1. Środki powierzchniowo czynne do środków szczelinujących
Zabiegi szczelinowania są często stosowane w złożach ropy naftowej o niskiej przepuszczalności. Polegają one na wykorzystaniu ciśnienia do szczelinowania formacji, tworzeniu pęknięć, a następnie podpieraniu ich materiałem podsadzkowym w celu zmniejszenia oporu przepływu płynu, co pozwala na zwiększenie wydobycia i zatłaczania. Niektóre płyny szczelinujące zawierają surfaktanty jako jeden ze składników.
Płyny szczelinujące typu olej w wodzie składają się z wody, oleju i emulgatorów. Do stosowanych emulgatorów należą surfaktanty jonowe, niejonowe i amfoteryczne. Jeśli fazą zewnętrzną jest zagęszczona woda, a fazą wewnętrzną olej, można przygotować zagęszczony płyn szczelinujący typu olej w wodzie (emulsję polimerową). Ten rodzaj płynu szczelinującego może być stosowany w temperaturach poniżej 160°C i może automatycznie demulgować i uwalniać płyny.
Płyny do szczelinowania pianowego to płyny, w których medium dyspersyjnym jest woda, a fazą rozproszoną gaz. Ich głównymi składnikami są woda, gaz i środki spieniające. Jako środki spieniające można stosować alkilosulfoniany, alkilobenzenosulfoniany, estry alkilosiarczanowe, czwartorzędowe sole amoniowe oraz surfaktanty typu OP. Stężenie środków spieniających w wodzie wynosi zazwyczaj 0,5–2%, a stosunek objętości fazy gazowej do objętości piany waha się od 0,5 do 0,9.
Płyny szczelinujące na bazie oleju są wytwarzane z wykorzystaniem oleju jako rozpuszczalnika lub medium dyspersyjnego. Najczęściej stosowanymi olejami w tym złożu są ropa naftowa lub jej ciężkie frakcje. Aby poprawić ich parametry lepkościowo-temperaturowe, konieczne jest dodanie rozpuszczalnych w oleju sulfonianów ropy naftowej (o masie cząsteczkowej 300–750). Płyny szczelinujące na bazie oleju obejmują również płyny szczelinujące typu woda w oleju oraz płyny szczelinujące z pianką olejową. W pierwszym przypadku jako emulgatory stosuje się rozpuszczalne w oleju surfaktanty anionowe, kationowe i niejonowe, natomiast w drugim – surfaktanty polimerowe zawierające fluor jako stabilizatory piany.
Płyny szczelinujące do formacji wrażliwych na wodę to emulsje lub pianki opracowane przy użyciu mieszaniny alkoholi (takich jak glikol etylenowy) i olejów (takich jak nafta) jako ośrodka dyspersyjnego, ciekłego dwutlenku węgla jako fazy rozproszonej oraz eterów alkoholi polioksyetylenowych i alkilowych estryfikowanych siarczanem jako emulgatorów lub środków spieniających, stosowanych do szczelinowania formacji wrażliwych na wodę.
Płyny szczelinujące do zakwaszania szczelin służą zarówno jako płyny szczelinujące, jak i zakwaszające, stosowane w formacjach węglanowych, gdzie oba te procesy są przeprowadzane jednocześnie. Do płynów związanych z surfaktantami należą pianki kwasowe i emulsje kwasowe; te pierwsze wykorzystują alkilosulfoniany lub alkilobenzenosulfoniany jako środki spieniające, podczas gdy te drugie wykorzystują surfaktanty typu sulfonianów jako emulgatory.
Podobnie jak płyny zakwaszające, płyny szczelinujące również wykorzystują środki powierzchniowo czynne jako demulgatory, dodatki czyszczące i modyfikatory zwilżalności, które nie będą tutaj szczegółowo omawiane.
2. Środki powierzchniowo czynne do kontroli profilu i zapobiegania zatykaniu wodą
Aby poprawić skuteczność rozwoju zalewania wodnego i zahamować tempo wzrostu zawartości wody w ropie naftowej, konieczne jest dostosowanie profilu absorpcji wody w odwiertach zatłaczających oraz zastosowanie środków blokujących wodę w odwiertach eksploatacyjnych w celu zwiększenia wydobycia. Niektóre z tych metod kontroli profilu i blokowania wody często wykorzystują określone środki powierzchniowo czynne. Środek do kontroli profilu żelowego HPC/SDS jest przygotowywany poprzez zmieszanie hydroksypropylocelulozy (HPC) i dodecylosiarczanu sodu (SDS) w wodzie słodkiej. Alkilosulfonian sodu i chlorek alkilotrimetyloamoniowy są odpowiednio rozpuszczane w wodzie w celu przygotowania dwóch płynów roboczych, które są kolejno wstrzykiwane do złoża. Dwa płyny robocze spotykają się w złożu, tworząc osady siarczynu alkilowego alkilotrimetyloaminy, które blokują warstwy o wysokiej przepuszczalności. Jako środki spieniające można stosować polioksyetylenowany eter alkilofenolowy, alkiloarylosulfonian itp. Są one rozpuszczane w wodzie w celu przygotowania płynu roboczego, który jest następnie naprzemiennie wstrzykiwany do formacji z ciekłym płynem roboczym dwutlenku węgla. Tworzy to pianę w formacji (głównie w warstwach o wysokiej przepuszczalności), powodując zablokowanie i osiągając efekt kontroli profilu. Surfaktant typu soli amoniowej czwartorzędowej jako środek spieniający jest rozpuszczany w zolu kwasu krzemowego przygotowanym z siarczanu amonu i szkła wodnego i wstrzykiwany do formacji, a następnie wstrzykiwany jest nieskraplający się gaz (gaz ziemny lub gaz chlorowy). Najpierw wytwarza to pianę z cieczą jako ośrodkiem dyspersyjnym w formacji, a następnie zol kwasu krzemowego żeluje, co skutkuje pianą z ciałem stałym jako ośrodkiem dyspersyjnym, który blokuje warstwy o wysokiej przepuszczalności i osiąga kontrolę profilu. Używając surfaktantów typu sulfonianowego jako środków spieniających i związków wielkocząsteczkowych jako środków zagęszczających i stabilizujących pianę, a następnie wstrzykiwania gazu lub substancji generujących gaz, piana na bazie wody jest generowana na powierzchni lub w formacji. W warstwie oleju duża ilość surfaktantu przemieszcza się do granicy faz olej-woda, powodując zniszczenie piany, dzięki czemu nie blokuje warstwy oleju i jest selektywnym środkiem blokującym wodę w odwiercie naftowym. Cementowy środek blokujący wodę na bazie oleju to zawiesina cementu w oleju. Powierzchnia cementu jest hydrofilowa. Po wniknięciu do warstwy produkującej wodę, woda wypiera olej na powierzchni cementu i reaguje z cementem, powodując jego zestalenie i zablokowanie warstwy produkującej wodę. Aby poprawić płynność tego środka blokującego, zazwyczaj dodaje się surfaktanty typu karboksylanowego i sulfonianowego. Micelarny płynny środek blokujący na bazie wody to micelarny roztwór składający się głównie z sulfonianu amonu, węglowodorów, alkoholi itp. W kontakcie z wodą o wysokim zasoleniu w złożu może stać się lepki, aby uzyskać efekt blokowania wody. Kationowe środki powierzchniowo czynne na bazie wody lub oleju, które składają się głównie z surfaktantów alkilokarboksylanowych i chlorków alkiloamoniowych, nadają się wyłącznie do formacji piaskowcowych. Aktywny środek zatykający w wodzie z olejem ciężkim to olej ciężki rozpuszczony w emulgatorach typu woda w oleju. W kontakcie z wodą w formacji tworzy emulsję typu woda w oleju o wysokiej lepkości, która umożliwia zatykanie wodą. Środek zatykający w wodzie z olejem ciężkim jest przygotowywany poprzez emulgowanie oleju ciężkiego w wodzie z użyciem surfaktantów kationowych jako emulgatorów typu olej w wodzie.
Czas publikacji: 08-01-2026