1. Surfactantes para medidas de fraturamento
As técnicas de fraturamento hidráulico são frequentemente aplicadas em campos petrolíferos de baixa permeabilidade. Elas envolvem o uso de pressão para fraturar a formação, criando fissuras, e o subsequente preenchimento dessas fissuras com agentes de sustentação (proppants) para reduzir a resistência ao fluxo de fluidos, atingindo assim o objetivo de aumentar a produção e a injeção. Alguns fluidos de fraturamento são formulados com surfactantes como um de seus componentes.
Os fluidos de fraturamento óleo-em-água são formulados a partir de água, óleo e emulsificantes. Os emulsificantes utilizados incluem surfactantes iônicos, não iônicos e anfotéricos. Se água espessada for utilizada como fase externa e óleo como fase interna, pode-se preparar um fluido de fraturamento óleo-em-água espessado (emulsão polimérica). Esse tipo de fluido de fraturamento pode ser utilizado em temperaturas abaixo de 160 °C e pode se desestabilizar e descarregar o fluido automaticamente.
Os fluidos de fraturamento por espuma são aqueles que utilizam água como meio de dispersão e gás como fase dispersa. Seus principais componentes são água, gás e agentes espumantes. Sulfonatos de alquila, sulfonatos de alquilbenzeno, ésteres de sulfato de alquila, sais de amônio quaternário e surfactantes do tipo OP podem ser utilizados como agentes espumantes. A concentração de agentes espumantes na água geralmente varia de 0,5% a 2%, e a proporção entre o volume da fase gasosa e o volume da espuma varia de 0,5 a 0,9.
Os fluidos de fraturamento à base de óleo são formulados utilizando óleo como solvente ou meio de dispersão. Os óleos mais comumente usados em campo são o petróleo bruto ou suas frações pesadas. Para melhorar seu desempenho em função da viscosidade e da temperatura, é necessário adicionar sulfonatos de petróleo solúveis em óleo (com peso molecular de 300 a 750). Os fluidos de fraturamento à base de óleo também incluem fluidos de fraturamento água-em-óleo e fluidos de fraturamento com espuma de óleo. Os primeiros utilizam surfactantes aniônicos, catiônicos e não iônicos solúveis em óleo como emulsificantes, enquanto os últimos utilizam surfactantes poliméricos contendo flúor como estabilizadores de espuma.
Os fluidos de fraturamento para formações sensíveis à água são emulsões ou espumas formuladas com uma mistura de álcoois (como o etilenoglicol) e óleos (como o querosene) como meio de dispersão, dióxido de carbono líquido como fase dispersa e éteres de álcool alquílico polioxietilenado sulfato-esterificados como emulsificantes ou agentes espumantes, utilizados para fraturar formações sensíveis à água.
Os fluidos de fraturamento para acidificação de fraturas servem tanto como fluidos de fraturamento quanto como fluidos acidificantes, sendo utilizados em formações carbonáticas onde ambas as medidas são realizadas simultaneamente. Os relacionados a surfactantes incluem espumas ácidas e emulsões ácidas; as primeiras utilizam alquil sulfonatos ou alquil benzeno sulfonatos como agentes espumantes, enquanto as últimas utilizam surfactantes do tipo sulfonato como emulsificantes.
Assim como os fluidos acidificantes, os fluidos de fraturamento também utilizam surfactantes como desemulsificantes, aditivos de limpeza e modificadores de molhabilidade, os quais não serão detalhados aqui.
2. Surfactantes para controle de perfil e medidas de entupimento de água
Para melhorar a eficácia do desenvolvimento de inundação e inibir a taxa de aumento do teor de água no petróleo bruto, é necessário ajustar o perfil de absorção de água nos poços de injeção e adotar medidas de tamponamento de água nos poços de produção para aumentar a produção. Alguns desses métodos de controle de perfil e tamponamento de água frequentemente utilizam certos surfactantes. O agente de controle de perfil em gel HPC/SDS é preparado pela mistura de hidroxipropilcelulose (HPC) e dodecil sulfato de sódio (SDS) em água doce. Alquilsulfonato de sódio e cloreto de alquiltrimetilamônio são dissolvidos em água para preparar dois fluidos de trabalho, que são injetados sucessivamente na formação. Os dois fluidos de trabalho se encontram na formação, produzindo precipitados de alquilsulfito de alquiltrimetilamina, que bloqueiam as camadas de alta permeabilidade. Polioxietileno alquilfenol éter, alquilarilsulfonato, etc., podem ser usados como agentes espumantes. Eles são dissolvidos em água para preparar um fluido de trabalho, que é então injetado alternadamente na formação com um fluido de trabalho de dióxido de carbono líquido. Isso gera espuma na formação (principalmente em camadas de alta permeabilidade), causando bloqueio e alcançando o efeito de controle de perfil. Um surfactante do tipo sal de amônio quaternário, como agente espumante, é dissolvido em um sol de ácido silícico preparado a partir de sulfato de amônio e silicato de sódio e injetado na formação, seguido pela injeção de gás não condensável (gás natural ou gás cloro). Isso gera inicialmente espuma com o líquido como meio de dispersão na formação, e então o sol de ácido silícico gelifica, resultando em espuma com o sólido como meio de dispersão, que bloqueia as camadas de alta permeabilidade e alcança o controle de perfil. Utilizando surfactantes do tipo sulfonato como agentes espumantes e compostos de alta massa molecular como agentes espessantes e estabilizadores de espuma, e então injetando gás ou substâncias geradoras de gás, gera-se espuma à base de água na superfície ou na formação. Na camada de óleo, uma grande quantidade de surfactante se move para a interface óleo-água, causando a destruição da espuma, portanto, não bloqueia a camada de óleo e é um agente de tamponamento seletivo de água em poços de petróleo. O agente de tamponamento de água à base de óleo para cimento é uma suspensão de cimento em óleo. A superfície do cimento é hidrofílica. Quando entra na camada produtora de água, a água desloca o óleo na superfície do cimento e reage com ele, fazendo com que o cimento se solidifique e bloqueie a camada produtora de água. Para melhorar a fluidez desse agente de tamponamento, geralmente são adicionados surfactantes do tipo carboxilato e sulfonato. O agente de tamponamento micelar à base de água é uma solução micelar composta principalmente de sulfonato de petróleo de amônio, hidrocarbonetos, álcoois, etc. Quando entra em contato com água de alta salinidade na formação, torna-se viscoso, alcançando o efeito de tamponamento de água. Os agentes de tamponamento de solução surfactante catiônica à base de água ou óleo, compostos principalmente por surfactantes de alquil carboxilato e cloreto de alquilamônio, são adequados apenas para formações de arenito. O agente de tamponamento de água ativo à base de óleo pesado é um óleo pesado dissolvido com emulsificantes água-em-óleo. Ao entrar em contato com água na formação, produz uma emulsão água-em-óleo de alta viscosidade com o objetivo de tamponar a formação de água. O agente tamponante óleo-em-água é preparado pela emulsificação de óleo pesado em água utilizando surfactantes catiônicos como emulsificantes óleo-em-água.
Data da publicação: 08/01/2026