สารลดแรงตึงผิวชนิดใหม่มีฤทธิ์บนพื้นผิวที่ดี

2019-07-09 03:28:54

สารลดแรงตึงผิวสำหรับการแทนที่น้ำมันสามารถแบ่งออกเป็นประเภทที่ไม่ใช่ไอออนิกและไอออนิก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสารลดแรงตึงผิว นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาชุดของสารลดแรงตึงผิวชนิดใหม่ เช่น สารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิก-ประจุลบ สารลดแรงตึงผิวฟลูออรีน สารลดแรงตึงผิวราศีเมถุน สารลดแรงตึงผิวทางชีวภาพ และอื่นๆ สารลดแรงตึงผิวชนิดใหม่เหล่านี้ไม่เพียงแต่มีฤทธิ์บนพื้นผิวที่ดีเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิและทนต่อเกลืออีกด้วย ปัจจุบันสารลดแรงตึงผิวยังมีปัญหาอยู่บ้าง เช่น กระบวนการสังเคราะห์ที่ซับซ้อน ต้นทุนสูง และการใช้งานไม่เพียงพอ เพื่อที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องปรับปรุงโครงสร้างโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิว หรือผสมกับอัลคาไลและโพลีเมอร์เพื่อให้กลายเป็นวิธีการแทนที่น้ำมันที่มีศักยภาพ

ในกระบวนการกู้คืนน้ำมันระดับตติยภูมิ การเติมสารลดแรงตึงผิวจำนวนหนึ่งในน้ำฉีดสามารถลดแรงตึงผิวระหว่างน้ำมันกับน้ำได้ จึงแทนที่น้ำมันที่เหลือจากการขับเคลื่อนน้ำ ลดความอิ่มตัวของน้ำมันที่เหลืออยู่ และปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดน้ำมัน ยิ่งความตึงเครียดระหว่างพื้นผิวต่ำเท่าใด ความอิ่มตัวของน้ำมันที่เหลืออยู่ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และขอบเขตของการปรับปรุงประสิทธิภาพการแทนที่น้ำมันและปัจจัยการคืนตัวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กลไกการแทนที่น้ำมันของสารลดแรงตึงผิวสามารถแบ่งได้เป็นลักษณะต่างๆ ดังต่อไปนี้:

(1) กลไกการลดความตึงเครียดระหว่างน้ำมันและน้ำ

การเพิ่มประสิทธิภาพการล้างน้ำมันมักทำได้โดยการเพิ่มจำนวนเส้นเลือดฝอย และการลดความตึงเครียดระหว่างน้ำและน้ำมันเป็นวิธีหลักในการเพิ่มจำนวนเส้นเลือดฝอย ยิ่งแรงตึงผิวระหว่างน้ำมันกับน้ำน้อยลง จำนวนแคปิลลารีก็จะยิ่งมากขึ้น ความอิ่มตัวของน้ำมันที่ตกค้างก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และประสิทธิภาพการแทนที่ก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

(2) กลไกการทำให้เป็นอิมัลชัน

ระบบลดแรงตึงผิวมีความสามารถในการเป็นอิมัลชันสูงสำหรับน้ำมันดิบ ภายใต้เงื่อนไขของแรงเฉือนแบบไหลสองเฟสของน้ำ-น้ำมัน น้ำมันดิบบนพื้นผิวหินสามารถกระจายและปอกเปลือกได้อย่างรวดเร็วเพื่อสร้างอิมัลชันน้ำมันในน้ำ (O/W) ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอัตราส่วนการไหลของน้ำมันและน้ำสองเฟส และเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การกวาด

(3) กลไกการรวมตัวกันและการก่อตัวของสายพานน้ำมัน

หากมีน้ำมันถูกชะล้างออกจากพื้นผิวของชั้นหินมากขึ้นเรื่อยๆ พวกมันก็จะชนกันในขณะที่เคลื่อนตัวไปข้างหน้า เมื่อพลังงานของการชนเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างสิ่งเหล่านั้น มันก็จะรวมตัวกัน การสะสมของน้ำมันอาจก่อตัวเป็นสายพานน้ำมัน ซึ่งเมื่อก้าวไปข้างหน้าจะพบกับการสะสมของน้ำมันที่กระจัดกระจาย ขยายสายพานน้ำมันแล้วจึงกลับคืนจากบ่อน้ำมัน