สารลดแรงตึงผิวมีประโยชน์อย่างไรในการผลิตน้ำมันในแหล่งน้ำมัน?

1. สารลดแรงตึงผิวสำหรับการสกัดน้ำมันหนัก

เนื่องจากน้ำมันหนักมีความหนืดสูงและไหลได้ไม่ดี การสกัดจึงเป็นเรื่องยากลำบากมาก ในการกู้คืนน้ำมันหนักดังกล่าว บางครั้งจึงมีการฉีดสารละลายของสารลดแรงตึงผิวเข้าไปในหลุมเจาะเพื่อเปลี่ยนน้ำมันดิบที่มีความหนืดสูงให้กลายเป็นอิมัลชันน้ำมันในน้ำที่มีความหนืดต่ำ ซึ่งสามารถสูบขึ้นสู่ผิวดินได้ในภายหลัง

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในวิธีการทำให้เป็นอิมัลชันและลดความหนืดของน้ำมันหนักนี้ ได้แก่ โซเดียมอัลคิลซัลโฟเนต, โพลีออกซีเอทิลีนอัลคิลแอลกอฮอล์อีเทอร์, โพลีออกซีเอทิลีนอัลคิลฟีนอลอีเทอร์, โพลีออกซีเอทิลีน-โพลีออกซีโพรพิลีนโพลีเอมีน และโซเดียมโพลีออกซีเอทิลีนอัลคิลแอลกอฮอล์อีเทอร์ซัลเฟต

อิมัลชันน้ำมันในน้ำที่สกัดออกมานั้นจำเป็นต้องแยกน้ำออก ซึ่งในขั้นตอนนี้จะใช้สารลดแรงตึงผิวทางอุตสาหกรรมเป็นสารแยกอิมัลชัน สารแยกอิมัลชันเหล่านี้เป็นสารทำให้เกิดอิมัลชันแบบน้ำในน้ำมัน โดยทั่วไปที่ใช้กันได้แก่ สารลดแรงตึงผิวประจุบวกหรือกรดแนฟเทนิก กรดแอสฟัลติก และเกลือโลหะหลายวาเลนต์ของกรดเหล่านี้

สำหรับน้ำมันดิบที่มีความหนืดสูงมากซึ่งไม่สามารถสกัดได้ด้วยวิธีการสูบแบบทั่วไป จำเป็นต้องใช้การฉีดไอน้ำเพื่อฟื้นฟูความร้อน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการฟื้นฟูความร้อน จำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิว วิธีการทั่วไปอย่างหนึ่งคือการฉีดโฟมเข้าไปในบ่อฉีดไอน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารก่อโฟมที่ทนต่ออุณหภูมิสูงพร้อมกับก๊าซที่ไม่ควบแน่น

สารทำให้เกิดฟองที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ อัลคิลเบนซีนซัลโฟเนต, อัลฟาโอเลฟินซัลโฟเนต, ปิโตรเลียมซัลโฟเนต, ซัลโฟเนตโพลีออกซีเอทิลีนอัลคิลแอลกอฮอล์อีเทอร์ และซัลโฟเนตโพลีออกซีเอทิลีนอัลคิลฟีนอลอีเทอร์ เนื่องจากมีฤทธิ์ทางพื้นผิวสูงและมีความเสถียรต่อกรด ด่าง ออกซิเจน ความร้อน และน้ำมัน สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออรีนจึงเป็นสารทำให้เกิดฟองที่เหมาะสำหรับอุณหภูมิสูง

เพื่อช่วยให้การกระจายตัวของน้ำมันผ่านโครงสร้างรูพรุนของชั้นหิน หรือเพื่อให้การเคลื่อนย้ายน้ำมันบนผิวหินง่ายขึ้น จึงมีการใช้สารลดแรงตึงผิวที่เรียกว่าสารช่วยกระจายตัวแบบฟิล์มบาง ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปคือสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์เรซินฟีนอลที่ผ่านการออกซีอัลคิเลชัน

2. สารลดแรงตึงผิวสำหรับการสกัดน้ำมันดิบที่มีไขมันสูง

การสกัดน้ำมันดิบที่มีไขมันสูงจำเป็นต้องมีการป้องกันและกำจัดไขมันอย่างสม่ำเสมอ สารลดแรงตึงผิวทำหน้าที่ทั้งยับยั้งการเกิดไขมันและช่วยกระจายตัวของพาราฟิน

สำหรับการยับยั้งการก่อตัวของคราบแว็กซ์ มีสารลดแรงตึงผิวที่ละลายในน้ำมัน (ซึ่งเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติพื้นผิวของผลึกแว็กซ์) และสารลดแรงตึงผิวที่ละลายในน้ำ (ซึ่งปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิวที่เกิดการสะสมของแว็กซ์ เช่น ท่อ แท่งดูด และอุปกรณ์ต่างๆ) สารลดแรงตึงผิวที่ละลายในน้ำมันที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ปิโตรเลียมซัลโฟเนตและสารลดแรงตึงผิวประเภทอะมีน ส่วนสารลดแรงตึงผิวที่ละลายในน้ำ ได้แก่ โซเดียมอัลคิลซัลโฟเนต เกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม อัลคิลโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ อะโรมาติกโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ และอนุพันธ์โซเดียมซัลโฟเนตของสารเหล่านี้

สำหรับการกำจัดพาราฟิน สารลดแรงตึงผิวจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทที่ละลายในน้ำมัน (ใช้ในน้ำยาขจัดพาราฟินชนิดน้ำมัน) และประเภทที่ละลายในน้ำ (เช่น สารลดแรงตึงผิวประเภทซัลโฟเนต ประเภทควอเทอร์นารีแอมโมเนียม ประเภทโพลีอีเทอร์ ประเภททวีน ประเภทออป และสารลดแรงตึงผิวประเภทซัลเฟต/ซัลโฟเนต PEG หรือประเภทออป)

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวปฏิบัติทั้งในประเทศและต่างประเทศได้บูรณาการการป้องกันและการกำจัดแว็กซ์ โดยผสมผสานสารกำจัดแว็กซ์แบบน้ำมันและแบบน้ำเข้าด้วยกันเป็นสารกระจายตัวพาราฟินแบบไฮบริด สารเหล่านี้ใช้ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกเป็นเฟสน้ำมันและอิมัลซิไฟเออร์ที่มีคุณสมบัติละลายพาราฟินเป็นเฟสน้ำ เมื่ออิมัลซิไฟเออร์มีจุดขุ่นที่เหมาะสม (อุณหภูมิที่มันเริ่มขุ่น) มันจะแยกตัวออกจากกันใต้โซนการสะสมของแว็กซ์ ทำให้ส่วนประกอบทั้งสองทำงานพร้อมกันได้

3. สารลดแรงตึงผิวสำหรับการกำจัดน้ำออกจากน้ำมันดิบ

ในการกู้คืนน้ำมันขั้นต้นและขั้นที่สอง สารแยกอิมัลชันน้ำมันในน้ำถูกนำมาใช้เป็นหลัก โดยมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์มาแล้วสามรุ่น:

1. รุ่นแรก: คาร์บอกซิเลต ซัลเฟต และซัลโฟเนต

2. รุ่นที่สอง: สารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (เช่น OP, PEG และน้ำมันละหุ่งที่ผ่านการซัลโฟเนต)

3. รุ่นที่สาม: สารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง

ในขั้นตอนการกู้คืนน้ำมันขั้นที่สองและขั้นที่สามในระยะท้ายๆ น้ำมันดิบมักอยู่ในรูปของอิมัลชันน้ำในน้ำมัน สารแยกอิมัลชันแบ่งออกเป็นสี่ประเภท:

• เกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี (เช่น เตตราเดซิลไตรเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์, ไดเซทิลไดเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์) ซึ่งทำปฏิกิริยากับอิมัลซิไฟเออร์ประจุลบเพื่อเปลี่ยนแปลงค่า HLB (สมดุลระหว่างส่วนที่ชอบน้ำและส่วนที่ชอบไขมัน) หรือดูดซับบนอนุภาคดินเหนียวที่เปียกน้ำ ทำให้ความสามารถในการเปียกน้ำเปลี่ยนแปลงไป

• สารลดแรงตึงผิวประจุลบ (ทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์น้ำมันในน้ำ) และสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุแต่ละลายได้ในน้ำมัน ซึ่งมีประสิทธิภาพในการสลายอิมัลชันน้ำในน้ำมันเช่นกัน

ติดต่อเรา!