Quais são as aplicações dos surfactantes na produção de petróleo?

1. Surfactantes para Extração de Óleo Pesado

Devido à alta viscosidade e baixa fluidez do petróleo pesado, sua extração apresenta desafios significativos. Para recuperar esse petróleo pesado, uma solução aquosa de surfactantes é, por vezes, injetada no poço para transformar o petróleo bruto altamente viscoso em uma emulsão óleo-em-água de baixa viscosidade, que pode então ser bombeada para a superfície.

Os surfactantes utilizados neste método de emulsificação e redução de viscosidade de óleos pesados ​​incluem alquil sulfonato de sódio, éter de álcool alquílico de polioxietileno, éter de alquil fenol de polioxietileno, poliamina de polioxietileno-polioxipropileno e sulfato de éter de álcool alquílico de polioxietileno de sódio.

A emulsão óleo-em-água extraída requer separação da água, para a qual surfactantes industriais também são empregados como desemulsificantes. Esses desemulsificantes são emulsificantes água-em-óleo. Os mais comuns incluem surfactantes catiônicos ou ácidos naftênicos, ácidos asfálticos e seus sais de metais polivalentes.

Para petróleos particularmente viscosos que não podem ser extraídos por métodos de bombeamento convencionais, é necessária a injeção de vapor para recuperação térmica. Para aumentar a eficiência da recuperação térmica, são necessários surfactantes. Uma abordagem comum é a injeção de espuma no poço de injeção de vapor — especificamente, agentes espumantes resistentes a altas temperaturas juntamente com gases não condensáveis.

Os agentes espumantes mais comuns incluem alquilbenzeno sulfonatos, α-olefina sulfonatos, sulfonatos de petróleo, éteres de álcool alquílico polioxietilenado sulfonado e éteres de alquilfenol polioxietilenado sulfonado. Devido à sua alta atividade superficial e estabilidade frente a ácidos, bases, oxigênio, calor e óleo, os surfactantes fluorados são agentes espumantes ideais para altas temperaturas.

Para facilitar a passagem do óleo disperso através da estrutura de poros da formação ou para tornar o óleo na superfície da formação mais fácil de deslocar, são utilizados surfactantes conhecidos como agentes espalhantes de película fina. Um exemplo comum são os surfactantes de polímero de resina fenólica oxialquilada.

2. Surfactantes para Extração de Petróleo Bruto Parafínico

A extração de petróleo bruto parafínico exige a prevenção e remoção regulares da cera. Os surfactantes atuam tanto como inibidores de cera quanto como dispersantes de parafina.

Para a inibição da formação de cera, existem surfactantes solúveis em óleo (que alteram as propriedades da superfície dos cristais de cera) e surfactantes solúveis em água (que modificam as propriedades das superfícies de deposição de cera, como tubos, hastes de bombeio e equipamentos). Os surfactantes solúveis em óleo mais comuns incluem sulfonatos de petróleo e surfactantes do tipo amina. As opções solúveis em água incluem alquilsulfonato de sódio, sais de amônio quaternário, éteres de alquilpolioxietileno, éteres de polioxietileno aromáticos e seus derivados de sulfonato de sódio.

Para a remoção de parafina, os surfactantes também são classificados em solúveis em óleo (usados ​​em removedores de parafina à base de óleo) e solúveis em água (como os surfactantes do tipo sulfonato, do tipo amônio quaternário, do tipo poliéter, do tipo Tween, do tipo OP e os surfactantes do tipo sulfato/PEG sulfonado ou do tipo OP).

Nos últimos anos, práticas nacionais e internacionais têm integrado a prevenção e a remoção de ceras, combinando removedores à base de óleo e à base de água em dispersantes híbridos de parafina. Estes utilizam hidrocarbonetos aromáticos como fase oleosa e emulsificantes com propriedades de dissolução de parafina como fase aquosa. Quando o emulsificante atinge um ponto de turvação adequado (a temperatura na qual se torna turvo), ele se desestabiliza abaixo da zona de deposição de cera, liberando ambos os componentes para atuarem simultaneamente.

3. Surfactantes para a desidratação do petróleo bruto

Na recuperação primária e secundária de petróleo, os desemulsificantes óleo-em-água são predominantemente utilizados. Três gerações de produtos foram desenvolvidas:

1. Primeira geração: Carboxilatos, sulfatos e sulfonatos.

2. Segunda geração: Surfactantes não iônicos de baixo peso molecular (ex.: OP, PEG e óleo de rícino sulfonado).

3. Terceira geração: Surfactantes não iônicos de alto peso molecular.

Nas fases finais da recuperação secundária e da recuperação terciária, o petróleo bruto frequentemente existe na forma de emulsões água-em-óleo. Os desemulsificantes se dividem em quatro categorias:

• Sais de amônio quaternário (por exemplo, cloreto de tetradeciltrimetilamônio, cloreto de dicetildimetilamônio), que reagem com emulsificantes aniônicos para alterar seu HLB (equilíbrio hidrofílico-lipofílico) ou se adsorvem em partículas de argila molháveis ​​por água, alterando a molhabilidade.

• Surfactantes aniônicos (que atuam como emulsificantes óleo-em-água) e surfactantes não iônicos solúveis em óleo, também eficazes para quebrar emulsões água-em-óleo.

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