ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация и области применения поверхностно-активных веществ из "Катионоактивные пав-эффективные ингибиторы в технологических процессах" Поверхностно-активными веществами (ПАВ) называют большой класс химических соединений, обладающих поверхностной активностью и оказывающих существенное влияние на поведение жидкостей и газов на границе с твердой или жидкой фазами. [c.9] Современная ионная классификация ПАВ была принята на III Международном конгрессе по ПАВ и рекомендована Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1960 г. Основу ее составляет химическая структура соединений. По данной классификации ПАВ делятся на ионогенные и неионогенные. [c.9] Неионогенные ПАВ делятся на одиннадцать групп, различающихся строением гидрофобной части молекулы. [c.10] Представители каждого из этих классов ПАВ различаются не только химическим строением, но и основными коллоидно-хи-мическими свойствами, а также санитарно-гигиенической характеристикой. [c.10] Анионоактивными (аионными) ПАВ называют вещества, содержащие в молекуле гидрофобную часть и одну или несколько полярных групп и диссоциирующие в водном растворе с образованием отрицательно заряженных длинноцепочечных органических ионов, определяющих их поверхностную активность. Гидрофобная часть обычно представлена предельными, непредельными алифатическими и алкилароматическими цепями. Гидрофильность молекулы обусловлена наличием функциональных групп -СОО(Н, Ме), S020(H, Ме), -50з(Н, Ме). Разнообразие свойств анионных ПАВ объясняется пространственным строением гидрофобной части и наличием промежуточных функциональных групп. Катион в анионных ПАВ может быть не только водородом или металлом, но и органическим основанием. Часто для этих целей применяют ди- и триэтаноламины. [c.10] Чаще всего встречаются катионно-ориентированные ПАВ и анионно-ориентированные ПАВ. Катионной группой обычно служат первичная, вторичная или третичная аминогруппы, пиридиновая или имидазолиновые группы. Принципиально вместо азота могут быть сера, фосфор, мышьяк и т. д. В качестве анионных групп применяют карбоксильную, сульфонатную, сульфоэфир-ную и фосфатные группы. [c.14] Специфика строения молекул ПАВ и их уникальные свойства обусловили их широкое применение в различных технологических процессах. Данная работа посвящена применению ПАВ в процессах бурения и заканчивания скважин. Кроме того, имеется обширный опыт применения ПАВ в процессах добычи нефти. [c.14] В то же время недостаточно изученным оставалось применение ПАВ в качестве ингибиторов. В общем случае ингибирование означает защиту какого-либо материала от действия агрессивных компонентов, котшастщгунпцих с материалом жидкостей или газов. [c.14] Если применительно к металлам ингибирование означает защиту от коррозии, то для процессов бурения и заканчивания скважин ингибирование - это снижение отрицательного влияния фильтратов промывочных жидкостей на горные породы и минералы, и, в первую очередь, на глинистые породы. Применительно к процессам нефтедобычи в понятие ингибирования входит и предупреждение отложения солей, парафинов и асфальтосмолистых компонентов нефтей в лифтовых трубах при изменении температуры и давления. [c.14] В продуктивном пласте (с углеводородными и водными флюидами), являющемся сложной гидродинамической системой, в котором физические, химические и физико-химические процессы находятся в относительно равновесном состоянии, начиная с момента его вскрытия бурением и в последующем при креплении, перфорации, глушении происходят изменения. Наиболее существенно снизить отрицательное влияние фильтратов технологических жидкостей можно добавками катионных синтетических ПАВ. Однако при бурении в основном применялись неионогенные и анионные ПАВ. [c.14] Неионогенные ПАВ, как правило, не вступают в химическое взаимодействие с солями пластовых вод, поэтому не теряют своей поверхностной активности. Соли поливалентных металлов, присутствующие в пластовой воде, существенное влияние на растворимость катионных ПАВ не оказывают. Только анионные ПАВ значительно теряют свою активность в пластовых водах с образованием нерастворимых осадков, которые существенно снижают проницаемость норового пространства пласта. [c.15] Все используемые в бурении неионогенные ПАВ являются гидрофилизаторами поверхности кварца, частичная гидрофобизация не изменяет характера смачивания, и поверхность остается гидрофильной. Пластовые воды (фильтраты), содержащие щелочь, могут усилить гидрофобизирующие свойства неионогенных ПАВ. Анионные ПАВ являются более активными гидрофилизаторами кварцевых пород. Так же как и алкилсиликонаты натрия (ГКЖ-10, ГКЖ-11), анионные ПАВ являются гидрофобизатора-ми карбонатных пород. Катионные ПАВ, адсорбируясь на поверхности кварца, придают ей гидрофобные свойства. [c.15] Следовательно, в результате применения неионогенных и анионных ПАВ при вскрытии продуктивных пластов лишь частично решается задача сохранения их естественных характеристик за счет снижения межфазного натяжения. А применение катионных ПАБ позволяет существенно снизить капиллярное давление дополнительно и за счет гидрофобизации поверхности, тем самым создать в ПЗП условия, способствующие более полному удалению фильтрата бурового раствора и восстановлению первоначальной нефтепроницаемости этой зоны. [c.15] Поскольку из-за присутствия в нефти асфальтосмолистых веществ создаются предпосылки к образованию в пласте водонефтяной эмульсии с прочными адсорбционными пленками на границах раздела фаз, то содержание в фильтрате бурового раствора синтетических ПАВ со значительно большей поверхностной активностью, чем поверхностная активность, входящих в состав нефти, приводит к уменьшению адсорбции асфальтосмолистых веществ на границе раздела фильтрат-нефть , что исключает возможность образования бронирующих эмульсий. [c.15] Различные виды катионных ПАВ относятся к широкому спектру деэмульгаторов - от активных до нейтральных. Некоторые виды неионогенных ПАВ являются эффективными деэмульгаторами, а слабые деэмульгаторы при содержании более 1 % переходят в разряд активных эмульгаторов. Применение анионных ПАВ не исключает возможности образования эмульсии. [c.16] В отличие от неионогенных и анионных ПАВ добавки катионных ПАВ не приводят к снижению поверхностного натяжения до ультранизких значений, но многие из них влияют на снижение поверхностного натяжения до приемлемых величин — 5...10 мН/м. Усиления поверхностной активности можно добиться при совместном использовании неионогенных и катионных ПАВ. [c.16] В процессе бурения, освоения и последующей эксплуатации скважин в призабойной зоне происходят изменения фильтрационных параметров пласта, которые влияют на производительность скважин. Для восстановления и повышения производительности добывающих и приемистости нагнетательных скважин широкое распространение нашли кислотные обработки пласта. Одним из основных факторов, влияющих на эффективность кислотного воздействия, является сохранение в течение длительного времени активного кислотного раствора в условиях повышенных пластовых температур с целью обработки наиболее удаленных зон пласта. Немаловажным является и снижение кислотной коррозии подземного оборудования, при которой возникает опасность загрязнения пласта образующимися соединениями железа, и как следствие, снижения эффективности кислотного воздействия и уменьшения срока службы подземного оборудования. Проведенные исследования показали, что катионоактивные ПАВ могут быть одними из лучших ингибиторов коррозии, применение которых будет повышать эффективность кислотных обработок пласта. [c.16] Наблюдаемый на многих месторождениях рост числа порывов на линиях сбора обводненной нефти обусловлен во многом локальной коррозией трубопроводов и отмечен в основном на пониженных участках трассы по нижней образующей трубы. Несмотря на принимаемые меры по защите трубопроводов, в том числе использование ингибиторов коррозии, эффективность которых в лабораторных условиях достигает. 0 %, срок службы трубопровода в определенных условиях снижается до 0,6...3,0 лет. [c.16] На процессы коррозии значительное влияние оказывают деэмульгаторы, под влиянием которых изменяются адсорбция ингибитора на металле и его коллоидные свойства. Только применение особо эффективных ингибиторов по научно обоснованной технологии в сочетании с технологическими методами может остановить уже начавшийся процесс язвенной коррозии и предотвратить порывы трубопровода. [c.17] Вернуться к основной статье