तेलक्षेत्र पुनर्प्राप्तीसाठी सर्फॅक्टंटची निवड कशी करावी हे तुम्हाला माहीत आहे का?

१. फ्रॅक्चरिंग उपायांसाठी सर्फॅक्टंट्स
कमी पारगम्यता असलेल्या तेलक्षेत्रांमध्ये अनेकदा फ्रॅक्चरिंग उपाययोजना वापरल्या जातात. यामध्ये दाबाचा वापर करून भूस्तराला फ्रॅक्चर करणे, भेगा निर्माण करणे आणि नंतर द्रव प्रवाहाचा रोध कमी करण्यासाठी या भेगांना प्रॉपंट्सच्या साहाय्याने आधार देणे यांचा समावेश असतो, ज्यामुळे उत्पादन आणि इंजेक्शन वाढवण्याचे उद्दिष्ट साध्य होते. काही फ्रॅक्चरिंग द्रवपदार्थ त्यांच्या घटकांपैकी एक म्हणून सर्फॅक्टंट्सचा वापर करून तयार केले जातात.

तेल-पाणी फ्रॅक्चरिंग द्रव हे पाणी, तेल आणि इमल्सिफायरपासून तयार केले जातात. वापरल्या जाणाऱ्या इमल्सिफायरमध्ये आयनिक, नॉन-आयनिक आणि ॲम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्सचा समावेश असतो. जर बाह्य टप्पा म्हणून घट्ट केलेले पाणी आणि अंतर्गत टप्पा म्हणून तेल वापरले, तर एक घट्ट तेल-पाणी फ्रॅक्चरिंग द्रव (पॉलिमर इमल्शन) तयार करता येतो. या प्रकारचा फ्रॅक्चरिंग द्रव १६०°C पेक्षा कमी तापमानात वापरला जाऊ शकतो आणि तो द्रवांचे आपोआप डिमल्सिफिकेशन करून त्यांना बाहेर काढू शकतो.

फोम फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स म्हणजे असे द्रव, ज्यात पाणी हे विखुरण माध्यम (डिस्पर्शन मीडियम) आणि वायू हा विखुरलेला टप्पा (डिस्पर्सड फेज) असतो. पाणी, वायू आणि फोमिंग एजंट्स हे त्यांचे मुख्य घटक आहेत. अल्काइल सल्फोनेट, अल्काइल बेंझिन सल्फोनेट, अल्काइल सल्फेट एस्टर, क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट्स आणि ओपी-प्रकारचे सर्फॅक्टंट्स या सर्वांचा वापर फोमिंग एजंट्स म्हणून केला जाऊ शकतो. पाण्यातील फोमिंग एजंट्सची सांद्रता साधारणपणे ०.५–२% असते आणि वायू अवस्थेच्या आकारमानाचे फोमच्या आकारमानाशी असलेले गुणोत्तर ०.५ ते ०.९ पर्यंत असते.

तेल-आधारित फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स हे द्रावक किंवा विखुरण माध्यम म्हणून तेलाचा वापर करून तयार केले जातात. या क्षेत्रात सर्वात सामान्यपणे वापरली जाणारी तेलं म्हणजे कच्चे तेल किंवा त्याचे जड अंश. त्यांची स्निग्धता-तापमान कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, तेलात विरघळणारे पेट्रोलियम सल्फोनेट (ज्यांचे आण्विक वजन ३००-७५० असते) त्यात मिसळणे आवश्यक असते. तेल-आधारित फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्समध्ये वॉटर-इन-ऑइल फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स आणि ऑइल फोम फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स यांचाही समावेश होतो. पहिल्या प्रकारात पायसीकारक म्हणून तेलात विरघळणारे ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्स, कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्स आणि नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्स वापरले जातात, तर दुसऱ्या प्रकारात फोम स्थिरक म्हणून फ्लोरीनयुक्त पॉलिमेरिक सर्फॅक्टंट्स वापरले जातात.

पाण्याला संवेदनशील असलेल्या भूस्तरांना तडा देण्यासाठी वापरले जाणारे फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स हे इमल्शन्स किंवा फोम्स असतात, जे विखुरण माध्यम म्हणून अल्कोहोल (जसे की एथिलीन ग्लायकॉल) आणि तेल (जसे की केरोसीन) यांचे मिश्रण, विखुरलेला टप्पा म्हणून द्रव कार्बन डायऑक्साइड, आणि इमल्सिफायर किंवा फोमिंग एजंट म्हणून सल्फेट-एस्टेरिफाइड पॉलीऑक्सीएथिलीन अल्काइल अल्कोहोल इथर्स वापरून तयार केले जातात.

फ्रॅक्चर ॲसिडायझिंगसाठी वापरले जाणारे फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स हे फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्स आणि ॲसिडायझिंग फ्लुइड्स या दोन्हीची भूमिका बजावतात. त्यांचा उपयोग कार्बोनेट निर्मितीच्या ठिकाणी होतो, जिथे दोन्ही उपाययोजना एकाच वेळी केल्या जातात. सर्फॅक्टंट्सशी संबंधित घटकांमध्ये ॲसिड फोम्स आणि ॲसिड इमल्शन्स यांचा समावेश होतो; पहिल्या प्रकारात फोमिंग एजंट म्हणून अल्काइल सल्फोनेट किंवा अल्काइल बेंझिन सल्फोनेट वापरले जातात, तर दुसऱ्या प्रकारात इमल्सिफायर म्हणून सल्फोनेट-प्रकारचे सर्फॅक्टंट्स वापरले जातात.

अ‍ॅसिडायझिंग फ्लुइड्सप्रमाणेच, फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्समध्ये देखील डिमल्सिफायर, क्लीनअप अ‍ॅडिटीव्ह आणि वेटेबिलिटी मॉडिफायर म्हणून सर्फॅक्टंट्सचा वापर केला जातो, ज्याबद्दल येथे सविस्तर माहिती दिली जाणार नाही.

२. प्रोफाइल नियंत्रण आणि पाणी अडवण्याच्या उपायांसाठी पृष्ठक्रियाकारक

वॉटर फ्लडिंगच्या विकासाची परिणामकारकता सुधारण्यासाठी आणि कच्च्या तेलातील पाण्याच्या प्रमाणातील वाढीचा दर रोखण्यासाठी, इंजेक्शन विहिरींमधील पाणी शोषण प्रोफाइल समायोजित करणे आणि उत्पादन विहिरींमध्ये उत्पादन वाढवण्यासाठी पाणी अडवण्याचे उपाय करणे आवश्यक आहे. यापैकी काही प्रोफाइल नियंत्रण आणि पाणी अडवण्याच्या पद्धतींमध्ये अनेकदा विशिष्ट सर्फॅक्टंट्सचा वापर केला जातो. एचपीसी/एसडीएस जेल प्रोफाइल नियंत्रण एजंट हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोज (एचपीसी) आणि सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) यांना ताज्या पाण्यात मिसळून तयार केला जातो. सोडियम अल्काइल सल्फोनेट आणि अल्काइल ट्रायमेथिल अमोनियम क्लोराइड हे अनुक्रमे पाण्यात विरघळवून दोन कार्यकारी द्रव तयार केले जातात, जे एकामागून एक भूस्तरात इंजेक्ट केले जातात. हे दोन्ही कार्यकारी द्रव भूस्तरात एकत्र येतात, ज्यामुळे अल्काइल ट्रायमेथिल अमाइनचे अल्काइल सल्फाइट अवक्षेप तयार होतात, जे उच्च-पारगम्यता थरांना अवरोधित करतात. पॉलीऑक्सिथिलीन अल्काइल फिनॉल इथर, अल्काइल अराइल सल्फोनेट इत्यादींचा वापर फोमिंग एजंट म्हणून केला जाऊ शकतो. कार्यकारी द्रव तयार करण्यासाठी ते पाण्यात विरघळवले जातात, जे नंतर द्रव कार्बन डायऑक्साइड कार्यकारी द्रवासह आलटून पालटून भूस्तरात इंजेक्ट केले जाते. यामुळे भूस्तरात (मुख्यतः उच्च-पारगम्यता असलेल्या थरांमध्ये) फेस तयार होतो, ज्यामुळे अडथळा निर्माण होतो आणि प्रोफाइल नियंत्रणाचा परिणाम साधला जातो. फोमिंग एजंट म्हणून क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट-प्रकारचा सर्फॅक्टंट, अमोनियम सल्फेट आणि वॉटर ग्लासपासून तयार केलेल्या सिलिसिक ॲसिड सोलमध्ये विरघळवला जातो आणि भूस्तरात इंजेक्ट केला जातो, त्यानंतर नॉन-कंडेन्सेबल वायू (नैसर्गिक वायू किंवा क्लोरीन वायू) इंजेक्ट केला जातो. यामुळे प्रथम भूस्तरात द्रवाला विखुरण माध्यम म्हणून वापरून फेस तयार होतो, आणि नंतर सिलिसिक ॲसिड सोलचे जेलमध्ये रूपांतर होते, ज्यामुळे घन पदार्थाला विखुरण माध्यम म्हणून वापरून फेस तयार होतो, जो उच्च-पारगम्यता असलेल्या थरांना अवरोधित करतो आणि प्रोफाइल नियंत्रण साधले जाते. फोमिंग एजंट म्हणून सल्फोनेट-प्रकारचे सर्फॅक्टंट्स आणि घट्ट करणारे व फेस-स्थिर करणारे एजंट म्हणून उच्च आण्विक संयुगे वापरून, आणि नंतर वायू किंवा वायू-निर्माण करणारे पदार्थ इंजेक्ट करून, पृष्ठभागावर किंवा भूस्तरात पाण्यावर आधारित फेस तयार केला जातो. तेलाच्या थरात, मोठ्या प्रमाणात सर्फॅक्टंट तेल-पाण्याच्या आंतरपृष्ठाकडे जाते, ज्यामुळे फेस नष्ट होतो. त्यामुळे ते तेलाचा थर अडवत नाही आणि ते एक निवडक तेल विहिरीतील पाणी अडवणारे एजंट आहे. तेल-आधारित सिमेंट वॉटर प्लगिंग एजंट हे तेलातील सिमेंटचे निलंबन असते. सिमेंटचा पृष्ठभाग जलस्नेही असतो. जेव्हा ते पाणी-उत्पादक थरात प्रवेश करते, तेव्हा पाणी सिमेंटच्या पृष्ठभागावरील तेलाला विस्थापित करते आणि सिमेंटसोबत अभिक्रिया करते, ज्यामुळे सिमेंट घट्ट होऊन पाणी-उत्पादक थर अडवते. या प्लगिंग एजंटची तरलता सुधारण्यासाठी, सामान्यतः कार्बोक्झिलेट-प्रकारचे आणि सल्फोनेट-प्रकारचे सर्फॅक्टंट्स मिसळले जातात. पाणी-आधारित मायसेलर फ्लुइड प्लगिंग एजंट हे एक मायसेलर द्रावण आहे, जे प्रामुख्याने अमोनियम पेट्रोलियम सल्फोनेट, हायड्रोकार्बन्स, अल्कोहोल इत्यादींपासून बनलेले असते. जेव्हा ते भूस्तरातील उच्च-क्षारतेच्या पाण्याच्या संपर्कात येते, तेव्हा ते पाणी अडवण्याचा परिणाम साधण्यासाठी चिकट होऊ शकते. पाण्यावर आधारित किंवा तेलावर आधारित कॅटायनिक सर्फॅक्टंट द्रावण प्लगिंग एजंट, जे प्रामुख्याने अल्काइल कार्बोक्झिलेट आणि अल्काइल अमोनियम क्लोराईड सर्फॅक्टंट्सपासून बनलेले असतात, ते केवळ वाळूच्या खडकांच्या निर्मितीसाठीच योग्य आहेत. सक्रिय जड तेल पाणी प्लगिंग एजंट हे वॉटर-इन-ऑइल इमल्सिफायरमध्ये विरघळवलेले जड तेल असते. जेव्हा ते खडकातील पाण्याच्या संपर्कात येते, तेव्हा ते पाणी रोखण्याचा उद्देश साध्य करण्यासाठी उच्च-स्निग्धतेचे वॉटर-इन-ऑइल इमल्शन तयार करते. ऑइल-इन-वॉटर प्लगिंग एजंट हे ऑइल-इन-वॉटर इमल्सिफायर म्हणून कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्सचा वापर करून पाण्यात जड तेलाचे इमल्सिफिकेशन करून तयार केले जाते.