Aplicarea agenților tensioactivi în producția de câmpuri petroliere

Aplicareasurfactanțiîn producția de câmpuri petroliere

1. Surfactanți utilizați pentru extracția petrolului greu

Datorită vâscozității ridicate și fluidității slabe a petrolului greu, acesta aduce multe dificultăți în minerit.Pentru a extrage aceste uleiuri grele, uneori este necesar să se injecteze o soluție apoasă de agent activ de suprafață pentru a transforma uleiul greu cu vâscozitate ridicată într-o emulsie ulei-în-apă cu vâscozitate scăzută și să-l extragă la suprafață.Agenții tensioactivi utilizați în această metodă de emulsionare a uleiului greu și de reducere a vâscozității includ alchil sulfonat de sodiu, eter de polioxietilen alchil alcool, eter de polioxietilen alchil fenol, polioxietilen polioxipropilen poliamină, polioxietilenă Vinil alchil alcool eter sulfat de sare de sodiu etc. produs trebuie să separe apa și să folosească unii surfactanți industriali ca demulgatori pentru deshidratare.Acești demulgatori sunt emulgatori apă-în-ulei.Utilizați în mod obișnuit sunt agenții tensioactivi cationici sau acizii naftenici, acizii asfaltonici și sărurile lor metalice multivalente.

Uleiul greu special nu poate fi extras de unitățile de pompare convenționale și necesită injecție de abur pentru recuperarea termică.Pentru a îmbunătăți efectul de recuperare termică, trebuie folosiți agenți tensioactivi.Injectarea spumei în puțul de injecție a aburului, adică injectarea unui agent de spumă rezistent la temperaturi înalte și a gazului necondensabil, este una dintre metodele de modulare utilizate în mod obișnuit.

Agenții de spumare utilizați în mod obișnuit sunt alchil benzen sulfonați, α-olefin sulfonați, sulfonați de petrol, polioxietilen alchil alcool eteri sulfohidrocarbilați și polioxietilen alchil fenol eteri sulfohidrocarbilați etc. ulei, sunt agenți ideali de spumare la temperatură înaltă.Pentru a face uleiul dispersat să treacă cu ușurință prin structura gâtului porilor a formațiunii sau pentru a face uleiul de pe suprafața formațiunii să fie ușor de îndepărtat, este necesar să se utilizeze un agent tensioactiv numit agent de difuzie a peliculei.Cea utilizată în mod obișnuit este activitatea de suprafață a polimerului rășinii fenolice oxialchilate.agent.

​

1. Surfactanți pentru extracția țițeiului ceros

Exploatarea țițeiului ceros necesită prevenirea frecventă a cerii și îndepărtarea ceară.Agenții tensioactivi acționează ca inhibitori de ceară și agenți de îndepărtare a ceară.Există surfactanți solubili în ulei și surfactanți solubili în apă folosiți pentru anti-ceară.Primul joacă un rol anti-ceară prin modificarea proprietăților suprafeței cristalului de ceară.Agenții tensioactivi solubili în ulei utilizați în mod obișnuit sunt sulfonații de petrol și agenții tensioactivi amino.Agenții tensioactivi solubili în apă joacă un rol anti-ceară prin modificarea proprietăților suprafețelor formate cu ceară (cum ar fi țevile de ulei, tijele de absorbție și suprafețele echipamentelor).Agenții tensioactivi disponibili includ alchil sulfonați de sodiu, săruri de amoniu cuaternar, alcani polioxietileneteri, hidrocarburi aromatice polioxietilene eteri și sărurile lor sulfonate de sodiu etc. Agenții tensioactivi utilizați pentru îndepărtarea cerii sunt de asemenea împărțiți în două aspecte.Agenții tensioactivi solubili în ulei sunt utilizați pentru detergenții de ceară pe bază de ulei și de tip sulfonat solubil în apă, de tip sare de amoniu cuaternar, de tip polieter, de tip Tween, de tip tensioactiv de tip OP, de tip plat pe bază de sulfat sau sulfo-alchilat și de tip OPsurfactants-urile sunt utilizate în detergenții de ceară pe bază de apă.În ultimii ani, detergenții de ceară autohtoni și străini au fost combinați organic, iar detergenții de ceară pe bază de ulei și de îndepărtare de ceară pe bază de apă au fost combinați organic pentru a produce detergenți hibridi de ceară.Acest dispozitiv de îndepărtare a cerii folosește hidrocarburi aromatice și hidrocarburi aromatice mixte ca fază uleioasă și folosește un emulgator cu efect de curățare a cerii ca fază apoasă.Când emulgatorul selectat este un agent tensioactiv neionic cu un punct de tulburare adecvat, temperatura de sub secțiunea de ceară a puțului de petrol poate atinge sau depăși punctul său de tulburare, astfel încât dispozitivul de îndepărtare a cerii amestecate poate Emulsionarea este ruptă înainte de a intra în secțiunea de formare a cerii. , iar doi agenți de curățare a cerii sunt separați, care joacă simultan rolul de curățare a cerii.

3. Surfactanțifolosit pentru a stabiliza argila

Argila de stabilizare este împărțită în două aspecte: prevenirea expansiunii mineralelor argiloase și prevenirea migrării particulelor de minerale argiloase.Agenții tensioactivi cationici, cum ar fi de tip sare amină, de tip sare de amoniu cuaternar, de tip sare de piridiniu și sare de imidazolină pot fi utilizați pentru a preveni umflarea argilei.Sunt disponibili agenți tensioactivi neionici-cationici care conțin fluor pentru a preveni migrarea particulelor de argilă minerală.

4. Surfactanțiutilizat în măsurile de acidificare

Pentru a îmbunătăți efectul de acidificare, la soluția acidă se adaugă în general o varietate de aditivi.Orice agent activ de suprafață care este compatibil cu soluția acidă și este ușor adsorbit de formare poate fi utilizat ca retardant de acidificare.Cum ar fi clorhidratul de amine grase, sarea de amoniu cuaternar, sarea de piridină în agenți tensioactivi cationici și polioxietilen alcani sulfonați, carboximetilați, ester fosfat sărat sau ester sulfat sărat în agenți tensioactivi amfoteri, bază fenol eter etc. , poate emulsiona lichid acid în ulei pentru a produce o emulsie acid în ulei.Această emulsie poate fi utilizată ca lichid industrial acidificat și joacă, de asemenea, un rol de întârziere.

Unii surfactanți pot fi utilizați ca antiemulgatori pentru lichidele acidifiante.Agenții tensioactivi cu structuri ramificate, cum ar fi polioxietilen polioxipropilen propilen glicol eter și polioxietilen polioxipropilen pentaetilen hexaamină pot fi utilizați ca anti-emulgatori acidifianți.

Unii surfactanți pot fi utilizați ca ajutoare de drenaj cu deficit de acid.Agenții tensioactivi care pot fi utilizați ca adjuvanti de drenaj includ surfactanți de tip sare amină, de tip sare de amoniu cuaternar, de tip sare de piridiniu, agenți tensioactivi neionici, amfoteri și care conțin fluor.

Unii agenți tensioactivi pot fi utilizați ca agenți anti-nămol acidifianți, cum ar fi agenții tensioactivi solubili în ulei, cum ar fi alchilfenolii, acizii grași, acizii alchilbenzensulfonici, sărurile de amoniu cuaternar etc. Deoarece au o solubilitate slabă în acid, agenții tensioactivi neionici pot fi utilizați pentru a le dispersa. în soluţia acidă.

Pentru a îmbunătăți efectul de acidificare, la soluția acidă trebuie adăugat un agent de inversare a umectului pentru a inversa umectarea zonei din apropierea sondei de la lipofil la hidrofil.Amestecuri de eteri de polioxietilen polioxipropilen alchil alcool și eteri de polioxietilen polioxipropilen alchil alcool sărați cu fosfat sunt adsorbiți prin formare pentru a forma al treilea strat de adsorbție, care joacă un rol în umectare și inversare.

În plus, există unii agenți tensioactivi, cum ar fi clorhidratul de amine grase, sarea de amoniu cuaternară sau surfactantul neionic-anionic, care sunt utilizați ca agenți de spumă pentru a face spumă fluidă de lucru acidă pentru a atinge scopul de a încetini coroziunea și acidificarea profundă, sau se fac spume. din aceasta si folosit ca pre-fluid pentru acidificare.După ce sunt injectați în formațiune, soluția acidă este injectată.Efectul Jamin produs de bulele din spumă poate devia lichidul acid, forțând lichidul acid să dizolve în principal stratul cu permeabilitate scăzută, îmbunătățind astfel efectul de acidificare.

5. Surfactanți utilizați în măsurile de fracturare

Măsurile de fracturare sunt adesea folosite în câmpurile petroliere cu permeabilitate scăzută.Ei folosesc presiune pentru a deschide formațiunea pentru a forma fracturi și folosesc agent de susținere pentru a susține fracturile pentru a reduce rezistența la curgerea fluidului și pentru a atinge scopul de a crește producția și atenția.Unele fluide de fracturare sunt formulate cu surfactanți ca unul dintre ingrediente.

Fluidele de fracturare ulei-în-apă sunt formulate cu apă, ulei și emulgatori.Emulgatorii utilizați sunt agenții tensioactivi ionici, neionici și amfoteri.Dacă se folosește apă îngroșată ca fază externă și uleiul este utilizat ca fază internă, se poate prepara un fluid de fracturare ulei-în-apă îngroșat (emulsie de polimer).Acest fluid de fracturare poate fi utilizat la temperaturi sub 160°C și poate sparge automat emulsiile și drena fluidele.

Fluidul de fracturare cu spumă este un fluid de fracturare care utilizează apa ca mediu de dispersie și gazul ca fază dispersată.Componentele sale principale sunt apa, gazul și agentul de spumă.Alchil sulfonații, alchil benzen sulfonații, sărurile de ester sulfat de alchil, sărurile de amoniu cuaternar și agenții tensioactivi OP pot fi toți utilizați ca agenți de spumare.Concentrația de agent de spumare în apă este în general de 0,5-2%, iar raportul dintre volumul fazei gazoase și volumul spumei este în intervalul 0,5-0,9.

Fluidul de fracturare pe bază de ulei este un fluid de fracturare formulat cu ulei ca solvent sau mediu de dispersie.Cel mai des folosit ulei la fața locului este țițeiul sau fracția sa grea.Pentru a-și îmbunătăți proprietățile de vâscozitate și temperatură, trebuie adăugat sulfonat de petrol solubil în ulei (greutate moleculară 300-750).Fluidele de fracturare pe bază de ulei includ, de asemenea, fluide de fracturare apă-în-ulei și fluide de fracturare cu spumă de ulei.Emulgatorii utilizați în cei dintâi sunt agenți tensioactivi anionici solubili în ulei, agenți tensioactivi cationici și agenți tensioactivi neionici, în timp ce stabilizatorii de spumă utilizați în cei din urmă sunt agenți tensioactivi polimeri care conțin fluor.

Fluidul de fracturare a formațiunii sensibil la apă folosește un amestec de alcool (cum ar fi etilenglicol) și ulei (cum ar fi kerosen) ca mediu de dispersie, dioxid de carbon lichid ca fază dispersată și eter de alcool polioxietilen alchil sărat cu sulfat ca emulgator.Sau emulsie sau spumă formulată cu agent de spumă pentru a rupe formațiunile sensibile la apă.

Fluidul de fracturare utilizat pentru fracturare și acidificare este atât un fluid de fracturare, cât și un fluid acidifiant.Se folosește în formațiuni carbonatice, iar cele două măsuri se efectuează simultan.Înrudite cu agenții tensioactivi sunt spuma acidă și emulsia acidă.Primul folosește sulfonat de alchil sau sulfonat de alchil benzen ca agent de spumare, iar cel de-al doilea folosește un surfactant sulfonat ca emulgator.La fel ca fluidele acidifiante, fluidele de fracturare folosesc, de asemenea, surfactanți ca anti-emulgatori, adjuvanti de drenaj și agenți de inversare a umectului, care nu vor fi discutați aici.

6. Folosiți agenți tensioactivi pentru controlul profilului și măsurile de blocare a apei

Pentru a îmbunătăți efectul de dezvoltare a injecției de apă și pentru a suprima rata de creștere a conținutului de apă din țiței, este necesar să se ajusteze profilul de absorbție a apei pe puțurile de injecție de apă și să se mărească producția prin blocarea apei pe puțurile de producție.Unele dintre metodele de control al profilului și de blocare a apei folosesc adesea unii agenți tensioactivi.

Agentul de control al profilului de gel HPC/SDS este compus din hidroxipropil celuloză (HPC) și dodecil sulfat de sodiu (SDS) în apă dulce.

Alchil sulfonatul de sodiu și, respectiv, clorura de alchil trimetil amoniu sunt dizolvate în apă pentru a prepara două lichide de lucru, care sunt injectate în formație unul după altul.Cele două lichide de lucru interacționează între ele în formare pentru a produce alchil trimetilamină.Sulfitul precipită și blochează stratul cu permeabilitate ridicată.

Polioxietilen alchil fenol eteri, alchil arii sulfonați etc. pot fi utilizați ca agenți de spumare, dizolvați în apă pentru a prepara un fluid de lucru și apoi injectați în formațiune alternativ cu fluid de lucru lichid de dioxid de carbon, chiar în formație (în principal, permeabil). strat) formează spumă, produce blocaj și joacă un rol în controlul profilului.

Folosind un agent tensioactiv de amoniu cuaternar ca agent de spumare dizolvat într-un sol de acid silicic compus din sulfat de amoniu și sticlă de apă și injectat în formațiune, iar apoi injectând gaz necondensabil (gaz natural sau clor), se poate genera o formă lichidă. în formaţie mai întâi.Spuma din stratul intermediar de dispersie, urmată de gelificarea solului de acid silicic, produce o spumă cu solid ca mediu de dispersie, care joacă rolul de a astupa stratul cu permeabilitate ridicată și de a controla profilul.

Folosind surfactanți sulfonați ca agenți de spumare și compuși polimerici ca stabilizatori ai spumei de îngroșare, iar apoi injectând gaz sau substanțe generatoare de gaze, se generează o spumă pe bază de apă pe sol sau în formațiune.Această spumă este activă la suprafață în stratul de ulei.O cantitate mare de agent se deplasează la interfața ulei-apă, provocând distrugerea spumei, astfel încât să nu blocheze stratul de ulei.Este un agent selectiv și de blocare a apei pentru puțurile de petrol.

Agentul de blocare a apei pentru ciment pe bază de ulei este o suspensie de ciment în ulei.Suprafața cimentului este hidrofilă.Când intră în stratul producator de apă, apa înlocuiește interacțiunea dintre puțul de petrol și ciment de pe suprafața cimentului, determinând solidificarea cimentului și blocarea stratului producator de apă.Pentru a îmbunătăți fluiditatea acestui agent de blocare, se adaugă de obicei surfactanți carboxilați și sulfonați.

Agentul de blocare micelar lichid solubil pe bază de apă este o soluție micelară compusă în principal din sulfonat de amoniu, hidrocarburi și alcooli.Conține apă sărată ridicată în formațiune și devine vâscos pentru a obține efectul de blocare a apei..

Soluția de surfactant cationic pe bază de apă sau ulei de agent de blocare a apei se bazează pe agenți activi de sare de alchil carboxilat și clorură de alchilamoniu și este potrivită numai pentru formațiuni de gresie.

Agentul activ de blocare a apei pentru ulei greu este un fel de ulei greu dizolvat cu emulgator apă-în-ulei.Produce o emulsie apă-în-ulei foarte vâscoasă după ce formațiunea este deshidratată pentru a atinge scopul de a bloca apa.

Agentul de blocare a apei ulei-în-apă este preparat prin emulsionarea uleiului greu în apă utilizând un surfactant cationic ca emulgator ulei-în-apă.

7. Folosiți agenți tensioactivi pentru măsurile de control al nisipului

Înainte de operațiunile de control al nisipului, o anumită cantitate de apă activată preparată cu agenți tensioactivi trebuie injectată ca pre-fluid pentru a pre-curăța formația pentru a îmbunătăți efectul de control al nisipului.În prezent, agenții tensioactivi cei mai des utilizați sunt agenții tensioactivi anionici.

8. Surfactant pentru deshidratarea petrolului brut

În etapele de recuperare primară și secundară a petrolului, pentru țițeiul extras se folosesc adesea demulgatori apă-în-ulei.Au fost dezvoltate trei generații de produse.Prima generație este carboxilatul, sulfatul și sulfonatul.A doua generație este agenții tensioactivi neionici cu molecularitate scăzută, cum ar fi OP, Pingpingjia și uleiul de ricin sulfonat.A treia generație este surfactantul neionic polimer.

În etapele ulterioare ale recuperării secundare a petrolului și ale recuperării terțiare a petrolului, țițeiul produs există în cea mai mare parte sub formă de emulsie ulei în apă.Există patru tipuri de demulgatori utilizați, cum ar fi clorura de tetradeciltrimetiloxiamoniu și clorura de didecildimetilamoniu.Ele pot reacționa cu emulgatorii anionici pentru a-și modifica valoarea echilibrului hidrofil de ulei sau pot fi adsorbite pe suprafața particulelor de argilă umedă cu apă, modificându-le umezibilitatea și distrugând emulsiile ulei-în-apă.În plus, unii agenți tensioactivi anionici și agenți tensioactivi neionici solubili în ulei care pot fi utilizați ca emulgatori apă-în-ulei pot fi, de asemenea, utilizați ca demulgatori pentru emulsii ulei-în-apă.

1. Surfactanți pentru tratarea apei

După ce fluidul de producție al sondei de petrol este separat de țiței, apa produsă trebuie tratată pentru a îndeplini cerințele de reinjecție.Există șase scopuri ale tratamentului apei, și anume inhibarea coroziunii, prevenirea depunerilor, sterilizarea, îndepărtarea oxigenului, îndepărtarea uleiului și îndepărtarea materiei solide în suspensie.Prin urmare, este necesar să se utilizeze inhibitori de coroziune, agenți anticalcar, bactericide, absorbanți de oxigen, degresanți și floculanti, etc. Următoarele aspecte implică agenții tensioactivi industriali:

Agenții tensioactivi industriali utilizați ca inhibitori de coroziune includ săruri ale acidului alchil sulfonic, acidului alchil benzen sulfonic, acidului perfluoroalchil sulfonic, sărurilor de alchilamină lineară, săruri de amoniu cuaternar și săruri de alchil piridină., săruri ale imidazolinei și derivații săi, eteri de polioxietilen alchil alcool, alcool polioxietilen dialchil propargilic, polioxietilen colofoniu amină, polioxietilen stearilamină și eteri de polioxietilen alchil alcool alchil sulfonat, diferite săruri interne de amoniu cuaternar, di(polioxietilene) interne și derivații acestora.

Agenții activi de suprafață utilizați ca agenți antifouling includ săruri de ester fosfat, săruri de ester sulfat, acetați, carboxilați și compușii lor polioxietilenici.Stabilitatea termică a sărurilor de ester sulfonat și a sărurilor de carboxilat este semnificativ mai bună decât cea a sărurilor de ester fosfat și a sărurilor de ester sulfat.

Agenții tensioactivi industriali utilizați în fungicide includ săruri liniare de alchilamină, săruri de amoniu cuaternar, săruri de alchilpiridiniu, săruri de imidazolină și derivații săi, diverse săruri de amoniu cuaternar, di(polioxi)vinil)alchil și săruri interne ale derivaților săi.

Surfactanții industriali utilizați în degresanți sunt în principal agenți tensioactivi cu structuri ramificate și grupări ditiocarboxilat de sodiu.

10. Surfactant pentru inundarea cu ulei chimic

Recuperarea țițeiului primar și secundar poate recupera 25%-50% din țițeiul subteran, dar există încă mult țiței care rămâne în subteran și nu poate fi recuperat.Efectuarea recuperării țițeiului poate îmbunătăți recuperarea țițeiului.Recuperarea petrolului terțiar folosește în mare parte metoda de inundare chimică, adică adăugarea unor agenți chimici la apa injectată pentru a îmbunătăți eficiența inundării apei.Dintre substanțele chimice utilizate, unele sunt surfactanți industriali.O scurtă introducere a acestora este următoarea:

Metoda de inundare cu ulei chimic care utilizează surfactant ca agent principal se numește inundare cu surfactant.Surfactanții joacă în principal un rol în îmbunătățirea recuperării uleiului prin reducerea tensiunii interfațale ulei-apă și creșterea numărului de capilare.Deoarece suprafața formării de gresie este încărcată negativ, agenții tensioactivi utilizați sunt în principal surfactanți anionici, iar cei mai mulți dintre aceștia sunt surfactanți sulfonați.Se face prin utilizarea unui agent de sulfonare (cum ar fi trioxidul de sulf) pentru a sulfona fracțiunile de petrol cu ​​conținut ridicat de hidrocarburi aromatice și apoi neutralizându-le cu alcali.Specificațiile sale: substanță activă 50%-80%, ulei mineral 5%-30%, apă 2%-20%, sulfat de sodiu 1%-6%.Sulfonatul de petrol nu este rezistent la temperatură, sare sau ionii metalici cu prețuri ridicate.Sulfonații sintetici sunt preparați din hidrocarburile corespunzătoare utilizând metodele de sinteză corespunzătoare.Printre acestea, sulfonatul de α-olefină este deosebit de rezistent la sare și la ionii metalici de înaltă valență.Alți surfactanți anionici-nonionici și surfactanți carboxilați pot fi, de asemenea, utilizați pentru deplasarea uleiului.Înlocuirea uleiului de surfactant necesită două tipuri de aditivi: unul este co-surfactant, cum ar fi izobutanol, dietilen glicol butil eter, uree, sulfolan, alchenilen benzen sulfonat etc., iar celălalt este dielectric, inclusiv săruri acide și alcaline, în principal săruri, care poate reduce hidrofilitatea surfactantului și poate crește relativ lipofilitatea și, de asemenea, poate modifica valoarea echilibrului hidrofil-lipofil al agentului activ.Pentru a reduce pierderea de surfactant și pentru a îmbunătăți efectele economice, inundarea cu surfactant folosește și substanțe chimice numite agenți de sacrificiu.Substanțele care pot fi utilizate ca agenți de sacrificiu includ substanțe alcaline și acizi policarboxilici și sărurile acestora.Oligomerii și polimerii pot fi, de asemenea, utilizați ca agenți de sacrificiu.Lignosulfonații și modificările lor sunt agenți de sacrificiu.

Metoda de deplasare a uleiului care utilizează doi sau mai mulți agenți chimici de deplasare a uleiului se numește inundare compozită.Această metodă de deplasare a uleiului legată de agenți tensioactivi include: inundarea cu surfactant și polimer îngroșat;Inundare de agent tensioactiv îmbunătățit cu alcalii cu alcali + agent tensioactiv sau inundare de alcali îmbunătățit cu surfactant;inundare compozit pe bază de elemente cu alcali + surfactant + polimer.Inundarea compozită are, în general, factori de recuperare mai mari decât o singură unitate.Conform analizei curente a tendințelor de dezvoltare în țară și în străinătate, inundarea compusă ternară are avantaje mai mari decât inundarea compusă binară.Agenții tensioactivi utilizați în inundarea compozitelor ternare sunt în principal sulfonați de petrol, de obicei utilizați și în combinație cu acid sulfuric, acid fosforic și carboxilații de eteri de polioxietilen alchil alcool și săruri de sodiu polioxietilen alchil alcool alchil sulfonat.etc pentru a-și îmbunătăți toleranța la sare.Recent, atât în ​​țară, cât și în străinătate, au acordat o mare importanță cercetării și utilizării biosurfactanților, cum ar fi ramnolipid, bulionul de fermentare a sophorolipidului etc., precum și carboxilații naturali amestecați și lignina alcalină, subprodus de fabricare a hârtiei, etc., și au realizat rezultate excelente la testele pe teren și în interior.Efect bun de înlocuire a uleiului.