1. Oppervlakteactieve stoffen voor breukvormingsmaatregelen
In olievelden met een lage permeabiliteit worden vaak fracturatietechnieken toegepast. Deze technieken omvatten het gebruik van druk om de formatie te breken, waardoor scheuren ontstaan. Deze scheuren worden vervolgens opgevuld met proppanten om de vloeistofstroomweerstand te verminderen, met als doel de productie en injectie te verhogen. Sommige fracturatievloeistoffen bevatten oppervlakteactieve stoffen als een van hun componenten.
Olie-in-water-fractureringsvloeistoffen worden samengesteld uit water, olie en emulgatoren. De gebruikte emulgatoren omvatten ionische, niet-ionische en amfotere oppervlakteactieve stoffen. Als ingedikt water als externe fase en olie als interne fase wordt gebruikt, kan een ingedikte olie-in-water-fractureringsvloeistof (polymeeremulsie) worden bereid. Dit type fractureringsvloeistof kan worden gebruikt bij temperaturen onder 160 °C en kan automatisch demulgeren en vloeistoffen afvoeren.
Schuimfractureervloeistoffen zijn vloeistoffen met water als dispersiemedium en gas als gedispergeerde fase. De belangrijkste componenten zijn water, gas en schuimmiddelen. Alkylsulfonaten, alkylbenzeensulfonaten, alkylsulfaatesters, quaternaire ammoniumzouten en OP-type oppervlakteactieve stoffen kunnen allemaal als schuimmiddel worden gebruikt. De concentratie van schuimmiddelen in water bedraagt over het algemeen 0,5–2%, en de verhouding tussen het volume van de gasfase en het volume van het schuim varieert van 0,5 tot 0,9.
Op olie gebaseerde fracturatievloeistoffen worden samengesteld met olie als oplosmiddel of dispersiemiddel. De meest gebruikte oliën in het veld zijn ruwe olie of de zware fracties daarvan. Om hun viscositeit-temperatuureigenschappen te verbeteren, moeten olieoplosbare petroleumsulfonaten (met een moleculair gewicht van 300-750) worden toegevoegd. Op olie gebaseerde fracturatievloeistoffen omvatten ook water-in-olie fracturatievloeistoffen en olie-schuim fracturatievloeistoffen. De eerstgenoemde gebruikt olieoplosbare anionische oppervlakteactieve stoffen, kationische oppervlakteactieve stoffen en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen als emulgatoren, terwijl de laatstgenoemde fluorhoudende polymere oppervlakteactieve stoffen gebruikt als schuimstabilisatoren.
Fractureervloeistoffen voor watergevoelige formaties zijn emulsies of schuimen die zijn samengesteld met een mengsel van alcoholen (zoals ethyleenglycol) en oliën (zoals kerosine) als dispersiemedium, vloeibare koolstofdioxide als gedispergeerde fase en sulfaat-veresterde polyoxyethyleenalkylalcoholethers als emulgatoren of schuimmiddelen. Deze vloeistoffen worden gebruikt voor het fractureren van watergevoelige formaties.
Fractureringsvloeistoffen voor het verzuren van breuken dienen zowel als fractureringsvloeistof als verzuringsvloeistof en worden gebruikt in carbonaatgesteente waar beide maatregelen gelijktijdig worden uitgevoerd. Vloeistoffen die verwant zijn aan oppervlakteactieve stoffen omvatten zuurschuimen en zuuremulsies; de eerste gebruikt alkylsulfonaten of alkylbenzeensulfonaten als schuimmiddel, terwijl de laatste sulfonaatachtige oppervlakteactieve stoffen als emulgatoren gebruikt.
Net als bij verzurende vloeistoffen, maken ook frackingvloeistoffen gebruik van oppervlakteactieve stoffen als demulgatoren, reinigingsadditieven en bevochtigingsmodificatoren, waar hier niet verder op ingegaan zal worden.
2. Oppervlakteactieve stoffen voor profielcontrole en maatregelen tegen waterophoping.
Om de effectiviteit van waterinjectie te verbeteren en de toename van het watergehalte in ruwe olie te beperken, is het noodzakelijk om het waterabsorptieprofiel in injectieputten aan te passen en waterafdichtende maatregelen te nemen in productieputten om de productie te verhogen. Sommige van deze profielcontrole- en waterafdichtende methoden maken vaak gebruik van bepaalde oppervlakteactieve stoffen. Het HPC/SDS-gelprofielcontrolemiddel wordt bereid door hydroxypropylcellulose (HPC) en natriumdodecylsulfaat (SDS) in zoet water te mengen. Natriumalkylsulfonaat en alkyltrimethylammoniumchloride worden respectievelijk in water opgelost om twee werkzame vloeistoffen te bereiden, die achtereenvolgens in de formatie worden geïnjecteerd. De twee werkzame vloeistoffen komen samen in de formatie, waardoor alkylsulfietprecipitaten van alkyltrimethylamine ontstaan, die de zeer permeabele lagen blokkeren. Polyoxyethyleenalkylfenolether, alkylarylsulfonaat, enz. kunnen als schuimmiddelen worden gebruikt. Ze worden in water opgelost om een werkvloeistof te bereiden, die vervolgens afwisselend met een vloeibare koolstofdioxide-werkvloeistof in de formatie wordt geïnjecteerd. Dit vormt schuim in de formatie (voornamelijk in lagen met een hoge permeabiliteit), waardoor blokkering optreedt en het profielcontrole-effect wordt bereikt. Een quaternair ammoniumzout-type oppervlakteactieve stof als schuimmiddel wordt opgelost in een kiezelzuursol, bereid uit ammoniumsulfaat en waterglas, en in de formatie geïnjecteerd, gevolgd door de injectie van niet-condenseerbaar gas (aardgas of chloorgas). Dit genereert eerst schuim met vloeistof als dispersiemedium in de formatie, waarna de kiezelzuursol geleert, wat resulteert in schuim met vaste stof als dispersiemedium, dat lagen met een hoge permeabiliteit blokkeert en profielcontrole bereikt. Door gebruik te maken van sulfonaat-type oppervlakteactieve stoffen als schuimmiddelen en hoogmoleculaire verbindingen als verdikkings- en schuimstabiliserende middelen, en vervolgens gas of gasgenererende stoffen te injecteren, wordt op waterbasis schuim gegenereerd aan het oppervlak of in de formatie. In de olielaag verplaatst een grote hoeveelheid oppervlakteactieve stof zich naar het olie-watergrensvlak, waardoor schuimvorming wordt afgebroken. Hierdoor wordt de olielaag niet geblokkeerd en fungeert het als een selectief middel om water in olieputten af te dichten. Een op olie gebaseerd cementhoudend middel is een suspensie van cement in olie. Het oppervlak van het cement is hydrofiel. Wanneer het de waterproducerende laag binnendringt, verdringt het water de olie op het cementoppervlak en reageert het met het cement, waardoor het cement stolt en de waterproducerende laag blokkeert. Om de vloeibaarheid van dit middel te verbeteren, worden meestal oppervlakteactieve stoffen van het carboxylaat- en sulfonaattype toegevoegd. Een op water gebaseerd micellair vloeibaar middel is een micellaire oplossing die voornamelijk bestaat uit ammoniumpetroleumsulfonaat, koolwaterstoffen, alcoholen, enz. Wanneer het in contact komt met water met een hoog zoutgehalte in de formatie, kan het stroperig worden en zo het waterafdichtende effect bereiken. Water- of oliegebaseerde kationische oppervlakteactieve stoffen, die voornamelijk bestaan uit alkylcarboxylaat- en alkylammoniumchloride-oppervlakteactieve stoffen, zijn alleen geschikt voor zandsteenformaties. Actieve zware olie-waterpluggingsmiddelen zijn zware olie opgelost in water-in-olie-emulgatoren. Wanneer deze in contact komen met water in de formatie, vormen ze een water-in-olie-emulsie met een hoge viscositeit, waardoor de waterafsluiting wordt bereikt. Olie-in-waterpluggingsmiddelen worden bereid door zware olie in water te emulgeren met behulp van kationische oppervlakteactieve stoffen als olie-in-water-emulgatoren.
Geplaatst op: 8 januari 2026