uzkorozijas inhibitoripaskābināšanai. Šos inhibitorus parasti izstrādā, modificējot vai sajaucot esošās izejvielas ar kopīgu mērķi nodrošināt zemu vai netoksicitāti un šķīdību eļļā/ūdenī vai disperģējamību ūdenī. Izplatīti ir uz amīnu bāzes, kvaternārā amonija un alkīna spirta maisījumi, savukārt uz aldehīdu bāzes veidoto inhibitoru popularitāte ir samazinājusies toksicitātes bažu dēļ. Citi jauninājumi ietver dodecilbenzolsulfonskābes kompleksus ar zemas molekulmasas amīniem (piemēram, etilamīnu, propilamīnu, C8–18 primārajiem amīniem, oleīnskābes dietanolamīdu) un skābes-eļļas emulgatorus. Ķīnā pētījumi par virsmaktīvajām vielām šķelšanas un paskābināšanas šķidrumiem ir atpalikuši, un progress ārpus korozijas inhibitoriem ir ierobežots. Starp pieejamajiem produktiem dominē uz amīnu bāzes veidoti savienojumi (primārie, sekundārie, terciārie vai kvaternārie amīdi un to maisījumi), kam seko imidazolīna atvasinājumi kā vēl viena nozīmīga organisko korozijas inhibitoru klase.

 

Naftas un gāzes ieguves/transporta virsmaktīvās vielas​

 

Ķīnā naftas un gāzes ieguvei/transportēšanai paredzēto virsmaktīvo vielu izpēte un izstrāde sākās 20. gs. sešdesmitajos gados. Mūsdienās ir 14 kategorijas ar simtiem produktu. Visvairāk patērēti ir jēlnaftas deemulgatori, kuru gada pieprasījums ir aptuveni 20 000 tonnu. Ķīna ir izstrādājusi pielāgotus deemulgatorus dažādām naftas atradnēm, no kuriem daudzi atbilst 20. gs. deviņdesmito gadu starptautiskajiem standartiem. Tomēr sacietēšanas temperatūras pazeminātāju, plūsmas uzlabotāju, viskozitātes samazinātāju un vaska noņemšanas/novēršanas līdzekļu klāsts joprojām ir ierobežots, galvenokārt tie ir jaukti produkti. Atšķirīgās jēlnaftas īpašību prasības šīm virsmaktīvajām vielām rada izaicinājumus un augstākas prasības jaunu produktu izstrādei.

 

Naftas atradņu ūdens attīrīšanas virsmaktīvās vielas​

 

Ūdens attīrīšanas ķimikālijas ir kritiski svarīga kategorija naftas atradņu attīstībā, kuru gada patēriņš pārsniedz 60 000 tonnu, no kurām aptuveni 40 % ir virsmaktīvās vielas. Neskatoties uz ievērojamo pieprasījumu, pētījumi par ūdens attīrīšanas virsmaktīvajām vielām Ķīnā ir nepietiekami, un produktu klāsts joprojām ir nepilnīgs. Lielākā daļa produktu ir pielāgoti no rūpnieciskās ūdens attīrīšanas, taču naftas atradņu ūdens sarežģītības dēļ to pielietojamība bieži vien ir slikta, dažkārt nesniedzot gaidītos rezultātus. Starptautiskā mērogā flokulantu izstrāde ir aktīvākā joma ūdens attīrīšanas virsmaktīvo vielu pētniecībā, iegūstot daudzus produktus, lai gan tikai daži ir īpaši paredzēti naftas atradņu notekūdeņu attīrīšanai.