Wat zijn de toepassingen van oppervlakteactieve stoffen in de olie- en gassector?

Volgens de classificatiemethode voor chemicaliën voor de olie- en gasindustrie kunnen oppervlakteactieve stoffen voor gebruik in de olie- en gasindustrie worden onderverdeeld naar toepassing in booroppervlakteactieve stoffen, productieoppervlakteactieve stoffen, oppervlakteactieve stoffen voor verbeterde oliewinning, oppervlakteactieve stoffen voor de winning en het transport van olie en gas, en oppervlakteactieve stoffen voor waterbehandeling.

 

Booroppervlakteactieve stoffen​

 

Binnen de olieveldindustrie is het boorvloeistofadditieven (waaronder additieven voor boorvloeistoffen en cementadditieven) goed voor het grootste verbruik, namelijk ongeveer 60% van het totale verbruik. Productieadditieven, hoewel relatief kleiner in hoeveelheid, zijn technologisch geavanceerder en vertegenwoordigen ongeveer een derde van het totaal. Deze twee categorieën zijn van groot belang voor de toepassingen van oppervlakteactieve stoffen in de olie- en gasindustrie.

In China richt onderzoek zich op twee hoofdgebieden: het maximaliseren van het gebruik van traditionele grondstoffen en de ontwikkeling van nieuwe synthetische polymeren (waaronder monomeren). Internationaal is het onderzoek naar additieven voor boorvloeistoffen meer gespecialiseerd, met de nadruk op synthetische polymeren met sulfonzuurgroepen als basis voor diverse producten – een trend die waarschijnlijk de toekomstige ontwikkelingen zal bepalen. Er zijn doorbraken bereikt op het gebied van viscositeitsverlagers, middelen voor het beheersen van vloeistofverlies en smeermiddelen. Met name polymere alcohol-oppervlakteactieve stoffen met een troebelingspunteffect worden de laatste jaren op grote schaal toegepast in de Chinese olievelden, wat heeft geleid tot een reeks boorvloeistofsystemen op basis van polymere alcoholen. Daarnaast hebben boorvloeistoffen op basis van methylglucoside en glycerine veelbelovende resultaten laten zien in de praktijk, wat de ontwikkeling van booroppervlakteactieve stoffen verder stimuleert. Momenteel omvat de Chinese markt voor boorvloeistofadditieven 18 categorieën met meer dan duizend varianten, met een jaarlijks verbruik van bijna 300.000 ton.

 

Productie van oppervlakteactieve stoffen​

 

Vergeleken met oppervlakteactieve stoffen voor boorwerkzaamheden is het aanbod aan oppervlakteactieve stoffen voor productie minder gevarieerd en in kleinere hoeveelheden beschikbaar, met name die welke worden gebruikt bij verzuring en fracking. Bij oppervlakteactieve stoffen voor fracking richt het onderzoek naar geleermiddelen zich voornamelijk op gemodificeerde natuurlijke plantengommen en cellulose, naast synthetische polymeren zoals polyacrylamide. De internationale vooruitgang op het gebied van oppervlakteactieve stoffen voor verzuringsvloeistoffen is de laatste jaren traag verlopen, waarbij de focus van onderzoek en ontwikkeling is verschoven naar andere toepassingen.corrosieremmersvoor verzuring. Deze remmers worden doorgaans ontwikkeld door bestaande grondstoffen te modificeren of te mengen, met als gemeenschappelijk doel een lage of niet-toxiciteit en olie/wateroplosbaarheid of waterdispergeerbaarheid te garanderen. Op amines gebaseerde, quaternaire ammonium- en alkynalcoholmengsels gebaseerde remmers komen veel voor, terwijl op aldehydes gebaseerde remmers minder gebruikt worden vanwege toxiciteitsproblemen. Andere innovaties omvatten dodecylbenzeensulfonzuurcomplexen met laagmoleculaire amines (bijv. ethylamine, propylamine, C8-18 primaire amines, oleïnediethanolamide) en zuur-in-olie-emulgatoren. In China is het onderzoek naar oppervlakteactieve stoffen voor fracturerings- en verzuringsvloeistoffen achtergebleven, met beperkte vooruitgang buiten corrosieremmers. Onder de beschikbare producten domineren op amines gebaseerde verbindingen (primaire, secundaire, tertiaire of quaternaire amiden en hun mengsels), gevolgd door imidazolinederivaten als een andere belangrijke klasse van organische corrosieremmers.

 

Oppervlakteactieve stoffen voor de winning/het transport van olie en gas​

 

Onderzoek en ontwikkeling van oppervlakteactieve stoffen voor de winning en het transport van olie en gas in China begon in de jaren zestig. Tegenwoordig zijn er 14 categorieën met honderden producten. Demulgatoren voor ruwe olie worden het meest gebruikt, met een jaarlijkse vraag van ongeveer 20.000 ton. China heeft specifieke demulgatoren ontwikkeld voor verschillende olievelden, waarvan vele voldoen aan de internationale normen van de jaren negentig. Het aanbod van stolpuntverlagende middelen, vloeiverbeteraars, viscositeitsverlagende middelen en middelen voor het verwijderen/voorkomen van wasvorming blijft echter beperkt en betreft voornamelijk mengsels. De uiteenlopende eisen die verschillende ruwe-olie-eigenschappen aan deze oppervlakteactieve stoffen stellen, vormen een uitdaging en leiden tot een grotere vraag naar nieuwe productontwikkeling.

 

Oppervlakteactieve stoffen voor de behandeling van olieveldwater​

 

Chemische stoffen voor waterbehandeling vormen een cruciale categorie in de olieveldontwikkeling, met een jaarlijks verbruik van meer dan 60.000 ton, waarvan ongeveer 40% oppervlakteactieve stoffen zijn. Ondanks de aanzienlijke vraag is het onderzoek naar oppervlakteactieve stoffen voor waterbehandeling in China onvoldoende en blijft het productaanbod onvolledig. De meeste producten zijn afgeleid van industriële waterbehandeling, maar vanwege de complexiteit van afvalwater in olievelden is hun toepasbaarheid vaak beperkt en leveren ze soms niet de verwachte resultaten op. Internationaal gezien is de ontwikkeling van flocculanten het meest actieve onderzoeksgebied binnen de oppervlakteactieve stoffen voor waterbehandeling, met talrijke producten als resultaat, hoewel er maar weinig specifiek zijn ontworpen voor de behandeling van afvalwater uit olievelden.