Quais são as aplicações dos surfactantes no setor de campos petrolíferos?

De acordo com o método de classificação de produtos químicos para campos petrolíferos, os surfactantes para uso em campos petrolíferos podem ser categorizados por aplicação em surfactantes de perfuração, surfactantes de produção, surfactantes de recuperação aprimorada de petróleo, surfactantes para coleta/transporte de petróleo e gás e surfactantes para tratamento de água.

 

Surfactantes de perfuração​

 

Entre os surfactantes para campos petrolíferos, os surfactantes para perfuração (incluindo aditivos para fluidos de perfuração e aditivos para cimentação) representam o maior volume de consumo — aproximadamente 60% do uso total de surfactantes para campos petrolíferos. Os surfactantes para produção, embora relativamente menores em quantidade, são tecnologicamente mais avançados, constituindo cerca de um terço do total. Essas duas categorias têm importância significativa nas aplicações de surfactantes para campos petrolíferos.

Na China, a pesquisa concentra-se em duas áreas principais: maximizar o uso de matérias-primas tradicionais e desenvolver novos polímeros sintéticos (incluindo monômeros). Internacionalmente, a pesquisa de aditivos para fluidos de perfuração é mais especializada, enfatizando polímeros sintéticos contendo grupos de ácido sulfônico como base para vários produtos — uma tendência que provavelmente moldará desenvolvimentos futuros. Avanços foram feitos em redutores de viscosidade, agentes de controle de perdas de fluidos e lubrificantes. Notavelmente, nos últimos anos, surfactantes de álcool polimérico com efeitos de ponto de turvação foram amplamente adotados em campos petrolíferos nacionais, formando uma série de sistemas de fluidos de perfuração de álcool polimérico. Além disso, fluidos de perfuração à base de metil glicosídeo e glicerina demonstraram resultados promissores em aplicações de campo, impulsionando ainda mais o desenvolvimento de surfactantes de perfuração. Atualmente, os aditivos para fluidos de perfuração da China abrangem 18 categorias com mais de mil variedades, com um consumo anual próximo de 300.000 toneladas.

 

Produção de Surfactantes​

 

Em comparação com os surfactantes de perfuração, os surfactantes de produção são menos variados e em menor quantidade, particularmente aqueles usados ​​em acidificação e fraturamento. Em surfactantes de fraturamento, a pesquisa sobre agentes gelificantes concentra-se principalmente em gomas vegetais naturais modificadas e celulose, juntamente com polímeros sintéticos como a poliacrilamida. Nos últimos anos, o progresso internacional em surfactantes de fluidos acidificantes tem sido lento, com a ênfase em P&D mudando parainibidores de corrosãopara acidificação. Esses inibidores são normalmente desenvolvidos pela modificação ou mistura de matérias-primas existentes, com o objetivo comum de garantir baixa ou nenhuma toxicidade e solubilidade em óleo/água ou dispersibilidade em água. Inibidores à base de amina, amônio quaternário e misturas de álcool alcino são predominantes, enquanto inibidores à base de aldeído têm declinado devido a preocupações com toxicidade. Outras inovações incluem complexos de ácido dodecilbenzeno sulfônico com aminas de baixo peso molecular (por exemplo, etilamina, propilamina, aminas primárias C8-18, dietanolamida oleica) e emulsificantes ácido-em-óleo. Na China, a pesquisa sobre surfactantes para fluidos de fraturamento e acidificação tem sido lenta, com progresso limitado além dos inibidores de corrosão. Entre os produtos disponíveis, os compostos à base de amina (amidas primárias, secundárias, terciárias ou quaternárias e suas misturas) dominam, seguidos por derivados de imidazolina como outra classe importante de inibidores de corrosão orgânicos.

 

Surfactantes para coleta e transporte de petróleo e gás​

 

A pesquisa e o desenvolvimento de surfactantes para coleta/transporte de petróleo e gás na China começaram na década de 1960. Hoje, existem 14 categorias com centenas de produtos. Os desemulsificantes para petróleo bruto são os mais consumidos, com uma demanda anual de cerca de 20.000 toneladas. A China desenvolveu desemulsificantes personalizados para diferentes campos petrolíferos, muitos dos quais atendem aos padrões internacionais da década de 1990. No entanto, depressores de ponto de fluidez, melhoradores de fluxo, redutores de viscosidade e agentes de remoção/prevenção de cera permanecem limitados, sendo, em sua maioria, produtos misturados. Os diferentes requisitos para esses surfactantes, devido às diferentes propriedades do petróleo bruto, representam desafios e maiores demandas para o desenvolvimento de novos produtos.

 

Surfactantes para tratamento de águas de campos petrolíferos​

 

Produtos químicos para tratamento de água são uma categoria crítica no desenvolvimento de campos petrolíferos, com um consumo anual superior a 60.000 toneladas — cerca de 40% das quais são surfactantes. Apesar da demanda substancial, a pesquisa sobre surfactantes para tratamento de água na China é insuficiente e a gama de produtos permanece incompleta. A maioria dos produtos é adaptada do tratamento de água industrial, mas devido à complexidade da água de campos petrolíferos, sua aplicabilidade costuma ser baixa, às vezes não apresentando os resultados esperados. Internacionalmente, o desenvolvimento de floculantes é a área mais ativa na pesquisa de surfactantes para tratamento de água, produzindo inúmeros produtos, embora poucos sejam especificamente projetados para o tratamento de efluentes de campos petrolíferos.