Мұнайды қалай көбірек өндіруге болады? EOR суперфациялық зат айқын нәтиже береді

Мұнайды қалпына келтіруді арттыру (ЕОR) және сұйылтқыштардың рөлін түсіну

Мұнайды қалпына келтіруді арттыру үшін ЕОR сұйылтқыш деген не және ол қалай жұмыс істейді

ЕМР-сурфактанттар деп аталатын арнайы химикаттар мұнай қоймаларына сорғыланады, бұл әдеттегі әдістер жұмысын аяқтағаннан кейін онда отырып қалған мұнайды босатуға көмектеседі. Бұл сурфактанттардың нақты істейтіні — мұнайдың сумен және оны қоршаған тастармен әрекеттесу тәсілін өзгерту, нәтижесінде мұнай қоймадан өтуі оңай болады. Компаниялар ұңғымаларды химикаттармен толтырған кезде, бұл сурфактанттар енгізілген сұйық пен мұнай арасындағы беттік кернеуді төмендету арқылы жұмыс істейді. Бұл кішкентай мұнай тамшыларының бір-біріне жақсырақ жабысуына ықпал етеді, сондықтан олар шынымен өндіру ұңғымасына қайта оралуы мүмкін болады. АҚШ Энергетика министрлігінің хабарлауынша, бұл процесте сурфактанттарды полимерлермен бірге қолдану жеңіл мұнай алынған соңғы кезеңде қалған ескі мұнай өрістерінде қайта өндіру көрсеткіштерін 15-25 пайызға дейін арттыруы мүмкін. Жер астында әлі де сақталып тұрған тыйым салынған мұнайдың қалдықтарымен жұмыс істеген кезде мұндай жақсарту үлкен маңызға ие.

Шектік кернеуді төмендету: Сапонин-тартқышты химиялық сорғылау механизмінің негізі

Сапониндер мұнай мен судың жанасу нүктесіндегі кернеуді төмендету арқылы мұнайды ылдам өндіруде маңызды рөл атқарады. Сапониндер бұл шектік кернеуді тіпті 0,01 мН/м-ден төменгі деңгейге дейін төмендеткенде, олар эмульсия пайда болуына ықпал етеді және мұнайдың тау жыныстарының ұсақ саңылаулары арқылы қозғалуын жеңілдетеді. Кейбір тиімді сапонин қоспалары сумен сорғылау әдістерімен салыстырғанда шектік кернеуді 90% дейін төмендетуі мүмкін. Бұл мұнай тастарға мықтап жабысып қалатын тұзды карбонат қабаттары сияқты орындарда, дәстүрлі әдістердің тиімділігі төмен болған кезде, елеулі айырмашылық жасайды.

Мұнай ығыстыруды жақсарту үшін қабаттағы ылғалдану қабілетін өзгерту

Сурфактанттар интерфазалық кернеуді (IFT) төмендетуден гөрі асып түседі; олар резервуар тау жыныстарының сұйықпен әрекеттесуін нақты өзгертеді, оны май-ылғалданған күйден суға жақын күйге дейін өзгертеді. Бұл нақты операциялар үшін не мағына білдіреді? Резервуар тау жынысы суға ыңғайлы болған кезде, енгізілген сұйық тау жынысының бетінде қалып қоюдың орнына майды одан әрі итеріп шығара алады. Өткен жылы SPE Journal журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, құмтастарда жүргізілген кейбір өндірістік сынақтар сурфактант ерітінділерін ұқыпты түрде араластыру арқылы суға ылғалдану сипаттамаларын шамамен 60 пайызға арттырғанын және қалдық май қаныққандығының шамамен 18 пайызға төмендегенін көрсетті. Осы ылғалдану өзгерістерін төмендеген IFT-пен қосқанда, операторлар химиялық сорғылау жобаларында елеулі нәтижелерге қол жеткізеді. Кешенді эффект жақсы оптимизацияланған жағдайларда қазбалардағы бастапқы майдың шамамен 40 пайызын өндіруге мүмкіндік береді.

Сурфактанттардың қамтамасыз ететін негізгі процестер:

• Капиллярлық тұзақталған мұнайды қозғалысқа келтіру
• Тұтқырлықты бақылау арқылы тарату тиімділігін жақсарту
• Эмульсиялардың тесіктерді бітеуін болдырмау

Сурфактанттардың химиялық ЕОМ үдерістеріндегі негізгі механизмдері

ЕОМ-де сурфактантпен шаймалау: енгізу стратегиялары мен ығыстыру тиімділігі

Сурфактантпен шаймалау мұнайды қозғалысқа келтіруді үш негізгі стратегия арқылы арттырады:

1. Концентрациялық градиенттер : 0,1–2% сурфактант ерітінділері беттік керілуін ≤0,01 мН/м дейін төмендетеді
2. Бөлшек реті : Сілтілі-сурфактант-полимерлі (ASP) әдісі 2023 жылғы өрістегі сынақтарда сумен шаймалауға қарағанда қалдық мұнайдың 18–25% артығын қалпына келтіреді
3. Қозғалыс бақылауы : Полимер-сүйылтқыш комбинациялар гетерогенді қоймаларда өнімділікті 35% арттырады

Бұл интеграцияланған тәсіл бір уақытта сұйық динамикасын және тау-кен жыныстары мен сұйықтардың әрекеттесуін өзгертеді, осылайша ығыстыру әсер етуінің деңгейін біршама арттырады.

Сүйылтқыштардың карбонатты және құмтасты қоймалардағы өнімділігі

Карбонат қабаттары әдетте Ca²+ және Mg²+ сияқты еківалентті иондармен күшті электростатикалық әрекеттесуіне байланысты бетбелгіш концентрациясының 40% жоғары болуын талап етеді.

Тұздылықтың, температураның және pH-тың бетбелгіштің тұрақтылығы мен жұмыс істеуіне әсері

*CMC: Критикалық мицелло түзілу концентрациясы (ЕКМ сұйылтқыштарының көпшілігі үшін 0,01–0,5% аралығы)

Тереңдіктегі деректерге сәйкес, сұйылтқыш ерітінділер 70°C температурадан төмен және 50 000 ppm тұздылықтағы қоймалжыңдарда 180 күн бойы 90% қызметін сақтайды.

Қиын Қойылым Шарттарындағы Қиыншылықтарды Жеңу

Жоғары Температуралы және Жоғары Тұздылықты Орталар: Суперфосфаттың Тиімділігіне Кедергі

Қоймалжың температурасы 80 градус Цельсийден жоғары болғанда және тұз мөлшері миллионда 100 000 бөлікке жеткенде, сүйықтықтың беттік керілуін төмендететін заттар (сурфактанттар) әрекетін жояды. Ыстық пен тұз химиялық қосылыстарды ыдыратып, олардың әр түрлі заттар арасындағы беттік керілуді төмендету қабілетін айтарлықтай төмендетеді. Nature Energy журналында кеше жылы жарияланған зерттеулерге сәйкес, ондағы алтыдан бесінде қазба қысымы 80 мегапаскальдан асады, бұл барлық процесті одан да тұрақсыз етеді. Мысалы, этилсульфат сурфактанттары — жиі қолданылатын қосылыстар — литріне 150 грамм натрий хлориді бар тұзды суға тоқсан градус Цельсийде ұшыраған кезде, олардың шекаралық керілуді төмендету қабілеті 40-60 пайызға дейін төмендейді. Тиімділіктің мұндай айтарлықтай төмендеуі мұнай өндірушілердің мұндай қатаң жағдайларда мұнайды қозғалысқа келтірудің қиындығына әкеледі.

Сурфактанттардың адсорбциясы мен сақталуы: себептері, өлшеу әдістері және экономикалық әсері

Сурфактанттарды енгізу процестері кезінде тау жыныстарының бетіне сіңірілгенде, олар 20-30 пайызға дейінгі жылдамдықпен жоғалады, бұл өңделген әр баррельге 0,5 доллар мен 1,20 доллар аралығында қосымша шығын қосады. Карбонатты жыныстар осы сіңіру құбылысына ерекше бейім болып келеді, кейде олар сурфактант молекулаларының теріс зарядталған бөліктерін тартатын оң зарядталған беттеріне граммына 2,1 миллиграммға дейін сіңіреді. Трассерлермен өткізілетін флоудинг сынақтары арқылы өзектерді зерттеу сұйықтық өтпейтін аймақтарда осы материалдар қалай жиналатынын анықтауға көмектеседі. 2024 жылы Springer шығарған соңғы мақалада тұзды жағдайларда операторлардың жұмысты дұрыс жүргізу үшін сурфактант мөлшерін екі есе арттыруы мүмкін екені атап көрсетілген, бұл әрине мұндай жобалардың экономикалық тиімділігіне әсер етеді.

Сурфактанттың өнімділігін арттыру және жоғалтуларды азайту стратегиялары

Сусылтандырғыштың адсорбциялануын азайту үшін әкелер ретінде реагенттерді қолдану

Натрий карбонаты немесе лигносульфонаттар сияқты әкелерді алдын-ала енгізу тас жыныстарының бетіндегі адсорбция орындарын блоктайды, құмтастарда сусылтандырғыштың жоғалуын 20–40% азайтады (Ponemon, 2023). Сілтілік алдын-ала шаю қышқыл минералдардың оң зарядтарын бейтараптайды, анионды сусылтандырғыштардың керісінше байланысуын болдырмау арқылы шығын тиімділігін арттырады.

Химиялық ЕОК процесінде адсорбцияға қарсы құрал ретінде нанобөлшектер

Кремнезем мен алюминий оксиді нанобөлшектері сусылтандырғыш пен тау жыныстарының беті арасында қорғаныш қабатын құрайды. 2024 жылғы зерттеу нәтижесі бойынша, жоғары тұздылықты карбонаттарда нанобөлшектермен тұрақтандырылған қоспалар сусылтандырғыштың өзіне қарағанда адсорбцияны 35% азайтады. Сонымен қатар, нанобөлшектер жылу тұрақтылығын арттырады және 120°C температурада да 90%-дан астам беттік керілуін төмендету қабілетін сақтайды.

Сусылтандырғыш химиясын қойманың геохимиясымен сәйкестендіру

Сусылтандырғыш химиясын нақты қойма жағдайларына лайықтап пайдалану оның тиімділігін максималдандырады:

Зерттеу жағдайы: Жоғары тұздылықты мұнай кен орнында сәтті бетбелгісіздік қолдану

Орта Шығыстағы 220,000 ppm тұздылыққа ие карбонат өрісі цирконий бетбелгісіздіктері мен кремний диоксиді наноқиындарын пайдаланып 12% қосымша мұнай ұтымдылығын қамтамасыз етті. Формула 95°C температурада болса да алты ай бойы 0,01 мН/м шекаралық керілуді сақтады, бұл химиялық ЕОР-дің экстремалды орталарда қолданылуының тиімділігін көрсетеді.

Сурфактанттық әдіспен мұнай өндірудің болашақтағы тенденциялары

Қоймалжың шарттарына (тұздылық, температура) жауап беретін ақылды сурфактанттар

Ақылды сурфактанттардың соңғы буыны қоймалжың шарттары өзгерген кезде өздерін реттей алады, тұздылық 200 000 бөлікке мыңнан асқанда және температура 250 градус Фаренгейттен (шамамен 121 Цельсий) жоғары көтерілгенде де тиімділігін сақтайды. Олардың ерекшелігі неде? Олар әлсіз аймақтардағы интерфациалдық керілуді төмендетуге көмектесетін pH-сенситивті компоненттер немесе температураға жауап беретін полимерлерден тұрады. 2024 жылғы зерттеу қызықты нәтиже көрсетті. Тұздылығы жоғары карбонат қабаттарына қолданылғанда, цвиттерионды түрлері қалыпты сурфактанттарға қарағанда шамамен 18 пайызға артық мұнай өндірді. Бұл жақсартылу күрделі өндіру қиындықтарымен күресетін операторлар үшін маңызды болып табылады.

Күрделі қоймалжыңдарда сурфактанттардың әрекетін болжау үшін цифровалық модельдеу мен жасанды интеллект

Машинаның үйрену моделдері сульфактанттың адсорбциясын және ығыстыру тиімділігін 92% дәлдікпен болжау үшін қоймалжың геохимиясын, өндіру тарихын және сұйықтық қасиеттерін интеграциялайды. 2025 жылғы зерттеу күрделі, әртекті қоймалжыңдар үшін оптималды сұйық-полимерлік шайбы дизайндарын анықтаумен қатар AI негізіндегі симуляциялар сынақтық тестілеудің құнын 41% төмендеткенін көрсетті.

Келесі ұрпақтың химиялық толтыруы: Инновация мен тұрақтылықтың интеграциясы

Тұрақты дамуға негізделген мұнай өндіруді арттыру (EOR) әдістері мұнай химиясына емес, өсімдіктерге негізделген биылжымалы заттар арқасындa кең тарала бастады. Кейбір компаниялар CO2-ге сіңірілетін бетбелгілермен қатар күн энергиясымен жұмыс істейтін енгізу жүйелерін қолдануды бастады, бұл операциялар кезінде көміртегі шығарындыларын азайтады. 2025 жылы Пермь бассейнінде өткізілген бір өрістік сынақта осы әдістердің шынында да жалпы шығарындыны шамамен 33%-ға төмендеткені көрсетілді. Дәстүрлі өндіру процестері қаншалықты көп энергия тұтынатынын ескерсек, бұл өте елеулі нәтиже. Бұның бәріне ерекше назар аударатын жағдай — бұл әдістер IPCC сияқты халықаралық ұйымдардың белгілеген климаттық мақсаттарына толық сай келеді. Шын мәніндегі жаңалық тек жер қойнауынан көбірек мұнай алу емес, сонымен қатар экологиялық әсерді минимум деңгейде ұстау болып табылады, бұл бұрын көптеген мамандар мүмкін емес деп санайтын нәрсе болатын.