Wat zijn de toepassingen van oppervlakteactieve stoffen in de olieveldensector?

Volgens de classificatiemethode voor chemicaliën in de olievelden kunnen oppervlakteactieve stoffen voor gebruik in de olievelden worden gecategoriseerd op basis van toepassing: oppervlakteactieve stoffen voor boren, oppervlakteactieve stoffen voor productie, oppervlakteactieve stoffen voor verbeterde oliewinning, oppervlakteactieve stoffen voor het verzamelen en transporteren van olie en gas en oppervlakteactieve stoffen voor waterzuivering.

 

Booroppervlakteactieve stoffen​

 

Van de oppervlakteactieve stoffen in de olievelden zijn booroppervlakteactieve stoffen (inclusief boorvloeistofadditieven en cementadditieven) verantwoordelijk voor het grootste verbruik: ongeveer 60% van het totale gebruik van oppervlakteactieve stoffen in de olievelden. Oppervlakteactieve stoffen in de productie zijn, hoewel relatief kleiner in hoeveelheid, technologisch geavanceerder en vormen ongeveer een derde van het totaal. Deze twee categorieën zijn van groot belang voor de toepassing van oppervlakteactieve stoffen in de olievelden.

In China richt het onderzoek zich op twee hoofdgebieden: het maximaliseren van het gebruik van traditionele grondstoffen en het ontwikkelen van nieuwe synthetische polymeren (inclusief monomeren). Internationaal is het onderzoek naar additieven voor boorvloeistoffen meer gespecialiseerd, met de nadruk op synthetische polymeren die sulfonzuurgroepen bevatten als basis voor diverse producten – een trend die waarschijnlijk toekomstige ontwikkelingen zal bepalen. Er zijn doorbraken geboekt op het gebied van viscositeitsverlagende middelen, middelen voor vloeistofverliesbeheersing en smeermiddelen. Met name polymere alcoholsurfactanten met cloud point-effecten zijn de afgelopen jaren op grote schaal toegepast in binnenlandse olievelden, waardoor een reeks polymere alcoholboorvloeistofsystemen is ontstaan. Daarnaast hebben boorvloeistoffen op basis van methylglucoside en glycerine veelbelovende resultaten laten zien bij veldtoepassingen, wat de ontwikkeling van boorsurfactanten verder stimuleert. Momenteel omvatten de additieven voor boorvloeistoffen in China 18 categorieën met meer dan duizend variëteiten, met een jaarlijks verbruik van bijna 300.000 ton.

 

Productie oppervlakteactieve stoffen​

 

Vergeleken met boorsurfactanten zijn de productiesurfactanten minder divers en minder talrijk, met name die welke worden gebruikt bij het verzuren en fractureren. Bij het fractureren van surfactanten richt het onderzoek naar geleermiddelen zich voornamelijk op gemodificeerde natuurlijke plantaardige gomsoorten en cellulose, naast synthetische polymeren zoals polyacrylamide. De afgelopen jaren is de internationale vooruitgang op het gebied van het verzuren van vloeibare surfactanten traag verlopen, waarbij de nadruk op onderzoek en ontwikkeling is verschoven naarcorrosie-inhibitorenvoor verzuring. Deze remmers worden doorgaans ontwikkeld door bestaande grondstoffen te modificeren of te mengen, met als gemeenschappelijk doel een lage of niet-toxiciteit en oplosbaarheid in olie/water of dispergeerbaarheid in water te garanderen. Remmers op basis van amines, quaternaire ammoniumverbindingen en alkynalcoholmengsels zijn gangbaar, terwijl remmers op basis van aldehydes zijn afgenomen vanwege zorgen over toxiciteit. Andere innovaties zijn dodecylbenzeensulfonzuurcomplexen met aminen met een laag moleculair gewicht (bijv. ethylamine, propylamine, C8-18 primaire aminen, oliezuurdiethanolamide) en zuur-in-olie-emulgatoren. In China is het onderzoek naar oppervlakteactieve stoffen voor het fractureren en verzuren van vloeistoffen achtergebleven, met beperkte vooruitgang die verder gaat dan corrosieremmers. Van de beschikbare producten domineren aminegebaseerde verbindingen (primaire, secundaire, tertiaire of quaternaire amiden en hun mengsels), gevolgd door imidazolinederivaten als een andere belangrijke klasse organische corrosieremmers.

 

Oppervlakteactieve stoffen voor het verzamelen en transporteren 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 60. Tegenwoordig zijn er 14 categorieën met honderden producten. Demulgatoren voor ruwe olie zijn het meest gebruikt, met een jaarlijkse vraag van ongeveer 20.000 ton. China heeft op maat gemaakte demulgatoren ontwikkeld voor verschillende olievelden, waarvan vele voldoen aan de internationale normen van de jaren 90. Stolpuntverlagers, vloeiverbeteraars, viscositeitsverlagende middelen en wasverwijderings-/preventiemiddelen blijven echter beperkt, omdat het meestal gemengde producten zijn. De uiteenlopende eisen die aan de eigenschappen van ruwe olie aan deze oppervlakteactieve stoffen worden gesteld, vormen uitdagingen en hogere eisen voor de ontwikkeling van nieuwe producten.

 

Oppervlakteactieve stoffen voor de behandeling van olieveldwater​

 

Chemicaliën voor waterbehandeling vormen een cruciale categorie in de ontwikkeling van olievelden, met een jaarlijks verbruik van meer dan 60.000 ton – waarvan ongeveer 40% oppervlakteactieve stoffen. Ondanks de aanzienlijke vraag is er in China onvoldoende onderzoek gedaan naar oppervlakteactieve stoffen voor waterbehandeling en blijft het productaanbod onvolledig. De meeste producten zijn afgeleid van industriële waterbehandeling, maar vanwege de complexiteit van het water in olievelden is hun toepasbaarheid vaak beperkt en leveren ze soms niet de verwachte resultaten. Internationaal is de ontwikkeling van flocculanten het meest actieve gebied in het onderzoek naar oppervlakteactieve stoffen voor waterbehandeling, wat resulteert in talloze producten, hoewel er maar weinig specifiek zijn ontworpen voor de behandeling van afvalwater in olievelden.