1.Surfaktanterbrukt tilutvinning av tungolje
På grunn av tungoljens høye viskositet og dårlige fluiditet, medfører det mange vanskeligheter med utvinning. For å utvinne slik tungolje injiseres vandige løsninger av overflateaktive stoffer noen ganger i borehullet for å omdanne den høyviskøse tungoljen til lavviskøse olje-i-vann-emulsjoner, som deretter pumpes opp til overflaten. De overflateaktive stoffene som brukes i denne metoden for emulgering og viskositetsreduksjon av tungolje inkluderer natriumalkylsulfonat, polyoksyetylenalkylalkoholeter, polyoksyetylenalkylfenoleter, polyoksyetylenpolyoksypropylenpolyenpolyamin, natriumpolyoksyetylenalkylalkoholetersulfat, etc. For de produserte olje-i-vann-emulsjonene er det nødvendig å separere vannet, og noen industrielle overflateaktive stoffer brukes også som demulgatorer for dehydrering. Disse demulgatorene er vann-i-olje-emulgatorer. Vanlig brukte er kationiske overflateaktive stoffer, eller naftensyrer, asfaltsyrer og deres flerverdige metallsalter. Spesiell tungolje kan ikke utvinnes av konvensjonelle pumpeenheter og krever dampinjeksjon for termisk gjenvinning. For å forbedre effekten av termisk gjenvinning må overflateaktive stoffer brukes. Injeksjon av skum i dampinjeksjonsbrønnen, det vil si injeksjon av høytemperaturbestandige skumdannende midler og ikke-kondenserbare gasser, er en av de vanligste fremstillingsmetodene. Vanlig brukte skumdannende midler er alkylbenzensulfonater,α-olefinsulfonater, petroleumsulfonater, sulfoalkylerte polyoksyetylenalkylalkoholetere og sulfoalkylerte polyoksyetylenalkylfenoletere, etc. Siden fluorerte overflateaktive stoffer har høy overflateaktivitet og er stabile mot syrer, alkalier, oksygen, varme og olje, er de ideelle skumdannere ved høye temperaturer. For å gjøre det mulig for den dispergerte oljen å passere lett gjennom porehalsstrukturen i formasjonen eller for å gjøre det mulig for oljen på formasjonsoverflaten å fortrenges lett, er det behov for overflateaktive stoffer kalt filmdiffusjonsmidler, og de vanligste er oksyalkylerte fenolharpikspolymeroverflateaktive stoffer.
2.Overflateaktive stoffer for utvinning av voksaktig råolje
Ved utvinning av voksholdig råolje er det nødvendig å utføre hyppig voksforebygging og voksfjerning. Overflateaktive stoffer brukes som vokshemmere og voksfjernere. De overflateaktive stoffene som brukes til voksforebygging inkluderer oljeløselige overflateaktive stoffer og vannløselige overflateaktive stoffer. Førstnevnte utøver en voksforebyggende effekt ved å endre egenskapene til vokskrystalloverflaten. Vanlig brukte oljeløselige overflateaktive stoffer er petroleumsulfonater og amin-type overflateaktive stoffer. Vannløselige overflateaktive stoffer spiller en rolle i å forhindre voks ved å endre egenskapene til voksavsetningsoverflater (som overflater på oljerør, sugestenger og utstyr). Tilgjengelige overflateaktive stoffer inkluderer natriumalkylsulfonater, kvaternære ammoniumsalter, alkanpolyoksyetylenetere, aromatiske hydrokarbonpolyoksyetylenetere og deres natriumsulfonatsalter, etc. Overflateaktive stoffer som brukes til voksfjerning faller også inn i to kategorier: oljeløselige stoffer brukes i oljebaserte voksfjernere, og vannløselige stoffer som sulfonat-, kvaternære ammoniumsalt-, polyeter-, Tween- og OP-type overflateaktive stoffer, samt sulfatforestrede eller sulfoalkylerte Peregal- og OP-type overflateaktive stoffer, brukes i vannbaserte voksfjernere. I de senere år, både nasjonalt og internasjonalt, har voksfjerning og -forebygging blitt organisk kombinert, og oljebaserte voksfjernere og vannbaserte voksfjernere har også blitt organisk kombinert for å produsere blandede voksfjernere. Denne typen voksfjerner bruker aromatiske hydrokarboner og blandede aromatiske hydrokarboner som oljefase, og emulgatorer med voksfjernende effekter som vannfase. Når den valgte emulgatoren er et ikke-ionisk overflateaktivt middel med et passende uklarhetspunkt, kan det nå eller overskride uklarhetspunktet ved temperaturen under voksavsetningsdelen av oljebrønnen, og dermed føre til at blandet voksfjerner demulgerer før den kommer inn i voksavsetningsdelen, og separeres i to typer voksfjernere, som utøver voksfjerningseffekten samtidig.
3.Overflateaktive stoffer brukt i stabil leire
Stabilisering av leire innebærer to aspekter: å forhindre svelling av leirmineraler og å forhindre migrering av leirmineralpartikler. For å forhindre svelling av leire kan kationiske overflateaktive stoffer som aminsalttyper, kvaternære ammoniumsalttyper, pyridinsalttyper og imidazolinsalter brukes. For å forhindre migrering av leirmineralpartikler kan fluorholdige ikke-ioniske kationiske overflateaktive stoffer brukes.
4.Overflateaktive stoffer brukt i syrebehandlingstiltak
For å forsterke den syregivende effekten er det vanligvis nødvendig å tilsette forskjellige tilsetningsstoffer til syreløsningen. Ethvert overflateaktivt middel som er kompatibelt med syreløsningen og lett absorberes ved dannelsen, kan brukes som en syregivende retarder. Eksempler inkluderer fettaminhydroklorider, kvaternære ammoniumsalter og pyridiniumsalter blant kationiske overflateaktive stoffer, samt sulfonerte, karboksymetylerte, fosfatforestrede eller sulfatforestrede polyoksyetylenalkylfenoletere blant amfotere overflateaktive stoffer. Noen overflateaktive stoffer, som dodecylsulfonsyre og dens alkylaminsalter, kan emulgere syreløsningen i olje for å danne en syre-i-olje-emulsjon, som, når den brukes som en syregivende arbeidsvæske, også fungerer som en retarder.
Noen overflateaktive stoffer kan fungere som demulgatorer for syredannende væsker. Overflateaktive stoffer med forgrenede strukturer, som polyoksyetylen-polyoksypropylen-propylenglykoleter og polyoksyetylen-polyoksypropylen-pentaetylenheksamin, kan fungere som syredannende demulgatorer.
Visse overflateaktive stoffer kan brukes som tilsetningsstoffer for opprydding av brukt syre, inkludert aminsalttyper, kvaternære ammoniumsalttyper, pyridiniumsalttyper, ikke-ioniske, amfotere og fluorerte overflateaktive stoffer.
Noen overflateaktive stoffer fungerer som syrehemmere, slik som oljeløselige overflateaktive stoffer som alkylfenoler, fettsyrer, alkylbenzensulfonsyrer og kvaternære ammoniumsalter. På grunn av deres dårlige syreløselighet kan ikke-ioniske overflateaktive stoffer brukes til å dispergere dem i syreløsningen.
For å forbedre den syregivende effekten må fuktbarhetsmodifikatorer tilsettes syreløsningen for å reversere fuktbarheten i sonen nær borehullet fra oljevåt til vannvåt. Blandinger som polyoksyetylen-polyoksypropylen-alkylalkoholeter og fosfatforestret polyoksyetylen-polyoksypropylen-alkylalkoholeter adsorberes av formasjonen som det primære adsorpsjonslaget, og dermed oppnås fuktbarhetsreversering.
I tillegg brukes noen overflateaktive stoffer, som fettaminhydroklorider, kvaternære ammoniumsalter eller ikke-ioniske-anioniske overflateaktive stoffer, som skumdannende midler for å fremstille skumsyrearbeidsvæsker, som har som formål å forsinke reaksjonen, hemme korrosjon og syredanne dype formasjoner. Alternativt kan slike skum brukes som forbehandlinger for syredannelse: etter å ha blitt injisert i formasjonen, injiseres syreløsningen deretter. Jamin-effekten som genereres av bobler i skummet, kan avlede syreløsningen, slik at den hovedsakelig tvinges til å løse opp lag med lav permeabilitet og dermed forbedre syredannelseseffekten.
5.Surfaktanter brukt i fraktureringstiltak
Fraktureringstiltak brukes ofte i oljefelt med lav permeabilitet. De innebærer å bruke trykk for å sprekke formasjonen, lage sprekker og støtte opp sprekkene med proppemidler for å redusere væskestrømningsmotstanden, og dermed oppnå målet om å øke produksjon og injeksjon. Noen fraktureringsvæsker er formulert med overflateaktive stoffer som en av komponentene. Olje-i-vann-fraktureringsvæsker fremstilles fra vann, olje og emulgatorer. Emulgatorene som brukes inkluderer ioniske, ikke-ioniske og amfotere overflateaktive stoffer. Hvis fortykket vann brukes som ekstern fase og olje som intern fase, kan en fortykket olje-i-vann-fraktureringsvæske (polymeremulsjon) formuleres. Denne typen fraktureringsvæske kan brukes ved temperaturer under 160 °C og kan automatisk demulgere og slippe ut væsker. Skumfraktureringsvæsker er de med vann som dispersjonsmedium og gass som dispergert fase, hvis hovedkomponenter er vann, gass og skumdannende midler. Alkylsulfonater, alkylbenzensulfonater, alkylsulfatestere, kvaternære ammoniumsalter og OP-type overflateaktive stoffer kan alle brukes som skumdannende stoffer. Konsentrasjonen av skumdannende stoffer i vann er vanligvis 0,5–2 %, og forholdet mellom gassfasevolum og skumvolum varierer fra 0,5 til 0,9. Oljebaserte fraktureringsvæsker formuleres med olje som løsningsmiddel eller dispersjonsmedium. De mest brukte oljene i feltapplikasjoner er råolje eller dens tunge fraksjoner. For å forbedre viskositets-temperaturytelsen må oljeløselige petroleumsulfonater (med en molekylvekt på 300–750) tilsettes. Oljebaserte fraktureringsvæsker inkluderer også vann-i-olje-fraktureringsvæsker og oljeskumfraktureringsvæsker. Førstnevnte bruker oljeløselige anioniske overflateaktive stoffer, kationiske overflateaktive stoffer og ikke-ioniske overflateaktive stoffer som emulgatorer, mens sistnevnte bruker fluorholdige polymere overflateaktive stoffer som skumstabilisatorer. Fraktureringsvæsker for vannfølsomme formasjoner er emulsjoner eller skum formulert ved bruk av en blanding av alkoholer (som etylenglykol) og oljer (som parafin) som dispersjonsmedium, flytende karbondioksid som dispergert fase, og sulfaterte polyoksyetylenalkylalkoholetere som emulgatorer eller skumdannende midler, brukt til frakturering av vannfølsomme formasjoner. Fraktureringsvæsker for fraktureringssurgjøring fungerer som både fraktureringsvæsker og syredannende væsker, brukt i karbonatformasjoner der begge tiltakene utføres samtidig. De som er relatert til overflateaktive stoffer er sure skum og syreemulsjoner; førstnevnte bruker alkylsulfonater eller alkylbenzensulfonater som skumdannende midler, og sistnevnte bruker sulfonat-type overflateaktive stoffer som emulgatorer. I likhet med syredannende væsker bruker fraktureringsvæsker også overflateaktive stoffer som demulgatorer, opprenskningstilsetninger og fuktningsreverserende midler, som ikke vil bli utdypet her.
6.Overflateaktive stoffer brukt i profilkontroll og vanntilstoppingstiltak
For å forbedre effektiviteten av vannflømmingsutviklingen og hemme økningsraten i råoljevannfraksjonen, er det nødvendig å justere vannabsorpsjonsprofilen i injeksjonsbrønner og implementere vannpluggingstiltak i produksjonsbrønner som stimuleringsmetoder. Noen av disse profilkontroll- og vannpluggingsmetodene bruker ofte visse overflateaktive stoffer. HPC/SDS-gelprofilkontrollmidlet fremstilles ved å blande hydroksypropylcellulose (HPC) og natriumdodecylsulfat (SDS) i ferskvann. Natriumalkylsulfonat og alkyltrimetylammoniumklorid løses henholdsvis opp i vann for å fremstille to arbeidsfluider, som injiseres suksessivt i formasjonen. De to arbeidsfluidene møtes i formasjonen og produserer alkylsulfittutfellinger av alkyltrimetylamin, som blokkerer lagene med høy permeabilitet. Polyoksyetylenalkylfenoleter, alkylarylsulfonat, etc., kan brukes som skumdannende midler. De løses opp i vann for å fremstille en arbeidsfluid, som deretter vekselvis injiseres i formasjonen med en flytende karbondioksidarbeidsfluid. Dette danner skum i formasjonen (hovedsakelig i lag med høy permeabilitet), noe som forårsaker blokkering og oppnår profilkontrolleffekten. Et kvaternært ammoniumsalt-type overflateaktivt middel brukes som skumdannende middel, oppløses i en silikasol fremstilt fra ammoniumsulfat og vannglass, og injiseres i formasjonen. Deretter injiseres ikke-kondenserbar gass (naturgass eller klorgass), som først genererer skum med væske som dispersjonsmedium i formasjonen, og deretter danner silikasolen gel for å produsere skum med fast stoff som dispersjonsmedium, og blokkerer dermed lag med høy permeabilitet og oppnår profilkontroll. Ved å bruke sulfonat-type overflateaktive stoffer som skumdannende midler og høymolekylære forbindelser som fortyknings- og skumstabiliserende midler, etterfulgt av injeksjon av gass eller gassgenererende stoffer, genereres vannbasert skum på overflaten eller i formasjonen. I oljelaget beveger en stor mengde av det overflateaktive stoffet seg til olje-vann-grensesnittet, noe som får skummet til å brytes, slik at det ikke blokkerer oljelaget og er et selektivt oljebrønnvannstetningsmiddel. Oljebasert sementvannstetningsmiddel er en suspensjon av sement i olje. Sementoverflaten er hydrofil. Når vannet kommer inn i det vannproduserende laget, fortrenger det oljen på sementoverflaten og reagerer med sementen, noe som får sementen til å størkne og blokkere det vannproduserende laget. For å forbedre flyteevnen til dette pluggingsmiddelet tilsettes vanligvis karboksylat- og sulfonat-lignende overflateaktive stoffer. Vannbasert micellært væskepluggingsmiddel er en micellær løsning som hovedsakelig består av ammoniumpetroleumsulfonat, hydrokarboner, alkoholer osv. Når det møter vann med høyt saltinnhold i formasjonen, kan det bli tyktflytende for å oppnå vannpluggingseffekten. Vannbaserte eller oljebaserte kationiske overflateaktive løsningspluggingsmidler, som hovedsakelig består av alkylkarboksylat- og alkylammoniumklorid-overflateaktive stoffer, kan kun brukes i sandsteinsformasjoner. Aktivt tungoljepluggingsmiddel er en tungolje oppløst med vann-i-olje-emulgatorer. Når det møter vann i formasjonen, produserer det en høyviskøs vann-i-olje-emulsjon for å oppnå vannplugging. Olje-i-vann-pluggingmiddel fremstilles ved å emulgere tungolje i vann ved bruk av kationiske overflateaktive stoffer som olje-i-vann-emulgatorer.
7.Overflateaktive stoffer for sandkontrolltiltak
Før sandkontrolloperasjoner må en viss mengde aktivt vann tilberedt med overflateaktive stoffer injiseres som forspylingsvæske for å forhåndsrense formasjonen og dermed forbedre sandkontrolleffekten. De fleste overflateaktive stoffene som vanligvis brukes i dag er anioniske overflateaktive stoffer.
8.Surfactive stoffer for dehydrering av råolje
I de primære og sekundære oljeutvinningstrinnene brukes vann-i-olje-demulgatorer hovedsakelig for den produserte råoljen. Tre generasjoner av produkter er utviklet. Den første generasjonen inkluderer karboksylater, sulfater og sulfonater. Den andre generasjonen består av ikke-ioniske overflateaktive stoffer med lav molekylvekt, som OP, Pegosperse og sulfonert ricinusolje. Den tredje generasjonen er ikke-ioniske overflateaktive stoffer med høy molekylvekt. I det sene sekundære oljeutvinningstrinnet og det tertiære oljeutvinningstrinnet finnes den produserte råoljen hovedsakelig i form av olje-i-vann-emulsjoner. Det brukes fire typer demulgatorer, som tetradecyltrimetylammoniumklorid og didecyldimetylammoniumklorid. Disse kan reagere med anioniske emulgatorer for å endre deres hydrofil-lipofile balanseverdi, eller adsorbere på overflaten av vannvåte leirepartikler for å endre deres fuktbarhet og bryte olje-i-vann-emulsjonen. I tillegg kan noen anioniske overflateaktive stoffer som kan fungere som vann-i-olje-emulgatorer og oljeløselige ikke-ioniske overflateaktive stoffer også brukes som demulgatorer for olje-i-vann-emulsjoner.
9.Overflateaktive stoffer for vannbehandling
Etter at råolje er separert fra den produserte væsken fra en oljebrønn, må det produserte vannet behandles for å oppfylle kravene for reinjeksjon. Formålene med vannbehandling inkluderer seks aspekter: korrosjonshemming, forebygging av avleiringer, sterilisering, deoksygenering, fjerning av olje og fjerning av faste, suspenderte stoffer. Derfor brukes korrosjonshemmere, avleiringshemmere, baktericider, deoksidasjonsmidler, oljefjernere, flokkuleringsmidler osv. De involverte industrielle overflateaktive stoffene er som følger:
Industrielle overflateaktive stoffer som brukes som korrosjonshemmere inkluderer salter av alkylsulfonsyrer, alkylbenzensulfonsyrer, perfluoralkylsulfonsyrer, rettkjedede alkylaminsalter, kvaternære ammoniumsalter, alkylpyridiniumsalter, salter av imidazoliner og deres derivater, polyoksyetylenalkylalkoholetere, polyoksyetylen-dialkylpropynoler, polyoksyetylen-harpiksaminer, polyoksyetylenstearylaminer, polyoksyetylenalkylalkoholeteralkylsulfonater, forskjellige kvaternære amino-indre salter og indre salter av bis(polyoksyetylen)alkyler og deres derivater. Overflateaktive stoffer som brukes som avleiringshemmere inkluderer fosfatestere, sulfatestere, acetater, karboksylater og deres polyoksyetylenforbindelser. Den termiske stabiliteten til sulfonatestere og karboksylater er betydelig bedre enn for fosfatestere og sulfatestere. Industrielle overflateaktive stoffer som brukes som baktericider inkluderer rettkjedede alkylaminsalter, kvaternære ammoniumsalter, alkylpyridiniumsalter, salter av imidazoliner og deres derivater, forskjellige indre kvaternære ammoniumsalter og indre salter av bis(polyoksyetylen)alkyler og deres derivater. Industrielle overflateaktive stoffer som brukes som oljefjernere er hovedsakelig de med forgrenet struktur og som inneholder natriumditiokarboksylatgrupper.
10,Surfaktanter for kjemisk oversvømmelse i oljeutvinning
Primær og sekundær oljeutvinning kan utvinne 25–50 % av den underjordiske råoljen, mens en stor mengde råolje forblir under jorden og ikke kan utvinnes. Tertiær oljeutvinning kan forbedre oljeutvinningseffektiviteten. Tertiær oljeutvinning benytter for det meste kjemiske oversvømmelsesmetoder, det vil si å tilsette noen kjemikalier til det injiserte vannet for å forbedre vannoversvømmelseseffektiviteten. Blant kjemikaliene som brukes, tilhører noen industrielle overflateaktive stoffer, og deres betingelser presenteres kort som følger: Den kjemiske oversvømmelsesmetoden med overflateaktivt middel som hovedmiddel kalles overflateaktivt oversvømmelse. Overflateaktive stoffer spiller hovedsakelig en rolle i å forbedre oljeutvinningen ved å redusere olje-vann-grensesnittspenningen og øke kapillærtallet. Siden overflaten av sandsteinsformasjoner 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 sulfonere petroleumsfraksjoner med høyt aromatisk hydrokarboninnhold ved hjelp av sulfoneringsmidler (som svoveltrioksid) og deretter nøytralisere med alkali. Spesifikasjoner: aktiv ingrediens 50 % – 80 %, mineralolje 5 % – 30 %, vann 2 % – 20 %, natriumsulfat 1 % – 6 %. Petroleumsulfonater er motstandsdyktige mot høye temperaturer, men ikke mot salt og høyverdige metallioner. Syntetiske sulfonater fremstilles fra tilsvarende hydrokarboner ved hjelp av tilsvarende syntesemetoder. Blant dem er α-olefinsulfonater spesielt motstandsdyktige mot salt og høyverdige metallioner. I tillegg kan noen anioniske-ikke-ioniske overflateaktive stoffer og karboksylatoverflateaktive stoffer også brukes til oljeflømming. Overflateaktive stoffer krever to typer tilsetningsstoffer: den ene er kooverflateaktive stoffer, som isobutanol, dietylenglykolbutyleter, urea, sulfolan, alkenylbenzensulfonater, etc.; den andre er elektrolytter, inkludert syrer, alkalier og salter, hovedsakelig salter. De kan redusere hydrofilisiteten til overflateaktive stoffer, relativt øke lipofilisiteten, og også fungere ved å endre den hydrofile-lipofile balansen til overflateaktive stoffer. For å redusere tapet av overflateaktive stoffer og forbedre den økonomiske effektiviteten, bruker overflateaktive oversvømmelser også kjemiske stoffer kalt offermidler. Stoffer som kan brukes som offermidler inkluderer alkaliske stoffer, polykarboksylsyrer og deres salter, oligomerer og polymerer kan også brukes som offermidler, og lignosulfonater og deres modifiserte produkter er en type offermiddel. Oljeoversvømmelsesmetoden som bruker to eller flere hovedmidler for kjemisk oljeoversvømmelse kalles komposittoversvømmelse. Slike oljeoversvømmelsesmetoder relatert til overflateaktive stoffer inkluderer: overflateaktivt middel + polymer for oversvømmelse av fortykket overflateaktivt middel; alkali + overflateaktivt middel for alkaliforsterket overflateaktivt middeloversvømmelse eller overflateaktivt middelforsterket alkalioversvømmelse; alkali + overflateaktivt middel + polymer for ternær komposittoversvømmelse. Komposittoversvømmelse har vanligvis høyere oljeutvinning enn enkeltoversvømmelse. I følge analysen av nåværende utviklingstrender i inn- og utland har ternær komposittoversvømmelse større fordeler enn binær komposittoversvømmelse. De overflateaktive stoffene som brukes i ternær komposittflømming er hovedsakelig petroleumsulfonater, og de er vanligvis blandet med svovelsyre, fosforsyre og karboksylat av polyoksyetylenalkylalkoholeter, natriumpolyoksyetylenalkylalkoholalkylsulfonat, etc., for å forbedre saltbestandigheten. Nylig har både innenlandske og utenlandske land lagt vekt på forskning og bruk av biosurfaktanter, som rhamnolipider, soforolipidfermenteringsbuljonger, samt naturlige blandede karboksylater og papirfremstillingsbiproduktet alkalilignin, etc., som har oppnådd gode oljeflømmingseffekter i felt- og laboratorietester.
Publisert: 26. mars 2026