Kakšne so aplikacije površinsko aktivnih snovi v naftnem sektorju?

Glede na metodo klasifikacije kemikalij za naftna polja lahko površinsko aktivne snovi za uporabo v naftnih poljih razdelimo na površinsko aktivne snovi za vrtanje, površinsko aktivne snovi za proizvodnjo, površinsko aktivne snovi za povečano pridobivanje nafte, površinsko aktivne snovi za zbiranje/transport nafte in plina ter površinsko aktivne snovi za čiščenje vode.

 

Vrtalne površinsko aktivne snovi​

 

Med površinsko aktivnimi snovmi v naftnih poljih predstavljajo površinsko aktivne snovi za vrtanje (vključno z dodatki za vrtalne tekočine in dodatki za cementiranje) največji delež porabe – približno 60 % celotne porabe površinsko aktivnih snovi v naftnih poljih. Proizvodne površinsko aktivne snovi, čeprav so relativno manjše po količini, so tehnološko naprednejše in predstavljajo približno tretjino celotne količine. Ti dve kategoriji imata velik pomen pri uporabi površinsko aktivnih snovi v naftnih poljih.

Na Kitajskem se raziskave osredotočajo na dve glavni področji: maksimiranje uporabe tradicionalnih surovin in razvoj novih sintetičnih polimerov (vključno z monomeri). Na mednarodni ravni so raziskave aditivov za vrtalne tekočine bolj specializirane, s poudarkom na sintetičnih polimerih, ki vsebujejo sulfonske kisline, kot osnovi za različne izdelke – trend, ki bo verjetno oblikoval prihodnji razvoj. Preboji so bili doseženi na področju zmanjševalnikov viskoznosti, sredstev za nadzor izgube tekočine in maziv. V zadnjih letih so se polimerne alkoholne površinsko aktivne snovi z učinki motnosti široko uporabljale na domačih naftnih poljih in tvorile vrsto polimernih alkoholnih sistemov vrtalnih tekočin. Poleg tega so vrtalne tekočine na osnovi metil glukozida in glicerina pokazale obetavne rezultate uporabe na terenu, kar dodatno spodbuja razvoj vrtalnih površinsko aktivnih snovi. Trenutno kitajski aditivi za vrtalne tekočine obsegajo 18 kategorij z več kot tisoč različicami, letna poraba pa se približuje 300.000 tonam.

 

Proizvodne površinsko aktivne snovi​

 

V primerjavi s površinsko aktivnimi snovmi, ki se uporabljajo pri vrtanju, so proizvodne površinsko aktivne snovi manj raznolike in manj raznolike, zlasti tiste, ki se uporabljajo pri zakisljevanju in lomljenju. Pri površinsko aktivnih snoveh za lomljenje se raziskave želirnih sredstev osredotočajo predvsem na modificirane naravne rastlinske gume in celulozo, poleg sintetičnih polimerov, kot je poliakrilamid. V zadnjih letih je bil mednarodni napredek pri zakisljevanju tekočih površinsko aktivnih snovi počasen, poudarek raziskav in razvoja pa se je preusmeril nazaviralci korozijeza zakisanje. Ti inhibitorji se običajno razvijejo z modificiranjem ali mešanjem obstoječih surovin, s skupnim ciljem zagotavljanja nizke ali netoksičnosti ter topnosti v olju/vodi ali disperzibilnosti v vodi. Prevladujejo inhibitorji na osnovi aminov, kvaternih amonijevih aminov in mešanic alkinskih alkoholov, medtem ko so inhibitorji na osnovi aldehidov zaradi pomislekov glede toksičnosti upadli. Druge inovacije vključujejo komplekse dodecilbenzen sulfonske kisline z amini z nizko molekulsko maso (npr. etilamin, propilamin, primarni amini C8–18, oleinski dietanolamid) in emulgatorje kislina v olju. Na Kitajskem so raziskave površinsko aktivnih snovi za tekočine za lomljenje in zakisanje zaostajale, z omejenim napredkom poleg inhibitorjev korozije. Med razpoložljivimi izdelki prevladujejo spojine na osnovi aminov (primarni, sekundarni, terciarni ali kvaterni amidi in njihove mešanice), sledijo pa jim derivati ​​imidazolina kot še en pomemben razred organskih inhibitorjev korozije.

 

Površinsko aktivne snovi za zbiranje/transport nafte in plina​

 

Raziskave in razvoj površinsko aktivnih snovi za zbiranje/transport nafte in plina na Kitajskem so se začele v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Danes obstaja 14 kategorij s stotinami izdelkov. Deemulgatorji surove nafte so najbolj porabljeni, z letnim povpraševanjem približno 20.000 tonami. Kitajska je razvila prilagojene deemulgatorje za različna naftna polja, od katerih mnogi izpolnjujejo mednarodne standarde iz devetdesetih let prejšnjega stoletja. Vendar pa so sredstva za zniževanje temperature strdišča, izboljševalniki pretoka, zmanjševalci viskoznosti in sredstva za odstranjevanje/preprečevanje voskov še vedno omejena, večinoma gre za mešanice. Različne zahteve različnih lastnosti surove nafte za te površinsko aktivne snovi predstavljajo izzive in večje zahteve za razvoj novih izdelkov.

 

Površinsko aktivne snovi za čiščenje vode iz naftnih polj​

 

Kemikalije za čiščenje vode so ključna kategorija pri razvoju naftnih polj, saj letna poraba presega 60.000 ton, od tega približno 40 % površinsko aktivnih snovi. Kljub velikemu povpraševanju so raziskave površinsko aktivnih snovi za čiščenje vode na Kitajskem nezadostne, paleta izdelkov pa ostaja nepopolna. Večina izdelkov je prilagojenih industrijskim metodam čiščenja vode, vendar je zaradi kompleksnosti vode na naftnih poljih njihova uporabnost pogosto slaba in včasih ne prinese pričakovanih rezultatov. Na mednarodni ravni je razvoj flokulantov najbolj aktivno področje raziskav površinsko aktivnih snovi za čiščenje vode, ki daje številne izdelke, čeprav jih je le malo zasnovanih posebej za čiščenje odpadne vode na naftnih poljih.