WO2023080168A1 - Chemical liquid for recovering crude oil - Google Patents

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Abstract

[Problem] To provide a chemical liquid that is for recovering crude oil, that has excellent salt resistance at high temperature and/or high salt concentration, and that exhibits a high crude oil recovery rate. [Solution] This chemical liquid for recovering crude oil is characterized by containing: a cationic silane compound; an aqueous silica sol having an average particle size of 3-500 nm; and at least one cationic surfactant.

Description

原油回収用薬液Crude oil recovery chemical
 本発明は、内陸又は海底油田の油層内に注入して原油を回収する原油増進回収(“Enhanced Oil Recovery”、以後、“EOR”と略する)攻法のうち、界面活性剤攻法で使用される、耐塩性に優れ、原油回収率の高い原油回収用薬液に関する。 The present invention is used in surfactant flooding among the flooding methods for recovering crude oil by injecting it into the oil reservoir of an inland or offshore oil field ("Enhanced Oil Recovery", hereinafter abbreviated as "EOR"). It relates to a chemical solution for crude oil recovery that is excellent in salt resistance and has a high crude oil recovery rate.
 油層から原油を回収(採取)する方法には、時系列別にそれぞれ異なる回収法が適用される、一次、二次、又は三次回収(又はEOR(増進回収))という、3段階の方法が適用されている。
 一次回収法には、油層の自然の圧力や重力を利用する自噴採油法と、ポンプなどの人工的な採油技術を用いた人工採油法が挙げられ、これらを組み合わせて実施される一次回収の原油回収率は最大で20%程度と言われている。二次回収法には、一次回収法で生産が減退した後、水や天然ガスを圧入して油層圧の回復及び産油量の増加を図る水攻法や油層圧維持法が挙げられる。これら一次、二次回収を合わせても、原油回収率は40%程度とされ、原油の大部分は地下油層に残留した状態にある。そのため、より多くの原油を回収するため、また回収が容易な部分からは既に原油が回収されている油層から、さらなる原油を回収するために、三次回収法、すなわちEOR攻法で原油を増進回収する方法が提案されている。
The method of recovering (extracting) crude oil from oil reservoirs employs a three-stage method: primary, secondary, or tertiary recovery (or EOR (enhanced recovery)), in which different recovery methods are applied in chronological order. ing.
The primary recovery method includes the natural oil extraction method, which uses the natural pressure and gravity of the oil reservoir, and the artificial oil extraction method, which uses artificial oil extraction technology such as pumps. The maximum recovery rate is said to be about 20%. Secondary recovery methods include the water flooding method and the oil layer pressure maintenance method, in which water or natural gas is injected to restore oil reservoir pressure and increase oil production after production declines in the primary recovery method. Even if these primary and secondary recoveries are combined, the crude oil recovery rate is about 40%, and most of the crude oil remains in the underground oil layer. Therefore, in order to recover more crude oil, and to recover more crude oil from the oil reservoir where crude oil has already been recovered from the easy recovery part, the tertiary recovery method, that is, the EOR flooding method, is used to enhance crude oil recovery. A method to do so is proposed.
 EOR攻法には、熱攻法、ガス攻法、微生物攻法、ケミカル攻法などがある。ケミカル攻法は、目的に応じた薬液を油層内に圧入し、油層と流体間の界面張力を低下させ、原油自体の流動性を向上させることで原油の採取効率を挙げる技術である。使用する薬液によりポリマー攻法、界面活性剤攻法、ミセル攻法などに分類される。 EOR flooding methods include thermal flooding, gas flooding, microbial flooding, and chemical flooding. Chemical flooding is a technology that increases the efficiency of crude oil extraction by injecting a chemical solution according to the purpose into the oil layer, lowering the interfacial tension between the oil layer and the fluid, and improving the fluidity of the crude oil itself. It is classified into polymer flooding method, surfactant flooding method, micelle flooding method, etc., depending on the chemical used.
 界面活性剤攻法は、界面活性剤を主成分とする溶液を含む一連の流体を油層に圧入することで、原油と水との間の界面張力を低下させ、毛管現象により油層内に捕捉されている原油を流動させて採収する攻法である。
 本攻法において、界面活性剤として例えばアルキルアリルスルホネートが単独で使用され、あるいはアルキルアリルスルホネートと補助界面活性剤および/又は補助剤と共に使用されている。アルキルアリルスルホネートは、油と水間の界面張力を下げることができるだけでなく、様々な塩濃度と共に使用された時に、後述するように種々の相の挙動を示すことから、一般的に使用されている。すなわち、低塩濃度では、アルキルアリルスルホネートは、水性相に留まるが、高塩濃度では油相に留まる傾向にある。中点の塩濃度では、マイクロエマルジョンが形成されて、かなりの量の油と塩水がマイクロエマルジョン相に存在することとなり、高い原油回収能を示すことが知られている。
 また界面張力の低いEOR用界面活性剤として、特定のアルキルキシレンスルホネートが提案されている(特許文献1参照)。
Surfactant flooding reduces the interfacial tension between crude oil and water by injecting a series of fluids, including a surfactant-based solution, into the reservoir, causing it to become trapped in the reservoir by capillary action. This is an offensive method that extracts the crude oil by flowing it.
In this flooding method, for example, alkylarylsulfonates are used alone as surfactants, or alkylarylsulfonates are used together with cosurfactants and/or adjuvants. Alkyl aryl sulfonates are commonly used not only because they can lower the interfacial tension between oil and water, but also because they exhibit different phase behavior when used with different salt concentrations, as described below. there is That is, at low salt concentrations the alkylaryl sulfonate tends to stay in the aqueous phase, but at high salt concentrations it tends to stay in the oil phase. At mid-point salt concentrations, microemulsions are formed and significant amounts of oil and brine are present in the microemulsion phase, which is known to exhibit high crude oil recovery.
A specific alkylxylene sulfonate has also been proposed as an EOR surfactant having a low interfacial tension (see Patent Document 1).
 ミセル攻法は、水と原油とからマイクロエマルジョンを作り、ミセル溶液と呼ばれるミクロエマルジョンを地下貯留層に注入し、石油を回収する方法であり、ミセル溶液を製造するために多くの界面活性剤が開示されている(特許文献2~4参照)。本攻法で使用される界面活性剤として、石油スルホネート、アルキルアリルスルホネート、アルカンスルホネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、多価アルコール脂肪酸エステル、アルキルトリメチルアンモニウム塩などのアニオン型、非イオン型、カチオン型の各種界面活性剤が開示されている。また、炭素原子数10~30のインターナルオレフィンスルホネートと炭素数10~30のα-オレフィンスルホネートを含む石油回収用ミセル溶液が開示されている(特許文献5参照)。 The micelle flooding method is a method of making a microemulsion from water and crude oil, injecting the microemulsion called a micelle solution into an underground reservoir, and recovering the petroleum. (see Patent Documents 2 to 4). Surfactants used in this method include petroleum sulfonate, alkylallylsulfonate, alkanesulfonate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyhydric alcohol fatty acid ester, alkyltrimethyl Various anionic, nonionic, and cationic surfactants such as ammonium salts are disclosed. Also disclosed is a micelle solution for oil recovery containing an internal olefin sulfonate having 10 to 30 carbon atoms and an α-olefin sulfonate having 10 to 30 carbon atoms (see Patent Document 5).
 また、従来のポリマー攻法の1つであるマイセラースラグ(石油製品スルフォネート、助剤、塩水および油の混合物)とポリマーの両方を圧入するマイセラーポリマー攻法では、安定した高い原油回収率が得るべく、脂肪酸とアルカノールアミンとの反応生成物およびそのアルキレンオキシド付加物であるアミド系化合物からなる非イオン界面活性剤と水溶性ポリマーからなる原油回収用薬剤が提案されている。(特許文献6参照)。 In the conventional polymer flooding method, Micellar slag (a mixture of petroleum product sulfonates, auxiliaries, salt water and oil) and polymer are both injected, and a stable and high crude oil recovery rate is achieved. In order to achieve this, there has been proposed a crude oil recovery agent comprising a water-soluble polymer and a nonionic surfactant comprising a reaction product of a fatty acid and an alkanolamine and an amide compound which is an alkylene oxide adduct thereof. (See Patent Document 6).
 一方、炭化水素貯蔵層又は油井から原油、ガス、水の回収率を改善する方法として、水又はα-オレフィンスルホン酸塩からなる炭化水素のキャリア流体からなる湿潤剤中に混合された1~100nmのナノ粒子(例えば二酸化ケイ素など)を炭化水素貯蔵層又は油井に注入する方法が開示されている(特許文献7参照)。本文献では水又は炭化水素のキャリア流体からなる湿潤剤中に混合されたナノ粒子を炭化水素貯蔵層又は油井に注入することにより分離圧をより高めることで、岩石表面に付着している油滴を効率的に引き剥がす方法が開示されている。
 また界面活性剤攻法に使用される高温耐塩性に優れた原油回収用薬液として、シラン化合物、水性シリカゾル、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤を含有した原油回収用薬液が開示されている(特許文献8参照)。本文献では岩石表面からの原油の引き剥がし効果の向上を見込み、原油回収用薬液に水性シリカゾル(コロイド状シリカ)等の微小な粒子を配合することで、原油の回収率の向上を図っている。
On the other hand, as a method for improving the recovery of crude oil, gas, and water from hydrocarbon reservoirs or oil wells, a 1-100 nm oil mixed in a wetting agent consisting of a hydrocarbon carrier fluid consisting of water or an α-olefin sulfonate is used. A method of injecting nanoparticles (such as silicon dioxide) into hydrocarbon reservoirs or oil wells has been disclosed (see US Pat. In this paper, oil droplets adhering to the rock surface can be obtained by injecting nanoparticles mixed in a wetting agent consisting of water or a hydrocarbon carrier fluid into a hydrocarbon reservoir or oil well to increase the separation pressure. Disclosed is a method for efficiently stripping the
In addition, as a crude oil recovery chemical solution excellent in high temperature salt resistance used in surfactant flooding, a crude oil recovery chemical solution containing a silane compound, an aqueous silica sol, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant is disclosed. (See Patent Document 8). In this document, in anticipation of an improvement in the effect of removing crude oil from the rock surface, the oil recovery rate is improved by adding fine particles such as aqueous silica sol (colloidal silica) to the chemical solution for crude oil recovery. .
特許5026264号公報Japanese Patent No. 5026264 米国特許第3,506,070号明細書U.S. Pat. No. 3,506,070 米国特許第3,613,786号明細書U.S. Pat. No. 3,613,786 米国特許第3,740,343号明細書U.S. Pat. No. 3,740,343 特公平1-35157号公報Japanese Patent Publication No. 1-35157 特公平5-86989号公報Japanese Patent Publication No. 5-86989 米国公開特許2010/0096139号明細書U.S. Publication No. 2010/0096139 国際公開第2019/054414号WO2019/054414
 上述したナノ粒子やコロイド状シリカ等の微小な粒子を用いて原油の回収率を向上させる効果をより一層発現するためには、ナノ粒子を含む薬液中で該粒子が凝集や変性することなく安定であることが求められる。こうした薬液が適用される地下の炭化水素貯蔵層などは高温下にあるため、ナノ粒子を含有する薬液には耐熱性が求められる。該薬液の作製時や使用時には低塩分濃度だけでなく高塩分濃度の塩水と接触することもあるため、該薬液には前述の高温下での耐塩性や高塩分濃度での耐塩性も求められる。 In order to further demonstrate the effect of improving the recovery rate of crude oil using fine particles such as nanoparticles and colloidal silica described above, it is necessary to stabilize the particles in a chemical solution containing nanoparticles without aggregating or denaturing them. is required. Since underground hydrocarbon reservoirs and the like to which such chemical solutions are applied are under high temperature, chemical solutions containing nanoparticles are required to have heat resistance. When the chemical solution is prepared or used, it may come into contact with not only low-salinity salt water but also high-salinity salt water. .
 またこれまで、原油回収用薬液の原油回収性を高めるべく、地下又は海底油層内の砂岩又は炭酸塩性などの岩石に付着した原油を引き剥がす効果のあるアニオン界面活性剤の存在が不可欠であるとされてきたが、アニオン界面活性剤は高温耐塩性が悪く、高温高塩濃度の油層内に注入すると短時間で分解し、原油回収効果を十分には発揮できていない。上述した原油回収効果が期待されるコロイダルシリカも、シリカ単体では高温耐塩性が悪く、これも高温高塩度の油相内に注入すると短時間でゲル化し、原油回収効果を十分に発揮できない。特許文献8に示すように、原油回収用薬液における高温耐塩性の向上は検討されているものの、より高温下又は高塩分濃度における耐塩性を備える薬液への要望がある。 Also, until now, in order to improve the crude oil recovery of chemical solutions for crude oil recovery, the presence of an anionic surfactant that has the effect of peeling off crude oil adhering to rocks such as sandstone or carbonate in underground or seabed oil reservoirs is indispensable. However, anionic surfactants have poor high-temperature salt resistance and decompose in a short period of time when injected into an oil layer with a high temperature and high salt concentration. Colloidal silica, which is expected to have the above-mentioned oil recovery effect, has poor high-temperature salt resistance when used alone, and when it is injected into a high-temperature, high-salinity oil phase, it gels in a short time, and the oil recovery effect cannot be sufficiently exhibited. As shown in Patent Document 8, although improvements in high-temperature salt resistance of crude oil recovery chemicals have been studied, there is a demand for chemicals having salt resistance at higher temperatures or at higher salinity concentrations.
 本発明は、内陸又は海底油田の油層内に薬液を注入して原油を回収するEOR攻法に使用される原油回収用薬液において、より高温下及び/又は高塩分濃度における耐塩性に優れ、原油回収率の高い原油回収用薬液を提供することを課題とするものである。 The present invention provides a chemical solution for oil recovery used in the EOR flooding method in which a chemical solution is injected into the oil layer of an inland or offshore oil field to recover crude oil, and has excellent salt resistance at higher temperatures and/or high salinity concentrations. An object of the present invention is to provide a crude oil recovery chemical with a high recovery rate.
 上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、カチオン界面活性剤に着目し、カチオン性シラン化合物、平均粒子径が3~500nmの水性シリカゾル、そして1種類以上のカチオン界面活性剤を組み合わせた薬液が、従来のアニオン界面活性剤を使用した薬液と比べ、100℃を超える高温下での耐熱性及び耐塩性、並びに塩分濃度10質量%を超える高塩分濃度における耐塩性に優れ、原油回収性に優れる原油回収用薬液となることを見出した。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, they focused on cationic surfactants, and found a cationic silane compound, an aqueous silica sol having an average particle size of 3 to 500 nm, and one or more cationic surfactants. is superior in heat resistance and salt resistance at high temperatures exceeding 100°C, and salt resistance at high salinity concentrations exceeding 10% by mass, compared to conventional chemical solutions using anionic surfactants. It was found that the chemical solution for crude oil recovery has excellent crude oil recoverability.
 すなわち、本発明は、第1観点としてカチオン性シラン化合物と、平均粒子径が3~500nmの水性シリカゾルと、1種以上のカチオン界面活性剤を含有することを特徴とする、原油回収用薬液に関する。
 第2観点として、前記水性シリカゾルは、該ゾル中のシリカ粒子の少なくとも一部の表面に、前記カチオン性シラン化合物の少なくとも一部が結合してなるシリカ粒子を含む、第1観点に記載の原油回収用薬液に関する。
 第3観点として、前記カチオン性シラン化合物が、アミノ基を有するシランカップリング剤、アミノ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するシラザン及びアミノ基を有するシロキサンからなる群から選択される少なくとも一種の化合物である、第1観点又は第2観点に記載の原油回収用薬液に関する。
 第4観点として、更に両性界面活性剤を含む、第1観点乃至第3観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第5観点として、更に非イオン界面活性剤を含む、第1観点乃至第4観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第6観点として、前記水性シリカゾルが、シリカ固形分換算にて、原油回収用薬液の全質量を基準として、0.01質量%~50質量%にて含有されてなる、第1観点乃至第5観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第7観点として、前記シラン化合物が、水性シリカゾルのシリカ固形分に対して、質量比0.001~10.0の割合にて含有されてなる、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第8観点として、前記カチオン界面活性剤が、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩及びアルキルピリジニウム塩からなる群から選ばれる、第1観点乃至第7観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第9観点として、前記カチオン界面活性剤が、前記原油回収用薬液のシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合にて含有される、第1観点乃至第8観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第10観点として、前記両性界面活性剤が、カルボキシベタイン塩、2-アルキルイミダゾリン誘導体型、グリシン型及びアミンオキシド型からなる群から選ばれる、第4観点乃至第9観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第11観点として、前記両性界面活性剤が、前記原油回収用薬液のシリカ固形分に対して、質量比比0.001以上0.4未満の割合にて含有される、第4観点乃至第10観点のうち何れか一項に原油回収用薬液に関する。
 第12観点として、前記非イオン界面活性剤が、3.0以上20.0以下のHLB値を有し、且つ、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル及び脂肪酸アルカノールアミドからなる群から選ばれる、
第4観点乃至第11観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第13観点として、前記非イオン界面活性剤が、前記原油回収用薬液のシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合にて含有される、第5観点乃至第12観点のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液に関する。
 第14観点として、地下の炭化水素含有層から原油を回収する方法であって、
(a)カチオン性シラン化合物と、平均粒子径が3~500nmの水性シリカゾルと、1種以上のカチオン界面活性剤を含有する原油回収用薬液を、地下層に圧入する工程、
(b)地下層に圧入した前記薬液とともに生産井から原油を回収する工程、
を含む方法に関する。
 第15観点として、前記原油回収用薬液において、前記カチオン界面活性剤を、前記原油回収用薬液にそのシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合の量にて含有させる、第14観点に記載の方法に関する。
 第16観点として、前記原油回収用薬液が、さらに、両性界面活性剤を含有する、第14観点又は第15観点に記載の方法に関する。
 第17観点として、前記原油回収用薬液が、さらに、非イオン界面活性剤を含有する、第14観点乃至第16観点のうち何れか一項に記載の方法に関する。
That is, as a first aspect, the present invention relates to a chemical liquid for crude oil recovery, characterized by containing a cationic silane compound, an aqueous silica sol having an average particle size of 3 to 500 nm, and one or more cationic surfactants. .
As a second aspect, the crude oil according to the first aspect, wherein the aqueous silica sol includes silica particles in which at least part of the cationic silane compound is bonded to the surface of at least part of the silica particles in the sol. It relates to a recovery chemical.
As a third aspect, the cationic silane compound is at least one compound selected from the group consisting of a silane coupling agent having an amino group, an alkoxysilane having an amino group, a silazane having an amino group, and a siloxane having an amino group. It relates to the crude oil recovery chemical solution according to the first aspect or the second aspect.
As a fourth aspect, it relates to the crude oil recovery chemical solution according to any one of the first to third aspects, further comprising an amphoteric surfactant.
As a fifth aspect, it relates to the crude oil recovery chemical solution according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a nonionic surfactant.
As a sixth aspect, the aqueous silica sol is contained in an amount of 0.01% by mass to 50% by mass, in terms of silica solid content, based on the total mass of the crude oil recovery chemical solution. It relates to a crude oil recovery chemical according to any one of the aspects.
As a seventh aspect, any one of the first to sixth aspects, wherein the silane compound is contained at a mass ratio of 0.001 to 10.0 with respect to the silica solid content of the aqueous silica sol. 3. It relates to the chemical solution for crude oil recovery described in the above item.
As an eighth aspect, the crude oil recovery according to any one of the first to seventh aspects, wherein the cationic surfactant is selected from the group consisting of alkylamine salts, quaternary ammonium salts and alkylpyridinium salts. related to liquid medicines.
As a ninth aspect, the first aspect to the eighth aspect, wherein the cationic surfactant is contained at a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content of the crude oil recovery chemical. It relates to the crude oil recovery chemical solution according to any one of the above.
As a tenth aspect, any one of the fourth aspect to the ninth aspect, wherein the amphoteric surfactant is selected from the group consisting of carboxybetaine salts, 2-alkylimidazoline derivative types, glycine types and amine oxide types. It relates to the described crude oil recovery chemical.
As an eleventh aspect, the fourth aspect to the tenth aspect, wherein the amphoteric surfactant is contained at a mass ratio of 0.001 or more to less than 0.4 with respect to the silica solid content of the crude oil recovery chemical. any one of the above relates to a chemical solution for crude oil recovery.
As a twelfth aspect, the nonionic surfactant has an HLB value of 3.0 or more and 20.0 or less, and
from the group consisting of polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers, polyoxyalkylene alkylamines, alkyl glucosides, polyoxyethylene fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters and fatty acid alkanolamides To be elected,
It relates to the crude oil recovery chemical solution according to any one of the fourth to eleventh aspects.
As a thirteenth aspect, the fifth aspect to the twelfth aspect, wherein the nonionic surfactant is contained at a mass ratio of 0.001 or more to less than 0.4 with respect to the silica solid content of the crude oil recovery chemical. It relates to a crude oil recovery chemical according to any one of the aspects.
As a fourteenth aspect, a method for recovering crude oil from underground hydrocarbon-containing formations, comprising:
(a) a step of forcing a crude oil recovery chemical containing a cationic silane compound, an aqueous silica sol having an average particle size of 3 to 500 nm, and one or more cationic surfactants into an underground layer;
(b) recovering the crude oil from the production well together with the chemical injected into the underground layer;
about a method comprising
As a fifteenth aspect, in the chemical solution for crude oil recovery, the cationic surfactant is contained in the chemical solution for crude oil recovery in a mass ratio of 0.001 or more to less than 0.4 with respect to the silica solid content. relates to the method according to the fourteenth aspect, wherein
As a sixteenth aspect, it relates to the method according to the fourteenth aspect or the fifteenth aspect, wherein the crude oil recovery chemical further contains an amphoteric surfactant.
As a seventeenth aspect, it relates to the method according to any one of the fourteenth to sixteenth aspects, wherein the crude oil recovery chemical further contains a nonionic surfactant.
 本発明の原油回収用薬液は、特に100℃を超える高温下での耐熱性及び耐塩性、並びに塩分濃度10質量%を超える高塩分濃度における耐塩性に優れており、該薬液を低塩分濃度乃至高塩分濃度の塩水などで希釈して内陸又は海底油田の油層内に注入した場合においても、ゲル化等の不具合を生じることのない安定な薬液である。
 ここで、塩水とはナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンなどのカチオン及び塩素イオン、炭酸イオン、硫酸イオンなどのアニオンを含有する水のことであり、例えば海水(海底油田の海底油層における使用が想定される)や地層水(内陸油田の地下油層における使用が想定される)と呼ばれるものなどが挙げられる。
 また本発明の原油回収用薬液は、カチオン界面活性剤による原油引き剥がし効果に加え、薬液に含まれるナノシリカ粒子のくさび効果により、岩石表面からの原油の引き剥がし効果の向上が見込まれ、高回収率で原油を回収できる原油回収用薬液である。
The chemical solution for crude oil recovery of the present invention is particularly excellent in heat resistance and salt resistance at high temperatures exceeding 100° C. and salt resistance at high salinity concentrations exceeding 10% by mass. It is a stable chemical that does not cause problems such as gelation even when it is diluted with salt water of high salt concentration and injected into the oil reservoir of an inland or offshore oil field.
Here, salt water is water containing cations such as sodium ions, calcium ions, and magnesium ions, and anions such as chloride ions, carbonate ions, and sulfate ions. ) and formation water (assumed to be used in underground oil reservoirs of inland oil fields).
In addition to the crude oil stripping effect of the cationic surfactant, the crude oil recovery chemical solution of the present invention is expected to improve the crude oil stripping effect from the rock surface due to the wedge effect of the nanosilica particles contained in the chemical solution, resulting in high recovery. It is a crude oil recovery chemical that can recover crude oil at a high rate.
 本発明が対象とする原油回収用薬液は、地下又は海底油層内に注入されてから数ヶ月経過後に回収されることも少なくない。当該薬液は、数ヶ月にわたり100℃といった高温下で、ナトリウムイオン、カルシウムイオン及び塩素イオンなどを低塩分濃度乃至高濃度に含有する塩水に晒されるため、通常にない過酷な環境下においても安定であり、原油回収効果を発揮できることが求められる。 The chemical solution for crude oil recovery targeted by the present invention is often recovered several months after being injected into the underground or seabed oil reservoir. The chemical solution is exposed to salt water containing low to high concentrations of sodium ions, calcium ions, chloride ions, etc. at temperatures as high as 100°C for several months, so it is stable even in unusually harsh environments. Therefore, it is required that the oil recovery effect can be demonstrated.
 本発明の原油回収用薬液は、カチオン性シラン化合物と、平均粒子径が3~500nmの水性シリカゾルと、1種以上のカチオン界面活性剤を含有することを特徴とする。
 本発明の原油回収用薬液は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムなどを主成分とする海水や地層水などの塩水において非常に優れた高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性を示す、原油回収性に優れる原油回収用薬液となることが期待できる。すなわち本発明の原油回収用薬液は、高温下の耐塩性と高塩分濃度での耐塩性の一方又は双方に優れる薬液となり得る。
 以下、各成分について詳細に説明する。
The crude oil recovery chemical solution of the present invention is characterized by containing a cationic silane compound, an aqueous silica sol having an average particle size of 3 to 500 nm, and one or more cationic surfactants.
The chemical solution for crude oil recovery of the present invention exhibits excellent salt resistance at high temperatures and/or high salinity concentrations in salt water such as seawater and formation water containing sodium chloride, calcium chloride, etc. as main components. It can be expected that it will be a chemical solution for crude oil recovery that is excellent in That is, the chemical solution for crude oil recovery of the present invention can be a chemical solution that is excellent in one or both of salt resistance at high temperatures and salt resistance at high salinity concentrations.
Each component will be described in detail below.
<水性シリカゾル>
 水性シリカゾルは、水性溶媒を分散媒とし、コロイダルシリカ粒子を分散質とするコロイド分散系をいい、水ガラス(ケイ酸ナトリウム水溶液)を原料として公知の方法により製造することができる。水性シリカゾルの平均粒子径とは、分散質であるコロイダルシリカ粒子の平均粒子径をいう。
<Aqueous silica sol>
Aqueous silica sol refers to a colloidal dispersion system in which an aqueous solvent is used as a dispersion medium and colloidal silica particles are used as a dispersoid, and can be produced by a known method using water glass (aqueous sodium silicate solution) as a raw material. The average particle size of the aqueous silica sol refers to the average particle size of colloidal silica particles as dispersoids.
 本発明において、水性シリカゾル(コロイダルシリカ粒子)の平均粒子径は、特に断りのない限り、窒素吸着法(BET法)により測定して得られる比表面積径又はシアーズ法粒子径をいう。
 窒素吸着法(BET法)により測定して得られる比表面積径(平均粒子径(比表面積径)D(nm))は、窒素吸着法で測定される比表面積S(m/g)から、D(nm)=2720/Sの式によって与えられる。
 シアーズ法粒子径は、文献:G.W.Sears,Anal.Chem.28(12)1981頁,1956年 コロイダルシリカ粒子径の迅速な測定法、に基づいて測定した平均粒子径をいう。詳細には、1.5gのSiOに相当するコロイダルシリカをpH4からpH9まで滴定するのに必要とした0.1N-NaOHの量からコロイダルシリカの比表面積を求め、これから算出した相当径(比表面積径)である。
 本発明において、水性シリカゾル(コロイダルシリカ粒子)の窒素吸着法(BET法)又はシアーズ法による平均粒子径は3~500nm、又は3~300nm、又は3~150nm、又は3~100nm、又は3~30nmとすることができる。
 平均粒子径が3nmより小さいと薬液が不安定になるので、好ましくない。一方、平均粒子径が500nmより大きいと、地下油田層内に存在する砂岩又は炭酸塩岩の孔隙を塞いでしまう可能性があり、油回収性が悪くなるため好ましくない
In the present invention, unless otherwise specified, the average particle size of the aqueous silica sol (colloidal silica particles) refers to the specific surface area measured by the nitrogen adsorption method (BET method) or the Sears method particle size.
The specific surface area diameter (average particle diameter (specific surface area diameter) D (nm)) obtained by measurement by the nitrogen adsorption method (BET method) is obtained from the specific surface area S (m 2 /g) measured by the nitrogen adsorption method, It is given by the formula D(nm)=2720/S.
The Sears method particle size is determined according to the literature: G.W. Sears, Anal. Chem. 28(12), 1981, 1956, Rapid Measurement of Colloidal Silica Particle Size. Specifically, the specific surface area of colloidal silica is obtained from the amount of 0.1N-NaOH required to titrate colloidal silica corresponding to 1.5 g of SiO 2 from pH 4 to pH 9, and the equivalent diameter (specific surface area diameter).
In the present invention, the average particle size of the aqueous silica sol (colloidal silica particles) by the nitrogen adsorption method (BET method) or the Sears method is 3 to 500 nm, or 3 to 300 nm, or 3 to 150 nm, or 3 to 100 nm, or 3 to 30 nm. can be
If the average particle size is smaller than 3 nm, the chemical becomes unstable, which is not preferable. On the other hand, if the average particle size is larger than 500 nm, the pores of the sandstone or carbonate rock existing in the underground oil field layer may be blocked, which is not preferable because the oil recovery performance is deteriorated.
 そして、薬液中でのシリカゾルのシリカ粒子は、動的光散乱法による平均粒子径(DLS平均粒子径)を測定することにより、水性シリカゾル中のシリカ粒子が分散状態にあるか、又は凝集状態にあるかを判断することができる。
 DLS平均粒子径は、2次粒子径(分散粒子径)の平均値を表しており、完全に分散している状態のDLS平均粒子径は、平均粒子径(窒素吸着法(BET法)又はシアーズ法により測定して得られる比表面積径であり、1次粒子径の平均値を表す)の2倍程度であると言われている。そして、DLS平均粒子径が大きくなるほど水性シリカゾル中のシリカ粒子が凝集状態になっていると判断できる。
 例えば、水性シリカゾルの一例として、日産化学(株)製の水性シリカゾル:スノーテックス(登録商標)ST-Oは、平均粒子径(BET法)が10~11nmであり、DLS平均粒子径は15~20nmである。後述する実施例にて示すように、この水性シリカゾルを含有する原油回収用薬液並びにその耐塩性評価サンプル(塩分含有の薬液)は、そのDLS平均粒子径が25nm以下であり、この結果は薬液中でシリカ粒子がほぼ分散状態にあることを示している。
Then, the silica particles of the silica sol in the chemical solution are determined by measuring the average particle size (DLS average particle size) by the dynamic light scattering method, to determine whether the silica particles in the aqueous silica sol are in a dispersed state or in an aggregated state. can determine if there is
The DLS average particle size represents the average value of the secondary particle size (dispersed particle size), and the DLS average particle size in a completely dispersed state is the average particle size (nitrogen adsorption method (BET method) or Sears It is said to be about twice as large as the specific surface area measured by the method, which represents the average value of primary particle diameters). Then, it can be determined that the silica particles in the aqueous silica sol are aggregated as the DLS average particle size increases.
For example, as an example of an aqueous silica sol, an aqueous silica sol manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.: Snowtex (registered trademark) ST-O has an average particle size (BET method) of 10 to 11 nm, and a DLS average particle size of 15 to 20 nm. As shown in Examples described later, the crude oil recovery chemical solution containing this aqueous silica sol and its salt resistance evaluation sample (salt-containing chemical solution) had a DLS average particle size of 25 nm or less. indicates that the silica particles are almost dispersed.
 薬液の高温下又は高塩分濃度での耐塩性が良い場合は、耐塩性試験後のDLS平均粒子径は、薬液のDLS平均粒子径とほぼ変わらず、例えば、耐塩性試験後のDLS平均粒子径/薬液のDLS平均粒子径の比が8.0以下であれば、耐塩性試験後においても薬液と同様の分散状態を維持していることを示している。しかし、薬液の高温下又は高塩分濃度での耐塩性が悪い場合は、耐塩性試験後のDLS粒子径は非常に大きくなり、凝集状態を示している。
 本発明の原油回収用薬液では高温耐塩性試験(例えば、120℃下、塩分濃度3質量%で60時間)の実施後において、耐塩性試験後のDLS平均粒子径/試験前の平均粒子径の比が1.5以下(平均粒子径の変化率が150%以下)であれば高温下の耐塩性は非常に良好であると判断できる。
 また、本発明の原油回収用薬液では高塩分濃度耐塩性試験(例えば、室温下、塩分濃度17質量%で7日間)の実施後において、耐塩性試験後のDLS平均粒子径/試験前の平均粒子径の比が1.5以下(平均粒子径の変化率が150%以下)であれば高塩分濃度下での耐塩性は非常に良好であると判断できる。
If the chemical solution has good salt resistance at high temperature or high salt concentration, the DLS average particle size after the salt tolerance test is almost the same as the DLS average particle size of the chemical solution. If the ratio of DLS average particle size/chemical solution is 8.0 or less, it indicates that the same dispersion state as that of the chemical solution is maintained even after the salt tolerance test. However, when the chemical solution has poor salt tolerance at high temperature or high salt concentration, the DLS particle size after the salt tolerance test becomes very large, indicating an aggregation state.
In the crude oil recovery chemical solution of the present invention, after performing a high temperature salt resistance test (for example, at 120 ° C. and a salt concentration of 3% by mass for 60 hours), the DLS average particle size after the salt resistance test / the average particle size before the test If the ratio is 1.5 or less (the rate of change in average particle size is 150% or less), it can be judged that the salt resistance at high temperatures is very good.
In addition, in the crude oil recovery chemical solution of the present invention, after conducting a high salt concentration salt resistance test (for example, at room temperature, at a salt concentration of 17% by mass for 7 days), the DLS average particle size after the salt resistance test / the average before the test If the particle size ratio is 1.5 or less (the rate of change in the average particle size is 150% or less), it can be judged that the salt resistance is very good under high salt concentrations.
 本発明において、水性シリカゾルは市販品を使用することができる。また水性シリカゾル中のシリカ濃度が5~50質量%のものが一般に市販されており、容易に入手できるので好ましい。
 また水性シリカゾルは、アルカリ性水性シリカゾルと酸性水性シリカゾルゾルとも使用できるが、酸性水性シリカゾルゾルの方がより好ましい。
 市販品の酸性水性シリカゾルとしては、スノーテックス(商品名)ST-OXS、同ST-OS、同ST-O、同ST-O-40、同ST-OL、同ST-OYL、同ST-OZL-35、MP-4540M(以上、日産化学(株)製)、などが挙げられる。
 なお使用する水性シリカゾルにおけるシリカ固形分濃度としては5~55質量%が好ましい。
 ここで、シリカ固形分濃度とは、焼成法により求められる値であり、具体的には、水性シリカゾルを1000℃で30分以上焼成することにより得られる焼成残分の質量を水性シリカゾルの質量で除した値である。また、焼成残分の質量を“シリカ固形分”と呼ぶ。
In the present invention, a commercially available product can be used as the aqueous silica sol. Aqueous silica sol having a silica concentration of 5 to 50% by mass is generally commercially available and is easily available, which is preferable.
As the aqueous silica sol, both alkaline aqueous silica sol and acidic aqueous silica sol can be used, but acidic aqueous silica sol is more preferable.
Commercially available acidic aqueous silica sols include Snowtex (trade name) ST-OXS, ST-OS, ST-O, ST-O-40, ST-OL, ST-OYL, and ST-OZL. -35, MP-4540M (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), and the like.
The silica solid content concentration in the aqueous silica sol to be used is preferably 5 to 55% by mass.
Here, the silica solid content concentration is a value obtained by a calcination method. Specifically, the mass of the calcined residue obtained by calcining the aqueous silica sol at 1000 ° C. for 30 minutes or more is the mass of the aqueous silica sol. is the value obtained by dividing Further, the mass of the firing residue is called "silica solid content".
 本発明において、水性シリカゾルは、シリカ固形分換算にて、原油回収用薬液の全質量を基準として、0.01質量%~50.0質量%にて含有されてなることが好ましく、より好ましくは10.0質量%~25.0質量%、例えば15.0質量%~25.0質量%である。 In the present invention, the aqueous silica sol is preferably contained in an amount of 0.01% by mass to 50.0% by mass, more preferably in terms of silica solid content, based on the total mass of the chemical solution for crude oil recovery. 10.0% by mass to 25.0% by mass, for example 15.0% by mass to 25.0% by mass.
 本発明の原油回収用薬液において、前記水性シリカゾル中のシリカ粒子は、その少なくとも一部の表面に、後述するカチオン性シラン化合物の少なくとも一部が結合していてもよい。
 なお本発明において、「シリカ粒子の少なくとも一部の表面に、カチオン性シラン化合物の少なくとも一部が結合する」とは、カチオン性シラン化合物がシリカ粒子表面の少なくとも一部に結合した態様であればよく、すなわち、該シラン化合物がシリカ粒子の表面に結合してなる態様のほか、該シラン化合物がシリカ粒子の表面の一部を覆う態様、さらには、該シラン化合物がシリカ粒子の表面全体を覆う態様を包含するものである。
 カチオン性シラン化合物が表面に結合した水性シリカゾル中のシリカ粒子の粒子径は、前述の動的光散乱法粒子径として市販の装置によって容易に測定され得る。
In the crude oil recovery chemical solution of the present invention, at least part of the surface of the silica particles in the aqueous silica sol may be bonded with at least part of the cationic silane compound described later.
In the present invention, "at least part of the cationic silane compound binds to at least part of the surface of the silica particles" means that the cationic silane compound is bound to at least part of the silica particle surface. Well, that is, in addition to the embodiment in which the silane compound is bonded to the surface of the silica particles, the embodiment in which the silane compound partially covers the surface of the silica particles, and the silane compound covers the entire surface of the silica particles. It encompasses aspects.
The particle size of the silica particles in the aqueous silica sol to which the cationic silane compound is bound to the surface can be easily measured by a commercially available device as the dynamic light scattering particle size described above.
<カチオン性シラン化合物>
 本発明の原油回収用薬液は、カチオン性シラン化合物を含有することを特徴とする。カチオン性シラン化合物を含有することにより水性シリカゾルの高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が大幅に向上するため、原油回収効果が維持される。
 カチオン性シラン化合物としては、有機官能基としてアミノ基を有するシランカップリング剤、アミノ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するシラザン、アミノ基を有するシロキサン等を好ましいシラン化合物として挙げることができる。
<Cationic silane compound>
The crude oil recovery chemical solution of the present invention is characterized by containing a cationic silane compound. The inclusion of the cationic silane compound significantly improves the salt resistance of the aqueous silica sol at high temperatures and/or high salinity concentrations, thereby maintaining the crude oil recovery effect.
Preferred cationic silane compounds include silane coupling agents having amino groups as organic functional groups, alkoxysilanes having amino groups, silazanes having amino groups, and siloxanes having amino groups.
 上記アミノ基を有するシランカップリング剤としては、3-(2-(2-アミノエチルアミノ)エチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリクロロシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an amino group include 3-(2-(2-aminoethylamino)ethylamino)propyltriethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N -2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrichlorosilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-amino propylmethyldiethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, etc. is mentioned.
 本発明の原油回収用薬液において、水性シリカゾル中のシリカ固形分に対して、質量比で、カチオン性シラン化合物/水性シリカゾル(シリカ:SiO)=0.001~10.0となる割合にて上記シラン化合物が添加されてなることが好ましい。より好ましくは、同質量比が0.05~5.0となる割合にて添加されてなる。
 水性シリカゾル中の、シリカ固形分に対するカチオン性シラン化合物の質量比が0.001未満では、薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が悪くなる虞があり、好ましくない。また同質量比を10.0より多く、すなわち、該シラン化合物を大量に添加しても、それ以上の効果の向上は見込めない。
In the chemical solution for crude oil recovery of the present invention, at a ratio of cationic silane compound/aqueous silica sol (silica: SiO 2 ) = 0.001 to 10.0 in mass ratio with respect to silica solid content in the aqueous silica sol It is preferable that the above silane compound is added. More preferably, it is added at a ratio in which the same mass ratio is 0.05 to 5.0.
If the mass ratio of the cationic silane compound to the silica solid content in the aqueous silica sol is less than 0.001, the chemical solution may have poor salt resistance at high temperatures and/or high salt concentrations, which is not preferred. Even if the same mass ratio is more than 10.0, that is, if a large amount of the silane compound is added, no further improvement in the effect can be expected.
 上述したように、本発明の原油回収用薬液において、前述の水性シリカゾル中のシリカ粒子は、その一部の表面に、上記カチオン性シラン化合物の少なくとも一部が結合していてもよい。カチオン性シラン化合物が表面の少なくとも一部に結合してなるシリカ粒子としては、例えば該シラン化合物によって表面が被覆されたシリカ粒子も含まれる。表面の少なくとも一部にカチオン性シラン化合物が結合したシリカ粒子、例えば、該シラン化合物で表面が被覆されたシリカ粒子を用いることで、原油回収用薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性をより向上させることができる。
 従って、好ましい態様において、本発明の原油回収用薬液は、前記水性シリカゾルが、該ゾル中のシリカ粒子の少なくとも一部の表面に、前記カチオン性シラン化合物の少なくとも一部が結合してなるシリカ粒子を含む。
As described above, in the crude oil recovery chemical solution of the present invention, at least part of the cationic silane compound may be bound to a part of the surface of the silica particles in the aqueous silica sol. Silica particles having a cationic silane compound bonded to at least a part of the surface include, for example, silica particles having the surface coated with the silane compound. By using silica particles having a cationic silane compound bonded to at least a part of the surface, for example, silica particles having the surface coated with the silane compound, it is possible to improve the salt resistance of crude oil recovery chemicals at high temperatures and/or high salinity concentrations. It is possible to further improve the performance.
Therefore, in a preferred embodiment, the crude oil recovery chemical solution of the present invention comprises silica particles in which at least a portion of the cationic silane compound is bonded to at least a portion of the surface of the silica particles in the aqueous silica sol. including.
 前記カチオン性シラン化合物の少なくとも一部が、少なくとも一部の表面に結合してなるシリカ粒子(以下、本明細書において“シラン化合物で表面処理されたシリカ粒子”とも称する)は、水性シリカゾル中のシリカ固形分に対して、上記シラン化合物の質量比が0.001~10.0となる割合にて、水性シリカゾルにシラン化合物を添加した後、例えば50~100℃で1時間~20時間加熱処理することで、得ることができる。
 このとき、上記カチオン性シラン化合物による表面処理量、すなわち、シリカ粒子表面に結合した上記シラン化合物が、シリカ粒子表面の1nmあたり、例えば0.1~15個程度となることが好適である。
 上記加熱処理温度が50℃未満では、上記カチオン性シラン化合物の部分加水分解の速度が遅くなり表面処理の効率が悪くなり、一方100℃より高いと、シリカの乾燥ゲルが生ずるため、好ましくない。
 また上記加熱処理時間が1時間未満では、上記カチオン性シラン化合物の部分加水分解反応が不十分であり、20時間より長くしてもシラン化合物の部分加水分解反応がほとんど飽和状態のため、これ以上加熱時間を長くしなくてもよい。
Silica particles in which at least part of the cationic silane compound is bonded to at least part of the surface (hereinafter also referred to as "silica particles surface-treated with a silane compound" in this specification) is an aqueous silica sol. After adding the silane compound to the aqueous silica sol at a ratio of 0.001 to 10.0 by mass of the silane compound with respect to the silica solid content, for example, heat treatment at 50 to 100 ° C. for 1 hour to 20 hours. can be obtained by doing
At this time, the amount of surface treatment with the cationic silane compound, that is, the silane compound bound to the silica particle surface is preferably about 0.1 to 15 particles per 1 nm 2 of the silica particle surface.
If the heat treatment temperature is less than 50°C, the rate of partial hydrolysis of the cationic silane compound will be slow and the efficiency of the surface treatment will be poor.
When the heat treatment time is less than 1 hour, the partial hydrolysis reaction of the cationic silane compound is insufficient. No need to lengthen the heating time.
<カチオン界面活性剤>
 本発明の原油回収用薬液において、カチオン界面活性剤は1種以上使用される。例えば、1~3種のカチオン界面活性剤、又は2~5種のカチオン界面活性剤、又は1~2種のカチオン界面活性剤、又は2種のカチオン界面活性剤を組み合わせることができる。
 また、2種以上のカチオン界面活性剤を含有した薬液は、界面活性剤同士が相互に入り込み、より緻密なミセルを形成すること(パッキング効果)によって界面活性剤自体が安定化するという好ましい効果を得られる。このため、カチオン界面活性剤がより安定になり、原油回収効果が維持される。
<Cationic surfactant>
One or more cationic surfactants are used in the crude oil recovery chemical solution of the present invention. For example, 1 to 3 cationic surfactants, or 2 to 5 cationic surfactants, or 1 to 2 cationic surfactants, or 2 cationic surfactants can be combined.
In addition, a chemical solution containing two or more kinds of cationic surfactants has a preferable effect of stabilizing the surfactant itself by interpenetrating the surfactants and forming denser micelles (packing effect). can get. Therefore, the cationic surfactant becomes more stable and the oil recovery effect is maintained.
 カチオン界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩、及びアルキルピリジニウム塩が挙げられる。 Cationic surfactants include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, and alkylpyridinium salts.
 上記アルキルアミン塩としては、炭素原子数7~20のアルキル基を1つ有するモノアルキルアミン塩、炭素原子数7~20のアルキル基を1つ有し、かつ、炭素原子数1~8のアルキル基を1つ有するジアルキルアミン塩、炭素原子数7~20のアルキル基を1つ又は2つ有し、かつ、その他のアルキル基の炭素原子数1~8であるトリアルキルアミン塩などが挙げられる。 Examples of the alkylamine salts include monoalkylamine salts having one alkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and alkyl having one alkyl group having 7 to 20 carbon atoms and having 1 to 8 carbon atoms. dialkylamine salts having one group, trialkylamine salts having one or two alkyl groups having 7 to 20 carbon atoms and other alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, and the like. .
 上記第4級アンモニウム塩としては、第4級アンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、トリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。
 より具体的には、第4級アンモニウム塩としては、炭素原子数7~20のアルキル基を1又は2つ有する、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム;炭素原子数7~20のアルキル基を1又は2つ有する、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化ジアルキルジメチルアンモニウム;炭素原子数7~20のアルキル基を1又は2つ有する、ヨウ化アルキルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ジアルキルジメチルアンモニウム;炭素原子数7~20のアルキル基を1又は2つ有する、アルキルトリメチル硫酸アンモニウム、アルキルジメチルエチル硫酸アンモニウム、ジアルキルジエチル硫酸アンモニウム;炭素原子数7~20のアルキル基を有する塩化アルキルベンザルコニウム(別名 アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロリド)などが挙げられる。
 炭素原子数7~20の塩化アルキルトリメチルアンモニウムは、例えば、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。
 炭素原子数7~20の臭化アルキルトリメチルアンモニウムは、例えば、オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、ラウリルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロミドなどが挙げられる。
 炭素原子数7~20のアルキルジメチルエチル硫酸アンモニウムは、例えば、オクチルジメチルエチル硫酸アンモニウム(別名 オクチルジメチルエチルアンモニウムサルフェート)、ラウリルジメチルエチル硫酸アンモニウム(別名 ラウリルジメチルエチルアンモニウムサルフェート)、パルミチルジメチルエチル硫酸アンモニウム(別名 パルミチルジメチルエチルアンモニウムサルフェート)などが挙げられる。
 炭素原子数7~20のアルキル基を有する塩化アルキルベンザルコニウム(別名 アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロリド)は、例えば、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。
Examples of the quaternary ammonium salts include quaternary ammonium chlorides, bromides, iodides, and trifluoromethanesulfonates.
More specifically, quaternary ammonium salts include alkyltrimethylammonium chlorides and dialkyldimethylammonium chlorides having one or two alkyl groups of 7 to 20 carbon atoms; alkyl groups of 7 to 20 carbon atoms; Alkyltrimethylammonium bromide and dialkyldimethylammonium bromide having 1 or 2; Alkyltrimethylammonium iodide and dialkyldimethylammonium iodide having 1 or 2 alkyl groups having 7 to 20 carbon atoms; 7 carbon atoms ammonium alkyltrimethylsulfate, ammonium alkyldimethylethylsulfate, ammonium dialkyldiethylsulfate having 1 or 2 alkyl groups of up to 20; alkylbenzalkonium chloride having an alkyl group of 7 to 20 carbon atoms (also known as alkyldimethylbenzylammonium chloride), etc. is mentioned.
Examples of alkyltrimethylammonium chlorides having 7 to 20 carbon atoms include octyltrimethylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride and stearyltrimethylammonium chloride.
Examples of alkyltrimethylammonium bromides having 7 to 20 carbon atoms include octyltrimethylammonium bromide, lauryltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromide and stearyltrimethylammonium bromide.
Alkyldimethylethylammonium sulfates having 7 to 20 carbon atoms are, for example, octyldimethylethylammonium sulfate (also known as octyldimethylethylammonium sulfate), lauryldimethylethylammonium sulfate (also known as lauryldimethylethylammonium sulfate), palmityldimethylethylammonium sulfate (also known as palmityl dimethylethylammonium sulfate) and the like.
Alkylbenzalkonium chlorides having an alkyl group of 7 to 20 carbon atoms (also known as alkyldimethylbenzylammonium chloride) include, for example, lauryldimethylbenzylammonium chloride.
 上記アルキルピリジニウム塩としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物、トリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。より具体的にはピリジニウム塩としては、炭素原子数1~8のアルキル基を有する、塩化アルキルピリジニウム;炭素原子数1~8のアルキル基を有する、臭化アルキルピリジニウム;炭素原子数1~8のアルキル基を有する、ヨウ化アルキルピリジニウムなどが挙げられる。炭素原子数1~8のアルキル基を有する塩化ピリジニウムは、例えば、メチルピリジニウムクロリド、エチルピリジニウムクロリド、プロピルピリジニウムクロリド、ブチルピリジニウムクロリド、ブチルメチルピリジニウムクロリドなどが挙げられる。 Examples of the alkylpyridinium salts include chlorides, bromides, iodides, and trifluoromethanesulfonates. More specifically, pyridinium salts include alkylpyridinium chloride having an alkyl group of 1 to 8 carbon atoms; alkylpyridinium bromide having an alkyl group of 1 to 8 carbon atoms; Alkylpyridinium iodide having an alkyl group and the like can be mentioned. Pyridinium chloride having an alkyl group of 1 to 8 carbon atoms includes, for example, methylpyridinium chloride, ethylpyridinium chloride, propylpyridinium chloride, butylpyridinium chloride and butylmethylpyridinium chloride.
 本発明の原油回収用薬液において、上記カチオン界面活性剤は、水性シリカゾル中のシリカ固形分に対して、質量比で、0.001以上0.4未満となる割合にて含有することが好ましい。0.001未満では、薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が低下するため好ましくない。0.4以上でも、薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が低下するため好ましくない。 In the crude oil recovery chemical solution of the present invention, the cationic surfactant is preferably contained in a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content in the aqueous silica sol. If it is less than 0.001, the salt resistance of the chemical solution at high temperature and/or at high salt concentration is lowered, which is not preferable. Even if it is 0.4 or more, it is not preferable because the salt resistance of the chemical solution at high temperature and/or at high salt concentration is lowered.
<その他界面活性剤>
 本発明の原油回収用薬液は、上記カチオン界面活性剤に加え、後述する両性界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤を含んでいてもよい。本発明において、上記カチオン界面活性剤に加え、両性界面活性剤及び非イオン界面活性剤のいずれか一方又はその双方を含有する薬液とすることにより、カチオン界面活性剤と両性界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤同士が相互に入りこみ、よりも緻密なミセルを形成することによって、界面活性剤自体が安定化するというより好ましい効果を得られる。このため、カチオン界面活性剤と両性界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤が安定になり、原油回収効果が維持される。
<Other surfactants>
The crude oil recovery chemical solution of the present invention may contain an amphoteric surfactant and/or a nonionic surfactant, which will be described later, in addition to the above cationic surfactant. In the present invention, in addition to the cationic surfactant, by making a chemical solution containing either one or both of an amphoteric surfactant and a nonionic surfactant, the cationic surfactant and the amphoteric surfactant and / or Nonionic surfactants interpenetrate with each other to form denser micelles, which provides a more favorable effect of stabilizing the surfactant itself. Therefore, the cationic surfactant, the amphoteric surfactant and/or the nonionic surfactant are stabilized, and the crude oil recovery effect is maintained.
<両性界面活性剤>
 本発明の原油回収用薬液では、上記のカチオン界面活性剤に加え、1種以上の両性界面活性剤を用いる事も可能である。
 例えば、両性界面活性剤として、カルボキシベタイン塩、2-アルキルイミダゾリン誘導体型、グリシン型、アミンオキシド型などが挙げられる。
<Amphoteric Surfactant>
In addition to the cationic surfactants described above, one or more amphoteric surfactants may be used in the crude oil recovery chemical solution of the present invention.
For example, amphoteric surfactants include carboxybetaine salts, 2-alkylimidazoline derivative types, glycine types, amine oxide types, and the like.
 カルボキシベタイン塩としては、炭素原子数8~20のアルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタインなどが挙げられる。
 炭素原子数8~20のアルキルベタインとしては、炭素原子数8~20のアルキルジメチルアミノ酢酸ベタインが挙げられ、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタインなどが挙げられる。
 脂肪酸アミドプロピルベタインとしては、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタインなどが挙げられる。
Carboxybetaine salts include alkylbetaines having 8 to 20 carbon atoms, fatty acid amidopropylbetaines, and the like.
Examples of the alkylbetaine having 8 to 20 carbon atoms include betaine alkyldimethylaminoacetate having 8 to 20 carbon atoms, such as betaine lauryldimethylaminoacetate and betaine stearyldimethylaminoacetate.
Fatty acid amidopropyl betaines include cocamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultaine, and the like.
 2-アルキルイミダゾリン誘導体型としては、炭素原子数8~20の2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインが挙げられ、例えば、N-ラウロイル-N’-カルボキシメチル-N’-ヒドロキシエチルエチレンイミダゾリニウムベタイン、N-ココイル-N’-カルボキシメチル-N’-ヒドロキシエチルエチレンイミダゾリニウムベタイン、2-ココイル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、2-ラウリル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、2-ウンデシル-N,N,N-(ヒドロキシエチルカルボキシメチル)-2-イミダゾリニウムベタインなどが挙げられる。 2-alkylimidazoline derivative types include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaines having 8 to 20 carbon atoms, such as N-lauroyl-N′-carboxymethyl-N '-hydroxyethylethyleneimidazolinium betaine, N-cocoyl-N'-carboxymethyl-N'-hydroxyethylethyleneimidazolinium betaine, 2-cocoyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, 2 -lauryl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, 2-undecyl-N,N,N-(hydroxyethylcarboxymethyl)-2-imidazolinium betaine and the like.
 グリシン型としては、炭素原子数8~20のアルキルジエチレントリアミノ酢酸、ジアルキルジエチレントリアミノ酢酸などが挙げられる。 Examples of the glycine type include alkyldiethylenetriaminoacetic acid and dialkyldiethylenetriaminoacetic acid having 8 to 20 carbon atoms.
 アミンオキシド型としては、炭素原子数8~20のアルキルアミンオキシドなどが挙げられ、例えば、ヤシ油アルキルジメチルアミンN-オキシド、ラウリルジメチルアミンN-オキシド、オレイルジメチルアミンN-オキシドなどが挙げられる。 Amine oxide types include alkylamine oxides having 8 to 20 carbon atoms, such as coconut oil alkyldimethylamine N-oxide, lauryldimethylamine N-oxide, and oleyldimethylamine N-oxide.
 本発明の原油回収用薬液において、上記両性界面活性剤は、水性シリカゾル中のシリカ固形分、すなわちシリカ粒子に対して、0.001以上0.4未満となる割合にて含有することが好ましい。0.001未満では、薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が低下するため好ましくない。0.4以上でも、薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が低下するため好ましくない。 In the crude oil recovery chemical solution of the present invention, the amphoteric surfactant is preferably contained in a ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content in the aqueous silica sol, that is, silica particles. If it is less than 0.001, the salt resistance of the chemical solution at high temperature and/or at high salt concentration is lowered, which is not preferable. Even if it is 0.4 or more, it is not preferable because the salt resistance of the chemical solution at high temperature and/or at high salt concentration is lowered.
<非イオン界面活性剤>
 本発明の原油回収用薬液では、上記のカチオン界面活性剤に加え、1種以上の非イオン界面活性剤を用いる事も可能である。例えば、1~5種の非イオン界面活性剤、又は1~4種の非イオン界面活性剤、又は1~3種の非イオン界面活性剤、又は1~2種の非イオン界面活性剤の組み合わせ、又は1種の非イオン界面活性剤を用いることができる。
<Nonionic surfactant>
In addition to the cationic surfactants described above, one or more nonionic surfactants may be used in the crude oil recovery chemical solution of the present invention. For example, 1 to 5 nonionic surfactants, or 1 to 4 nonionic surfactants, or 1 to 3 nonionic surfactants, or a combination of 1 to 2 nonionic surfactants , or one nonionic surfactant can be used.
 本発明において、非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミドから選ばれる。 In the present invention, nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyalkylene alkylamines, alkyl glucosides, polyoxyethylene fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, It is selected from sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters and fatty acid alkanolamides.
 例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル(ポリオキシエチレンラウリルエーテル)ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、ポリオキシエチレン-2-エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル等が挙げられる。
 ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシアルキレンラウリルエーテル、ポリオキシアルキレントリデシルエーテル等が挙げられる。
 ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとしては、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテルなどがある。
 ポリオキシアルキレンアルキルアミンとしては、ポリオキシエチレンヘキシルアミン、ポリオキシプロピレンヘキシルアミン、ポリオキシエチレンオクチルアミン、ポリオキシプロピレンオクチルアミン、ポリオキシエチレンデシルアミン、ポリオキシプロピレンデシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポリオキシプロピレンドデシルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシプロピレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシプロピレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシプロピレンステアリルアミン、ポリオキシエチレン牛脂アミン、ポリオキシプロピレン牛脂アミンなどがあるがこれらに限定されない。
 アルキルグルコシドとしては、デシルグルコシド、ラウリルグルコシドなどがある。
 ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとしては、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールジオレート、ポリプロピレングリコールジオレートなどがある。
 ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンモノカプリレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタンモノセスキオレート、及びこれらのエチレンオキシド付加物などがある。
 ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとしては、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレートなどがある。
 また脂肪酸アルカノールアミドとしては、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、牛脂脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミドなどがある。
 さらに、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルなどのポリオキシアルキルエーテル又はポリオキシアルキルグリコール、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル、ソルビタン脂肪酸エステルアルキルエーテル、アルキルポリグルコシド、ソルビタンモノオレート、ショ糖脂肪酸エステルなども使用できる。
 非イオン界面活性剤の中で、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルが、薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性が良好で、より好ましい。
For example, polyoxyethylene alkyl ethers include polyoxyethylene dodecyl ether (polyoxyethylene lauryl ether), polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene behenyl ether, polyoxyethylene-2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether and the like.
Polyoxyalkylene alkyl ethers include polyoxyalkylene lauryl ether, polyoxyalkylene tridecyl ether and the like.
Polyoxyethylene alkylphenyl ethers include polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether, polyoxyethylene tribenzylphenyl ether and the like.
Polyoxyalkylenealkylamines include polyoxyethylenehexylamine, polyoxypropylenehexylamine, polyoxyethyleneoctylamine, polyoxypropyleneoctylamine, polyoxyethylenedecylamine, polyoxypropylenedecylamine, polyoxyethylenedodecylamine, Polyoxypropylene dodecylamine, polyoxyethylene oleylamine, polyoxypropylene oleylamine, polyoxyethylene laurylamine, polyoxypropylene laurylamine, polyoxyethylene stearylamine, polyoxypropylene stearylamine, polyoxyethylene beef tallow amine, polyoxypropylene beef tallow amines and the like, but are not limited to these;
Alkyl glucosides include decyl glucoside and lauryl glucoside.
Polyoxyethylene fatty acid esters include polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, polyethylene glycol distearate, polyethylene glycol diolate, polypropylene glycol diolate, and the like.
Sorbitan fatty acid esters include sorbitan monocaprylate, sorbitan monolaurate, sorbitan monomyristate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan distearate, sorbitan tristearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan There are monosesquioleates and their ethylene oxide adducts.
Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters include polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene Examples include ethylene sorbitan trioleate and polyoxyethylene sorbitan triisostearate.
Fatty acid alkanolamides include coconut oil fatty acid diethanolamide, beef tallow fatty acid diethanolamide, lauric acid diethanolamide, and oleic acid diethanolamide.
Furthermore, polyoxyalkyl ethers or polyoxyalkyl glycols such as polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil ether, sorbitan fatty acid ester alkyl ether, alkyl polyglucoside, sorbitan monooleate, sho Sugar fatty acid esters and the like can also be used.
Among the nonionic surfactants, polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkylphenyl ethers are more preferable because they have good salt resistance at high temperature and/or high salt concentration of chemical solutions.
 非イオン界面活性剤のHLB値は、疎水性と親水性のバランスを表す数値であり、親水基を持たない物質をHLB=0、疎水基を持たず親水基だけの物質をHLB=20とする。
 本発明において、非イオン界面活性剤は、そのHLB値が3.0以上20.0以下のものを使用することが好ましい。薬液の高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性の観点から、HLB値が10.0以上20.0以下の非イオン界面活性剤を使用することがより好ましい。更に、人体や環境安全性の観点からみると、長時間の水生環境有害性がなく、いわゆる環境ホルモンの懸念がない、HLB値が14.0以上20.0以下の非イオン界面活性剤を使用することがより好ましい。また、HLB値の異なる2種類以上の非イオン界面活性剤を使用する場合は、HLB値と配合比の重量平均から求められる混合物のHLB値が10.0以上20.0以下になるように調整することが好ましい。
 HLB値が3.0未満の場合、非イオン界面活性剤の疎水性が強いため、調整した薬液において、水性シリカゾル及びカチオン界面活性剤と非イオン界面活性剤が混ざりあわず、2層に分離するため、好ましくない。
The HLB value of a nonionic surfactant is a numerical value that represents the balance between hydrophobicity and hydrophilicity. HLB = 0 for a substance without a hydrophilic group, and HLB = 20 for a substance with only a hydrophilic group without a hydrophobic group. .
In the present invention, it is preferable to use a nonionic surfactant having an HLB value of 3.0 or more and 20.0 or less. From the viewpoint of salt tolerance at high temperature and/or high salt concentration of the chemical solution, it is more preferable to use a nonionic surfactant with an HLB value of 10.0 or more and 20.0 or less. Furthermore, from the viewpoint of human health and environmental safety, use a nonionic surfactant with an HLB value of 14.0 or more and 20.0 or less, which is not harmful to the aquatic environment for a long time and has no concerns about so-called endocrine disruptors. is more preferable. Also, when using two or more types of nonionic surfactants with different HLB values, the HLB value of the mixture obtained from the weight average of the HLB value and the blending ratio is adjusted to 10.0 or more and 20.0 or less. preferably.
When the HLB value is less than 3.0, the hydrophobicity of the nonionic surfactant is strong, so in the prepared chemical solution, the aqueous silica sol and the cationic surfactant and the nonionic surfactant do not mix and separate into two layers. Therefore, it is not preferable.
 本発明の原油回収用薬液において、上記非イオン界面活性剤は、水性シリカゾル中のシリカ固形分に対して、質量比で、0.001以上0.4未満となる割合にて含有することが好ましい。上記割合で配合することにより、原油回収性を向上させることができる。
 なお、1種類の非イオン界面活性剤だけを含有した薬液でも、2種類以上5種類以下の非イオン界面活性剤を含有した薬液でも、高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性に優れ、良好な原油回収能が得られる。
In the crude oil recovery chemical solution of the present invention, the nonionic surfactant is preferably contained in a mass ratio of 0.001 or more to less than 0.4 with respect to the silica solid content in the aqueous silica sol. . By blending in the above ratio, crude oil recoverability can be improved.
It should be noted that both chemical solutions containing only one type of nonionic surfactant and chemical solutions containing two to five types of nonionic surfactants have excellent salt resistance at high temperatures and/or high salinity concentrations, Good crude oil recovery is obtained.
<その他成分>
 薬液の粘度を高めるために、水溶性高分子のヒドロキシエチルセルロース及びその塩、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びその塩、カルボキシメチルセルロース及びその塩、ペクチン、グアーガム、キサンダンカム、タマリンドガム、カラギーナンなどをさらに添加することができる。
<Other ingredients>
Water-soluble polymers such as hydroxyethylcellulose and its salts, hydroxypropylmethylcellulose and its salts, carboxymethylcellulose and its salts, pectin, guar gum, xandhan gum, tamarind gum, carrageenan, etc. may be further added to increase the viscosity of the liquid medicine. .
 本発明の原油回収用薬液は、水性シリカゾルとカチオン性シラン化合物を併用すること、特に、水性シリカゾル中のシリカ粒子として、その少なくとも一部の表面に、前記シラン化合物の少なくとも一部が結合してなるシリカ粒子を含むものとすることにより、水性シリカゾル中のシリカ粒子と界面活性剤との相溶性が向上した薬液であると考えられる。更に、1種類以上のカチオン界面活性剤を組み合わせることにより、高温下及び/又は高塩分濃度での耐塩性に優れた原油回収用薬液になると考えられる。 The chemical solution for crude oil recovery of the present invention is obtained by using an aqueous silica sol and a cationic silane compound in combination. It is considered that the chemical solution has improved compatibility between the silica particles and the surfactant in the aqueous silica sol. Furthermore, by combining one or more cationic surfactants, it is believed that a crude oil recovery chemical solution with excellent salt resistance at high temperatures and/or high salinity concentrations can be obtained.
<原油回収方法>
 本発明の原油回収用薬液は、地下の炭化水素含有層から原油を回収するべく、注入井から地下層に圧入し、生産井から原油を回収するための原油回収用薬液として有用である。なお注入井と生産井は同一でもよい。
 すなわち本発明の原油回収用薬液は地下の炭化水素含有層から原油を回収する方法に使用され、一例として(a)本発明の原油回収用薬液を地下層に圧入する工程と、(b)地下層に圧入した前記薬液とともに生産井から原油を回収する工程を含みて、原油回収方法を実施することができる。当該原油を回収する方法も本発明の対象である。
 本発明の原油回収方法は、前記カチオン界面活性剤を、前記原油回収用薬液にそのシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合の量にて含有させて実施され得る。
 なお、本発明の原油回収用薬液は酸性でもアルカリ性でも用いることができる。
<Crude oil recovery method>
The crude oil recovery chemical of the present invention is useful as a crude oil recovery chemical for recovering crude oil from production wells by injecting it into underground formations from injection wells in order to recover crude oil from underground hydrocarbon-containing layers. The injection well and the production well may be the same.
That is, the crude oil recovery chemical of the present invention is used in a method for recovering crude oil from underground hydrocarbon-containing layers. A method of recovering crude oil can be implemented including the step of recovering crude oil from a production well together with the chemical solution injected into the formation. A method for recovering said crude oil is also subject of the present invention.
The crude oil recovery method of the present invention is carried out by including the cationic surfactant in the crude oil recovery chemical solution in a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content. obtain.
The chemical solution for crude oil recovery of the present invention can be used either acidic or alkaline.
 以下、合成例、実施例、及び比較例に基づいてさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 The following will describe in more detail based on Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited by these Examples.
(測定装置)
 合成例で調製した水性シリカゾルの分析(pH値、電気伝導率、DLS平均粒子径)、並びに、実施例及び比較例にて製造した薬液の分析(pH値、電気伝導率、粘度、DLS平均粒子径)、該薬液を用いて調製したサンプルの高温下又は高塩分濃度での耐塩性試験後のサンプルの分析は、以下の装置を用いて行なった。
・DLS平均粒子径(動的光散乱法粒子径):動的光散乱法粒子径測定装置 ゼーターサイザー ナノ(スペクトリス(株)マルバーン事業部製)を用いた。
・pH:pHメーター(東亞ディーケーケー(株)製)を用いた。
・電気伝導率:電気伝導率計(東亞ディーケーケー(株)製)を用いた。
・粘度:B型粘度計((株)東京計器製)を用いた。
・表面張力:表面張力計DY-500(協和界面化学(株)製)を用いた。
・シリカ固形分:水性シリカゾルを1000℃で30分以上焼成して得られた焼成残分により求めた。また、焼成残分の質量を水性シリカゾルの質量で除した値をシリカ固形分濃度とした。
・シラン化合物結合量:有機微量元素分析装置 CHNS/Oアナライザ((株)パーキンエルマージャパン)または、TN測定装置 TN-2100V Total Nitrogen Analyzer((株)三菱化学アナリテック)を用いた。
(measuring device)
Analysis of the aqueous silica sol prepared in Synthesis Example (pH value, electrical conductivity, DLS average particle size), and analysis of chemical solutions produced in Examples and Comparative Examples (pH value, electrical conductivity, viscosity, DLS average particle size (diameter), and samples prepared using the chemical solution after salt tolerance test at high temperature or high salt concentration were analyzed using the following equipment.
- DLS average particle size (dynamic light scattering particle size): A dynamic light scattering particle size measuring device, Zetasizer Nano (manufactured by Spectris Co., Ltd., Malvern Division) was used.
- pH: A pH meter (manufactured by Toa DKK Co., Ltd.) was used.
- Electric conductivity: An electric conductivity meter (manufactured by Toa DKK Co., Ltd.) was used.
- Viscosity: A B-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) was used.
· Surface tension: A surface tension meter DY-500 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used.
•Silica solid content: Determined from the calcination residue obtained by calcining the aqueous silica sol at 1000°C for 30 minutes or more. Also, the value obtained by dividing the mass of the firing residue by the mass of the aqueous silica sol was defined as the silica solid content concentration.
- Silane compound bond amount: Organic trace element analyzer CHNS/O analyzer (PerkinElmer Japan Co., Ltd.) or TN measuring device TN-2100V Total Nitrogen Analyzer (Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) was used.
[原油回収用薬液の評価]
(シラン化合物結合量評価-1)
<洗浄>
 15mLの遠心式フィルターユニット アミコンウルトラー15(メルク(株))に、後述する合成例1~合成例3で製造した水性シリカゾル2gと純水4gを投入し、2770Gの遠心力で20分遠心処理した。遠心後、ユニット下部に排出された液体を廃棄し、廃棄した液体と同質量の純水をフィルター上に濃縮された水性シリカゾルに投入して再分散させた後、再び3,000Gの回転速度で20分遠心処理した。前文の作業を合計4回繰り返して、余剰の(シリカゾルに結合していない)シラン化合物及びゾル製造中に添加した乳酸を除去した水性シリカゾルを得た。
<窒素量の測定>
 洗浄した水性シリカゾルの窒素量をTN測定装置にて測定し、得られた窒素量から次式にてシラン化合物の結合量を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
[Evaluation of chemical solution for crude oil recovery]
(Silane compound bond amount evaluation-1)
<Washing>
2 g of the aqueous silica sol and 4 g of pure water produced in Synthesis Examples 1 to 3 described later were added to a 15 mL centrifugal filter unit Amicon Ultra 15 (Merck Co., Ltd.), and centrifuged at a centrifugal force of 2770 G for 20 minutes. bottom. After centrifugation, the liquid discharged to the bottom of the unit is discarded, and the same mass of pure water as the discarded liquid is added to the concentrated aqueous silica sol on the filter for re-dispersion, and then again at a rotation speed of 3,000 G. Centrifuged for 20 minutes. The above operations were repeated four times in total to obtain an aqueous silica sol from which excess silane compounds (not bonded to the silica sol) and lactic acid added during sol preparation were removed.
<Measurement of nitrogen content>
The amount of nitrogen in the washed aqueous silica sol was measured with a TN measuring device, and the amount of binding of the silane compound was calculated by the following formula from the obtained amount of nitrogen.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
(シラン化合物結合量評価-2)
<洗浄>
 15mLの遠心式フィルターユニット アミコンウルトラー15(メルク(株))に、後述する合成例4で製造した水性シリカゾル2gと純水4gを投入し、2770Gの遠心力で20分遠心処理した。遠心後、ユニット下部に排出された液体を廃棄し、廃棄した液体と同質量の純水をフィルター上に濃縮された水性シリカゾルに投入して再分散させた後、再び3,000Gの回転速度で20分遠心処理した。前文の作業を合計4回繰り返して、余剰の(シリカゾルに結合していない)シラン化合物及びゾル製造中に添加した乳酸を除去した水性シリカゾルを得た。
<炭素量の測定>
 洗浄した水性シリカゾルを100℃で加熱乾燥し、乳鉢で粉砕することでシリカゾル粉末を得た。得られたシリカゾル粉末の炭素量を有機微量元素金属分析装置にて測定し、得られた炭素量から次式にてシラン化合物の結合量を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
(Silane compound bond amount evaluation-2)
<Washing>
2 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 4 described later and 4 g of pure water were placed in a 15 mL centrifugal filter unit Amicon Ultra 15 (Merck Inc.) and centrifuged at a centrifugal force of 2770 G for 20 minutes. After centrifugation, the liquid discharged to the bottom of the unit is discarded, and the same mass of pure water as the discarded liquid is added to the concentrated aqueous silica sol on the filter for re-dispersion, and then again at a rotation speed of 3,000 G. Centrifuged for 20 minutes. The above operations were repeated four times in total to obtain an aqueous silica sol from which excess silane compounds (not bonded to the silica sol) and lactic acid added during sol preparation were removed.
<Measurement of carbon content>
The washed aqueous silica sol was dried by heating at 100° C. and pulverized in a mortar to obtain silica sol powder. The carbon content of the obtained silica sol powder was measured with an organic trace element metal analyzer, and the binding amount of the silane compound was calculated from the obtained carbon content by the following equation.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
(耐塩性評価-1)
 3Lポリエチレン製容器に純水2408gを入れた後、海水粉末(商品名マリンアートSF-1 富田製薬(株)製)92gを投入し、塩水1を調製した。200mLのスチロール瓶に撹拌子を投入後、下記実施例又は比較例で製造した各薬液と純水及び塩水1をマグネットスターラーで撹拌しながら添加して、塩濃度3質量%、シリカ濃度0.5質量%となるように混合液150gを調製し、1時間撹拌した。これを、塩水1において薬液の耐熱性及び耐塩性を評価する塩水テストサンプル1とした。得られた塩水テストサンプル1(耐塩性評価サンプル)のpH、電気伝導率、サンプル中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 120mLのテフロン(登録商標)製の密閉できる容器に、上記塩水テストサンプル1を80g入れ、密閉後、テフロン(登録商標)容器を120℃の乾燥機内に置き、120℃で所定時間保持した後、塩水テストサンプル1の外観、pH、電気伝導率、サンプル中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 なお高温耐塩性の評価は、120℃で所定時間保持後(60時間後)、サンプル中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径の測定結果に基づく耐塩性の判定(下記<耐塩性の判定>参照)並びに外観の評価により行った。
(Salt resistance evaluation -1)
After putting 2408 g of pure water into a 3 L polyethylene container, 92 g of seawater powder (trade name: Marine Art SF-1, manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.) was added to prepare salt water 1. After putting a stirrer into a 200 mL styrene bottle, each chemical solution produced in the following examples or comparative examples, pure water and salt water 1 were added while stirring with a magnetic stirrer to obtain a salt concentration of 3% by mass and a silica concentration of 0.5. 150 g of the mixed liquid was prepared so as to be mass % and stirred for 1 hour. This was used as salt water test sample 1 for evaluating the heat resistance and salt resistance of the chemical solution in salt water 1 . The resulting salt water test sample 1 (salt resistance evaluation sample) was evaluated for pH, electric conductivity, and DLS average particle size of aqueous silica sol (silica particles) in the sample.
80 g of the above salt water test sample 1 is placed in a 120 mL Teflon (registered trademark) container that can be sealed, and after sealing, the Teflon (registered trademark) container is placed in a dryer at 120 ° C. and held at 120 ° C. for a predetermined time. The appearance, pH, electrical conductivity, and DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the salt water test sample 1 were evaluated.
The evaluation of high-temperature salt resistance is carried out after holding at 120 ° C. for a predetermined time (after 60 hours), and determining salt resistance based on the measurement results of the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the sample (below <Salt resistance Judgment> See) and evaluation of appearance.
(耐塩性評価-2)
 1Lのポリスチレン容器に純水826gを入れた後、塩化ナトリウム103g、塩化カルシウム60g、塩化マグネシウム11g、硫酸ナトリウム0.4gを投入し、塩水2(塩濃度17.4%)を調製した。200mLのスチロール瓶に撹拌子を投入後、下記実施例又は比較例で製造した各薬液と純水及び塩濃度17.4%の塩水2をマグネットスターラーで撹拌しながら添加して、塩濃度17質量%、シリカ濃度0.5質量%となるように混合液150gを調製し、1時間撹拌した。これを、塩水2(高塩分濃度)において薬液の耐塩性を評価する塩水テストサンプル2とした。得られた塩水テストサンプル2(耐塩性評価サンプル)のpH、電気伝導率、サンプル中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 上記塩水テストサンプル2を室温で所定時間静置し、塩水テストサンプル2の外観、pH、電気伝導率、サンプル中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 なお高塩分濃度(塩分濃度17質量%)における耐塩性の評価は、室温で所定時間保持後(7日)、サンプル中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径の測定結果に基づく耐塩性の判定(下記<耐塩性の判定>参照)並びに外観の評価により行った。
<耐塩性の判定>
A:耐塩性試験後のDLS平均粒子径/試験前のDLS平均粒子径の比が1.5以下。
B:耐塩性試験後のDLS平均粒子径/試験前のDLS平均粒子径の比が1.6~8.0。
C:耐塩性試験後のDLS平均粒子径/試験前のDLS平均粒子径の比が8.1以上。若しくは、シリカゾルがゲル化し白色沈殿物が生成したためDLS粒子径の測定に至らず。
 耐塩性試験結果はAが最も好ましく、B、Cの順で好ましい結果であることを示す。
(Salt resistance evaluation -2)
After putting 826 g of pure water into a 1 L polystyrene container, 103 g of sodium chloride, 60 g of calcium chloride, 11 g of magnesium chloride, and 0.4 g of sodium sulfate were added to prepare salt water 2 (salt concentration: 17.4%). After putting a stirrer in a 200 mL styrene bottle, each chemical solution produced in the following examples or comparative examples, pure water, and salt water 2 with a salt concentration of 17.4% were added while stirring with a magnetic stirrer to obtain a salt concentration of 17 mass. %, and 150 g of a mixed liquid was prepared so that the silica concentration was 0.5% by mass, and stirred for 1 hour. This was used as salt water test sample 2 for evaluating the salt resistance of the chemical solution in salt water 2 (high salt concentration). The resulting salt water test sample 2 (salt resistance evaluation sample) was evaluated for pH, electric conductivity, and DLS average particle size of aqueous silica sol (silica particles) in the sample.
The salt water test sample 2 was allowed to stand at room temperature for a predetermined time, and the appearance, pH, electrical conductivity, and DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the sample were evaluated.
The evaluation of salt tolerance at a high salt concentration (salinity concentration of 17% by mass) is based on the measurement results of the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the sample after being held at room temperature for a predetermined time (7 days). (see <Determination of Salt Tolerance> below) and appearance.
<Determination of salt tolerance>
A: The ratio of the DLS average particle size after the salt tolerance test/the DLS average particle size before the test is 1.5 or less.
B: The ratio of the DLS average particle size after the salt resistance test/the DLS average particle size before the test is 1.6 to 8.0.
C: The ratio of the DLS average particle size after the salt tolerance test/the DLS average particle size before the test is 8.1 or more. Alternatively, the silica sol was gelled to form a white precipitate, and the DLS particle size could not be measured.
The results of the salt tolerance test show that A is the most favorable, followed by B and C in that order.
[原油回収用薬液の調製:水性ゾルの調製]
(合成例1)
 1Lのガラス製ナスフラスコに水性シリカゾル(日産化学(株)製スノーテックス(登録商標)ST-O、シリカ固形分濃度=20.5質量%、BET法平均粒子径11.0nm、DLS平均粒子径17.2nm)400gとマグネット撹拌子を投入した後、マグネットスターラーで撹拌しながら、水性シリカゾル中のシリカに対して乳酸(関東化学(株)社製、純度92%)を91.0g投入し、室温で30分間撹拌した。その後、撹拌しながら、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学(株)製KBM-602)を52.1g投入した。続いて、水道水を流した冷却管をナスフラスコの上部に設置し、還流しながら水性シリカゾルを60℃に昇温し、60℃で4時間保持した後、冷却した。室温まで冷却後、水性ゾルを取り出した。
 水性シリカゾル中のシリカ固形分に対するシラン化合物の質量比0.64、シリカ固形分=17.5質量%、pH=3.6、電気伝導率=903μS/cm、DLS平均粒子径=22.2nmの、シラン化合物で表面処理された水性シリカゾルを含む水性ゾル(以下、合成例1で製造された水性シリカゾルと称する)543.1gを得た。
 シラン化合物結合量評価-1に従って、シラン化合物(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン)の結合量を算出したところ、シリカゾル1nmあたり、1.2個結合していた。
[Preparation of chemical solution for crude oil recovery: preparation of aqueous sol]
(Synthesis example 1)
Aqueous silica sol (Snowtex (registered trademark) ST-O manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., silica solid content concentration = 20.5% by mass, BET method average particle size 11.0 nm, DLS average particle size 17.2 nm) and 400 g of a magnetic stirrer were added, and then 91.0 g of lactic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., purity 92%) was added to the silica in the aqueous silica sol while stirring with a magnetic stirrer. Stir at room temperature for 30 minutes. After that, 52.1 g of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane (KBM-602 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added while stirring. Subsequently, a cooling pipe through which tap water was run was installed at the top of the eggplant flask, and the aqueous silica sol was heated to 60° C. while refluxing, held at 60° C. for 4 hours, and then cooled. After cooling to room temperature, the aqueous sol was taken out.
The mass ratio of the silane compound to the silica solid content in the aqueous silica sol was 0.64, the silica solid content = 17.5 mass%, pH = 3.6, electrical conductivity = 903 µS / cm, DLS average particle size = 22.2 nm. 543.1 g of an aqueous sol containing an aqueous silica sol surface-treated with a silane compound (hereinafter referred to as an aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1) was obtained.
When the amount of bonding of the silane compound (N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane) was calculated according to the silane compound bonding amount evaluation-1, 1.2 units were bonded per 1 nm 2 of silica sol. .
(合成例2)
 1Lのガラス製ナスフラスコに水性シリカゾル(日産化学(株)製スノーテックス(登録商標)ST-OXS、シリカ固形分濃度=10.4質量%、シアーズ法平均粒子径5.1nm)400gとマグネット撹拌子を投入した後、マグネットスターラーで撹拌しながら、水性シリカゾル中のシリカに対して乳酸(関東化学(株)社製、純度92%)を10.2g投入し、室温で30分間撹拌した。その後、撹拌しながら、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学(株)製KBM-602)を5.9g投入した。続いて、水道水を流した冷却管をナスフラスコの上部に設置し、還流しながら水性シリカゾルを60℃に昇温し、60℃で4時間保持した後、冷却した。室温まで冷却後、水性ゾルを取り出した。
 水性シリカゾル中のシリカ固形分に対するシラン化合物の質量比0.14、シリカ固形分=10.4質量%、pH=3.7、電気伝導率=1140μS/cm、DLS平均粒子径=26.6nmの、シラン化合物で表面処理された水性シリカゾルを含む水性ゾル(以下、合成例2で製造された水性シリカゾルと称する)416.1gを得た。
 シラン化合物結合量評価-に従って、シラン化合物(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン)の結合量を算出したところ、シリカゾル1nmあたり、1.0個結合していた。
(Synthesis example 2)
400 g of aqueous silica sol (Snowtex (registered trademark) ST-OXS manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., silica solid content concentration = 10.4 mass%, Sears method average particle size 5.1 nm) and magnetic stirring in a 1 L glass eggplant flask. After adding the ingredients, 10.2 g of lactic acid (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., purity 92%) was added to the silica in the aqueous silica sol while stirring with a magnetic stirrer, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. After that, 5.9 g of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane (KBM-602 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added while stirring. Subsequently, a cooling pipe through which tap water was run was installed at the top of the eggplant flask, and the aqueous silica sol was heated to 60° C. while refluxing, held at 60° C. for 4 hours, and then cooled. After cooling to room temperature, the aqueous sol was taken out.
The mass ratio of the silane compound to the silica solid content in the aqueous silica sol was 0.14, silica solid content = 10.4 mass%, pH = 3.7, electrical conductivity = 1140 µS / cm, DLS average particle size = 26.6 nm. 416.1 g of an aqueous sol containing an aqueous silica sol surface-treated with a silane compound (hereinafter referred to as an aqueous silica sol produced in Synthesis Example 2) was obtained.
When the amount of bonding of the silane compound (N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane) was calculated according to the evaluation of the bonding amount of silane compound, it was found to be 1.0 bonding per 1 nm 2 of silica sol.
(合成例3)
 1Lのガラス製ナスフラスコに水性シリカゾル(日産化学(株)製スノーテックス(登録商標)ST-OL、シリカ固形分濃度=20.5質量%、BET法平均粒子径43nm)400gとマグネット撹拌子を投入した後、マグネットスターラーで撹拌しながら、水性シリカゾル中のシリカに対して乳酸(関東化学(株)社製、純度92%)を24.8g投入し、室温で30分間撹拌した。その後、撹拌しながら、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学(株)製KBM-602)を14.2g投入した。続いて、水道水を流した冷却管をナスフラスコの上部に設置し、還流しながら水性シリカゾルを60℃に昇温し、60℃で4時間保持した後、冷却した。室温まで冷却後、水性ゾルを取り出した。
 水性シリカゾル中のシリカ固形分に対するシラン化合物の質量比0.17、シリカ固形分=19.8質量%、pH=3.7、電気伝導率=870μS/cm、DLS平均粒子径=26.6nmの、シラン化合物で表面処理された水性シリカゾルを含む水性ゾル(以下、合成例3で製造された水性シリカゾルと称する)439.1gを得た。
 シラン化合物結合量評価-1に従って、シラン化合物(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン)の結合量を算出したところ、シリカゾル1nmあたり、1.0個結合していた。
(Synthesis Example 3)
400 g of aqueous silica sol (Snowtex (registered trademark) ST-OL manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., silica solid content concentration = 20.5 mass%, BET method average particle size 43 nm) and a magnetic stirrer were added to a 1 L glass eggplant flask. After the addition, 24.8 g of lactic acid (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., purity 92%) was added to the silica in the aqueous silica sol while stirring with a magnetic stirrer, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. After that, 14.2 g of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane (KBM-602 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added while stirring. Subsequently, a cooling pipe through which tap water was run was installed at the top of the eggplant flask, and the aqueous silica sol was heated to 60° C. while refluxing, held at 60° C. for 4 hours, and then cooled. After cooling to room temperature, the aqueous sol was taken out.
The mass ratio of the silane compound to the silica solid content in the aqueous silica sol was 0.17, silica solid content = 19.8 mass%, pH = 3.7, electrical conductivity = 870 μS / cm, DLS average particle size = 26.6 nm. 439.1 g of an aqueous sol containing an aqueous silica sol surface-treated with a silane compound (hereinafter referred to as an aqueous silica sol produced in Synthesis Example 3) was obtained.
When the amount of bonding of the silane compound (N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane) was calculated according to the silane compound bonding amount evaluation-1, 1.0 bonding per 1 nm 2 of silica sol was found. .
[原油回収用薬液の調製]
(実施例1)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル75.3gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水4.3gを投入した後、カチオン界面活性剤ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)0.4gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌して実施例1の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例1の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
[Preparation of chemical solution for crude oil recovery]
(Example 1)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 75.3 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. After adding 4.3 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, 0.4 g of a cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%, manufactured by ACROS ORGANICS Co., Ltd.) is added and completely dissolved. The chemical solution of Example 1 was produced by stirring to . At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 1 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例2)
 純水の投入量を3.3gとし、カチオン界面活性剤としてラウリルトリメチルアンモニウムクロリド(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)TML)1.4gを投入したこと以外は、実施例1と同じ操作で実施例2の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例2の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 2)
Example 1, except that the amount of pure water added was 3.3 g, and 1.4 g of lauryltrimethylammonium chloride (Cathiogen (registered trademark) TML manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added as a cationic surfactant. The chemical liquid of Example 2 was produced by the same operation. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 2 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例3)
 純水の投入量を3.3gとし、カチオン界面活性剤としてセチルトリメチルアンモニウムクロリド(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)TMP)1.3gを投入したこと以外は、実施例1と同じ操作で実施例3の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例3の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 3)
Example 1 except that the amount of pure water added was 3.3 g, and 1.3 g of cetyltrimethylammonium chloride (Cathiogen (registered trademark) TMP manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added as a cationic surfactant. The chemical solution of Example 3 was produced by the same operation. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 3 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例4)
 純水の投入量を3.9gとし、カチオン界面活性剤としてラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)BC-50)0.8gを投入したこと以外は、実施例1と同じ操作で実施例4の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例4の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性-1を評価した。
(Example 4)
The amount of pure water added was 3.9 g, and 0.8 g of lauryldimethylbenzylammonium chloride (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Cathiogen (registered trademark) BC-50) was added as a cationic surfactant. The chemical solution of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 4 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, the sample was taken out, and high-temperature salt resistance-1 was evaluated according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例5)
 純水の投入量を3.9gとし、カチオン界面活性剤としてラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)ES-L)0.8gを投入したこと以外は、実施例1と同じ操作で実施例5の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例5の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 5)
The amount of pure water added was 3.9 g, and 0.8 g of lauryldimethylethylammonium ethyl sulfate (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Cathiogen (registered trademark) ES-L) was added as a cationic surfactant. A chemical solution of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 5 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例6)
 純水の投入量を3.9gとし、カチオン界面活性剤としてオクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)ES-O)0.8gを投入したこと以外は、実施例1と同じ操作で実施例6の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例6の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 6)
The amount of pure water added was 3.9 g, and 0.8 g of octyldimethylethylammonium ethylsulfate (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Cathiogen (registered trademark) ES-O) was added as a cationic surfactant. A chemical solution of Example 6 was produced in the same manner as in Example 1. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 6 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例7)
 純水の投入量を4.1gとし、カチオン界面活性剤としてパルミチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)ES-P)0.6gを投入したこと以外は、実施例1と同じ操作で実施例7の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例7の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 7)
Except that the amount of pure water added was 4.1 g, and 0.6 g of palmityldimethylethylammonium ethyl sulfate (Cathiogen (registered trademark) ES-P manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added as a cationic surfactant. , the chemical solution of Example 7 was produced in the same manner as in Example 1. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 7 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例8)
 100mLのナスフラスコに撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル50.5gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水2.0gを投入した。続いて、水道水を流した冷却管をナスフラスコの上部に設置し、還流しながら水性ゾルを60℃に昇温し、カチオン界面活性剤ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)0.3gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌した。続いて非イオン界面活性剤としてHLB=14.3のポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬(株)製ノイゲン(登録商標)EA-157)を純水で希釈して有効成分70%にしたものを60℃で撹拌しながら0.9g投入した後、60℃で1時間保持して実施例8の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する非イオン界面活性剤の質量比は0.07であった。実施例8の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 8)
A stirrer was placed in a 100 mL eggplant flask, and 50.5 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. 2.0 g of pure water was added while stirring with a magnetic stirrer. Subsequently, a cooling pipe through which tap water was run was installed at the top of the eggplant flask, and the temperature of the aqueous sol was raised to 60°C while refluxing. , 99+%) was added and stirred until completely dissolved. Subsequently, as a nonionic surfactant, polyoxyethylene styrenated phenyl ether (Noigen (registered trademark) EA-157 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with HLB = 14.3 was diluted with pure water to obtain an active ingredient of 70%. After adding 0.9 g of the obtained mixture while stirring at 60° C., it was held at 60° C. for 1 hour to prepare a chemical solution of Example 8. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03, and the mass ratio of the nonionic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.07. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 8 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例9)
 純水の投入量を1.1gとし、カチオン界面活性剤としてステアリルトリメチルアンモニウムクロリド(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)TMS)1.1gを投入したこと以外は、実施例8と同じ操作で実施例9の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例9の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 9)
Example 8 except that the amount of pure water added was 1.1 g, and 1.1 g of stearyltrimethylammonium chloride (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Cathiogen (registered trademark) TMS) was added as a cationic surfactant. A chemical solution of Example 9 was prepared by the same operation. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 9 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例10)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル28.2gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水1.4gを投入した後、カチオン界面活性剤としてヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)を0.08g投入し、完全に溶けきるまで撹拌した。続いて両性界面活性剤としてラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン(第一工業製薬(株)製アモーゲン(登録商標)S-H)を0.27g投与し、実施例10の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.016、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する両性界面活性剤の質量比は0.016あった。実施例10の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 10)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 28.2 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. After adding 1.4 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, 0.08 g of hexadecyltrimethylammonium bromide (Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%, manufactured by ACROS ORGANICS Co., Ltd.) as a cationic surfactant was added and completely dissolved. Stir until smooth. Subsequently, 0.27 g of betaine lauryldimethylaminoacetate (Amogen (registered trademark) SH manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was administered as an amphoteric surfactant to prepare a drug solution of Example 10. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.016, and the mass ratio of the amphoteric surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.016. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 10 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例11)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル28.3gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水0.93gを投入した後、カチオン界面活性剤としてヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%)を0.08g投入し、完全に溶けきるまで撹拌した。続いて両性界面活性剤としてラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン(第一工業製薬(株)製アモーゲン(登録商標)S-H)を0.27g投与した。その後非イオン界面活性剤としてHLB=14.3のポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬(株)製ノイゲン(登録商標)EA-157)を純水で希釈して有効成分70%にしたものを0.47g投入し、室温で1時間撹拌して実施例11の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.016、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する両性界面活性剤の質量比は0.016、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する非イオン界面活性剤の質量比は0.07であった。実施例11の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 11)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 28.3 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. After adding 0.93 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, 0.08 g of hexadecyltrimethylammonium bromide (Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%, manufactured by ACROS ORGANICS Co., Ltd.) as a cationic surfactant was added and completely dissolved. Stir until smooth. Subsequently, 0.27 g of betaine lauryldimethylaminoacetate (Amogen (registered trademark) SH manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was administered as an amphoteric surfactant. After that, as a nonionic surfactant, polyoxyethylene styrenated phenyl ether (Noigen (registered trademark) EA-157 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with HLB = 14.3 is diluted with pure water to make the active ingredient 70%. 0.47 g of the obtained mixture was added and stirred at room temperature for 1 hour to prepare a chemical solution of Example 11. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.016, the mass ratio of the amphoteric surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.016, and the nonionic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was The surfactant mass ratio was 0.07. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 11 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例12)
 実施例1で作製した薬液を用い、耐塩性評価-2に従って塩水テストサンプル2を調製し、室温で7日間静置した後、<耐塩性の判定>に従い高塩分濃度での耐塩性を評価した。
(Example 12)
Using the chemical solution prepared in Example 1, salt water test sample 2 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-2, allowed to stand at room temperature for 7 days, and then evaluated for salt tolerance at high salinity concentrations according to <Determination of Salt Tolerance>. .
(実施例13)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル75.3gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水4.5gを投入した後、カチオン界面活性剤ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)0.2gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌した。続いて、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド(第一工業製薬(株)製カチオーゲン(登録商標)TML)0.7gを投入し、実施例13の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例13の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 13)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 75.3 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. After adding 4.5 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, 0.2 g of a cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%, manufactured by ACROS ORGANICS Co., Ltd.) is added and completely dissolved. Stir until Subsequently, 0.7 g of lauryltrimethylammonium chloride (Cathiogen (registered trademark) TML manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added to prepare a chemical solution of Example 13. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 13 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例14)
 100mLのナスフラスコに撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル75.3gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水3.3gを投入した。続いて、水道水を流した冷却管をナスフラスコの上部に設置し、還流しながら水性ゾルを60℃に昇温し、カチオン界面活性剤ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)0.4gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌した。続いて非イオン界面活性剤としてHLB=13.6のポリオキシアルキレンアルキルアミン(三洋化成(株)製ピュアミール(登録商標)CF-60)を60℃で撹拌しながら0.9g投入した後、60℃で1時間保持して実施例14の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する非イオン界面活性剤の質量比は0.07であった。実施例14の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 14)
A stirrer was placed in a 100 mL eggplant flask, and 75.3 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. 3.3 g of pure water was added while stirring with a magnetic stirrer. Subsequently, a cooling pipe through which tap water was run was installed at the top of the eggplant flask, and the temperature of the aqueous sol was raised to 60°C while refluxing. , 99+%) was added and stirred until completely dissolved. Subsequently, 0.9 g of polyoxyalkylenealkylamine (Puremeal (registered trademark) CF-60 manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) as a nonionic surfactant with HLB = 13.6 was added while stirring at 60 ° C., A chemical solution of Example 14 was produced by holding at 60° C. for 1 hour. At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03, and the mass ratio of the nonionic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.07. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 14 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例15)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例2で製造した水性シリカゾル77.2gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水2.4gを投入した後、カチオン界面活性剤ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)0.4gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌して実施例15の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.05であった。実施例15の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Example 15)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 77.2 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 2 was added. After adding 2.4 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, 0.4 g of a cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%, manufactured by ACROS ORGANICS Co., Ltd.) is added and completely dissolved. The chemical solution of Example 15 was produced by stirring to . At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.05. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 15 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例16)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例3で製造した水性シリカゾル76.9gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水2.7gを投入した後、カチオン界面活性剤ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(ACROS ORGANICS(株)製Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%)0.4gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌して実施例16の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するカチオン界面活性剤の質量比は0.03であった。実施例16の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-2に従って塩水テストサンプル2を調製し、室温で7日間静置した後、<耐塩性の判定>に従い高塩分濃度での耐塩性を評価した
(Example 16)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 76.9 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 3 was added. After adding 2.7 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, 0.4 g of a cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%, manufactured by ACROS ORGANICS Co., Ltd.) is added and completely dissolved. The chemical solution of Example 16 was produced by stirring to . At this time, the mass ratio of the cationic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH and electrical conductivity of the chemical solution of Example 16 and the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution were evaluated.
A salt water test sample 2 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-2, allowed to stand at room temperature for 7 days, and then evaluated for salt resistance at high salinity concentrations according to <Determination of Salt Tolerance>.
(実施例17)
 実施例13で作製した薬液を用い、耐塩性評価-2に従って塩水テストサンプル2を調製し、室温で7日間静置した後、<耐塩性の判定>に従い高塩分濃度での耐塩性を評価した。
(Example 17)
Using the chemical solution prepared in Example 13, salt water test sample 2 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-2, allowed to stand at room temperature for 7 days, and then evaluated for salt tolerance at high salinity concentrations according to <Determination of Salt Tolerance>. .
(実施例18)
 実施例14で作製した薬液を用い、耐塩性評価-2に従って塩水テストサンプル2を調製し、室温で7日間静置した後、<耐塩性の判定>に従い高塩分濃度での耐塩性を評価した。
(Example 18)
Using the chemical solution prepared in Example 14, a salt water test sample 2 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-2, allowed to stand at room temperature for 7 days, and then evaluated for salt tolerance at high salinity concentrations according to <Determination of Salt Tolerance>. .
(実施例19)
 実施例15で作製した薬液を用い、耐塩性評価-2に従って塩水テストサンプル2を調製し、室温で7日間静置した後、<耐塩性の判定>に従い高塩分濃度での耐塩性を評価した。
(Example 19)
Using the chemical solution prepared in Example 15, a salt water test sample 2 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-2, allowed to stand at room temperature for 7 days, and then evaluated for salt tolerance at high salinity concentrations according to <Determination of Salt Tolerance>. .
(合成例4)
 500mLのガラス製ナスフラスコに水性シリカゾル(日産化学(株)製スノーテックス(登録商標)ST-O、シリカ濃度=20.5質量%、BET法平均粒子径11.0nm、DLS平均粒子径17.2nm)200gとマグネット撹拌子を投入した後、マグネットスターラーで撹拌しながら、水性シリカゾル中のシリカに対してシラン化合物の質量比が0.16になるように3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エボニック社製Dynasylan GLYMO)を31.8g投入した。続いて、水道水を流した冷却管をナスフラスコの上部に設置し、還流しながら水性ゾルを60℃に昇温し、60℃で3時間保持した後、冷却した。室温まで冷却後、水性ゾルを取り出した。
 水性ゾル中のシリカに対するシラン化合物の質量比0.16、シリカ固形分=21.0質量%、pH=2.7、電気伝導率=415μS/cm、DLS平均粒子径=21.5nmの、シラン化合物で表面処理された水性シリカゾルを含む水性ゾル(以下、合成例4で製造された水性シリカゾルと称する)248.6gを得た。
 シラン化合物結合量評価-2に従って、シラン化合物(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)の結合量を算出したところ、シリカゾル1nmあたり、1.5個結合していた。
(Synthesis Example 4)
Aqueous silica sol (Snowtex (registered trademark) ST-O manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., silica concentration = 20.5% by mass, BET method average particle size 11.0 nm, DLS average particle size 17.0 nm) was added to a 500 mL glass eggplant flask. 2 nm) and a magnetic stirrer, and then 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane ( 31.8 g of Dynasylan GLYMO manufactured by Evonik was added. Subsequently, a cooling pipe through which tap water was run was installed at the top of the eggplant flask, and the temperature of the aqueous sol was raised to 60° C. while refluxing, held at 60° C. for 3 hours, and then cooled. After cooling to room temperature, the aqueous sol was taken out.
Silane with a mass ratio of silane compound to silica in the aqueous sol of 0.16, silica solid content = 21.0 mass%, pH = 2.7, electrical conductivity = 415 μS / cm, DLS average particle size = 21.5 nm 248.6 g of an aqueous sol containing an aqueous silica sol surface-treated with a compound (hereinafter referred to as an aqueous silica sol produced in Synthesis Example 4) was obtained.
When the bonding amount of the silane compound (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) was calculated according to the silane compound bonding amount evaluation- 2 , 1.5 bonding per 1 nm 2 of silica sol was found.
(比較例1)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、マグネットスターラーで撹拌しながら、合成例4で製造した水性シリカゾル101.0gを投入した。純水15gを投入した後、アニオン界面活性剤α-オレフィンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬(株)製ネオゲン(登録商標)AO-90)0.96gを投入し、完全に溶け切るまで撹拌した。続いて、アニオン界面活性剤ドデシル硫酸ナトリウム(新日本理化(株)製シノリン(登録商標)90TK-T)0.36を投入し、完全に溶け切るまで撹拌した。続いて非イオン界面活性剤としてHLB=14.3のポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬(株)製ノイゲン(登録商標)EA-157)を純水で希釈して有効成分70%にしたものを2.07g投入し、比較例2の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対するアニオン界面活性剤の質量比は0.03、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する非イオン性界面活性剤の質量比は0.07であった。比較例1の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Comparative example 1)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 101.0 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 4 was added while stirring with a magnetic stirrer. After adding 15 g of pure water, 0.96 g of anionic surfactant sodium α-olefin sulfonate (Neogen (registered trademark) AO-90 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added and stirred until completely dissolved. . Subsequently, 0.36 of an anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (Shinoline (registered trademark) 90TK-T, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) was added and stirred until completely dissolved. Subsequently, as a nonionic surfactant, polyoxyethylene styrenated phenyl ether (Noigen (registered trademark) EA-157 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with HLB = 14.3 was diluted with pure water to obtain an active ingredient of 70%. 2.07 g of the resulting mixture was added to prepare a chemical solution of Comparative Example 2. At this time, the mass ratio of the anionic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03, and the mass ratio of the nonionic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.07. The pH, electrical conductivity, and DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution of Comparative Example 1 were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(比較例2)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル75.3gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水3.2gを投入した後、両性界面活性剤ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン(アモーゲン(登録商標)S-H」、有効成分30%、第一工業製薬(株))1.4gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌して比較例2の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対する両性界面活性剤の質量比は0.03であった。比較例2の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Comparative example 2)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 75.3 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. After adding 3.2 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, amphoteric surfactant betaine lauryldimethylaminoacetate (Amogen (registered trademark) SH, active ingredient 30%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). 1.4 g was added and stirred until completely dissolved to prepare a chemical solution of Comparative Example 2. At this time, the mass ratio of the amphoteric surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03. The pH, electrical conductivity, and DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution of Comparative Example 2 were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(比較例3)
 120mLのスチロール瓶に撹拌子を入れ、合成例1で製造した水性シリカゾル75.3gを投入した。マグネットスターラーで撹拌しながら、純水2.0gを投入した後、両性界面活性剤ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン(アモーゲン(登録商標)S-H」、有効成分30%、第一工業製薬(株))1.4gを投入し、完全に溶けきるまで撹拌した。その後非イオン界面活性剤としてHLB=14.3のポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬(株)製ノイゲン(登録商標)EA-157)を純水で希釈して有効成分70%にしたものを1.3g投入し、室温で1時間撹拌して比較例3の薬液を製造した。この時の水性シリカゾルのシリカ固形分に対する両性界面活性剤の質量比は0.03、水性シリカゾルのシリカ固形分に対する非イオン界面活性剤の質量比は0.07であった。比較例3の薬液のpH、電気伝導率、薬液中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径を評価した。
 耐塩性評価-1に従って塩水テストサンプル1を調製し、120℃で60時間保持した後、サンプルを取り出し、<耐塩性の判定>に従い高温耐塩性を評価した。
(Comparative Example 3)
A stirrer was placed in a 120 mL styrene bottle, and 75.3 g of the aqueous silica sol produced in Synthesis Example 1 was added. After adding 2.0 g of pure water while stirring with a magnetic stirrer, amphoteric surfactant betaine lauryldimethylaminoacetate (Amogen (registered trademark) SH, active ingredient 30%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). 1.4 g was added and stirred until completely dissolved. After that, as a nonionic surfactant, polyoxyethylene styrenated phenyl ether (Noigen (registered trademark) EA-157 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with HLB = 14.3 is diluted with pure water to make the active ingredient 70%. 1.3 g of the resulting mixture was added and stirred at room temperature for 1 hour to prepare a chemical solution of Comparative Example 3. At this time, the mass ratio of the amphoteric surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.03, and the mass ratio of the nonionic surfactant to the silica solid content of the aqueous silica sol was 0.07. The pH, electrical conductivity, and DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the chemical solution of Comparative Example 3 were evaluated.
A salt water test sample 1 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-1, held at 120° C. for 60 hours, then taken out and evaluated for high temperature salt resistance according to <Determination of Salt Tolerance>.
(比較例4)
 比較例1で作製した薬液を用い、耐塩性評価-2に従って塩水テストサンプル2を調製し、室温で7日間静置した後、<耐塩性の判定>に従い高塩分濃度での耐塩性を評価した。
(Comparative Example 4)
Using the chemical solution prepared in Comparative Example 1, a salt water test sample 2 was prepared according to Salt Tolerance Evaluation-2, allowed to stand at room temperature for 7 days, and then evaluated for salt tolerance at high salinity concentrations according to <Determination of Salt Tolerance>. .
 表1(表1-1、表1-2、表1-3)に実施例及び比較例の、薬液及び耐塩性評価サンプル(塩水テストサンプル)の物性、並びに耐塩性試験結果を示す。
 なお表中のカチオン界面活性剤、両性界面活性剤及び非イオン界面活性剤の種類(符号)は以下を表す。
<カチオン界面活性剤>
・CTAB:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド「Hexadecyltrimethylammonium bromide,99+%」、有効成分99%以上、ACROS ORGANICS(株)
・LTAC:ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド「カチオーゲン(登録商標)TML」、有効成分30.0%、第一工業製薬(株)
・RTMAC1:セチルトリメチルアンモニウムクロリド「カチオーゲン(登録商標)TMP」、有効成分30%、第一工業製薬(株)
・RTMAC2:ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド「カチオーゲン(登録商標)TMS」、有効成分25%、第一工業製薬(株)
・RDMBnAC:ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド「カチオーゲン(登録商標)BC-50」、有効成分50%、第一工業製薬(株)
・RDMEAS1:ラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート「カチオーゲン(登録商標)ES-L」、有効成分50%、第一工業製薬(株)
・ODMEAS:オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート「カチオーゲン(登録商標)ES-O」、有効成分50%、第一工業製薬(株)
・RDMEAS2:パルミチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート「カチオーゲン(登録商標)ES-P」、有効成分70%、第一工業製薬(株)
<アニオン界面活性剤>
・AOS:α-オレフィンスルホン酸ナトリウム「ネオゲン(登録商標)AO-90」、有効成分36.3%、第一工業製薬(株)
・SDS:ドデシル硫酸ナトリウム「シノリン(登録商標)90TK-T」、有効成分96.0%、新日本理化(株)
<両性界面活性剤>
・RDMAAcB:ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン「アモーゲン (登録商標)S-H」、有効成分30%、第一工業製薬(株)
<非イオン界面活性剤>
・EA-157:ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル「ノイゲン(登録商標)EA-157」、有効成分100%、第一工業製薬(株)
・PM-CF60:ポリオキシアルキレンアルキルアミン「ピュアミール(登録商標)CF-60」、有効成分100%、三洋化成(株)
Table 1 (Tables 1-1, 1-2, and 1-3) shows physical properties of chemical solutions and salt resistance evaluation samples (salt water test samples) and salt resistance test results of Examples and Comparative Examples.
The types (codes) of cationic surfactants, amphoteric surfactants and nonionic surfactants in the table are as follows.
<Cationic surfactant>
・CTAB: Hexadecyltrimethylammonium bromide "Hexadecyltrimethylammonium bromide, 99+%", active ingredient 99% or more, ACROS ORGANICS Co., Ltd.
・ LTAC: Lauryltrimethylammonium chloride “Cathiogen (registered trademark) TML”, active ingredient 30.0%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・RTMAC1: cetyltrimethylammonium chloride “Cathiogen (registered trademark) TMP”, active ingredient 30%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・RTMAC2: Stearyltrimethylammonium chloride “Cathiogen (registered trademark) TMS”, active ingredient 25%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・RDMBnAC: Lauryldimethylbenzylammonium chloride “Cathiogen (registered trademark) BC-50”, active ingredient 50%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・ RDMEAS1: Lauryl dimethylethyl ammonium ethyl sulfate “Cathiogen (registered trademark) ES-L”, active ingredient 50%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・ ODMEAS: Octyldimethylethylammonium ethylsulfate “Cathiogen (registered trademark) ES-O”, active ingredient 50%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・ RDMEAS2: Palmityldimethylethylammonium ethylsulfate “Cathiogen (registered trademark) ES-P”, active ingredient 70%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
<Anionic surfactant>
・ AOS: sodium α-olefin sulfonate “Neogen (registered trademark) AO-90”, active ingredient 36.3%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・ SDS: Sodium dodecyl sulfate “Shinoline (registered trademark) 90TK-T”, active ingredient 96.0%, New Japan Chemical Co., Ltd.
<Amphoteric Surfactant>
・RDMAAcB: Lauryldimethylaminoacetic acid betaine “Amogen (registered trademark) SH”, active ingredient 30%, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
<Nonionic surfactant>
・ EA-157: Polyoxyethylene styrenated phenyl ether "Noigen (registered trademark) EA-157", 100% active ingredient, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
・ PM-CF60: Polyoxyalkylene alkylamine “Puremeal (registered trademark) CF-60”, 100% active ingredient, Sanyo Kasei Co., Ltd.
[原油回収性評価-1]
 実施例1、実施例9及び比較例1の原油回収用薬液を用い、原油とベレア砂岩を用いて、地下油層を想定した原油回収評価を実施した。
 原油回収用薬液は、4質量%塩濃度の塩水でシリカ濃度が0.5質量%になるように調整し、これを原油回収性能評価用サンプルとした。
 原油はONTA社より購入したMedium Sour Russian UralsREBCO Crude Oilを用いた。
 ベレア砂岩試料として、60℃で1日乾燥させた、浸透率約100mD、孔隙量約5mL、長さ2インチ及び直径1インチの試料を用いた。
[Evaluation of crude oil recoverability-1]
Using the crude oil recovery chemicals of Examples 1, 9, and Comparative Example 1, and using crude oil and Berea sandstone, crude oil recovery evaluation was performed assuming an underground oil layer.
The chemical solution for crude oil recovery was adjusted to have a silica concentration of 0.5% by mass with salt water having a salt concentration of 4% by mass, and this was used as a sample for evaluating crude oil recovery performance.
Medium Sour Russian Urals REBCO Crude Oil purchased from ONTA was used as the crude oil.
Berea sandstone samples dried at 60° C. for 1 day were used with a permeability of about 100 mD, a pore volume of about 5 mL, a length of 2 inches and a diameter of 1 inch.
 真空容器内でベレア砂岩試料を4質量%塩濃度の塩水に浸漬し、真空ポンプを用いて容器内を減圧することでベレア砂岩試料を塩水で飽和させた後、ベレア砂岩試料を取り出し、重量法で塩水飽和率を求めた。塩水飽和率は以下の計算式に基づき算出した。なお塩水比重は1.028g/cmである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 塩水で飽和させたベレア砂岩試料を、掃攻法油回収装置SRP-350(Vinci社製)のコアホルダにセットした。コアホルダの温度を50℃まで昇温した後、油圧ポンプを用いてベレア砂岩試料に800psiの側圧をかけながら原油をベレア砂岩試料に圧入した後、ベレア砂岩試料をコアホルダから取り出して耐圧瓶に移した。その後、べレア砂岩試料が入った耐圧瓶を原油で満たし、50℃で60日静置することでエージング試料とした。重量法で該エージング試料の油飽和率を求めた。油飽和率は以下の計算式に基づき算出した。なお原油比重は0.878g/cmである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 油飽和させたベレア砂岩試料を掃攻法油回収装置SRP-350のコアホルダに再度セットした後に、4質量%塩濃度の塩水を流量0.2mL/分でベレア砂岩試料に圧入し、排出された原油の容積から塩水掃攻された油回収率を求めた。
 続いて上記の通りに調製した実施例又は比較例の原油回収性能評価用サンプルを、流量0.2mL/分でベレア砂岩試料に圧入し、排出された原油の容積から薬液掃攻された油回収率を求めた。
 表2に、実施例及び比較例の油回収率の結果を示す。
A Berea sandstone sample is immersed in a salt water solution with a salt concentration of 4% by mass in a vacuum container, and the pressure inside the container is reduced using a vacuum pump to saturate the Berea sandstone sample with the salt water. to obtain the salt water saturation rate. The salt water saturation rate was calculated based on the following formula. The salt water specific gravity is 1.028 g/cm 3 .
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
A Berea sandstone sample saturated with salt water was set in a core holder of a sweep method oil recovery device SRP-350 (manufactured by Vinci). After raising the temperature of the core holder to 50°C, crude oil was injected into the Berea sandstone sample while applying a lateral pressure of 800 psi to the Berea sandstone sample using a hydraulic pump, and then the Berea sandstone sample was removed from the core holder and transferred to a pressure bottle. . After that, the pressure bottle containing the Berea sandstone sample was filled with crude oil and allowed to stand at 50° C. for 60 days to obtain an aged sample. The oil saturation of the aged samples was determined gravimetrically. The oil saturation rate was calculated based on the following formula. Crude oil has a specific gravity of 0.878 g/cm 3 .
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
After setting the oil-saturated Berea sandstone sample again in the core holder of the sweep method oil recovery device SRP-350, salt water with a salt concentration of 4% by mass was injected into the Berea sandstone sample at a flow rate of 0.2 mL / min and discharged. The volume of crude oil was used to determine the salt-swept oil recovery rate.
Subsequently, the crude oil recovery performance evaluation sample of the example or comparative example prepared as described above was injected into the Berea sandstone sample at a flow rate of 0.2 mL / min, and the volume of discharged crude oil was chemically swept to recover oil. asked for a rate.
Table 2 shows the oil recovery rate results of Examples and Comparative Examples.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表1(表1-1、表1-2、表1-3)に示すように、実施例1~実施例11、13~15の薬液は、いずれも塩水中で120℃で長時間加熱した後においても層分離やゲル化が観察されなかった。また試料中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径についても、薬液のDLS平均粒子径に対する耐塩性試験後のDLS平均粒子径の比が1.5以下であり、シリカゾルの変質がなく、安定であり、高温耐塩性に優れた薬液であることが確認された。 As shown in Table 1 (Tables 1-1, 1-2, and 1-3), the chemical solutions of Examples 1 to 11 and 13 to 15 were all heated in salt water at 120°C for a long time. No layer separation or gelation was observed afterward. Also, regarding the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the sample, the ratio of the DLS average particle size after the salt resistance test to the DLS average particle size of the chemical solution is 1.5 or less, and the silica sol is not deteriorated. It was confirmed that the chemical solution is stable and has excellent high-temperature salt resistance.
 一方で、シラン化合物としてカチオン性シラン化合物に替えてアニオン性シラン化合物を用い、かつ界面活性剤としてカチオン界面活性剤に替えてアニオン界面活性剤であるAOS及びSDSと非イオン界面活性剤であるEA-157を用いた比較例1、シラン化合物としてカチオン性シラン化合物を使用するも、両性界面活性剤であるRDMMAcBのみを使用した比較例2、両性界面活性剤であるRDMMAcBと非イオン界面活性剤であるEA-157を用いた比較例3においては、高温耐塩性評価で白色のゲルが多量に生成し、高温耐塩性が非常に悪い結果となった。 On the other hand, an anionic silane compound is used instead of a cationic silane compound as the silane compound, and AOS and SDS, which are anionic surfactants, and EA, which is a nonionic surfactant, are used instead of cationic surfactants as surfactants. Comparative Example 1 using -157, a cationic silane compound as the silane compound, Comparative Example 2 using only the amphoteric surfactant RDMMAcB, the amphoteric surfactant RDMMAcB and the nonionic surfactant In Comparative Example 3 using a certain EA-157, a large amount of white gel was formed in the high-temperature salt resistance evaluation, and the high-temperature salt resistance was very poor.
 また、表1(表1-2)の実施例12(実施例1で調製した薬液)や表1-3の実施例16、実施例17(実施例13で調製した薬液)、実施例18(実施例14で調製した薬液)、実施例19(実施例15で調製した薬液)に示すように、本例で用いた薬液は、塩分濃度17質量%の塩水中で長時間保持した後においても層分離やゲル化が観察されなかった。また試料中の水性シリカゾル(シリカ粒子)のDLS平均粒子径についても、薬液のDLS平均粒子径に対する耐塩性試験後のDLS平均粒子径の比が1.5以下であり、シリカゾルの変質がなく、安定であり、高塩分濃度での耐塩性に優れた薬液であることが本例より確認された。 In addition, Example 12 (chemical solution prepared in Example 1) in Table 1 (Table 1-2), Example 16 in Table 1-3, Example 17 (chemical solution prepared in Example 13), Example 18 ( As shown in Example 14 (chemical solution prepared in Example 14) and Example 19 (chemical solution prepared in Example 15), the chemical solution used in this example was kept in salt water with a salt concentration of 17% by mass for a long time. No layer separation or gelation was observed. Also, regarding the DLS average particle size of the aqueous silica sol (silica particles) in the sample, the ratio of the DLS average particle size after the salt resistance test to the DLS average particle size of the chemical solution is 1.5 or less, and the silica sol is not deteriorated. It was confirmed from this example that the chemical solution is stable and has excellent salt resistance at high salt concentrations.
 一方で、シラン化合物としてカチオン性シラン化合物に替えてアニオン性シラン化合物を用い、かつ界面活性剤としてカチオン界面活性剤に替えてアニオン界面活性剤であるAOS及びSDSと非イオン界面活性剤であるEA-157を用いた比較例4(比較例1で調製した薬液)においては、耐塩性評価で白色のゲルが多量に生成し、高塩分濃度での耐塩性が非常に悪い結果となった。 On the other hand, an anionic silane compound is used instead of a cationic silane compound as the silane compound, and AOS and SDS, which are anionic surfactants, and EA, which is a nonionic surfactant, are used instead of cationic surfactants as surfactants. In Comparative Example 4 using -157 (chemical solution prepared in Comparative Example 1), a large amount of white gel was formed in the salt tolerance evaluation, and the salt tolerance at high salinity concentrations was very poor.
 また表2に示すように、薬液の油回収率(薬液掃攻の油回収率)に関して、実施例1および実施例9の薬液は、塩水掃攻後に増油効果が認められた。なお実施例の薬液は、薬液の油回収率(薬液掃攻の油回収率)の結果においては比較例1と同等又は下回る結果を示しているものの、本発明に係る実施例の薬液は高温・高塩分濃度耐塩性の向上を図った薬液であり(表1(表1-1~1-3)参照)、耐塩性と油回収率向上の双方を実現してなる点で、非常に優れた薬液といえるものである。 In addition, as shown in Table 2, the chemical solutions of Examples 1 and 9 were found to have an oil-increasing effect after saltwater sweeping with respect to the oil recovery rate of the chemical solution (oil recovery rate of chemical solution sweeping). It should be noted that although the chemical solutions of Examples show results equivalent to or lower than those of Comparative Example 1 in terms of the oil recovery rate of the chemical solution (oil recovery rate of chemical sweeping), the chemical solutions of Examples according to the present invention are high-temperature and It is a chemical solution that aims to improve salt resistance to high salinity concentrations (see Table 1 (Tables 1-1 to 1-3)), and is extremely excellent in that it achieves both salt resistance and improved oil recovery rate. It can be called a chemical solution.
 以上の結果より、本発明の原油回収用薬液は、100℃を超える高温下における高温耐塩性及び/又は塩分濃度10質量%を超える高塩分濃度における耐塩性に優れ、しかも増油効果を有する高性能の原油回収用薬液であることが確認された。 From the above results, the crude oil recovery chemical solution of the present invention has excellent high-temperature salt resistance at high temperatures exceeding 100 ° C. and / or salt resistance at high salinity concentrations exceeding 10 mass%, and has a high oil-increasing effect. It was confirmed that it is a high-performance crude oil recovery chemical.

Claims (17)

  1. カチオン性シラン化合物と、平均粒子径が3~500nmの水性シリカゾルと、1種以上のカチオン界面活性剤を含有することを特徴とする原油回収用薬液。 A chemical liquid for crude oil recovery, comprising a cationic silane compound, an aqueous silica sol having an average particle size of 3 to 500 nm, and one or more cationic surfactants.
  2. 前記水性シリカゾルは、該ゾル中のシリカ粒子の少なくとも一部の表面に、前記カチオン性シラン化合物の少なくとも一部が結合してなるシリカ粒子を含む、請求項1に記載の原油回収用薬液。 2. The chemical liquid for crude oil recovery according to claim 1, wherein the aqueous silica sol contains silica particles in which at least a portion of the cationic silane compound is bonded to at least a portion of the surface of the silica particles in the sol.
  3. 前記カチオン性シラン化合物が、アミノ基を有するシランカップリング剤、アミノ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するシラザン及びアミノ基を有するシロキサンからなる群から選択される少なくとも一種の化合物である、請求項1又は請求項2に記載の原油回収用薬液。 The cationic silane compound is at least one compound selected from the group consisting of a silane coupling agent having an amino group, an alkoxysilane having an amino group, a silazane having an amino group, and a siloxane having an amino group. The chemical solution for crude oil recovery according to claim 1 or 2.
  4. 更に両性界面活性剤を含む、請求項1乃至請求項3のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 4. The crude oil recovery chemical solution according to any one of claims 1 to 3, further comprising an amphoteric surfactant.
  5. 更に非イオン界面活性剤を含む、請求項1乃至請求項4のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 5. The crude oil recovery chemical solution according to any one of claims 1 to 4, further comprising a nonionic surfactant.
  6. 前記水性シリカゾルが、シリカ固形分換算にて、原油回収用薬液の全質量を基準として、0.01質量%~50質量%にて含有されてなる、請求項1乃至請求項5のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 Any one of claims 1 to 5, wherein the aqueous silica sol is contained in an amount of 0.01% by mass to 50% by mass based on the total mass of the crude oil recovery chemical in terms of silica solid content. 1. The chemical solution for crude oil recovery according to item 1.
  7. 前記シラン化合物が、水性シリカゾルのシリカ固形分に対して、質量比0.001~10.0の割合にて含有されてなる、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 The crude oil according to any one of claims 1 to 6, wherein the silane compound is contained at a mass ratio of 0.001 to 10.0 with respect to the silica solid content of the aqueous silica sol. Recovery chemical.
  8. 前記カチオン界面活性剤が、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩、及びアルキルピリジニウム塩からなる群から選ばれる、
    請求項1乃至請求項7のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。
    wherein said cationic surfactant is selected from the group consisting of alkylamine salts, quaternary ammonium salts, and alkylpyridinium salts;
    The chemical liquid for crude oil recovery according to any one of claims 1 to 7.
  9. 前記カチオン界面活性剤が、前記原油回収用薬液のシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合にて含有される、請求項1乃至請求項8のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 9. Any one of claims 1 to 8, wherein the cationic surfactant is contained at a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content of the crude oil recovery chemical. The chemical liquid for crude oil recovery described in the paragraph.
  10. 前記両性界面活性剤が、カルボキシベタイン塩、2-アルキルイミダゾリン誘導体型、グリシン型及びアミンオキシド型からなる群から選ばれる、請求項4乃至請求項9のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 The amphoteric surfactant for crude oil recovery according to any one of claims 4 to 9, wherein the amphoteric surfactant is selected from the group consisting of carboxybetaine salt, 2-alkylimidazoline derivative type, glycine type and amine oxide type. chemical solution.
  11. 前記両性界面活性剤が、前記原油回収用薬液のシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合にて含有される、請求項4乃至請求項10のうち何れか一項に原油回収用薬液。 Any one of claims 4 to 10, wherein the amphoteric surfactant is contained at a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content of the crude oil recovery chemical. Chemicals for crude oil recovery.
  12. 前記非イオン界面活性剤が、3.0以上20.0以下のHLB値を有し、且つ、
    ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル及び脂肪酸アルカノールアミドからなる群から選ばれる、
    請求項5乃至請求項11のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。
    The nonionic surfactant has an HLB value of 3.0 or more and 20.0 or less, and
    from the group consisting of polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers, polyoxyalkylene alkylamines, alkyl glucosides, polyoxyethylene fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters and fatty acid alkanolamides To be elected,
    The chemical solution for crude oil recovery according to any one of claims 5 to 11.
  13. 前記非イオン界面活性剤が、前記原油回収用薬液のシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合にて含有される、請求項5乃至請求項12のうち何れか一項に記載の原油回収用薬液。 Any one of claims 5 to 12, wherein the nonionic surfactant is contained at a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content of the crude oil recovery chemical. 1. The chemical solution for crude oil recovery according to item 1.
  14. 地下の炭化水素含有層から原油を回収する方法であって、
    (a)カチオン性シラン化合物と、平均粒子径が3~500nmの水性シリカゾルと、1種以上のカチオン界面活性剤を含有する原油回収用薬液を、地下層に圧入する工程、
    (b)地下層に圧入した前記薬液とともに生産井から原油を回収する工程、
    を含む方法。
    A method of recovering crude oil from underground hydrocarbon-bearing formations comprising:
    (a) a step of forcing a crude oil recovery chemical containing a cationic silane compound, an aqueous silica sol having an average particle size of 3 to 500 nm, and one or more cationic surfactants into an underground layer;
    (b) recovering the crude oil from the production well together with the chemical injected into the underground layer;
    method including.
  15. 前記原油回収用薬液において、前記カチオン界面活性剤を、前記原油回収用薬液にそのシリカ固形分に対して、質量比0.001以上0.4未満の割合の量にて含有させる、請求項14に記載の方法。 15. The chemical liquid for crude oil recovery, wherein the cationic surfactant is contained in the chemical liquid for crude oil recovery in a mass ratio of 0.001 or more and less than 0.4 with respect to the silica solid content thereof. The method described in .
  16. 前記原油回収用薬液が、さらに、両性界面活性剤を含有する、請求項14又は請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 14 or 15, wherein the crude oil recovery chemical further contains an amphoteric surfactant.
  17. 前記原油回収用薬液が、さらに、非イオン界面活性剤を含有する、請求項14乃至請求項16のうち何れか一項に記載の方法。
     
    17. The method of any one of claims 14-16, wherein the crude oil recovery chemical further comprises a non-ionic surfactant.
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