Які застосування поверхнево-активних речовин знаходять у нафтогазовому секторі?

Згідно з методом класифікації хімікатів нафтопромислу, поверхнево-активні речовини для використання в нафтопромисловому секторі можна класифікувати за застосуванням на поверхнево-активні речовини для буріння, поверхнево-активні речовини для видобутку, поверхнево-активні речовини для підвищення нафтовіддачі, поверхнево-активні речовини для збору/транспортування нафти та газу та поверхнево-активні речовини для очищення води.

 

Поверхнево-активні речовини для буріння​

 

Серед поверхнево-активних речовин, що використовуються в нафтопромислах, бурові поверхнево-активні речовини (включаючи добавки до бурових розчинів та цементуючі добавки) становлять найбільший обсяг споживання — приблизно 60% від загального обсягу використання поверхнево-активних речовин у нафтопромислах. Виробничі поверхнево-активні речовини, хоча й відносно менші за кількістю, є більш технологічно досконалими та складають близько третини від загальної кількості. Ці дві категорії мають значне значення у застосуванні поверхнево-активних речовин у нафтопромислах.

У Китаї дослідження зосереджені на двох основних напрямках: максимізація використання традиційної сировини та розробка нових синтетичних полімерів (включаючи мономери). На міжнародному рівні дослідження добавок до бурових розчинів є більш спеціалізованими, з акцентом на синтетичних полімерах, що містять сульфонові кислоти, як основі для різних продуктів – тенденція, яка, ймовірно, формуватиме майбутній розвиток. Були досягнуті прориви в галузі редукторів в'язкості, агентів контролю втрат рідини та мастильних матеріалів. Примітно, що в останні роки полімерні спиртові поверхнево-активні речовини з ефектами точки помутніння широко впроваджуються на вітчизняних нафтових родовищах, утворюючи серію полімерних спиртових систем бурових рідин. Крім того, бурові рідини на основі метилглюкозиду та гліцерину продемонстрували багатообіцяючі результати польового застосування, що ще більше стимулює розвиток бурових поверхнево-активних речовин. Наразі добавки до бурових розчинів у Китаї охоплюють 18 категорій з понад тисячею різновидів, а річне споживання наближається до 300 000 тонн.

 

Виробництво поверхнево-активних речовин​

 

Порівняно з поверхнево-активними речовинами (ПАР), що використовуються в бурінні, виробничі ПАР менш різноманітні та мають меншу кількість, особливо ті, що використовуються для кислотної обробки та гідророзриву пласта. У ПАР, що використовуються для гідророзриву пласта, дослідження гелеутворюючих агентів в основному зосереджені на модифікованих натуральних рослинних камедях та целюлозі, а також на синтетичних полімерах, таких як поліакриламід. В останні роки міжнародний прогрес у кислотній обробці рідинних ПАР був повільним, а акцент у дослідженнях та розробках змістився на...інгібітори корозіїдля підкислення. Ці інгібітори зазвичай розробляються шляхом модифікації або змішування існуючої сировини із спільною метою забезпечення низької або нетоксичної розчинності в олії/воді або дисперсності у воді. Поширеними є інгібітори на основі амінів, четвертинних амонійних сполук та сумішей алкінових спиртів, тоді як інгібітори на основі альдегідів скоротилися через проблеми з токсичністю. Інші інновації включають комплекси додецилбензолсульфонової кислоти з низькомолекулярними амінами (наприклад, етиламін, пропіламін, первинні аміни C8–18, олеїновий діетаноламід) та емульгатори кислота в олії. У Китаї дослідження поверхнево-активних речовин для рідин для гідророзриву пласта та підкислення відстають, з обмеженим прогресом, що виходить за рамки інгібіторів корозії. Серед доступних продуктів домінують сполуки на основі амінів (первинні, вторинні, третинні або четвертинні аміди та їх суміші), а також похідні імідазоліну як ще один основний клас органічних інгібіторів корозії.

 

Поверхнево-активні речовини для збору/транспортування нафти та газу​

 

Дослідження та розробка поверхнево-активних речовин для збору/транспортування нафти та газу в Китаї розпочалися в 1960-х роках. Сьогодні існує 14 категорій із сотнями продуктів. Деемульгатори сирої нафти є найбільш споживаними, з річним попитом близько 20 000 тонн. Китай розробив спеціалізовані деемульгатори для різних нафтових родовищ, багато з яких відповідають міжнародним стандартам 1990-х років. Однак, депресанти температури застигання, покращувачі плинності, знижувачі в'язкості та агенти для видалення/запобігання утворенню парафіну залишаються обмеженими, здебільшого це суміші продуктів. Різні вимоги до цих поверхнево-активних речовин, що стосуються різних властивостей сирої нафти, створюють труднощі та вищі вимоги до розробки нових продуктів.

 

Поверхнево-активні речовини для очищення води нафтопромислових родовищ​

 

Хімічні речовини для очищення води є критично важливою категорією в розробці нафтових родовищ, щорічне споживання яких перевищує 60 000 тонн, близько 40% з яких – це поверхнево-активні речовини. Незважаючи на значний попит, досліджень поверхнево-активних речовин для очищення води в Китаї недостатньо, а асортимент продукції залишається неповним. Більшість продуктів адаптовані з промислових методів очищення води, але через складність нафтопромислової води їх застосовність часто низька, іноді не даючи очікуваних результатів. На міжнародному рівні розробка флокулянтів є найактивнішою сферою досліджень поверхнево-активних речовин для очищення води, що призводить до появи численних продуктів, хоча деякі з них спеціально розроблені для очищення стічних вод нафтопромислових родовищ.