Welche Anwendungsgebiete haben Tenside im Erdölsektor?

Nach der Klassifizierungsmethode für Ölfeldchemikalien können Tenside für den Einsatz auf Ölfeldern nach ihrer Anwendung in Bohrtenside, Produktionstenside, Tenside zur verbesserten Ölgewinnung, Tenside für die Öl- und Gasgewinnung/den Transport und Tenside für die Wasseraufbereitung eingeteilt werden.

 

Bohrtenside​

 

Unter den Tensiden für die Erdölindustrie entfällt der größte Verbrauch auf Bohr- und Zementierungszusätze (ca. 60 % des gesamten Tensidverbrauchs). Produktionstenside sind zwar mengenmäßig geringer, aber technologisch fortschrittlicher und machen etwa ein Drittel des Gesamtverbrauchs aus. Beide Kategorien spielen eine bedeutende Rolle bei der Anwendung von Tensiden in der Erdölindustrie.

In China konzentriert sich die Forschung auf zwei Hauptbereiche: die optimale Nutzung traditioneller Rohstoffe und die Entwicklung neuartiger synthetischer Polymere (einschließlich Monomere). International ist die Forschung an Bohrflüssigkeitsadditiven spezialisierter und legt den Schwerpunkt auf sulfonsäuregruppenhaltige synthetische Polymere als Grundlage für verschiedene Produkte – ein Trend, der die zukünftige Entwicklung prägen dürfte. Fortschritte wurden bei Viskositätsreduzierern, Mitteln zur Flüssigkeitsverlustkontrolle und Schmierstoffen erzielt. Insbesondere polymere Alkoholtenside mit Trübungspunkt-Effekt haben sich in den letzten Jahren in den chinesischen Ölfeldern weit verbreitet und eine Reihe von polymeren Alkoholbohrflüssigkeitssystemen hervorgebracht. Darüber hinaus haben Bohrflüssigkeiten auf Methylglucosid- und Glycerinbasis vielversprechende Ergebnisse im praktischen Einsatz gezeigt und die Entwicklung von Bohrflüssigkeitstensiden weiter vorangetrieben. Derzeit umfasst Chinas Angebot an Bohrflüssigkeitsadditiven 18 Kategorien mit über tausend Varianten und einem jährlichen Verbrauch von fast 300.000 Tonnen.

 

Produktionstenside​

 

Im Vergleich zu Bohrtensiden sind Produktionstenside weniger vielfältig und in geringerer Menge verfügbar, insbesondere solche, die beim Säurebad und Fracking eingesetzt werden. Bei Fracking-Tensiden konzentriert sich die Forschung an Geliermitteln hauptsächlich auf modifizierte natürliche Pflanzengummis und Cellulose sowie auf synthetische Polymere wie Polyacrylamid. In den letzten Jahren verlief der internationale Fortschritt bei Tensiden für Säurebadflüssigkeiten schleppend, wobei sich der Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt verlagerte.KorrosionsinhibitorenZur Säurebehandlung werden Inhibitoren eingesetzt. Diese Inhibitoren werden typischerweise durch Modifizierung oder Mischung bestehender Rohstoffe entwickelt, mit dem gemeinsamen Ziel, geringe oder keine Toxizität sowie Öl-/Wasserlöslichkeit oder Wasserdispergierbarkeit zu gewährleisten. Aminbasierte, quaternäre Ammonium- und Alkinalkohol-Mischinhibitoren sind weit verbreitet, während aldehydbasierte Inhibitoren aufgrund von Toxizitätsbedenken an Bedeutung verloren haben. Weitere Innovationen umfassen Dodecylbenzolsulfonsäure-Komplexe mit niedermolekularen Aminen (z. B. Ethylamin, Propylamin, C8–18-primäre Amine, Ölsäurediethanolamid) und Säure-in-Öl-Emulgatoren. In China hinkt die Forschung an Tensiden für Fracking- und Säurebehandlungsflüssigkeiten hinterher, wobei über Korrosionsinhibitoren hinaus nur geringe Fortschritte erzielt wurden. Unter den verfügbaren Produkten dominieren aminbasierte Verbindungen (primäre, sekundäre, tertiäre oder quaternäre Amide und deren Mischungen), gefolgt von Imidazolinderivaten als einer weiteren wichtigen Klasse organischer Korrosionsinhibitoren.

 

Tenside für die Öl- und Gasgewinnung/den Transport​

 

Die Forschung und Entwicklung von Tensiden für die Öl- und Gasförderung und den Transport in China begann in den 1960er Jahren. Heute gibt es 14 Produktkategorien mit Hunderten von Produkten. Rohöldemulgatoren werden am häufigsten verwendet, mit einem jährlichen Bedarf von rund 20.000 Tonnen. China hat maßgeschneiderte Demulgatoren für verschiedene Ölfelder entwickelt, von denen viele den internationalen Standards der 1990er Jahre entsprechen. Allerdings sind Pourpoint-Erniedriger, Fließverbesserer, Viskositätsreduzierer und Wachsentfernungs- bzw. -verhinderungsmittel weiterhin nur begrenzt verfügbar und meist als Mischprodukte erhältlich. Die unterschiedlichen Anforderungen an diese Tenside aufgrund der verschiedenen Rohöleigenschaften stellen Herausforderungen dar und erfordern eine verstärkte Entwicklung neuer Produkte.

 

Tenside für die Wasseraufbereitung in Ölfeldern​

 

Chemikalien zur Wasseraufbereitung sind in der Erdölförderung von entscheidender Bedeutung. Der jährliche Verbrauch übersteigt 60.000 Tonnen, wovon etwa 40 % Tenside sind. Trotz der hohen Nachfrage ist die Forschung zu Tensiden für die Wasseraufbereitung in China unzureichend, und das Produktsortiment bleibt unvollständig. Die meisten Produkte stammen aus der industriellen Wasseraufbereitung, sind aber aufgrund der Komplexität des Erdölfeldwassers oft nur bedingt anwendbar und liefern mitunter nicht die erwarteten Ergebnisse. International ist die Entwicklung von Flockungsmitteln der aktivste Bereich der Forschung zu Tensiden für die Wasseraufbereitung. Zahlreiche Produkte sind entstanden, jedoch nur wenige speziell für die Abwasserbehandlung in Erdölfeldern.