1. Povrchovo aktívne látky na štiepenie
Frakčné opatrenia sa často používajú v ropných poliach s nízkou priepustnosťou. Zahŕňajú použitie tlaku na lámanie formácie, vytvorenie trhlín a následné vystuženie týchto trhlín propantom na zníženie odporu prúdenia kvapaliny, čím sa dosiahne cieľ zvýšenia produkcie a vstrekovania. Niektoré frakovacie kvapaliny sú formulované s použitím povrchovo aktívnych látok ako jednej z ich zložiek.
Štiepacie kvapaliny typu olej vo vode sa vyrábajú z vody, oleja a emulgátorov. Medzi použité emulgátory patria iónové, neiónové a amfotérne povrchovo aktívne látky. Ak sa ako vonkajšia fáza použije zahustená voda a ako vnútorná fáza olej, je možné pripraviť zahustenú štiepiacu kvapalinu typu olej vo vode (polymérnu emulziu). Tento typ štiepiacej kvapaliny je možné použiť pri teplotách pod 160 °C a dokáže automaticky deemulgovať a vypúšťať kvapaliny.
Penové štiepiace kvapaliny sú kvapaliny s vodou ako disperzným médiom a plynom ako disperznou fázou. Ich hlavnými zložkami sú voda, plyn a penidlá. Ako penidlá sa môžu použiť alkylsulfonáty, alkylbenzénsulfonáty, alkylsulfátové estery, kvartérne amóniové soli a povrchovo aktívne látky typu OP. Koncentrácia penidiel vo vode je vo všeobecnosti 0,5 – 2 % a pomer objemu plynnej fázy k objemu peny sa pohybuje od 0,5 do 0,9.
Štiepacie kvapaliny na báze oleja sa formulujú s použitím oleja ako rozpúšťadla alebo disperzného média. Najbežnejšie používanými olejmi v tejto oblasti sú surová ropa alebo jej ťažké frakcie. Na zlepšenie ich viskozitno-teplotného výkonu je potrebné pridať v oleji rozpustné ropné sulfonáty (s molekulovou hmotnosťou 300 – 750). Štiepacie kvapaliny na báze oleja zahŕňajú aj štiepacie kvapaliny typu voda v oleji a štiepacie kvapaliny na báze olejovej peny. Prvé z nich používajú v oleji rozpustné aniónové povrchovo aktívne látky, katiónové povrchovo aktívne látky a neiónové povrchovo aktívne látky ako emulgátory, zatiaľ čo druhé používajú polymérne povrchovo aktívne látky obsahujúce fluór ako stabilizátory peny.
Štiepacie kvapaliny pre formácie citlivé na vodu sú emulzie alebo peny formulované s použitím zmesi alkoholov (ako je etylénglykol) a olejov (ako je petrolej) ako disperzného média, kvapalného oxidu uhličitého ako dispergovanej fázy a sulfátom esterifikovaných polyoxyetylénalkylalkoholových éterov ako emulgátorov alebo penotvorných činidiel, používané na štiepenie formácií citlivých na vodu.
Štiepacie kvapaliny na okysľovanie lomu slúžia ako štiepacie kvapaliny aj ako okysľovacie kvapaliny a používajú sa v karbonátových formáciách, kde sa obe opatrenia vykonávajú súčasne. Medzi povrchovo aktívne látky patria kyslé peny a kyslé emulzie; prvé používajú ako peniace činidlá alkylsulfonáty alebo alkylbenzénsulfonáty, zatiaľ čo druhé používajú povrchovo aktívne látky sulfonátového typu ako emulgátory.
Podobne ako okysľovacie kvapaliny, aj štiepiace kvapaliny používajú povrchovo aktívne látky ako deemulgátory, čistiace prísady a modifikátory zmáčateľnosti, ktoré tu nebudú podrobnejšie rozobrané.
2. Povrchovo aktívne látky na kontrolu profilu a opatrenia na upchávanie vodou
Na zlepšenie účinnosti rozvoja záplav a spomalenie rýchlosti nárastu vodného podielu ropy je potrebné upraviť profil absorpcie vody vo vstrekovacích vrtoch a prijať opatrenia na upchávanie vody v produkčných vrtoch s cieľom zvýšiť produkciu. Niektoré z týchto metód kontroly profilu a upchávania vody často používajú určité povrchovo aktívne látky. Gélové činidlo na kontrolu profilu HPC/SDS sa pripravuje zmiešaním hydroxypropylcelulózy (HPC) a dodecylsulfátu sodného (SDS) v sladkej vode. Alkylsulfonát sodný a alkyltrimetylamóniumchlorid sa rozpustia vo vode, čím sa pripravia dve pracovné kvapaliny, ktoré sa postupne vstrekujú do formácie. Tieto dve pracovné kvapaliny sa stretávajú vo formácii a vytvárajú alkylsulfitové zrazeniny alkyltrimetylamínu, ktoré blokujú vrstvy s vysokou priepustnosťou. Ako peniace činidlá sa môžu použiť polyoxyetylénalkylfenoléter, alkylarylsulfonát atď. Rozpustia sa vo vode, čím sa pripraví pracovná kvapalina, ktorá sa potom striedavo vstrekuje do formácie s pracovnou kvapalinou kvapalného oxidu uhličitého. To vo formácii (hlavne vo vrstvách s vysokou priepustnosťou) vytvára penu, ktorá spôsobuje upchávanie a dosahuje účinok kontroly profilu. Povrchovo aktívna látka typu kvartérnej amóniovej soli ako penotvorné činidlo sa rozpustí v sole kyseliny kremičitej pripravenom zo síranu amónneho a vodného skla a vstrekne sa do formácie, po čom nasleduje vstreknutie nekondenzovateľného plynu (zemný plyn alebo plynný chlór). Najprv sa vo formácii vytvorí pena s kvapalinou ako disperzným médiom a potom sa sól kyseliny kremičitej zgéluje, čo vedie k pene s pevnou látkou ako disperzným médiom, ktoré blokuje vrstvy s vysokou priepustnosťou a dosahuje kontrolu profilu. Použitím povrchovo aktívnych látok typu sulfonát ako penotvorných činidiel a vysokomolekulárnych zlúčenín ako zahusťovadiel a stabilizátorov peny a následným vstreknutím plynu alebo látok generujúcich plyn sa na povrchu alebo vo formácii vytvorí pena na vodnej báze. V ropnej vrstve sa veľké množstvo povrchovo aktívnej látky presúva na rozhranie olej-voda, čo spôsobuje deštrukciu peny, takže neblokuje ropnú vrstvu a je selektívnym upchávacím činidlom pre ropný vrt vodou. Upchávacie činidlo pre cement na vodnej báze na ropnej báze je suspenzia cementu v oleji. Povrch cementu je hydrofilný. Keď voda vnikne do vrstvy produkujúcej vodu, vytlačí olej na povrchu cementu a reaguje s cementom, čo spôsobí jeho stuhnutie a zablokovanie vrstvy produkujúcej vodu. Na zlepšenie tekutosti tohto upchávacieho prostriedku sa zvyčajne pridávajú povrchovo aktívne látky karboxylátového a sulfonátového typu. Micelárna tekutá upchávacia látka na vodnej báze je micelárny roztok zložený hlavne zo sulfónanu amónneho, uhľovodíkov, alkoholov atď. Keď sa vo formácii stretne s vodou s vysokým obsahom soli, môže sa stať viskóznou, aby sa dosiahol efekt upchávania vodou. Upchávacie činidlá na báze vody alebo oleja s roztokom katiónových povrchovo aktívnych látok, ktoré sa skladajú hlavne z alkylkarboxylátových a alkylamóniumchloridových povrchovo aktívnych látok, sú vhodné len pre pieskovcové formácie. Aktívne upchávacie činidlo na báze ťažkej ropy s vodou je ťažká ropa rozpustená v emulgátoroch voda-v-oleji. Keď sa vo formácii stretne s vodou, vytvára vysoko viskóznu emulziu voda-v-oleji, aby sa dosiahol účel upchávania vodou. Plnidlo typu olej vo vode sa pripravuje emulgáciou ťažkého oleja vo vode s použitím katiónových povrchovo aktívnych látok ako emulgátorov typu olej vo vode.
Čas uverejnenia: 8. januára 2026