Применение и ценность поверхностно-активных веществ во всем процессе добычи нефти

Добыча нефти — это сложный систематический проект, включающий разведку бурения, интенсификацию пласта, обезвоживание сырой нефти и очистку нефтесодержащих сточных вод. Весь процесс в значительной степени зависит от химических добавок для нефтепромыслов. Обладая уникальной амфифильной молекулярной структурой, поверхностно-активные вещества обладают множеством основных характеристик, включая снижение межфазного натяжения, снижение вязкости за счет эмульгирования, изменение смачиваемости, деэмульгацию, противодействие набуханию глины, пенообразование и содействие обратному притоку. Являясь незаменимыми химикатами тонкого очистки, они проходят полный жизненный цикл разработки нефти и газа, решают различные технические трудности при сложной разработке месторождений, помогают повысить эффективность добычи нефти, а также контролировать общие эксплуатационные затраты.

1. Операции бурения: оптимизация производительности бурового раствора и обеспечение безопасности в скважине.

Бурение закладывает основу для добычи нефти. Суровые условия в скважине, характеризующиеся высокой температурой, высоким давлением и высокой соленостью, всегда приводят к общим рискам, таким как обрушение ствола скважины, истирание бурильных труб и чрезмерное вспенивание бурового раствора. Поверхностно-активные вещества, применяемые в буровых растворах, в основном делятся на анионные и неионогенные, обычно в состав которых входит небольшая доля амфотерных поверхностно-активных веществ. Анионные поверхностно-активные вещества, такие как алкилсульфонат и альфа-олефинсульфонат, могут эффективно снизить потери жидкости и стабилизировать стенки ствола скважины, чтобы предотвратить утечку из пласта. Неионогенные поверхностно-активные вещества, представленные эфиром полиоксиэтиленового спирта жирного ряда, обеспечивают превосходные смазывающие свойства, уменьшая трение между бурильными трубами и стенками скважины, уменьшая износ долота, а также устраняя пенообразование, гарантируя стабильную циркуляцию буровых растворов. Для глубоких скважин с экстремально высокой температурой и высокой соленостью амфотерные поверхностно-активные вещества на основе бетаина с превосходной устойчивостью к температуре и соли могут поддерживать стабильную работу систем буровых растворов и поддерживать непрерывные и безопасные операции бурения.

2. Стимуляция пласта: добавки в керн для кислотной обработки и гидроразрыва пласта для минимизации повреждения пласта

Кислотная обработка и гидроразрыв пласта являются важными технологиями интенсификации добычи для разблокирования каналов просачивания нефти и газа в низкопроницаемых коллекторах, для которых требуются химические добавки с чрезвычайной стабильностью в условиях сильной кислоты и высокого давления. В этой процедуре широко используются катионные соли четвертичного аммония, термостойкие амфотерные бетаины и высокоэффективные поверхностно-активные вещества с обратным потоком. Катионные соли четвертичного аммония могут адсорбировать частицы глины в пластах, подавляя набухание и миграцию глины, избегая закупорки пор коллектора. Между тем, они служат ингибиторами коррозии для защиты обсадных труб и трубопроводов от кислотной коррозии. Устойчивые к высоким температурам амфотерные поверхностно-активные вещества адаптируются к суровым кислым скважинным средам, улучшают эффективность обратного притока остатков жидкости гидроразрыва, уменьшают необратимые повреждения пласта и максимизируют продуктивность нефтяных скважин.

3. Повышение нефтеотдачи: удаление остаточной сырой нефти и повышение темпов нефтеотдачи месторождений.

После первичной естественной добычи и вторичного заводнения более 60% сырой нефти остается адсорбированной на поверхности пор породы и не может быть извлечено естественным путем. Поверхностно-активные вещества действуют как основные химикаты при третичном химическом заводнении. Чаще всего используются анионные поверхностно-активные вещества, включая тяжелый алкилбензолсульфонат и нефтяной сульфонат, которые могут снизить межфазное натяжение нефть-вода до сверхнизкого уровня и изменить смачиваемость пород-коллекторов, чтобы удалить остаточную сырую нефть с поверхности горных пород. В сочетании с неионогенными поверхностно-активными веществами готовые продукты приобретают высокую устойчивость к ионам кальция и магния, что идеально соответствует пластовым условиям с высокой соленостью на крупных отечественных месторождениях нефти. Кроме того, инновационные поверхностно-активные вещества и биосурфактанты Gemini широко применяются на зрелых нефтяных месторождениях для обеспечения стабильной добычи благодаря их низкой дозировке, высокой эффективности промывки нефти и низкому повреждению пласта. Эти продукты могут стабильно повысить общий коэффициент нефтеотдачи на 15–20%.

4. Добыча тяжелой нефти и доочистка: решение проблем вязкости и разделения нефти и воды.

Тяжелая нефть имеет чрезвычайно высокую вязкость и плохую текучесть, что создает огромные проблемы при добыче. Эмульгирующие и снижающие вязкость поверхностно-активные вещества могут превращать тяжелую сырую нефть в стабильные эмульсии типа «масло в воде», значительно снижая гидравлическое сопротивление и обеспечивая плавный подъем сырой нефти. При последующей обработке добываемой жидкости деэмульгирующие поверхностно-активные вещества могут быстро разрушать стабильные водонефтяные эмульсии, обеспечивая эффективное разделение нефти и воды и улучшая качество очистки сырой нефти. Что касается очистки нефтесодержащих сточных вод, профессиональные поверхностно-активные вещества могут адсорбировать плавающую нефть в сточных водах, обеспечивать эффективную очистку воды и соответствовать стандартам как для повторной закачки, так и для сброса в окружающую среду.

Заключение

Поскольку добыча нефти постепенно нацелена на глубокие, высокотемпературные, высокосоленые и низкопроницаемые сложные коллекторы, а также все более строгие глобальные экологические требования к нефтепромысловым химикатам, высокоэффективные поверхностно-активные вещества, обладающие устойчивостью к температуре и соли, низким повреждением пласта и хорошей биоразлагаемостью, станут основным направлением исследований и применения нефтепромысловой химии. Благодаря химическому расширению передовых поверхностно-активных веществ нефтяная промышленность может добиться более эффективной, экологически чистой и рентабельной эксплуатации, обеспечивая надежную техническую поддержку для стабильного энергоснабжения во всем мире.