สารลดแรงตึงผิวมีการประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมน้ำมันอย่างไรบ้าง?

ตามวิธีการจำแนกประเภทของสารเคมีในแหล่งน้ำมัน สารลดแรงตึงผิวสำหรับใช้ในแหล่งน้ำมันสามารถแบ่งประเภทตามการใช้งานได้เป็น สารลดแรงตึงผิวสำหรับการขุดเจาะ สารลดแรงตึงผิวในการผลิต สารลดแรงตึงผิวสำหรับการกู้คืนน้ำมันขั้นสูง สารลดแรงตึงผิวสำหรับการรวบรวม/ขนส่งน้ำมันและก๊าซ และสารลดแรงตึงผิวสำหรับการบำบัดน้ำ

 

สารลดแรงตึงผิวสำหรับการเจาะ

 

ในบรรดาสารลดแรงตึงผิวสำหรับบ่อน้ำมัน สารลดแรงตึงผิวสำหรับการเจาะ (รวมถึงสารเติมแต่งสำหรับของเหลวสำหรับการเจาะและสารเติมแต่งสำหรับซีเมนต์) มีปริมาณการใช้มากที่สุด คือประมาณ 60% ของปริมาณการใช้สารลดแรงตึงผิวทั้งหมดในบ่อน้ำมัน สารลดแรงตึงผิวสำหรับการผลิตแม้จะมีปริมาณค่อนข้างน้อยกว่า แต่ก็มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากกว่า โดยคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของปริมาณการใช้ทั้งหมด สารลดแรงตึงผิวทั้งสองประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประยุกต์ใช้สารลดแรงตึงผิวในบ่อน้ำมัน

ในประเทศจีน การวิจัยมุ่งเน้นไปที่สองประเด็นหลัก ได้แก่ การใช้ประโยชน์จากวัตถุดิบดั้งเดิมให้ได้มากที่สุด และการพัฒนาพอลิเมอร์สังเคราะห์ชนิดใหม่ (รวมถึงโมโนเมอร์) ในระดับนานาชาติ การวิจัยสารเติมแต่งสำหรับน้ำมันเจาะมีความเฉพาะทางมากขึ้น โดยเน้นที่พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีกลุ่มกรดซัลโฟนิกเป็นรากฐานสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ ซึ่งแนวโน้มนี้มีแนวโน้มที่จะกำหนดทิศทางการพัฒนาในอนาคต มีความก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดดในด้านสารลดความหนืด สารควบคุมการสูญเสียน้ำมัน และสารหล่อลื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารลดแรงตึงผิวแอลกอฮอล์โพลีเมอร์ที่มีผลต่อจุดขุ่นตัวได้ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในแหล่งน้ำมันภายในประเทศ จนก่อให้เกิดระบบน้ำมันเจาะแอลกอฮอล์โพลีเมอร์หลายระบบ นอกจากนี้ น้ำมันเจาะที่มีส่วนผสมของเมทิลกลูโคไซด์และกลีเซอรีนยังแสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์การใช้งานจริงที่มีแนวโน้มดี ซึ่งเป็นแรงผลักดันสำคัญในการพัฒนาสารลดแรงตึงผิวสำหรับน้ำมันเจาะ ปัจจุบัน สารเติมแต่งสำหรับน้ำมันเจาะของจีนครอบคลุม 18 หมวดหมู่ มากกว่าพันชนิด และมีปริมาณการใช้ต่อปีเกือบ 300,000 ตัน

 

สารลดแรงตึงผิวสำหรับการผลิต

 

เมื่อเทียบกับสารลดแรงตึงผิวสำหรับการเจาะ สารลดแรงตึงผิวสำหรับการผลิตมีความหลากหลายและปริมาณน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่ใช้ในการทำให้เป็นกรดและการแตกหัก สำหรับสารลดแรงตึงผิวสำหรับการแตกหัก การวิจัยเกี่ยวกับสารก่อเจลมุ่งเน้นไปที่ยางพืชธรรมชาติที่ผ่านการดัดแปลงและเซลลูโลส ควบคู่ไปกับพอลิเมอร์สังเคราะห์ เช่น โพลีอะคริลาไมด์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าในระดับนานาชาติในการทำให้เป็นกรดของสารลดแรงตึงผิวเหลวเป็นไปอย่างเชื่องช้า โดยเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนาสารยับยั้งการกัดกร่อนสำหรับการทำให้เป็นกรด โดยทั่วไปสารยับยั้งเหล่านี้จะถูกพัฒนาโดยการดัดแปลงหรือผสมวัตถุดิบที่มีอยู่ โดยมีเป้าหมายร่วมกันคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นพิษต่ำหรือไม่เป็นพิษ และสามารถละลายในน้ำมัน/น้ำ หรือกระจายตัวในน้ำได้ สารยับยั้งแบบผสมที่มีส่วนประกอบของอะมีน แอมโมเนียมควอเทอร์นารี และแอลกอฮอล์อัลไคน์เป็นที่นิยมแพร่หลาย ในขณะที่สารยับยั้งที่มีส่วนประกอบของอัลดีไฮด์ลดลงเนื่องจากความกังวลเรื่องความเป็นพิษ นวัตกรรมอื่นๆ ได้แก่ สารเชิงซ้อนของกรดโดเดซิลเบนซีนซัลโฟนิกที่มีเอมีนน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (เช่น เอทิลเอมีน โพรพิลามีน เอมีนปฐมภูมิ C8-18 โอเลอิกไดเอทาโนลาไมด์) และอิมัลซิไฟเออร์กรดในน้ำมัน ในประเทศจีน การวิจัยเกี่ยวกับสารลดแรงตึงผิวสำหรับของเหลวที่แตกตัวและทำให้เกิดกรดยังคงล่าช้า โดยมีความก้าวหน้าที่จำกัดนอกเหนือจากสารยับยั้งการกัดกร่อน ในบรรดาผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่าย สารประกอบที่มีส่วนประกอบของเอมีน (อะไมด์ปฐมภูมิ ทุติยภูมิ ตติยภูมิ หรือควอเทอร์นารีและส่วนผสมของอะไมด์เหล่านี้) ถือเป็นกลุ่มหลัก รองลงมาคืออนุพันธ์อิมีดาโซลีน ซึ่งเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนอินทรีย์กลุ่มหลักอีกกลุ่มหนึ่ง

 

สารลดแรงตึงผิวสำหรับการรวบรวม/ขนส่งน้ำมันและก๊าซ

 

การวิจัยและพัฒนาสารลดแรงตึงผิวสำหรับการรวบรวม/ขนส่งน้ำมันและก๊าซในประเทศจีนเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1960 ปัจจุบันมีสารลดแรงตึงผิว 14 ประเภท และมีผลิตภัณฑ์หลายร้อยรายการ สารลดแรงตึงผิวจากน้ำมันดิบเป็นสารที่ถูกใช้มากที่สุด โดยมีความต้องการใช้ประมาณ 20,000 ตันต่อปี จีนได้พัฒนาสารลดแรงตึงผิวเฉพาะสำหรับแหล่งน้ำมันต่างๆ ซึ่งหลายแหล่งได้มาตรฐานสากลในช่วงทศวรรษ 1990 อย่างไรก็ตาม สารลดจุดเท สารปรับปรุงการไหล สารลดความหนืด และสารกำจัด/ป้องกันแว็กซ์ยังคงมีอยู่อย่างจำกัด โดยส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์แบบผสม ความต้องการที่แตกต่างกันของคุณสมบัติของน้ำมันดิบสำหรับสารลดแรงตึงผิวเหล่านี้ก่อให้เกิดความท้าทายและความต้องการในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ที่สูงขึ้น

 

สารลดแรงตึงผิวในการบำบัดน้ำในแหล่งน้ำมัน

 

สารเคมีบำบัดน้ำเป็นหมวดหมู่สำคัญในการพัฒนาแหล่งน้ำมัน โดยมีปริมาณการใช้มากกว่า 60,000 ตันต่อปี ซึ่งประมาณ 40% เป็นสารลดแรงตึงผิว แม้จะมีความต้องการสูง แต่การวิจัยเกี่ยวกับสารลดแรงตึงผิวสำหรับบำบัดน้ำในประเทศจีนยังไม่เพียงพอ และกลุ่มผลิตภัณฑ์ก็ยังไม่ครบถ้วน ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่นำมาจากการบำบัดน้ำอุตสาหกรรม แต่เนื่องจากความซับซ้อนของน้ำในแหล่งน้ำมัน การประยุกต์ใช้จึงมักไม่มีประสิทธิภาพ บางครั้งก็ไม่ได้ผลลัพธ์ตามที่คาดหวัง ในระดับนานาชาติ การพัฒนาสารตกตะกอนเป็นสาขาที่ดำเนินการมากที่สุดในการวิจัยสารลดแรงตึงผิวสำหรับบำบัดน้ำ โดยได้ผลิตภัณฑ์จำนวนมาก แต่มีเพียงไม่กี่รายการที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการบำบัดน้ำเสียในแหล่งน้ำมัน