Användning av tensider i oljeproduktion

Tillämpning avtensideri oljefältproduktion

1. Tensider som används vid gruvdrift av tungolja

På grund av tungoljans höga viskositet och dåliga fluiditet medför den många svårigheter vid gruvdrift. För att utvinna dessa tungoljor är det ibland nödvändigt att injicera en vattenlösning av ytaktivt ämne nere i borrhålet för att omvandla den högviskösa tungoljan till en lågviskös olja-i-vatten-emulsion och extrahera den till ytan. De ytaktiva ämnen som används i denna metod för emulgering och viskositetsreduktion av tungolja inkluderar natriumalkylsulfonat, polyoxietylenalkylalkoholeter, polyoxietylenalkylfenoleter, polyoxietylenpolyoxipropylenpolyenpolyamin, polyoxietylenvinylalkylalkoholetersulfatnatriumsalt, etc. Den producerade olja-i-vatten-emulsionen behöver separera vattnet och använda vissa industriella ytaktiva ämnen som demulgeringsmedel för dehydrering. Dessa demulgeringsmedel är vatten-i-olja-emulgeringsmedel. Vanligtvis används katjoniska ytaktiva ämnen eller naftensyror, asfaltonsyror och deras flervärda metallsalter.

Specialtungolja kan inte utvinnas med konventionella pumpenheter och kräver ånginjektion för termisk återvinning. För att förbättra den termiska återvinningseffekten måste tensider användas. Injektion av skum i ånginjektionsbrunnen, det vill säga injektion av högtemperaturbeständigt skummedel och icke-kondenserbar gas, är en av de vanligaste moduleringsmetoderna.

Vanligt förekommande skumbildande medel är alkylbensensulfonater, α-olefinsulfonater, petroleumsulfonater, sulfohydrokarbylerade polyoxietylenalkylalkoholetrar och sulfohydrokarbylerade polyoxietylenalkylfenoletrar, etc. Eftersom fluorerade tensider har hög ytaktivitet och är stabila mot syror, alkalier, syre, värme och olja, är de idealiska högtemperaturskumbildande medel. För att den dispergerade oljan lätt ska passera genom formationens porhalsstruktur, eller för att göra det lätt att driva ut oljan på formationens yta, är det nödvändigt att använda ett ytaktivt medel som kallas filmdiffusionsmedel. Det vanligaste är ett ytaktivt medel av oxialkylerad fenolhartspolymer.

​

1. Tensider för gruvdrift av vaxartad råolja

Utnyttjande av vaxartad råolja kräver frekvent vaxförebyggande och vaxborttagning. Tensider fungerar som vaxinhibitorer och vaxborttagare. Det finns oljelösliga tensider och vattenlösliga tensider som används för antivax. Den förra spelar en antivaxroll genom att förändra egenskaperna hos vaxkristallytan. Vanligt förekommande oljelösliga tensider är petroleumsulfonater och amyntensider. Vattenlösliga tensider spelar en antivaxroll genom att förändra egenskaperna hos vaxformade ytor (såsom oljerör, sugstavar och utrustningsytor). Tillgängliga tensider inkluderar natriumalkylsulfonater, kvaternära ammoniumsalter, alkanpolyoxietylenetrar, aromatiska kolvätepolyoxietylenetrar och deras sulfonatnatriumsalter, etc. Tensider som används för vaxborttagning är också indelade i två aspekter. Oljelösliga tensider används för oljebaserade vaxborttagare, och vattenlösliga sulfonattyper, kvaternära ammoniumsalttyper, polyetertyper, Tweentyper, OP-typer, sulfatbaserade eller sulfoalkylerade platttyper och OP-typer.tensidanvänds i vattenbaserade vaxborttagningsmedel. På senare år har inhemska och utländska vaxborttagningsmedel kombinerats organiskt, och oljebaserade vaxborttagningsmedel och vattenbaserade vaxborttagningsmedel har kombinerats organiskt för att producera hybridvaxborttagningsmedel. Denna vaxborttagningsmedel använder aromatiska kolväten och blandade aromatiska kolväten som oljefas, och använder en emulgeringsmedel med vaxrensande effekt som vattenfas. När den valda emulgeringsmedlet är ett nonjoniskt ytaktivt ämne med en lämplig grumlingspunkt, kan temperaturen under vaxningssektionen i oljebrunnen nå eller överstiga dess grumlingspunkt, så att den blandade vaxborttagningsmedlet kan Emulgeringen bryts innan den går in i vaxbildande sektionen, och två vaxrensande medel separeras, vilka samtidigt spelar rollen som vaxrensande.

3. Tensideranvänds för att stabilisera lera

Stabiliserande lera är uppdelad i två aspekter: att förhindra expansion av lermineraler och att förhindra migration av lermineralpartiklar. Katjoniska tensider såsom aminsalttyp, kvaternärt ammoniumsalttyp, pyridiniumsalttyp och imidazolinsalt kan användas för att förhindra lerasvullning. Fluorinnehållande nonjoniska katjoniska tensider finns tillgängliga för att förhindra migration av lermineralpartiklar.

4. Tensideranvänds i försurningsåtgärder

För att förbättra försurningseffekten tillsätts vanligtvis en mängd olika tillsatser till syralösningen. Alla tensider som är kompatibla med syralösningen och lätt adsorberas vid bildningen kan användas som försurningshämmare. Såsom fettaminhydroklorid, kvaternärt ammoniumsalt, pyridinsalt i katjoniska tensider och sulfonerade, karboximetylerade, fosfatestersaltade eller sulfatersaltade polyoxietylenalkaner i amfotära tensider basfenoletrar, etc. Vissa tensider, såsom dodecylsulfonsyra och dess alkylaminsalter, kan emulgera syravätska i olja för att producera en syra-i-olja-emulsion. Denna emulsion kan användas som en försurad industriell vätska och spelar även en försurningshämmande roll.

Vissa tensider kan användas som antiemulgeringsmedel för att försura vätskor. Tensider med grenade strukturer såsom polyoxietylenpolyoxipropylenpropylenglykoleter och polyoxietylenpolyoxipropylenpentaetylenhexaamin kan användas som försurande antiemulgeringsmedel.

Vissa tensider kan användas som dräneringshjälpmedel vid syrabrist. Tensider som kan användas som dräneringshjälpmedel inkluderar aminsalter, kvaternära ammoniumsalter, pyridiniumsalter, nonjoniska, amfotära och fluorinnehållande tensider.

Vissa tensider kan användas som försurande slambekämpningsmedel, såsom oljelösliga tensider, såsom alkylfenoler, fettsyror, alkylbensensulfonsyror, kvaternära ammoniumsalter, etc. Eftersom de har dålig syralöslighet kan nonjoniska tensider användas för att dispergera dem i syralösningen.

För att förbättra försurningseffekten behöver ett vätande reverseringsmedel tillsättas till syralösningen för att reversera vätbarheten i zonen nära borrhålet från lipofil till hydrofil. Blandningar av polyoxietylen-polyoxipropylen-alkylalkoholetrar och fosfatsaltade polyoxietylen-polyoxipropylen-alkylalkoholetrar adsorberas av bildningen för att bilda det tredje adsorptionsskiktet, vilket spelar en roll i vätning och reversering.

Dessutom finns det vissa tensider, såsom fettaminhydroklorid, kvaternärt ammoniumsalt eller nonjoniskt-anjoniskt tensid, som används som skumbildare för att framställa skumsyraarbetsvätska för att uppnå syftet att bromsa korrosion och djup försurning, eller så tillverkas skum av detta och används som förvätska för försurning. Efter att de injicerats i formationen injiceras syralösningen. Jamin-effekten som produceras av bubblorna i skummet kan avleda syravätskan, vilket tvingar syravätskan att huvudsakligen lösa upp det lågpermeabla lagret, vilket förbättrar försurningseffekten.

5. Tensider som används vid sprickbildning

Sprickbildningsåtgärder används ofta i oljefält med låg permeabilitet. De använder tryck för att öppna formationen för att bilda sprickor, och använder proppant för att stödja sprickorna för att minska vätskeflödesmotståndet och uppnå syftet att öka produktionen och uppmärksamheten. Vissa sprickbildningsvätskor formuleras med tensider som en av ingredienserna.

Olja-i-vatten-fraktureringsvätskor formuleras med vatten, olja och emulgeringsmedel. Emulgeringsmedlen som används är joniska, nonjoniska och amfotära tensider. Om förtjockat vatten används som extern fas och olja som intern fas kan en förtjockad olja-i-vatten-fraktureringsvätska (polymeremulsion) framställas. Denna fraktureringsvätska kan användas vid temperaturer under 160 °C och kan automatiskt bryta emulsioner och dränera vätskor.

Skumfraktureringsvätska är en fraktureringsvätska som använder vatten som dispersionsmedium och gas som dispergerad fas. Dess huvudkomponenter är vatten, gas och skumbildare. Alkylsulfonater, alkylbensensulfonater, alkylsulfatestersalter, kvaternära ammoniumsalter och OP-tensider kan alla användas som skumbildare. Koncentrationen av skumbildare i vatten är i allmänhet 0,5–2 %, och förhållandet mellan gasfasvolym och skumvolym ligger i intervallet 0,5–0,9.

Oljebaserad spräckningsvätska är en spräckningsvätska formulerad med olja som lösningsmedel eller dispersionsmedium. Den vanligaste oljan som används på plats är råolja eller dess tunga fraktion. För att förbättra dess viskositet och temperaturegenskaper måste oljelöslig petroleumsulfonat (molekylvikt 300-750) tillsättas. Oljebaserade spräckningsvätskor inkluderar även vatten-i-olja-spräckningsvätskor och oljeskumsspräckningsvätskor. De emulgeringsmedel som används i den förra är oljelösliga anjoniska tensider, katjoniska tensider och nonjoniska tensider, medan skumstabilisatorerna som används i den senare är fluorinnehållande polymertensider.

Vattenkänsliga formationsfraktureringsvätska använder en blandning av alkohol (såsom etylenglykol) och olja (såsom fotogen) som dispersionsmedium, flytande koldioxid som dispergerad fas och sulfatsaltad polyoxietylenalkylalkoholeter som emulgeringsmedel. Eller emulsion eller skum formulerat med skumbildande medel för att spräcka vattenkänsliga formationer.

Den fraktureringsvätska som används för frakturering och försurning är både en fraktureringsvätska och en försurningsvätska. Den används i karbonatformationer, och de två åtgärderna utförs samtidigt. Besläktade med tensider är surt skum och sur emulsion. Den förra använder alkylsulfonat eller alkylbensensulfonat som skumbildande medel, och den senare använder ett sulfonat-tensid som emulgeringsmedel. Liksom försurningsvätskor använder fraktureringsvätskor även tensider som antiemulgeringsmedel, dräneringshjälpmedel och vätningsmedel, vilka inte kommer att diskuteras här.

6. Använd tensider för profilkontroll och vattenblockerande åtgärder

För att förbättra vatteninjektionsutvecklingseffekten och undertrycka den stigande hastigheten av vattenhalten i råolja är det nödvändigt att justera vattenabsorptionsprofilen på vatteninjektionsbrunnarna och öka produktionen genom att blockera vatten på produktionsbrunnarna. Vissa av profilkontroll- och vattenblockeringsmetoderna använder ofta vissa tensider.

HPC/SDS-gelprofilkontrollmedel består av hydroxipropylcellulosa (HPC) och natriumdodecylsulfat (SDS) i sötvatten.

Natriumalkylsulfonat och alkyltrimetylammoniumklorid löses upp i vatten för att framställa två arbetsvätskor, vilka injiceras i formationen en efter en. De två arbetsvätskorna interagerar med varandra i formationen för att producera alkyltrimetylamin. Sulfiten fälls ut och blockerar det högpermeabla skiktet.

Polyoxietylenalkylfenoletrar, alkylarylsulfonater etc. kan användas som skumbildare, lösas i vatten för att framställa en arbetsvätska och sedan injiceras i formationen växelvis med flytande koldioxidarbetsvätska, bara i formationen (främst det högpermeabla skiktet) bildas skum, producerar blockering och spelar en roll i profilkontroll.

Genom att använda ett kvaternärt ammoniumtensid som skumbildare löst i en kiselsyrasol bestående av ammoniumsulfat och vattenglas och injicerat i formationen, och sedan injicerat icke-kondenserbar gas (naturgas eller klor), kan en vätskebaserad form först genereras i formationen. Skummet i dispersionsmellanskiktet, följt av gelbildning av kiselsyrasolen, producerar ett skum med fast ämne som dispersionsmedium, vilket spelar rollen att plugga det högpermeabla skiktet och kontrollera profilen.

Genom att använda sulfonatsurfaktanter som skumbildare och polymerföreningar som förtjockande skumstabilisatorer, och sedan injicera gas eller gasgenererande ämnen, genereras ett vattenbaserat skum på marken eller i formationen. Detta skum är ytaktivt i oljeskiktet. En stor mängd av medlet rör sig till olje-vatten-gränssnittet, vilket orsakar skumförstörelse, så det blockerar inte oljeskiktet. Det är ett selektivt och vattenblockerande medel i oljekällor.

Oljebaserat cementvattenblockerande medel är en suspension av cement i olja. Cementytan är hydrofil. När vattnet kommer in i det vattenproducerande lagret förskjuter det interaktionen mellan oljebrunnen och cementen på cementytan, vilket gör att cementen stelnar och blockerar det vattenproducerande lagret. För att förbättra flytbarheten hos detta pluggmedel tillsätts vanligtvis karboxylat- och sulfonatsurfaktanter.

Vattenbaserat micellärt flytande vattenblockerande medel är en micellär lösning som huvudsakligen består av petroleumammoniumsulfonat, kolväten och alkoholer. Det innehåller hög salthalt och blir visköst för att uppnå en vattenblockerande effekt.

Vattenbaserad eller oljebaserad katjonisk tensidlösning, ett vattenblockerande medel, är baserat på aktiva ämnen i form av alkylkarboxylat och alkylammoniumkloridsalt och är endast lämpligt för sandstensformationer.

Aktivt vattenblockerande medel för tungolja är en typ av tungolja som löses upp med vatten-i-olja-emulgeringsmedel. Det producerar en högviskös vatten-i-olja-emulsion efter att formationen avvattnats för att uppnå syftet att blockera vatten.

Olja-i-vatten-vattenblockerande medel framställs genom att emulgera tung olja i vatten med användning av ett katjoniskt ytaktivt medel som olja-i-vatten-emulgeringsmedel.

7. Använd tensider för sandkontrollåtgärder

Innan sandkontrollåtgärder påbörjas måste en viss mängd aktiverat vatten, berett med tensider, injiceras som förvätska för att förrengöra formationen och förbättra sandkontrolleffekten. För närvarande är de vanligaste tensiderna anjoniska.

8. Tensid för uttorkning av råolja

I de primära och sekundära oljeutvinningsstegen används ofta vatten-i-olja-demulgeringsmedel för den extraherade råoljan. Tre generationer av produkter har utvecklats. Den första generationen är karboxylat, sulfat och sulfonat. Den andra generationen är lågmolekylära nonjoniska tensider såsom OP, Pingpingjia och sulfonerad ricinolja. Den tredje generationen är polymert nonjoniskt tensid.

I de senare stadierna av sekundär oljeutvinning och tertiär oljeutvinning existerar den producerade råoljan mestadels i form av olja-i-vatten-emulsion. Det finns fyra typer av demulgeringsmedel som används, såsom tetradecyltrimetyloxiammoniumklorid och didecyldimetylammoniumklorid. De kan reagera med anjoniska emulgeringsmedel för att ändra deras hydrofila oljebalansvärde, eller adsorberas på ytan av vattenfuktade lerpartiklar, vilket förändrar deras vätbarhet och förstör olja-i-vatten-emulsioner. Dessutom kan vissa anjoniska tensider och oljelösliga nonjoniska tensider som kan användas som vatten-i-olja-emulgeringsmedel också användas som demulgeringsmedel för olja-i-vatten-emulsioner.

1. Tensider för vattenrening

Efter att oljebrunnsproduktionsvätskan har separerats från råoljan måste det producerade vattnet behandlas för att uppfylla kraven för återinjektion. Vattenrening har sex syften, nämligen korrosionsinhibering, förebyggande av beläggningar, sterilisering, syreborttagning, oljeborttagning och borttagning av fast suspenderat material. Därför är det nödvändigt att använda korrosionsinhibitorer, beläggningsförebyggande medel, baktericider, syreavskiljare, avfettningsmedel och flockuleringsmedel, etc. Följande aspekter involverar industriella tensider:

Industriella tensider som används som korrosionsinhibitorer inkluderar salter av alkylsulfonsyra, alkylbensensulfonsyra, perfluoralkylsulfonsyra, linjära alkylaminsalter, kvaternära ammoniumsalter och alkylpyridinsalter, salter av imidazolin och dess derivat, polyoxietylenalkylalkoholetrar, polyoxietylendialkylpropargylalkohol, polyoxietylenrosinamin, polyoxietylenstearylamin och polyoxietylenalkylalkoholetrar, alkylsulfonat, olika kvaternära ammoniuminterna salter, di(polyoxietylen)alkylinterna salter och deras derivat.

Tensider som används som antifoulingmedel inkluderar fosfatestersalter, sulfatestersalter, acetater, karboxylater och deras polyoxietylenföreningar. Den termiska stabiliteten hos sulfonatestersalter och karboxylatsalter är betydligt bättre än den hos fosfatestersalter och sulfatestersalter.

Industriella tensider som används i fungicider inkluderar linjära alkylaminsalter, kvaternära ammoniumsalter, alkylpyridiniumsalter, salter av imidazolin och dess derivat, olika kvaternära ammoniumsalter, di(polyoxi)vinyl)alkyl och interna salter av dess derivat.

Industriella tensider som används i avfettningsmedel är huvudsakligen tensider med grenade strukturer och natriumditiokarboxylatgrupper.

10. Tensider för kemisk oljeöversvämning

Primär och sekundär oljeutvinning kan utvinna 25–50 % av råoljan under jord, men det finns fortfarande mycket råolja som finns kvar under jord och inte kan utvinnas. Tertiär oljeutvinning kan förbättra råoljeutvinningen. Tertiär oljeutvinning använder oftast kemisk översvämningsmetod, det vill säga att tillsätta vissa kemiska agenser till det injicerade vattnet för att förbättra vattenöversvämningseffektiviteten. Bland de kemikalier som används finns industriella tensider. En kort introduktion till dem är följande:

Den kemiska oljeöversvämningsmetoden som använder tensid som huvudsakligt medel kallas tensidöversvämning. Tensider spelar huvudsakligen en roll i att förbättra oljeutvinningen genom att minska gränsytspänningen mellan olja och vatten och öka antalet kapillärer. Eftersom ytan på sandstensformationen är negativt laddad är de tensider som används huvudsakligen anjoniska tensider, och de flesta av dem är sulfonatsurfaktanter. Det framställs genom att använda ett sulfoneringsmedel (såsom svaveltrioxid) för att sulfonera petroleumfraktioner med högt innehåll av aromatiska kolväten, och sedan neutralisera dem med alkali. Dess specifikationer: aktiv substans 50%-80%, mineralolja 5%-30%, vatten 2%-20%, natriumsulfat 1%-6%. Petroleumsulfonat är inte resistent mot temperatur, salt eller dyra metalljoner. Syntetiska sulfonater framställs från motsvarande kolväten med motsvarande syntetiska metoder. Bland dessa är α-olefinsulfonat särskilt resistent mot salt och högvärdiga metalljoner. Andra anjoniska-nonjoniska tensider och karboxylattensider kan också användas för oljeförträngning. Oljeförträngning av tensider kräver två typer av tillsatser: den ena är ko-tensider, såsom isobutanol, dietylenglykolbutyleter, urea, sulfolan, alkenylenbensensulfonat, etc., och den andra är dielektriska, inklusive syra- och alkalisalter, främst salter, vilket kan minska hydrofiliciteten hos tensid och relativt öka lipofiliciteten, och även ändra hydrofil-lipofilbalansvärdet hos det aktiva medlet. För att minska förlusten av tensid och förbättra de ekonomiska effekterna använder man även kemikalier som kallas offermedel vid översvämning av tensider. Ämnen som kan användas som offermedel inkluderar alkaliska ämnen och polykarboxylsyror och deras salter. Oligomerer och polymerer kan också användas som offermedel. Lignosulfonater och deras modifieringar är offermedel.

Oljeförträngningsmetoden som använder två eller flera kemiska oljeförträngningsmedel kallas kompositöversvämning. Denna oljeförträngningsmetod relaterad till tensider inkluderar: översvämning av tensider och polymerförtjockade tensider; översvämning av alkaliförstärkta tensider med alkali + tensid eller översvämning av tensidförstärkta alkalier; elementbaserad kompositöversvämning med alkali + tensid + polymer. Kompositöversvämning har generellt högre återhämtningsfaktorer än en enstaka översvämning. Enligt den aktuella analysen av utvecklingstrender i hemlandet och utomlands har ternära föreningsöversvämningar större fördelar än binära föreningsöversvämningar. De tensider som används i ternära kompositöversvämningar är huvudsakligen petroleumsulfonater, vanligtvis också i kombination med svavelsyra, fosforsyra och karboxylater av polyoxietylenalkylalkoholetrar, och polyoxietylenalkylalkoholalkylsulfonatnatriumsalter etc. för att förbättra dess salttolerans. På senare tid har både hemma och utomlands fäst stor vikt vid forskning och användning av biosurfaktanter, såsom ramnolipid, soforolipidjäsningsbuljong etc., såväl som naturliga blandade karboxylater och alkalilignin, biprodukter från papperstillverkning, etc., och har uppnått utmärkta resultat i fält- och inomhustester. God oljeförskjutande effekt.