の適用界面活性剤油田生産における
1. 重油採掘に使用される界面活性剤
重油は粘度が高く流動性が低いため、採掘に多くの困難をもたらします。これらの重油を抽出するには、界面活性剤の水溶液をダウンホールに注入して、高粘度の重油を低粘度の水中油型エマルジョンに変換して地表に抽出する必要がある場合があります。この重質油の乳化・低粘度化方法に用いられる界面活性剤としては、アルキルスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリエンポリアミン、ポリオキシエチレンビニルアルキルアルコールエーテル硫酸ナトリウム塩などが挙げられる。生産された製品は水を分離し、脱水のための解乳化剤として工業用界面活性剤を使用する必要があります。これらの解乳化剤は油中水型乳化剤です。一般的に使用されるのは、カチオン性界面活性剤またはナフテン酸、アスファルトン酸およびそれらの多価金属塩です。
特殊重油は従来のポンプ装置では採掘できず、熱回収には蒸気の注入が必要です。熱回復効果を高めるためには界面活性剤を使用する必要があります。蒸気注入井に泡を注入すること、つまり高温耐性の発泡剤と非凝縮性ガスを注入することは、一般的に使用される変調方法の 1 つです。
一般的に使用される発泡剤は、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、スルホヒドロカルビル化ポリオキシエチレンアルキルアルコールエーテル、スルホヒドロカルビル化ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルなどです。フッ素系界面活性剤は界面活性が高く、酸、アルカリ、酸素、熱、熱などに対して安定です。油と同様に、理想的な高温発泡剤です。分散した油を地層の細孔構造を通過しやすくしたり、地層表面の油を追い出しやすくするには、膜拡散剤と呼ばれる界面活性剤を使用する必要があります。一般的に使用されるのは、オキシアルキル化フェノール樹脂ポリマー界面活性剤です。エージェント。
- ワックス質原油採掘用界面活性剤
ワックス状原油の開発には、頻繁なワックス防止とワックス除去が必要です。界面活性剤はワックス抑制剤およびワックス除去剤として機能します。ワックス防止に使用される界面活性剤には油溶性界面活性剤と水溶性界面活性剤があります。前者は、ワックス結晶表面の特性を変化させることにより、ワックス防止の役割を果たします。一般的に使用される油溶性界面活性剤は、石油スルホン酸塩およびアミン界面活性剤です。水溶性界面活性剤は、ワックスで形成された表面 (オイル パイプ、吸盤ロッド、機器の表面など) の特性を変化させることにより、ワックス防止の役割を果たします。界面活性剤としては、アルキルスルホン酸ナトリウム、第四級アンモニウム塩、アルカンポリオキシエチレンエーテル、芳香族炭化水素ポリオキシエチレンエーテルおよびそのスルホン酸ナトリウム塩などが挙げられます。ワックス除去に使用される界面活性剤も2つの側面に分けられます。油溶性界面活性剤は油性ワックスリムーバーに使用され、水溶性のスルホン酸系、第四級アンモニウム塩系、ポリエーテル系、トゥイーン系、OP系、硫酸塩系やスルホアルキル化した扁平系、OP系などがあります。界面活性剤水性ワックスリムーバーに使用されます。近年では国内外のワックスリムーバーを有機的に組み合わせたり、油性ワックスリムーバーと水性ワックスリムーバーを有機的に組み合わせたハイブリッドワックスリムーバーも登場しています。油相に芳香族炭化水素および混合芳香族炭化水素を使用し、水相にワックス除去効果のある乳化剤を使用したワックス除去剤です。選択した乳化剤が適切な曇点を持つ非イオン性界面活性剤である場合、油井のワックスがけセクション以下の温度がその曇り点に達するか曇り点を超える可能性があるため、混合ワックス除去剤はワックス形成セクションに入る前に乳化が破壊されます。 、2つのワックス除去剤が分離されており、同時にワックス除去の役割を果たします。
3. 界面活性剤粘土を安定させるために使用される
粘土の安定化は、粘土鉱物の膨張の防止と粘土鉱物粒子の移動の防止の 2 つの側面に分けられます。クレイの膨潤を防ぐために、アミン塩型、第４級アンモニウム塩型、ピリジニウム塩型、イミダゾリン塩などのカチオン性界面活性剤を使用することができる。粘土鉱物粒子の移行を防ぐために、フッ素含有非イオン性カチオン性界面活性剤が使用できます。
4. 界面活性剤酸性化対策に使用される
酸性化の効果を高めるために、一般に酸性溶液に種々の添加剤が添加される。酸性溶液と適合し、地層に容易に吸着される任意の界面活性剤を酸性化遅延剤として使用することができる。カチオン性界面活性剤中の脂肪族アミン塩酸塩、第四級アンモニウム塩、ピリジン塩、および両性界面活性剤中のスルホン化、カルボキシメチル化、リン酸エステル塩化または硫酸エステル塩化したポリオキシエチレンアルカン、塩基性フェノールエーテルなど。ドデシルスルホン酸およびそのアルキルアミン塩などの一部の界面活性剤、油中の酸性液体を乳化し、油中酸型エマルションを生成することができます。このエマルジョンは酸性の工業用液体として使用でき、遅延の役割も果たします。
一部の界面活性剤は、液体を酸性化するための乳化防止剤として使用できます。ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンプロピレングリコールエーテルおよびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンペンタエチレンヘキサアミンなどの分岐構造を有する界面活性剤は、酸性化抗乳化剤として使用することができる。
一部の界面活性剤は、酸欠乏性の排水助剤として使用できます。排水助剤として使用できる界面活性剤としては、アミン塩系、第４級アンモニウム塩系、ピリジニウム塩系、ノニオン系、両性、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
アルキルフェノール、脂肪酸、アルキルベンゼンスルホン酸、第四級アンモニウム塩などの油溶性界面活性剤など、一部の界面活性剤は酸性化スラッジ防止剤として使用できます。それらは酸溶解度が低いため、非イオン性界面活性剤を使用して分散させることができます。酸性溶液の中で。
酸性化効果を改善するには、湿潤反転剤を酸性溶液に添加して、坑井付近のゾーンの湿潤性を親油性から親水性に逆転させる必要がある。ポリオキシエチレン ポリオキシプロピレン アルキル アルコール エーテルとリン酸塩化ポリオキシエチレン ポリオキシプロピレン アルキル アルコール エーテルの混合物は、この層に吸着されて第 3 の吸着層を形成し、湿潤と反転に役割を果たします。
さらに、脂肪族アミン塩酸塩、第四級アンモニウム塩、または非イオン性アニオン性界面活性剤などのいくつかの界面活性剤があり、これらは腐食を遅らせて深い酸性化を遅らせる目的を達成するために発泡酸作動流体を製造するための発泡剤として使用されます。これから酸性化のためのプレ流体として使用されます。地層に注入された後、酸溶液が注入されます。フォーム内の気泡によって生成されるジャミン効果は、酸性液体の方向を変えることができ、酸性液体が主に低透過性層を溶解するように強制し、それによって酸性化効果を向上させる。
5. 破壊対策に使用される界面活性剤
破砕対策は低浸透性油田でよく使用されます。彼らは、圧力を使用して地層を開いて亀裂を形成し、プロパントを使用して亀裂をサポートして流体の流れの抵抗を減らし、生産性と注目度を高めるという目的を達成します。一部の破砕流体には、成分の 1 つとして界面活性剤が配合されています。
水中油型破砕流体は、水、油、乳化剤を配合して作られています。乳化剤としては、イオン性、非イオン性、両性界面活性剤が使用されます。濃厚水を外相として使用し、油を内相として使用すると、濃厚水中油型破砕流体（ポリマーエマルション）を調製できます。この破砕流体は 160°C 未満の温度で使用でき、自動的にエマルションを破壊して流体を排出します。
発泡破砕流体は、分散媒として水を使用し、分散相として気体を使用する破砕流体です。主成分は水、ガス、発泡剤です。アルキルスルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、アルキル硫酸エステル塩、第四級アンモニウム塩およびＯＰ界面活性剤はすべて発泡剤として使用できる。水中の発泡剤の濃度は一般に０．５〜２％であり、気相体積と泡体積の比は０．５〜０．９の範囲である。
油性破砕流体は、溶剤または分散媒として油を配合した破砕流体です。現場で最も一般的に使用される石油は原油またはその重質留分です。粘度および温度特性を改善するには、油溶性石油スルホン酸塩（分子量 300 ～ 750）を添加する必要があります。油ベースの破砕流体には、油中水型破砕流体および油泡破砕流体も含まれます。前者に使用される乳化剤は油溶性のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤であり、後者に使用される整泡剤は含フッ素高分子界面活性剤である。
感水性地層破砕流体は、分散媒としてアルコール（エチレングリコールなど）と油（灯油など）の混合物、分散相として液体二酸化炭素、乳化剤として硫酸塩ポリオキシエチレンアルキルアルコールエーテルを使用します。または、水に敏感な地層を破壊するために発泡剤を配合したエマルションまたはフォーム。
破砕および酸性化に使用される破砕流体は、破砕流体であると同時に酸性化流体でもあります。これは炭酸塩の形成に使用され、2 つの対策が同時に実行されます。界面活性剤に関連するのは、酸フォームと酸エマルションです。前者は発泡剤としてアルキルスルホン酸塩やアルキルベンゼンスルホン酸塩を使用し、後者は乳化剤としてスルホン酸系界面活性剤を使用する。酸性化流体と同様に、破砕流体も乳化防止剤、排水助剤、湿潤反転剤として界面活性剤を使用しますが、これについてはここでは説明しません。
6. 界面活性剤を使用したプロファイル制御と水の遮断対策
注水開発効果を高め、原油含水率の上昇速度を抑制するには、注水井での吸水プロファイルを調整するとともに、生産井で水を遮断して生産量を増加させる必要がある。プロファイル制御および水分遮断方法の中には、界面活性剤を使用するものもあります。
HPC/SDS ゲルプロファイル制御剤は、淡水中のヒドロキシプロピルセルロース (HPC) とドデシル硫酸ナトリウム (SDS) で構成されています。
アルキルスルホン酸ナトリウムと塩化アルキルトリメチルアンモニウムをそれぞれ水に溶かして2つの作動液を調製し、順次地層に注入します。2 つの作動液体は地層中で相互作用して、アルキル トリメチルアミンを生成します。亜硫酸塩は沈殿し、高透水層をブロックします。
ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、アルキルアリールスルホネートなどを発泡剤として使用し、水に溶解して作動流体を調製し、液体二酸化炭素作動流体と交互に地層に注入します（主に浸透性が高い）。層）は泡を形成し、詰まりを引き起こし、プロファイル制御の役割を果たします。
硫酸アンモニウムと水ガラスからなるケイ酸ゾルに発泡剤として第四級アンモニウム系界面活性剤を溶解し、地層中に注入し、非凝縮性ガス（天然ガスまたは塩素）を注入することにより、液体状のフォームを生成することができます。まずはフォーメーションで。分散中間層中の気泡は、ケイ酸ゾルのゲル化により固体を分散媒とした気泡を生成し、高透水層の目封止や形状制御の役割を果たします。
発泡剤としてスルホン酸系界面活性剤、増粘整泡剤として高分子化合物を使用し、ガスまたはガス発生物質を注入することにより、地上または地層中に水性泡を生成します。この泡は油層中で界面活性を示します。多量の薬剤が油水界面に移動して泡破壊を起こすため、油層をブロックしません。選択的油井水遮断剤です。
油性セメント止水剤はセメントを油に懸濁させたものです。セメントの表面は親水性です。水が水生成層に入ると、水は油井とセメント表面のセメントの間の相互作用を置き換え、セメントを凝固させて水生成層をブロックします。この目封止剤の流動性を向上させるために、通常、カルボン酸塩系界面活性剤やスルホン酸塩系界面活性剤が添加される。
水系ミセル液溶性止水剤は、石油スルホン酸アンモニウム、炭化水素、アルコールを主成分とするミセル溶液です。地層中には高濃度の塩分が含まれており、粘性が高くなって止水効果が得られます。。
水性または油性のカチオン性界面活性剤溶液のウォーターブロック剤は、カルボン酸アルキルおよび塩化アルキルアンモニウム塩活性剤をベースにしており、砂岩層にのみ適しています。
活性重油止水剤は、重油を油中水型乳化剤で溶解したものです。水を遮断する目的を達成するために形成物を脱水した後、高粘度の油中水型エマルジョンを生成します。
水中油型止水剤は、カチオン性界面活性剤を水中油型乳化剤として用い、重油を水中で乳化させることにより調製される。
7. 砂防対策には界面活性剤を使用する
砂防効果を高めるために、砂防作業の前に、地層を事前に洗浄するためのプレ流体として界面活性剤を使用して調製した一定量の活性水を注入する必要があります。現在、最も一般的に使用されている界面活性剤は陰イオン界面活性剤である。
8. 原油脱水用界面活性剤
一次および二次石油回収段階では、抽出された原油に対して油中水型抗乳化剤がよく使用されます。3世代の製品が開発されました。第一世代はカルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩です。第 2 世代は、OP、Pingpingjia、スルホン化ヒマシ油などの低分子非イオン界面活性剤です。第三世代は高分子非イオン界面活性剤です。
二次石油回収および三次石油回収の後期段階では、生産された原油はほとんどが水中油型エマルションの形で存在します。抗乳化剤はテトラデシルトリメチルオキシアンモニウムクロリドやジデシルジメチルアンモニウムクロリドなど4種類が使用されています。これらはアニオン性乳化剤と反応して親水性油バランス値を変化させたり、水に濡れた粘土粒子の表面に吸着して湿潤性を変化させ、水中油型エマルションを破壊したりすることがあります。さらに、油中水型乳化剤として使用できるいくつかのアニオン性界面活性剤および油溶性非イオン性界面活性剤は、水中油型エマルジョンの解乳化剤としても使用できます。
- 水処理用界面活性剤
油井生産流体が原油から分離された後、再圧入要件を満たすために生成水を処理する必要があります。水処理の目的は、腐食防止、スケール防止、殺菌、酸素除去、油分除去、固形浮遊物質除去の6つです。したがって、腐食防止剤、スケール防止剤、殺菌剤、脱酸素剤、脱脂剤、凝集剤などを使用する必要があります。工業用界面活性剤には次のような側面があります。
腐食防止剤として使用される工業用界面活性剤には、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、直鎖アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジン塩などの塩が含まれます。、イミダゾリンおよびその誘導体の塩、ポリオキシエチレンアルキルアルコールエーテル、ポリオキシエチレンジアルキルプロパルギルアルコール、ポリオキシエチレンロジンアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミンおよびポリオキシエチレンアルキルアルコールエーテルアルキルスルホネート、各種第四級アンモニウム内部塩、ジ（ポリオキシエチレン）アルキル内部塩およびそれらの誘導体。
防汚剤として用いられる界面活性剤としては、リン酸エステル塩、硫酸エステル塩、酢酸塩、カルボン酸塩およびそれらのポリオキシエチレン化合物などが挙げられる。スルホン酸エステル塩およびカルボン酸塩の熱安定性は、リン酸エステル塩および硫酸エステル塩の熱安定性よりも著しく優れています。
殺菌剤に使用される工業用界面活性剤には、直鎖アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリンおよびその誘導体の塩、各種第四級アンモニウム塩、ジ（ポリオキシ（ビニル）アルキル）およびその誘導体の内部塩が含まれる。
脱脂剤に使用される工業用界面活性剤は、主に分岐構造とジチオカルボン酸ナトリウム基を有する界面活性剤です。
10. 化学油フラッディング用界面活性剤
一次および二次石油回収では、地下の原油の25％～50％を回収できますが、地下にはまだ回収できない原油が大量に残っています。三次石油回収を行うことで原油回収率を向上させることができます。三次石油回収では、主にケミカルフラッディング法が使用されます。つまり、注入水に化学薬品を添加して水フラッディング効率を向上させます。使用される化学物質の中には工業用界面活性剤も含まれます。それらの簡単な紹介は次のとおりです。
界面活性剤を主剤とする化学オイルフラッディング法を界面活性剤フラッディングといいます。界面活性剤は主に、油と水の界面張力を低下させ、毛細管の数を増やすことにより、油の回収率を向上させる役割を果たします。砂岩層の表面はマイナスに帯電しているため、使用される界面活性剤は主にアニオン系界面活性剤であり、その多くはスルホン酸系界面活性剤である。芳香族炭化水素を多く含む石油留分をスルホン化剤（三酸化硫黄など）でスルホン化し、アルカリで中和して製造されます。その仕様: 活性物質 50%-80%、鉱物油 5%-30%、水 2%-20%、硫酸ナトリウム 1%-6%。石油スルホン酸塩は、温度、塩分、または高価な金属イオンに対して耐性がありません。合成スルホネートは、対応する合成方法を使用して、対応する炭化水素から調製されます。中でもα-オレフィンスルホン酸塩は、特に塩分や高価金属イオンに対して耐性があります。他のアニオン性/非イオン性界面活性剤およびカルボン酸塩界面活性剤も油置換に使用できます。界面活性剤油の置換には 2 種類の添加剤が必要です。1 つはイソブタノール、ジエチレングリコールブチルエーテル、尿素、スルホラン、アルケニレンベンゼンスルホン酸塩などの共界面活性剤で、もう 1 つは酸およびアルカリ塩、主に塩を含む誘電体です。これは、界面活性剤の親水性を低下させ、相対的に親油性を増加させることができ、また、活性剤の親水性-親油性バランス値を変化させる可能性がある。界面活性剤の損失を減らし、経済効果を向上させるために、界面活性剤のフラッディングでは犠牲剤と呼ばれる化学物質も使用されます。犠牲剤として使用できる物質としては、アルカリ性物質、ポリカルボン酸およびその塩などが挙げられる。オリゴマーおよびポリマーも犠牲剤として使用できます。リグノスルホン酸塩およびその修飾物は犠牲剤です。
２種類以上の化学油置換主剤を使用した油置換法を複合フラッディングといいます。界面活性剤に関連するこの油置換方法には、次のものが含まれます。 界面活性剤およびポリマーで増粘した界面活性剤のフラッディング。アルカリ強化界面活性剤によるアルカリ + 界面活性剤によるフラッディング、または界面活性剤強化アルカリフラッディング。アルカリ＋界面活性剤＋ポリマーによる元素系複合浸漬。複合フラッディングは通常、単一ドライブよりも高い回復係数を持ちます。国内外の開発動向の現在の分析によると、三元複合フラッディングは二元複合フラッディングよりも優れた利点があります。三成分複合フラッディングに使用される界面活性剤は、主に石油スルホン酸塩であり、通常、硫酸、リン酸、ポリオキシエチレン アルキルアルコール エーテルのカルボン酸塩、およびポリオキシエチレン アルキルアルコール アルキルスルホン酸ナトリウム塩と組み合わせて使用されます。などで耐塩性を向上させます。近年、国内外でラムノリピッド、ソホロリピッド発酵液などのバイオサーファクタントや天然混合カルボン酸塩、製紙副産物アルカリリグニンなどの研究と利用が重視されており、フィールドテストと屋内テストで素晴らしい結果が得られます。油置換効果が良好。
投稿日時: 2023 年 12 月 26 日