Anvendelse av overflateaktive stoffer i oljefeltproduksjon

Anvendelse avoverflateaktive stofferi oljefeltproduksjon

1. Overflateaktive stoffer brukt til utvinning av tungolje

På grunn av tungoljens høye viskositet og dårlige fluiditet, medfører det mange vanskeligheter for gruvedrift. For å utvinne disse tungoljene er det noen ganger nødvendig å injisere en vandig løsning av overflateaktivt middel nede i hullet for å omdanne den høyviskøse tungoljen til en lavviskøs olje-i-vann-emulsjon og ekstrahere den til overflaten. De overflateaktive stoffene som brukes i denne metoden for emulgering og viskositetsreduksjon av tungolje inkluderer natriumalkylsulfonat, polyoksyetylenalkylalkoholeter, polyoksyetylenalkylfenoleter, polyoksyetylenpolyoksypropylenpolyenpolyamin, polyoksyetylenvinylalkylalkoholetersulfatnatriumsalt, etc. Den produserte olje-i-vann-emulsjonen må separere vannet og bruke noen industrielle overflateaktive stoffer som demulgatorer for dehydrering. Disse demulgatorene er vann-i-olje-emulgatorer. Vanligvis brukes kationiske overflateaktive stoffer eller naftensyrer, asfaltonsyrer og deres flerverdige metallsalter.

Spesiell tungolje kan ikke utvinnes med konvensjonelle pumpeenheter og krever dampinjeksjon for termisk gjenvinning. For å forbedre den termiske gjenvinningseffekten må overflateaktive stoffer brukes. Injeksjon av skum i dampinjeksjonsbrønnen, det vil si injeksjon av høytemperaturbestandig skumdannende middel og ikke-kondenserbar gass, er en av de vanligste moduleringsmetodene.

Vanlig brukte skumdannende midler er alkylbenzensulfonater, α-olefinsulfonater, petroleumsulfonater, sulfohydrokarbylerte polyoksyetylenalkylalkoholetere og sulfohydrokarbylerte polyoksyetylenalkylfenoletere, etc. Fordi fluorerte overflateaktive stoffer har høy overflateaktivitet og er stabile mot syrer, alkalier, oksygen, varme og olje, er de ideelle skumdannende midler for høye temperaturer. For å gjøre det mulig for den dispergerte oljen å passere lett gjennom porehalsstrukturen i formasjonen, eller for å gjøre det enkelt å drive oljen på overflaten av formasjonen ut, er det nødvendig å bruke et overflateaktivt middel kalt et filmdiffusjonsmiddel. Det vanlig brukte stoffet er et overflateaktivt middel for oksyalkylerte fenolharpikspolymerer.

​

1. Overflateaktive stoffer for utvinning av voksaktig råolje

Utnyttelse av voksholdig råolje krever hyppig voksforebygging og voksfjerning. Surfaktanter fungerer som vokshemmere og voksfjernere. Det finnes oljeløselige overflateaktive stoffer og vannløselige overflateaktive stoffer som brukes til antivoks. Førstnevnte spiller en antivoksrolle ved å endre egenskapene til vokskrystalloverflaten. Vanlig brukte oljeløselige overflateaktive stoffer er petroleumsulfonater og aminoverflateaktive stoffer. Vannløselige overflateaktive stoffer spiller en antivoksrolle ved å endre egenskapene til voksdannede overflater (som oljerør, sugestenger og utstyrsoverflater). Tilgjengelige overflateaktive stoffer inkluderer natriumalkylsulfonater, kvaternære ammoniumsalter, alkanpolyoksyetylenetere, aromatiske hydrokarbonpolyoksyetylenetere og deres sulfonatnatriumsalter, etc. Overflateaktive stoffer som brukes til voksfjerning er også delt inn i to aspekter. Oljeløselige overflateaktive stoffer brukes til oljebaserte voksfjernere, og vannløselige sulfonattyper, kvaternære ammoniumsalttyper, polyetertyper, Tween-typer, OP-typer, sulfatbaserte eller sulfoalkylerte flattyper og OP-typer.overflateaktivt middels brukes i vannbaserte voksfjernere. I de senere år har innenlandske og utenlandske voksfjernere blitt organisk kombinert, og oljebaserte voksfjernere og vannbaserte voksfjernere har blitt organisk kombinert for å produsere hybride voksfjernere. Denne voksfjerneren bruker aromatiske hydrokarboner og blandede aromatiske hydrokarboner som oljefase, og bruker en emulgator med voksrensende effekt som vannfase. Når den valgte emulgatoren er et ikke-ionisk overflateaktivt middel med et passende uklarhetspunkt, kan temperaturen under voksseksjonen i oljebrønnen nå eller overstige dens uklarhetspunkt, slik at den blandede voksfjerneren kan Emulgeringen brytes før den går inn i voksdannende seksjon, og to voksrensende midler separeres, som samtidig spiller rollen som voksrensing.

3. Surfaktanterbrukes til å stabilisere leire

Stabiliserende leire er delt inn i to aspekter: å forhindre utvidelse av leirmineraler og å forhindre migrasjon av leirmineralpartikler. Kationiske overflateaktive stoffer som aminsalttyper, kvaternære ammoniumsalttyper, pyridiniumsalttyper og imidazolinsalter kan brukes til å forhindre leirsvelling. Fluorholdige ikke-ioniske kationiske overflateaktive stoffer er tilgjengelige for å forhindre migrasjon av leirmineralpartikler.

4. Surfaktanterbrukt i forsuringstiltak

For å forbedre forsuringseffekten tilsettes vanligvis en rekke tilsetningsstoffer til syreløsningen. Ethvert overflateaktivt middel som er kompatibelt med syreløsningen og lett absorberes ved dannelsen, kan brukes som et forsuringshemmende middel. Slik som fettaminhydroklorid, kvaternært ammoniumsalt, pyridinsalt i kationiske overflateaktive stoffer og sulfonerte, karboksymetylerte, fosfatestersaltede eller sulfatersaltede polyoksyetylenalkaner i amfotære overflateaktive stoffer basert på fenoleter, etc. Noen overflateaktive stoffer, som dodecylsulfonsyre og dens alkylaminsalter, kan emulgere syrevæske i olje for å produsere en syre-i-olje-emulsjon. Denne emulsjonen kan brukes som en forsuret industriell væske og spiller også en retarderende rolle.

Noen overflateaktive stoffer kan brukes som antiemulgatorer for å forsure væsker. Overflateaktive stoffer med forgrenede strukturer, som polyoksyetylenpolyoksypropylenpropylenglykoleter og polyoksyetylenpolyoksypropylenpentaetylenheksaamin, kan brukes som forsurende antiemulgatorer.

Noen overflateaktive stoffer kan brukes som syrefattige dreneringsmidler. Overflateaktive stoffer som kan brukes som dreneringsmidler inkluderer aminsalter, kvaternære ammoniumsalter, pyridiniumsalter, ikke-ioniske, amfotære og fluorholdige overflateaktive stoffer.

Noen overflateaktive stoffer kan brukes som forsurende slambekjempende midler, slik som oljeløselige overflateaktive stoffer, slik som alkylfenoler, fettsyrer, alkylbenzensulfonsyrer, kvaternære ammoniumsalter, etc. Fordi de har dårlig syreløselighet, kan ikke-ioniske overflateaktive stoffer brukes til å dispergere dem i syreløsningen.

For å forbedre forsuringseffekten må et fuktingsreverseringsmiddel tilsettes syreløsningen for å reversere fuktbarheten i sonen nær borehullet fra lipofil til hydrofil. Blandinger av polyoksyetylen-polyoksypropylen-alkylalkoholetere og fosfatsaltede polyoksyetylen-polyoksypropylen-alkylalkoholetere adsorberes av dannelsen for å danne det tredje adsorpsjonslaget, som spiller en rolle i fukting og reversering.

I tillegg finnes det noen overflateaktive stoffer, som fettaminhydroklorid, kvaternært ammoniumsalt eller ikke-ionisk-anionisk overflateaktivt middel, som brukes som skumdannende midler for å lage skumsyre som arbeidsvæske for å oppnå formålet med å bremse korrosjon og dyp forsuring, eller skum lages av dette og brukes som forvæske for forsuring. Etter at de er injisert i formasjonen, injiseres syreløsningen. Jamin-effekten som produseres av boblene i skummet kan avlede syrevæsken, noe som tvinger syrevæsken til hovedsakelig å løse opp det lavpermeable laget, og dermed forbedre forsuringseffekten.

5. Surfaktanter brukt i fraktureringstiltak

Fraktureringstiltak brukes ofte i oljefelt med lav permeabilitet. De bruker trykk for å åpne formasjonen for å danne sprekker, og bruker proppmiddel for å støtte sprekkene for å redusere væskestrømningsmotstanden og oppnå formålet med å øke produksjonen og oppmerksomheten. Noen fraktureringsvæsker er formulert med overflateaktive stoffer som en av ingrediensene.

Olje-i-vann-fraktureringsvæsker formuleres med vann, olje og emulgatorer. Emulgatorene som brukes er ioniske, ikke-ioniske og amfotere overflateaktive stoffer. Hvis fortykket vann brukes som ekstern fase og olje brukes som intern fase, kan en fortykket olje-i-vann-fraktureringsvæske (polymeremulsjon) fremstilles. Denne fraktureringsvæsken kan brukes ved temperaturer under 160 °C og kan automatisk bryte emulsjoner og drenere væsker.

Skumfraktureringsvæske er en fraktureringsvæske som bruker vann som dispersjonsmedium og gass som dispergert fase. Hovedkomponentene er vann, gass og skumdannende middel. Alkylsulfonater, alkylbenzensulfonater, alkylsulfatestersalter, kvaternære ammoniumsalter og OP-overflateaktive stoffer kan alle brukes som skumdannende midler. Konsentrasjonen av skumdannende middel i vann er vanligvis 0,5–2 %, og forholdet mellom gassfasevolum og skumvolum er i området 0,5–0,9.

Oljebasert fraktureringsvæske er en fraktureringsvæske formulert med olje som løsemiddel eller dispersjonsmedium. Den mest brukte oljen på stedet er råolje eller dens tunge fraksjon. For å forbedre viskositets- og temperaturegenskapene må oljeløselig petroleumsulfonat (molekylvekt 300–750) tilsettes. Oljebaserte fraktureringsvæsker inkluderer også vann-i-olje-fraktureringsvæsker og oljeskumfraktureringsvæsker. Emulgatorene som brukes i førstnevnte er oljeløselige anioniske overflateaktive stoffer, kationiske overflateaktive stoffer og ikke-ioniske overflateaktive stoffer, mens skumstabilisatorene som brukes i sistnevnte er fluorholdige polymeroverflateaktive stoffer.

Vannfølsom formasjonsfraktureringsvæske bruker en blanding av alkohol (som etylenglykol) og olje (som parafin) som dispersjonsmedium, flytende karbondioksid som dispergert fase og sulfatsaltet polyoksyetylenalkylalkoholeter som emulgator. Eller emulsjon eller skum formulert med skumdannende middel for å frakturere vannfølsomme formasjoner.

Fraktureringsvæsken som brukes til frakturering og forsuring er både en fraktureringsvæske og en forsurende væske. Den brukes i karbonatformasjoner, og de to tiltakene utføres samtidig. Surt skum og sur emulsjon er relatert til overflateaktive stoffer. Førstnevnte bruker alkylsulfonat eller alkylbenzensulfonat som skummiddel, og sistnevnte bruker et sulfonat-overflateaktivt middel som emulgator. I likhet med forsurende væsker bruker fraktureringsvæsker også overflateaktive stoffer som antiemulgatorer, dreneringshjelpemidler og fuktingsreverseringsmidler, som ikke vil bli diskutert her.

6. Bruk overflateaktive stoffer for profilkontroll og vannblokkeringstiltak

For å forbedre effekten av vanninjeksjonsutviklingen og undertrykke den stigende hastigheten på vanninnholdet i råolje, er det nødvendig å justere vannabsorpsjonsprofilen på vanninjeksjonsbrønnene og øke produksjonen ved å blokkere vann på produksjonsbrønnene. Noen av profilkontroll- og vannblokkeringsmetodene bruker ofte noen overflateaktive stoffer.

HPC/SDS gelprofilkontrollmiddel består av hydroksypropylcellulose (HPC) og natriumdodecylsulfat (SDS) i ferskvann.

Natriumalkylsulfonat og alkyltrimetylammoniumklorid løses henholdsvis opp i vann for å fremstille to arbeidsvæsker, som injiseres i formasjonen etter hverandre. De to arbeidsvæskene samvirker med hverandre i formasjonen for å produsere alkyltrimetylamin. Sulfitten utfelles og blokkerer laget med høy permeabilitet.

Polyoksyetylenalkylfenoletere, alkylarylsulfonater, etc. kan brukes som skumdannende midler, oppløses i vann for å fremstille en arbeidsvæske, og deretter injiseres i formasjonen vekselvis med flytende karbondioksid-arbeidsvæske, akkurat i formasjonen (hovedsakelig høyt permeabelt lag) danner skum, produserer blokkering og spiller en rolle i profilkontroll.

Ved å bruke et kvaternært ammonium-overflateaktivt middel som skummiddel oppløst i en kiselsyresol bestående av ammoniumsulfat og vannglass og injiseres i formasjonen, og deretter injisere ikke-kondenserbar gass (naturgass eller klor), kan en væskebasert form genereres i formasjonen først. Skummet i dispersjonsmellomlaget, etterfulgt av gelering av kiselsyresolen, produserer et skum med fast stoff som dispersjonsmedium, som spiller rollen med å plugge det høypermeable laget og kontrollere profilen.

Ved å bruke sulfonat-overflateaktive stoffer som skumdannende midler og polymerforbindelser som fortykningsmiddel for skum, og deretter injisere gass eller gassgenererende stoffer, genereres et vannbasert skum på bakken eller i formasjonen. Dette skummet er overflateaktivt i oljelaget. En stor mengde av stoffet beveger seg til olje-vann-grensesnittet, noe som forårsaker ødeleggelse av skummet, slik at det ikke blokkerer oljelaget. Det er et selektivt og vannblokkerende middel i oljebrønner.

Oljebasert sementvannblokkeringsmiddel er en suspensjon av sement i olje. Sementoverflaten er hydrofil. Når vannet kommer inn i det vannproduserende laget, fortrenger det samspillet mellom oljebrønnen og sementen på sementens overflate, noe som får sementen til å størkne og blokkere det vannproduserende laget. For å forbedre flyteevnen til dette pluggingsmiddelet tilsettes vanligvis karboksylat- og sulfonat-overflateaktive stoffer.

Vannbasert micellært, flytende, vannblokkerende middel er en micellær løsning som hovedsakelig består av petroleumammoniumsulfonat, hydrokarboner og alkoholer. Den inneholder mye saltvann i formasjonen og blir viskøs for å oppnå en vannblokkerende effekt.

Vannbasert eller oljebasert kationisk overflateaktiv løsning som vannblokkerer er basert på alkylkarboksylat- og alkylammoniumkloridsaltaktive stoffer og er kun egnet for sandsteinsformasjoner.

Aktivt vannblokkerende middel for tungolje er en type tungolje som er løst opp med en vann-i-olje-emulgator. Etter at formasjonen er avvannet, produseres en svært viskøs vann-i-olje-emulsjon for å oppnå formålet med å blokkere vann.

Olje-i-vann-vannblokkerende middel fremstilles ved å emulgere tungolje i vann ved bruk av et kationisk overflateaktivt middel som olje-i-vann-emulgator.

7. Bruk overflateaktive stoffer for sandkontrolltiltak

Før sandkontrolloperasjoner må en viss mengde aktivert vann tilberedt med overflateaktive stoffer injiseres som en forvæske for å forhåndsrense formasjonen og forbedre sandkontrolleffekten. For tiden er de mest brukte overflateaktive stoffene anioniske overflateaktive stoffer.

8. Surfaktant for dehydrering av råolje

I de primære og sekundære oljeutvinningstrinn brukes ofte vann-i-olje-demulgatorer for den utvunnede råoljen. Tre generasjoner av produkter er utviklet. Den første generasjonen er karboksylat, sulfat og sulfonat. Den andre generasjonen er lavmolekylære ikke-ioniske overflateaktive stoffer som OP, Pingpingjia og sulfonert ricinusolje. Den tredje generasjonen er polymert ikke-ionisk overflateaktivt middel.

I de senere stadiene av sekundær oljeutvinning og tertiær oljeutvinning, finnes den produserte råoljen hovedsakelig i form av olje-i-vann-emulsjon. Det brukes fire typer demulgatorer, som tetradecyltrimetyloksyammoniumklorid og didecyldimetylammoniumklorid. De kan reagere med anioniske emulgatorer for å endre deres hydrofile oljebalanseverdi, eller adsorberes på overflaten av vannvåte leirepartikler, noe som endrer deres fuktbarhet og ødelegger olje-i-vann-emulsjoner. I tillegg kan noen anioniske overflateaktive stoffer og oljeløselige ikke-ioniske overflateaktive stoffer som kan brukes som vann-i-olje-emulgatorer, også brukes som demulgatorer for olje-i-vann-emulsjoner.

1. Overflateaktive stoffer for vannbehandling

Etter at oljebrønnens produksjonsvæske er separert fra råoljen, må det produserte vannet behandles for å oppfylle kravene til reinjeksjon. Vannbehandling har seks formål, nemlig korrosjonshemming, forebygging av avleiringer, sterilisering, fjerning av oksygen, fjerning av olje og fjerning av fast suspendert materiale. Derfor er det nødvendig å bruke korrosjonshemmere, avleiringsmidler, baktericider, oksygenfjernere, avfettingsmidler og flokkuleringsmidler, osv. Følgende aspekter involverer industrielle overflateaktive stoffer:

Industrielle overflateaktive stoffer som brukes som korrosjonshemmere inkluderer salter av alkylsulfonsyre, alkylbenzensulfonsyre, perfluoralkylsulfonsyre, lineære alkylaminsalter, kvaternære ammoniumsalter og alkylpyridinsalter, salter av imidazolin og dets derivater, polyoksyetylenalkylalkoholetere, polyoksyetylen-dialkylpropargylalkohol, polyoksyetylen-harpiksamin, polyoksyetylenstearylamin og polyoksyetylen-alkylalkoholetere, alkylsulfonat, forskjellige kvaternære ammonium-interne salter, di(polyoksyetylen)alkyl-interne salter og deres derivater.

Overflateaktive stoffer som brukes som bunnstoff inkluderer fosfatestersalter, sulfatestersalter, acetater, karboksylater og deres polyoksyetylenforbindelser. Den termiske stabiliteten til sulfonatestersalter og karboksylatsalter er betydelig bedre enn for fosfatestersalter og sulfatestersalter.

Industrielle overflateaktive stoffer som brukes i soppdrepende midler inkluderer lineære alkylaminsalter, kvaternære ammoniumsalter, alkylpyridiniumsalter, salter av imidazolin og dets derivater, forskjellige kvaternære ammoniumsalter, di(polyoksy)vinyl)alkyl og interne salter av dets derivater.

Industrielle overflateaktive stoffer som brukes i avfettingsmidler er hovedsakelig overflateaktive stoffer med forgrenede strukturer og natriumditiokarboksylatgrupper.

10. Overflateaktivt middel for kjemisk oljeflømming

Primær- og sekundæroljeutvinning kan utvinne 25–50 % av råoljen i undergrunnen, men det er fortsatt mye råolje som forblir under jorden og ikke kan utvinnes. Utvinning av tertiærolje kan forbedre råoljeutvinningen. Tertiæroljeutvinning bruker hovedsakelig kjemisk oversvømmelsesmetode, det vil si å tilsette noen kjemiske stoffer i det injiserte vannet for å forbedre effektiviteten av oversvømmelsen. Blant kjemikaliene som brukes, er noen industrielle overflateaktive stoffer. En kort introduksjon til dem er som følger:

Den kjemiske oljeflømmingsmetoden som bruker overflateaktivt middel som hovedmiddel kalles overflateaktivt flømming. Overflateaktive stoffer spiller hovedsakelig en rolle i å forbedre oljeutvinningen ved å redusere olje-vann-grenseflatespenningen og øke antallet kapillærer. Siden overflaten av sandsteinsformasjonen er negativt ladet, er de overflateaktive stoffene som brukes hovedsakelig anioniske overflateaktive stoffer, og de fleste av dem er sulfonat-overflateaktive stoffer. Det lages ved å bruke et sulfoneringsmiddel (som svoveltrioksid) for å sulfonere petroleumsfraksjoner med høyt aromatisk hydrokarboninnhold, og deretter nøytralisere dem med alkali. Spesifikasjoner: aktiv substans 50%-80%, mineralolje 5%-30%, vann 2%-20%, natriumsulfat 1%-6%. Petroleumsulfonat er ikke motstandsdyktig mot temperatur, salt eller dyre metallioner. Syntetiske sulfonater fremstilles fra tilsvarende hydrokarboner ved hjelp av tilsvarende syntetiske metoder. Blant disse er α-olefinsulfonat spesielt motstandsdyktig mot salt og høyverdige metallioner. Andre anioniske-ikke-ioniske overflateaktive stoffer og karboksylatoverflateaktive stoffer kan også brukes til oljefortrengning. Oljefortrengning av overflateaktive stoffer krever to typer tilsetningsstoffer: den ene er ko-overflateaktive stoffer, som isobutanol, dietylenglykolbutyleter, urea, sulfolan, alkenylenbenzensulfonat, etc., og den andre er dielektrisk, inkludert syre- og alkalisalter, hovedsakelig salter, som kan redusere hydrofilisiteten til overflateaktivt middel og relativt øke lipofilisiteten, og også endre hydrofil-lipofile balanseverdien til det aktive stoffet. For å redusere tapet av overflateaktivt middel og forbedre de økonomiske effektene, bruker overflateaktive stoffer også kjemikalier kalt offermidler. Stoffer som kan brukes som offermidler inkluderer alkaliske stoffer og polykarboksylsyrer og deres salter. Oligomerer og polymerer kan også brukes som offermidler. Lignosulfonater og deres modifikasjoner er offermidler.

Oljefortrengningsmetoden som bruker to eller flere kjemiske oljefortrengningshovedmidler kalles komposittflømming. Denne oljefortrengningsmetoden relatert til overflateaktive stoffer inkluderer: overflateaktivt og polymerfortykket overflateaktivt flømming; alkaliforsterket overflateaktivt flømming med alkali + overflateaktivt middel eller overflateaktivt forsterket alkaliflømming; elementbasert komposittflømming med alkali + overflateaktivt middel + polymer. Komposittflømming har generelt høyere utvinningsfaktorer enn en enkelt drivstoff. I følge den nåværende analysen av utviklingstrender i inn- og utland har ternær forbindelsesflømming større fordeler enn binær forbindelsesflømming. De overflateaktive stoffene som brukes i ternær komposittflømming er hovedsakelig petroleumsulfonater, vanligvis også brukt i kombinasjon med svovelsyre, fosforsyre og karboksylsyrer av polyoksyetylenalkylalkoholetere, og polyoksyetylenalkylalkoholalkylsulfonatnatriumsalter osv. for å forbedre salttoleransen. Nylig har både hjemme og i utlandet lagt stor vekt på forskning på og bruk av biosurfaktanter, som rhamnolipid, soforolipidfermenteringsbuljong, etc., samt naturlige blandede karboksylsyrer og papirfremstillingsbiproduktet alkalilignin, etc., og har oppnådd gode resultater i felt- og innendørstester. God oljefortrengningseffekt.