Application detensioactifsdans la production de champs pétrolifères
1. Tensioactifs utilisés pour l’extraction du pétrole lourd
En raison de la viscosité élevée et de la faible fluidité du pétrole lourd, celui-ci pose de nombreuses difficultés lors de l'exploitation minière.Afin d'extraire ces pétroles lourds, il est parfois nécessaire d'injecter une solution aqueuse de tensioactif en fond de trou pour convertir le pétrole lourd à haute viscosité en une émulsion pétrole dans l'eau à faible viscosité et l'extraire à la surface.Les tensioactifs utilisés dans cette méthode d'émulsification et de réduction de la viscosité du pétrole lourd comprennent l'alkylsulfonate de sodium, l'éther d'alcool alkylique de polyoxyéthylène, l'éther de polyoxyéthylène alkylphénol, le polyoxyéthylène polyoxypropylène polyène polyamine, le sel de sodium de sulfate d'éther d'alcool alkylique de vinyle de polyoxyéthylène, etc. produit doit séparer l’eau et utiliser certains tensioactifs industriels comme désémulsifiants pour la déshydratation.Ces désémulsifiants sont des émulsifiants eau dans huile.Les tensioactifs cationiques ou acides naphténiques, les acides asphaltoniques et leurs sels métalliques multivalents sont couramment utilisés.
Le pétrole lourd spécial ne peut pas être extrait par les unités de pompage conventionnelles et nécessite une injection de vapeur pour la récupération thermique.Pour améliorer l'effet de récupération thermique, des tensioactifs doivent être utilisés.L'injection de mousse dans le puits d'injection de vapeur, c'est-à-dire l'injection d'un agent moussant résistant aux hautes températures et de gaz non condensable, est l'une des méthodes de modulation couramment utilisées.
Les agents moussants couramment utilisés sont les alkylbenzènesulfonates, les α-oléfinesulfonates, les sulfonates de pétrole, les éthers d'alcool alkylique de polyoxyéthylène sulfohydrocarbylés et les éthers d'alkylphénol de polyoxyéthylène sulfohydrocarbylés, etc. Parce que les tensioactifs fluorés ont une activité de surface élevée et sont stables aux acides, aux alcalis, à l'oxygène, à la chaleur et huile, ce sont des agents moussants idéaux à haute température.Afin de permettre au pétrole dispersé de passer facilement à travers la structure des pores de la formation, ou de rendre le pétrole à la surface de la formation facile à expulser, il est nécessaire d'utiliser un tensioactif appelé agent diffusant de film.L’activité de surface couramment utilisée est celle du polymère de résine phénolique oxyalkylée.agent.
- Tensioactifs pour l'extraction de pétrole brut cireux
L’exploitation du pétrole brut cireux nécessite une prévention et un retrait fréquents de la cire.Les tensioactifs agissent comme inhibiteurs de cire et dissolvants de cire.Il existe des tensioactifs solubles dans l'huile et des tensioactifs solubles dans l'eau utilisés comme anti-cire.Le premier joue un rôle anti-cire en modifiant les propriétés de la surface des cristaux de cire.Les tensioactifs solubles dans l'huile couramment utilisés sont les sulfonates de pétrole et les tensioactifs aminés.Les tensioactifs solubles dans l'eau jouent un rôle anti-cire en modifiant les propriétés des surfaces formées par la cire (telles que les conduites d'huile, les tiges de pompage et les surfaces des équipements).Les tensioactifs disponibles comprennent les alkylsulfonates de sodium, les sels d'ammonium quaternaire, les éthers d'alcane polyoxyéthylène, les éthers de polyoxyéthylène d'hydrocarbures aromatiques et leurs sels de sulfonate de sodium, etc. Les tensioactifs utilisés pour l'élimination de la cire sont également divisés en deux aspects.Les tensioactifs solubles dans l'huile sont utilisés pour les dissolvants de cire à base d'huile et les tensioactifs de type sulfonate soluble dans l'eau, de type sel d'ammonium quaternaire, de type polyéther, de type Tween, de type OP, de type plat à base de sulfate ou sulfo-alkylé et de type OP.tensioactifLes s sont utilisés dans les dissolvants de cire à base d’eau.Ces dernières années, les décapants de cire nationaux et étrangers ont été combinés de manière organique, et les décapants de cire à base d'huile et les décapants de cire à base d'eau ont été combinés de manière organique pour produire des décapants de cire hybrides.Ce dissolvant de cire utilise des hydrocarbures aromatiques et des hydrocarbures aromatiques mélangés comme phase huileuse, et utilise un émulsifiant avec effet nettoyant pour cire comme phase aqueuse.Lorsque l'émulsifiant sélectionné est un tensioactif non ionique avec un point de trouble approprié, la température en dessous de la section de cire du puits de pétrole peut atteindre ou dépasser son point de trouble, de sorte que le dissolvant de cire mélangé puisse L'émulsification est rompue avant d'entrer dans la section de formation de cire , et deux agents de clarification de la cire sont séparés, qui jouent simultanément le rôle de clarification de la cire.
3. Tensioactifsutilisé pour stabiliser l'argile
L'argile stabilisante est divisée en deux aspects : empêcher l'expansion des minéraux argileux et empêcher la migration des particules minérales argileuses.Des tensioactifs cationiques tels que le type sel d'amine, le type sel d'ammonium quaternaire, le type sel de pyridinium et le sel d'imidazoline peuvent être utilisés pour empêcher le gonflement de l'argile.Des tensioactifs non ioniques-cationiques contenant du fluor sont disponibles pour empêcher la migration des particules minérales argileuses.
4. Tensioactifsutilisé dans les mesures d'acidification
Afin d'améliorer l'effet d'acidification, divers additifs sont généralement ajoutés à la solution acide.Tout tensioactif compatible avec la solution acide et facilement adsorbé par la formation peut être utilisé comme retardateur d'acidification.Tels que le chlorhydrate d'amine grasse, le sel d'ammonium quaternaire, le sel de pyridine dans les tensioactifs cationiques et les alcanes de polyoxyéthylène sulfonés, carboxyméthylés, salés par ester de phosphate ou salés par ester de sulfate dans les tensioactifs amphotères, l'éther de phénol de base, etc. Certains tensioactifs, tels que l'acide dodécylsulfonique et ses sels d'alkylamine , peut émulsionner un liquide acide dans l'huile pour produire une émulsion acide dans l'huile.Cette émulsion peut être utilisée comme liquide industriel acidifié et joue également un rôle retardateur.
Certains tensioactifs peuvent être utilisés comme anti-émulsifiants pour les liquides acidifiants.Des tensioactifs à structures ramifiées tels que l'éther de polyoxyéthylène polyoxypropylène propylène glycol et le polyoxyéthylène polyoxypropylène pentaéthylène hexaamine peuvent être utilisés comme anti-émulsifiants acidifiants.
Certains tensioactifs peuvent être utilisés comme agents de drainage déficients en acide.Les tensioactifs qui peuvent être utilisés comme adjuvants de drainage comprennent les tensioactifs du type sel d'amine, du type sel d'ammonium quaternaire, du type sel de pyridinium, les tensioactifs non ioniques, amphotères et contenant du fluor.
Certains tensioactifs peuvent être utilisés comme agents anti-boues acidifiants, tels que les tensioactifs solubles dans l'huile, tels que les alkylphénols, les acides gras, les acides alkylbenzènesulfoniques, les sels d'ammonium quaternaire, etc. Parce qu'ils ont une faible solubilité acide, des tensioactifs non ioniques peuvent être utilisés pour les disperser. dans la solution acide.
Afin d'améliorer l'effet d'acidification, un agent d'inversion de mouillage doit être ajouté à la solution acide pour inverser la mouillabilité de la zone proche du puits de forage de lipophile à hydrophile.Des mélanges d'éthers d'alcool alkylique de polyoxyéthylène polyoxypropylène et d'éthers d'alcool alkylique de polyoxyéthylène polyoxypropylène salés au phosphate sont adsorbés par la formation pour former la troisième couche d'adsorption, qui joue un rôle dans le mouillage et l'inversion.
De plus, certains tensioactifs, tels que le chlorhydrate d'amine grasse, le sel d'ammonium quaternaire ou le tensioactif non ionique-anionique, sont utilisés comme agents moussants pour fabriquer un fluide de travail acide moussant afin d'atteindre l'objectif de ralentir la corrosion et l'acidification profonde, ou des mousses sont fabriquées. à partir de là et utilisé comme pré-fluide pour l'acidification.Après leur injection dans la formation, la solution acide est injectée.L'effet Jamin produit par les bulles dans la mousse peut détourner le liquide acide, forçant le liquide acide à dissoudre principalement la couche à faible perméabilité, améliorant ainsi l'effet d'acidification.
5. Tensioactifs utilisés dans les mesures de fracturation
Les mesures de fracturation sont souvent utilisées dans les champs pétrolifères à faible perméabilité.Ils utilisent la pression pour ouvrir la formation afin de former des fractures, et utilisent un agent de soutènement pour soutenir les fractures afin de réduire la résistance à l'écoulement du fluide et atteindre l'objectif d'augmenter la production et l'attention.Certains fluides de fracturation sont formulés avec des tensioactifs parmi leurs ingrédients.
Les fluides de fracturation huile dans eau sont formulés avec de l’eau, de l’huile et des émulsifiants.Les émulsifiants utilisés sont des tensioactifs ioniques, non ioniques et amphotères.Si de l'eau épaissie est utilisée comme phase externe et de l'huile comme phase interne, un fluide de fracturation épaissi huile-dans-eau (émulsion polymère) peut être préparé.Ce fluide de fracturation peut être utilisé à des températures inférieures à 160°C et peut automatiquement briser les émulsions et drainer les fluides.
Le fluide de fracturation à mousse est un fluide de fracturation qui utilise de l'eau comme milieu de dispersion et du gaz comme phase dispersée.Ses principaux composants sont l'eau, le gaz et l'agent moussant.Les alkylsulfonates, les alkylbenzènesulfonates, les sels d'esters de sulfate d'alkyle, les sels d'ammonium quaternaire et les tensioactifs OP peuvent tous être utilisés comme agents moussants.La concentration d'agent moussant dans l'eau est généralement de 0,5 à 2 % et le rapport entre le volume de la phase gazeuse et le volume de mousse est compris entre 0,5 et 0,9.
Le fluide de fracturation à base d'huile est un fluide de fracturation formulé avec de l'huile comme solvant ou milieu de dispersion.Le pétrole le plus couramment utilisé sur site est le pétrole brut ou sa fraction lourde.Afin d'améliorer ses propriétés de viscosité et de température, du sulfonate de pétrole soluble dans l'huile (poids moléculaire 300-750) doit être ajouté.Les fluides de fracturation à base de pétrole comprennent également les fluides de fracturation eau dans le pétrole et les fluides de fracturation à base de mousse de pétrole.Les émulsifiants utilisés dans le premier sont des tensioactifs anioniques solubles dans l'huile, des tensioactifs cationiques et des tensioactifs non ioniques, tandis que les stabilisants de mousse utilisés dans le second sont des tensioactifs polymères fluorés.
Le fluide de fracturation de formation sensible à l'eau utilise un mélange d'alcool (tel que l'éthylène glycol) et d'huile (telle que le kérosène) comme milieu de dispersion, du dioxyde de carbone liquide comme phase dispersée et de l'éther d'alcool alkylique polyoxyéthylène salé sulfate comme émulsifiant.Ou émulsion ou mousse formulée avec un agent moussant pour fracturer les formations sensibles à l'eau.
Le fluide de fracturation utilisé pour la fracturation et l'acidification est à la fois un fluide de fracturation et un fluide acidifiant.Il est utilisé dans les formations carbonatées et les deux mesures sont réalisées simultanément.Les tensioactifs sont liés à la mousse acide et à l'émulsion acide.Le premier utilise un sulfonate d'alkyle ou un sulfonate d'alkyle benzène comme agent moussant, et le second utilise un tensioactif sulfonate comme émulsifiant.Comme les fluides acidifiants, les fluides de fracturation utilisent également des tensioactifs comme anti-émulsifiants, aides au drainage et agents d'inversion du mouillage, qui ne seront pas abordés ici.
6. Utiliser des tensioactifs pour le contrôle du profil et les mesures de blocage de l'eau
Afin d'améliorer l'effet de développement de l'injection d'eau et de supprimer le taux croissant de teneur en eau du pétrole brut, il est nécessaire d'ajuster le profil d'absorption d'eau sur les puits d'injection d'eau et d'augmenter la production en bloquant l'eau sur les puits de production.Certaines méthodes de contrôle de profil et de blocage de l’eau utilisent souvent des tensioactifs.
L'agent de contrôle du profil de gel HPC/SDS est composé d'hydroxypropylcellulose (HPC) et de dodécylsulfate de sodium (SDS) dans de l'eau douce.
L'alkylsulfonate de sodium et le chlorure d'alkyltriméthylammonium sont respectivement dissous dans l'eau pour préparer deux liquides de travail, qui sont injectés dans la formation l'un après l'autre.Les deux liquides de travail interagissent l’un avec l’autre dans la formation pour produire de l’alkyltriméthylamine.Le sulfite précipite et bloque la couche à haute perméabilité.
Les éthers de polyoxyéthylène alkylphénol, les alkylarylsulfonates, etc. peuvent être utilisés comme agents moussants, dissous dans l'eau pour préparer un fluide de travail, puis injectés dans la formation en alternance avec le fluide de travail liquide de dioxyde de carbone, juste dans la formation (principalement à haute perméabilité couche) forme de la mousse, produit un blocage et joue un rôle dans le contrôle du profil.
En utilisant un tensioactif d'ammonium quaternaire comme agent moussant dissous dans un sol d'acide silicique composé de sulfate d'ammonium et de verre soluble et injecté dans la formation, puis en injectant du gaz non condensable (gaz naturel ou chlore), une forme liquide peut être générée. dans la formation en premier.La mousse dans l'intercalaire de dispersion, suivie de la gélification du sol d'acide silicique, produit une mousse avec un solide comme milieu de dispersion, qui joue le rôle de boucher la couche à haute perméabilité et de contrôler le profil.
En utilisant des tensioactifs sulfonates comme agents moussants et des composés polymères comme stabilisants de mousse épaississants, puis en injectant du gaz ou des substances génératrices de gaz, une mousse à base d'eau est générée au sol ou dans la formation.Cette mousse est tensioactive dans la couche d'huile.Une grande quantité de l'agent se déplace vers l'interface huile-eau, provoquant la destruction de la mousse, de sorte qu'elle ne bloque pas la couche d'huile.C'est un agent sélectif et bloquant l'eau des puits de pétrole.
L'agent bloquant l'eau pour ciment à base d'huile est une suspension de ciment dans l'huile.La surface du ciment est hydrophile.Lorsqu'elle pénètre dans la couche productrice d'eau, l'eau déplace l'interaction entre le puits de pétrole et le ciment à la surface du ciment, provoquant la solidification du ciment et le blocage de la couche productrice d'eau.Afin d'améliorer la fluidité de cet agent colmatant, des tensioactifs carboxylates et sulfonates sont généralement ajoutés.
L'agent bloquant l'eau soluble dans l'eau micellaire à base d'eau est une solution micellaire principalement composée de sulfonate d'ammonium et de pétrole, d'hydrocarbures et d'alcools.Il contient beaucoup d'eau salée dans la formation et devient visqueux pour obtenir un effet bloquant l'eau..
L'agent bloquant l'eau en solution de tensioactif cationique à base d'eau ou d'huile est à base d'agents actifs de carboxylate d'alkyle et de sel de chlorure d'alkylammonium et ne convient que pour les formations de grès.
L'agent bloquant l'eau actif pour le pétrole lourd est une sorte de pétrole lourd dissous avec un émulsifiant eau dans l'huile.Il produit une émulsion eau dans huile très visqueuse après la déshydratation de la formation pour atteindre l'objectif de bloquer l'eau.
L'agent bloquant l'eau huile dans l'eau est préparé en émulsifiant de l'huile lourde dans l'eau à l'aide d'un tensioactif cationique comme émulsifiant huile dans l'eau.
7. Utiliser des tensioactifs pour les mesures de contrôle du sable
Avant les opérations de contrôle du sable, une certaine quantité d'eau activée préparée avec des tensioactifs doit être injectée comme pré-fluide pour pré-nettoyer la formation afin d'améliorer l'effet de contrôle du sable.Actuellement, les tensioactifs les plus couramment utilisés sont les tensioactifs anioniques.
8. Tensioactif pour la déshydratation du pétrole brut
Dans les étapes de récupération primaire et secondaire du pétrole, des désémulsifiants eau dans huile sont souvent utilisés pour le pétrole brut extrait.Trois générations de produits ont été développées.La première génération est constituée de carboxylate, sulfate et sulfonate.La deuxième génération est constituée de tensioactifs non ioniques de faible poids moléculaire tels que l'OP, le Pingpingjia et l'huile de ricin sulfonée.La troisième génération est un tensioactif polymère non ionique.
Dans les étapes ultérieures de la récupération secondaire du pétrole et de la récupération tertiaire du pétrole, le pétrole brut produit existe principalement sous la forme d’une émulsion pétrole dans l’eau.Quatre types de désémulsifiants sont utilisés, tels que le chlorure de tétradécyltriméthyloxyammonium et le chlorure de didécyldiméthylammonium.Ils peuvent réagir avec des émulsifiants anioniques pour modifier leur valeur d'équilibre en huile hydrophile, ou être adsorbés à la surface des particules d'argile humides, modifiant leur mouillabilité et détruisant les émulsions huile dans l'eau.De plus, certains tensioactifs anioniques et tensioactifs non ioniques solubles dans l'huile qui peuvent être utilisés comme émulsifiants eau dans l'huile peuvent également être utilisés comme désémulsifiants pour les émulsions huile dans l'eau.
- Tensioactifs pour le traitement de l'eau
Une fois le fluide de production du puits de pétrole séparé du pétrole brut, l’eau produite doit être traitée pour répondre aux exigences de réinjection.Le traitement de l'eau a six objectifs, à savoir l'inhibition de la corrosion, la prévention du tartre, la stérilisation, l'élimination de l'oxygène, l'élimination de l'huile et l'élimination des matières solides en suspension.Il est donc nécessaire d’utiliser des inhibiteurs de corrosion, des antitartres, des bactéricides, des désoxygénants, des dégraissants et des floculants, etc. Les aspects suivants concernent les tensioactifs industriels :
Les tensioactifs industriels utilisés comme inhibiteurs de corrosion comprennent les sels d'acide alkylsulfonique, d'acide alkylbenzènesulfonique, d'acide perfluoroalkylsulfonique, les sels d'alkylamine linéaire, les sels d'ammonium quaternaire et les sels d'alkylpyridine., sels d'imidazoline et de ses dérivés, éthers d'alcool alkylique de polyoxyéthylène, alcool polyoxyéthylène dialkyl propargylique, polyoxyéthylène colophane amine, polyoxyéthylène stéarylamine et éthers d'alcool alkylique de polyoxyéthylène sulfonate d'alkyle, divers sels internes d'ammonium quaternaire, sels internes de di(polyoxyéthylène) alkyle et leurs dérivés.
Les tensioactifs utilisés comme agents antisalissure comprennent les sels d'esters de phosphate, les sels d'esters de sulfate, les acétates, les carboxylates et leurs composés polyoxyéthylène.La stabilité thermique des sels d'ester sulfonate et des sels carboxylates est nettement meilleure que celle des sels d'ester phosphate et des sels d'ester sulfate.
Les tensioactifs industriels utilisés dans les fongicides comprennent les sels d'alkylamine linéaire, les sels d'ammonium quaternaire, les sels d'alkylpyridinium, les sels d'imidazoline et ses dérivés, divers sels d'ammonium quaternaire, le di(polyoxy) vinyle) alkyle et les sels internes de ses dérivés.
Les tensioactifs industriels utilisés dans les dégraissants sont principalement des tensioactifs à structures ramifiées et à groupes dithiocarboxylate de sodium.
10. Tensioactif pour inondation d'huile chimique
La récupération primaire et secondaire du pétrole peut récupérer 25 à 50 % du pétrole brut souterrain, mais il reste encore beaucoup de pétrole brut qui reste sous terre et ne peut pas être récupéré.La récupération tertiaire du pétrole peut améliorer la récupération du pétrole brut.La récupération tertiaire du pétrole utilise principalement la méthode d'inondation chimique, c'est-à-dire l'ajout de certains agents chimiques à l'eau injectée pour améliorer l'efficacité de l'inondation de l'eau.Parmi les produits chimiques utilisés, certains sont des tensioactifs industriels.Une brève introduction à ceux-ci est la suivante :
La méthode d'injection d'huile chimique utilisant un tensioactif comme agent principal est appelée inondation de surfactant.Les tensioactifs jouent principalement un rôle dans l’amélioration de la récupération du pétrole en réduisant la tension interfaciale huile-eau et en augmentant le nombre de capillaires.Étant donné que la surface de la formation de grès est chargée négativement, les tensioactifs utilisés sont principalement des tensioactifs anioniques, et la plupart d'entre eux sont des tensioactifs sulfonates.Il est fabriqué en utilisant un agent sulfonant (tel que le trioxyde de soufre) pour sulfoner des fractions pétrolières à haute teneur en hydrocarbures aromatiques, puis en les neutralisant avec un alcali.Ses spécifications : substance active 50%-80%, huile minérale 5%-30%, eau 2%-20%, sulfate de sodium 1%-6%.Le sulfonate de pétrole ne résiste pas à la température, au sel ou aux ions métalliques coûteux.Les sulfonates synthétiques sont préparés à partir des hydrocarbures correspondants en utilisant des méthodes de synthèse correspondantes.Parmi eux, le sulfonate d’α-oléfine est particulièrement résistant au sel et aux ions métalliques de haute valence.D'autres tensioactifs anioniques-nonioniques et tensioactifs carboxylates peuvent également être utilisés pour le déplacement du pétrole.Le déplacement de l'huile tensioactive nécessite deux types d'additifs : l'un est un co-tensioactif, tel que l'isobutanol, l'éther butylique du diéthylèneglycol, l'urée, le sulfolane, le sulfonate d'alcénylène benzène, etc., et l'autre est diélectrique, y compris les sels d'acide et d'alcali, principalement des sels, ce qui peut réduire le caractère hydrophile du tensioactif et augmenter relativement le caractère lipophile, et également modifier la valeur de l'équilibre hydrophile-lipophile de l'agent actif.Afin de réduire la perte de surfactant et d'améliorer les effets économiques, l'inondation de surfactant utilise également des produits chimiques appelés agents sacrificiels.Les substances qui peuvent être utilisées comme agents sacrificiels comprennent les substances alcalines et les acides polycarboxyliques et leurs sels.Les oligomères et les polymères peuvent également être utilisés comme agents sacrificiels.Les lignosulfonates et leurs modifications sont des agents sacrificiels.
La méthode de déplacement du pétrole utilisant deux ou plusieurs agents chimiques principaux de déplacement du pétrole est appelée inondation composite.Cette méthode de déplacement d'huile liée aux tensioactifs comprend : l'inondation de tensioactifs et de tensioactifs épaissis en polymères ;Inondation de tensioactif renforcé par un alcali avec un alcali + tensioactif ou inondation d'alcali renforcé par un tensioactif ;Inondation composite à base d'éléments avec alcali + tensioactif + polymère.L'inondation composite a généralement des facteurs de récupération plus élevés qu'un seul disque.Selon l'analyse actuelle des tendances de développement au pays et à l'étranger, les inondations composées ternaires présentent des avantages plus importants que les inondations composées binaires.Les tensioactifs utilisés dans l'inondation composite ternaire sont principalement des sulfonates de pétrole, généralement également utilisés en combinaison avec de l'acide sulfurique, de l'acide phosphorique et des carboxylates d'éthers d'alcool alkylique de polyoxyéthylène, et des sels de sodium d'alcool alkylique de polyoxyéthylène.etc. pour améliorer sa tolérance au sel.Récemment, tant au pays qu'à l'étranger, ont attaché une grande importance à la recherche et à l'utilisation de biosurfactants, tels que le rhamnolipide, le bouillon de fermentation sophorolipide, etc., ainsi que les carboxylates mixtes naturels et la lignine alcaline, sous-produit de la fabrication du papier, etc., et ont obtenu excellents résultats lors des tests sur le terrain et en intérieur.Bon effet de déplacement d'huile.
Heure de publication : 26 décembre 2023