1. Chất hoạt động bề mặt dùng trong các biện pháp phá vỡ cấu trúc
Các biện pháp nứt vỡ đá thường được áp dụng trong các mỏ dầu có độ thấm thấp. Chúng bao gồm việc sử dụng áp suất để làm nứt vỡ tầng địa chất, tạo ra các vết nứt, và sau đó dùng chất độn để lấp đầy các vết nứt này nhằm giảm sức cản dòng chảy của chất lỏng, từ đó đạt được mục tiêu tăng sản lượng và khả năng bơm ép. Một số dung dịch nứt vỡ đá được pha chế bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt như một trong các thành phần của chúng.
Dung dịch khoan dầu trong nước được pha chế từ nước, dầu và chất nhũ hóa. Các chất nhũ hóa được sử dụng bao gồm chất hoạt động bề mặt ion, không ion và lưỡng tính. Nếu sử dụng nước đặc làm pha ngoài và dầu làm pha trong, có thể điều chế được dung dịch khoan dầu trong nước đặc (nhũ tương polymer). Loại dung dịch khoan này có thể được sử dụng ở nhiệt độ dưới 160°C và có khả năng tự động tách nhũ tương và thải dung dịch.
Dung dịch tạo bọt dùng trong khoan nứt vỡ là loại dung dịch có nước làm môi trường phân tán và khí làm pha phân tán. Thành phần chính của chúng gồm nước, khí và chất tạo bọt. Các chất tạo bọt có thể bao gồm alkyl sulfonat, alkyl benzen sulfonat, alkyl sulfat este, muối amoni bậc bốn và chất hoạt động bề mặt loại OP. Nồng độ chất tạo bọt trong nước thường là 0,5–2%, và tỷ lệ thể tích pha khí so với thể tích bọt nằm trong khoảng từ 0,5 đến 0,9.
Dung dịch khoan ép thủy lực gốc dầu được pha chế bằng cách sử dụng dầu làm dung môi hoặc môi trường phân tán. Các loại dầu được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực này là dầu thô hoặc các phân đoạn nặng của nó. Để cải thiện hiệu suất độ nhớt-nhiệt độ, cần phải thêm các sulfonat dầu mỏ hòa tan trong dầu (với trọng lượng phân tử từ 300–750). Dung dịch khoan ép thủy lực gốc dầu cũng bao gồm dung dịch khoan ép thủy lực nước trong dầu và dung dịch khoan ép thủy lực bọt dầu. Loại thứ nhất sử dụng các chất hoạt động bề mặt anion hòa tan trong dầu, chất hoạt động bề mặt cation và chất hoạt động bề mặt không ion làm chất nhũ hóa, trong khi loại thứ hai sử dụng các chất hoạt động bề mặt polyme chứa flo làm chất ổn định bọt.
Dung dịch dùng để phá vỡ các tầng địa chất nhạy cảm với nước là các nhũ tương hoặc bọt được pha chế bằng cách sử dụng hỗn hợp rượu (như ethylene glycol) và dầu (như kerosene) làm môi trường phân tán, carbon dioxide lỏng làm pha phân tán, và các ete rượu alkyl polyoxyethylene este hóa sulfat làm chất nhũ hóa hoặc chất tạo bọt, được sử dụng để phá vỡ các tầng địa chất nhạy cảm với nước.
Dung dịch dùng trong quá trình phá vỡ đá và xử lý axit đóng vai trò vừa là dung dịch phá vỡ đá vừa là dung dịch xử lý axit, được sử dụng trong các tầng đá cacbonat nơi cả hai biện pháp được thực hiện đồng thời. Các chất liên quan đến chất hoạt động bề mặt bao gồm bọt axit và nhũ tương axit; loại thứ nhất sử dụng alkyl sulfonat hoặc alkyl benzen sulfonat làm chất tạo bọt, trong khi loại thứ hai sử dụng chất hoạt động bề mặt loại sulfonat làm chất nhũ hóa.
Giống như dung dịch axit hóa, dung dịch dùng trong kỹ thuật nứt vỡ thủy lực cũng sử dụng chất hoạt động bề mặt làm chất tách nhũ tương, chất phụ gia làm sạch và chất điều chỉnh khả năng thấm ướt, những chi tiết này sẽ không được trình bày chi tiết ở đây.
2. Chất hoạt động bề mặt dùng để kiểm soát độ dày thành phẩm và ngăn ngừa tắc nghẽn do nước.
Để nâng cao hiệu quả khai thác bằng phương pháp bơm nước và hạn chế tốc độ gia tăng hàm lượng nước trong dầu thô, cần điều chỉnh cấu hình hấp thụ nước trong giếng bơm và áp dụng các biện pháp bịt kín giếng khai thác để tăng sản lượng. Một số phương pháp kiểm soát cấu hình và bịt kín giếng này thường sử dụng một số chất hoạt động bề mặt nhất định. Chất kiểm soát cấu hình dạng gel HPC/SDS được điều chế bằng cách trộn hydroxypropyl cellulose (HPC) và natri dodecyl sulfat (SDS) trong nước ngọt. Natri alkyl sulfonat và alkyl trimethyl amoni clorua được hòa tan riêng biệt trong nước để chuẩn bị hai dung dịch làm việc, được bơm vào tầng chứa dầu liên tiếp. Hai dung dịch làm việc này gặp nhau trong tầng chứa dầu, tạo ra kết tủa alkyl sulfit của alkyl trimethyl amin, làm tắc nghẽn các lớp có độ thấm cao. Polyoxyethylene alkyl phenol ether, alkyl aryl sulfonat, v.v., có thể được sử dụng làm chất tạo bọt. Chúng được hòa tan trong nước để chuẩn bị một dung dịch làm việc, sau đó được bơm vào tầng chứa dầu xen kẽ với dung dịch làm việc carbon dioxide lỏng. Phương pháp này tạo bọt trong tầng địa chất (chủ yếu ở các lớp có độ thấm cao), gây tắc nghẽn và đạt được hiệu quả kiểm soát cấu hình giếng. Chất hoạt động bề mặt loại muối amoni bậc bốn được hòa tan trong dung dịch keo axit silicic được điều chế từ amoni sulfat và thủy tinh lỏng, sau đó được bơm vào tầng địa chất, tiếp theo là bơm khí không ngưng tụ (khí tự nhiên hoặc khí clo). Đầu tiên, bọt được tạo ra với môi trường phân tán là chất lỏng trong tầng địa chất, sau đó dung dịch keo axit silicic đông đặc lại, tạo ra bọt với môi trường phân tán là chất rắn, giúp tắc nghẽn các lớp có độ thấm cao và đạt được hiệu quả kiểm soát cấu hình giếng. Sử dụng chất hoạt động bề mặt loại sulfonat làm chất tạo bọt và các hợp chất phân tử cao làm chất làm đặc và ổn định bọt, sau đó bơm khí hoặc các chất tạo khí, bọt gốc nước được tạo ra trên bề mặt hoặc trong tầng địa chất. Trong tầng dầu, một lượng lớn chất hoạt động bề mặt di chuyển đến giao diện dầu-nước, gây phá hủy bọt, do đó không làm tắc nghẽn tầng dầu và là chất bịt kín giếng dầu có tính chọn lọc. Chất bịt kín giếng dầu gốc xi măng là hỗn hợp xi măng trong dầu. Bề mặt xi măng có tính ưa nước. Khi xâm nhập vào tầng chứa nước, nước sẽ đẩy dầu trên bề mặt xi măng và phản ứng với xi măng, làm cho xi măng đông cứng và bịt kín tầng chứa nước. Để cải thiện tính lưu động của chất bịt kín này, người ta thường thêm các chất hoạt động bề mặt loại carboxylate và sulfonate. Chất bịt kín giếng dạng dung dịch micelle gốc nước là dung dịch micelle chủ yếu bao gồm amoni sulfonate dầu mỏ, hydrocarbon, rượu, v.v. Khi gặp nước có độ mặn cao trong tầng địa chất, nó có thể trở nên nhớt để đạt được hiệu quả bịt kín giếng bằng nước. Chất bịt kín giếng dạng dung dịch hoạt động bề mặt cation gốc nước hoặc gốc dầu, chủ yếu bao gồm các chất hoạt động bề mặt alkyl carboxylate và alkyl amoni clorua, chỉ thích hợp cho các tầng đá sa thạch. Chất bịt kín giếng dầu nặng hoạt tính là dầu nặng được hòa tan với chất nhũ hóa nước trong dầu. Khi gặp nước trong tầng địa chất, nó tạo ra nhũ tương dầu trong nước có độ nhớt cao để đạt được mục đích bịt kín các lỗ hổng do nước gây ra. Chất bịt kín dầu trong nước được điều chế bằng cách nhũ hóa dầu nặng trong nước bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt cation làm chất nhũ hóa dầu trong nước.
Thời gian đăng bài: 08/01/2026