BR112016024750B1 - Líquidos zwitteriônicos germinais ramificados, processo para obtenção de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados, e, uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados - Google Patents
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Abstract
LÍQUIDOS ZWITTERIÔNICOS GERMINAIS RAMIFICADOS, E, USO DE LÍQUIDOS ZWITTERIÔNICOS GERMINAIS RAMIFICADOS A invenção refere-se a um método para produzir líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína, e ao uso dos mesmos como agentes para modificar a umectabilidade de rocha, tais como calcário, dolomita, arenito, quartzo ou litologias heterogêneas, na presença de salmouras tendo alta concentração de íons bivalentes, tais como cálcio, magnésio, bário ou estrôncio, e sob condições de alta temperatura e alta pressão, em processos de recuperação de óleo aprimorado de maneira a aumentar a produção de óleo. Em adição, os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da invenção podem atuar como agentes redutores de viscosidade para óleos pesados com uma alta concentração de frações polares, tanto para operações de extração quanto de produção, e operações de transporte e armazenamento, permitindo, assim, que os níveis de produção desse tipo de óleo sejam aumentados. Uma vantagem adicional desses líquidos zwitteriônicos deriva a partir da sua estrutura molecular e o fato que eles podem ser manipulados de modo a serem solúveis em água, hidrocarboneto ou outros solventes polares e não polares.
Description
[001] A presente invenção está dentro do campo de produtos químicos multifuncionais aplicados à indústria do petróleo para os processos de recuperação de óleo aprimorada; especificamente, descreve a obtenção e o uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com propriedades de modificação de umectabilidade em rochas de carbonato e litologias heterogêneas sob a presença de salmouras tendo uma alta concentração de íons bivalentes tais como cálcio, magnésio, bário e estrôncio, e sob alta temperatura e alta pressão.
[002] Os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da presente invenção, além disso, possuem a propriedade para atuar como redutores de viscosidade para óleos pesados que contêm altas frações polares, tanto na extração quanto na produção bem como em operações de transporte e armazenamento, permitindo assim o aumento dos níveis de produção deste tipo de óleo.
[003] Líquidos zwitteriônicos são compostos que apesar de ser eletricamente neutro, contêm cargas formais positiva (cátion) e negativa (ânion) em diferentes átomos da mesma molécula, fornecendo aos mesmos a característica para se comportar tanto como ácidos quanto bases (doadores ou aceptores) dependendo das características do meio em que eles estão ficando. Elas são moléculas capazes de adaptar para diferentes meios e, portanto, podem ser projetadas para responder de qualquer modo eficaz dependendo de contaminantes e condições de operação onde elas são aplicadas.
[004] Abaixo são mostrados alguns exemplos de estruturas químicas de líquidos zwitteriônicos que são reportadas na literatura (1):
(1) Estruturas químicas de alguns líquidos zwitteriônicos
[005] Para o caso particular do aumento na produção de hidrocarbonetos, é descoberto que após as recuperações primária e secundária o campo de petróleo ainda contém 50 a 80% do óleo bruto original no local. Isto ocorre devido à eficiência de métodos de recuperação primários e secundários que é limitada por dois fatores:
[006] Na escala de poro, o óleo bruto pode alcançar uma saturação residual suficientemente baixa a ser encontrada na forma de glóbulos descontínuos, que são aprisionados pelas forças capilares.
[007] Na escala de reservatório, existem certas zonas através das quais o fluido injetado durante a recuperação secundária não penetra devido à baixa permeabilidade destas zonas.
[008] Os métodos de recuperação de óleo aprimorados propostos atualmente são desejados para a solução dos problemas mencionados acima. Para este propósito, o uso de produtos químicos de surfactantes modificadores de umectabilidade é um dos métodos mais usados; dentro dos mesmos se encontram surfactantes catiônicos, aniônicos, não iônicos e zwitteriônicos ou uma mistura dos mesmos.
[009] Um modificador de umectabilidade é definido como um surfactante capaz de mudar de maneira favorável a afinidade de rocha de reservatório. A umectabilidade é uma medida da interação entre as fases presentes no reservatório e é uma função da química interfacial daquelas fases, e determina a tendência de um fluido para avançar ou para aderir para uma superfície sólida sob a presença de outros fluidos imiscíveis. A umectabilidade da rocha pode ser modificada naturalmente pela adsorção de compostos polares, a formação de depósitos de material orgânico que originalmente fica no óleo, ou pelos agentes externos. Mudanças de umectabilidade afetam a pressão capilar, as permeabilidades relativas, a saturação de óleo residual e a saturação de água irredutível.
[0010] Apesar de continuar os avanços no desenvolvimento de produtos químicos modificadores de umectabilidade, atualmente no México existem reservatórios que são muito difíceis de tratar devido principalmente por serem naturalmente fraturados, possuírem baixa permeabilidade, mostrarem litologias heterogêneas, altas temperaturas (acima de 90°C) e uma alta salinidade comumente maior do que 60.000 ppm como cloreto de sódio e um alto conteúdo de íons bivalentes (cálcio e magnésio, maior do que 5.000 ppm).
[0011] Devido aos fatores acima, a caracterização do tipo de rocha a partir da qual o reservatório é formado, bem como da composição tanto do óleo bruto adsorvido quanto do meio circundante, é primordial para projetar novos modificadores de umectabilidade de maneira a propor estruturas moleculares que são toleráveis para salmouras saturadas pelos sais principalmente de cálcio e magnésio, possuem boa difusão através do meio que em geral é composto de misturas de salmoura - óleo, e possuem grupos polares com afinidade para a rocha para mudar de maneira favorável a umectabilidade da rocha a partir de molhado com óleo para molhado com água.
[0012] Em todo o mundo, existe uma variedade de casos específicos de produtos químicos que foram usados com sucesso para resolver os problemas acima, em que existem surfactantes aniônicos, tais como sódio alquil sulfonatos, ou surfactantes catiônicos, tais como cloretos de alquila amônio, mas infelizmente a sua aplicação não é universal já que as condições que estão presentes em reservatórios mexicanos são bem diferentes daquelas a partir das que são encontradas em outros países; então, torna-se primordial o desenvolvimento de produtos químicos mais versáteis que podem ser usados em condições cada vez mais adversas e, além disso, podem resolver simultaneamente o maior número de problemas, tais como, por exemplo, a corrosão que é encontrada associada diretamente com o uso de água do mar ou água conata, que normalmente são usados como meios de transporte para o produto químico modificador de umectabilidade a ser injetado para o campo de petróleo de maneira a minimizar os custos da sua implementação.
[0013] De maneira a aumentar o fator de recuperação de óleo, foram desenvolvidos produtos químicos modificadores de umectabilidade tais como aqueles mencionados abaixo:
[0014] A Patente dos EUA No. 5.042.580 (Oil Recovery Process for its use in Fractured Reservoirs) protege um processo de recuperação de óleo aprimorado que envolve injetar no reservatório um modificador de umectabilidade composto de uma mistura de diferentes tipos de surfactantes de alquil sulfonato e sais de cromo derivados a partir de ácidos carboxílicos graxos.
[0015] A Patente dos EUA No. 4.509.951 (Enhanced Recovery through Imbibition Processes) protege um processo de recuperação aprimorado que envolve injetar no reservatório um modificador de umectabilidade composto de uma mistura de diferentes tipos de produtos químicos, em que existem sais de amônio, hidróxidos de metais alcalinos, alquil tripolifosfatos e carbonatos e bicarbonatos de metais alcalinos.
[0016] O Pedido de Patente dos EUA 2009/0023618 A1 (Method for Oil Recovery) protege um processo de recuperação aprimorado que envolve injetar para o reservatório um modificador de umectabilidade composto de uma mistura de diferentes tipos de compostos com base em organofósforo.
[0017] A Patente dos EUA No. 4.842.065 (Oil Recovery Process using a Cyclic Process for the Alteration of Wettability) protege um processo de recuperação aprimorado que envolve injetar para o reservatório um modificador de umectabilidade composto de uma mistura de diferentes tipos de alcoóis etoxilados.
[0018] A Patente dos EUA No. 3.643.738 (Wettability Control in Oil Recovery Processes) protege um processo que permite controlar uma alteração da umectabilidade através do uso de misturas de sulfonatos de petróleo.
[0019] Surfactantes de tipo germinal constituem uma família caracterizada possuindo nas suas moléculas pelo menos duas cadeias de hidrocarboneto e dois grupos polares ou hidrofílicos, em que as moléculas de surfactantes convencionais contêm uma ou duas cadeias de hidrocarboneto anexadas com um mesmo grupo polar.
[0020] A maioria dos surfactantes germinais possui nas suas moléculas uma cadeia de hidrocarboneto, um grupo polar, uma cadeia de hidrocarboneto curto que atua como uma ligação, um segundo grupo polar e outra cadeia de hidrocarboneto.
[0021] A primeira síntese de surfactantes germinais foi anunciada em 1971 por C. A. Bunton, L. Robinson, J. Schaak e M. F. Stamfrom the California University, que os chamou de detergentes dicatiônicos. Estes pesquisadores usaram surfactantes germinais catiônicos como catalisadores para certas reações de substituição nucleofílica. Os sucessivos nomes tomados por estas substâncias foram: surfactantes de bis-amônio quaternário, surfactantes diméricos, surfactantes germinais ou surfactantes gemini (do latim) e surfactantes siameses.
[0022] Para a maior parte dos surfactantes germinais, os grupos polares são iônicos (catiônicos, aniônicos, e menos frequentemente, anfótero), mas também foram sintetizados surfactantes tendo grupos polares não iônicos formados por poliéteres. Em trabalho pioneiro de Bunton, Robinson, Schaak e Stam, a cadeia curta de hidrocarboneto que atua como uma ligação foi chamada de um grupo de ligação a que une as duas partes de surfactante, cada uma das quais consiste em um grupo polar, neste caso um cátion, e uma cadeia lipofílica.
[0023] Como exemplos representativos de processos para obter novos surfactantes germinais, tem-se as referências de documento de patente abaixo:
[0024] A Patente dos EUA No. 5,945,393 (A), publicada em 31 de agosto de 1999, relaciona-se com a obtenção de surfactantes não iônicos gêmeos com base tanto em alquil fosfonatos ou sulfonatos ou alquil - aril poliéteres, e a sua aplicação na formulação dos detergentes e produtos químicos para a higiene pessoal.
[0025] A Patente dos EUA No. 5.952.290 (A), publicada em 14 de setembro de 1999, relaciona-se com a obtenção de surfactantes aniônicos gêmeos com base tanto em alquil amidas quanto em alquil - aril sulfonatos, e a sua aplicação na formulação de detergentes e produtos químicos para a higiene pessoal.
[0026] A Patente dos EUA No. 2003/078176 (A1), publicada em 24 de abril de 2003, relaciona-se com a obtenção de surfactantes com base em alcoóis de cadeia longa e poliéteres derivados de óxido de etileno, e a sua aplicação em formulação de detergentes.
[0027] A Patente dos EUA No. 2003/078182 (A1), publicada em 24 de abril de 2003, relaciona-se com a obtenção de composições de surfactantes gêmeos com base em 1,2-epoxi-alcano, onde os grupos alquila podem ser lineares ou ramificados, e polióis derivados de óxido de etileno, e a sua aplicação em formulação de detergentes.
[0028] A Patente dos EUA No. 2009/054368 (A1), publicada em 26 de fevereiro de 2009, relaciona-se com a obtenção e surfactantes gêmeos com base em aminas quaternárias substituídos por grupos alquila ou arila tais como o pireno, e a sua aplicação na liberação controlada de agentes biológicos ativos tais como ácidos nucléicos.
[0029] O Pedido de Patente MX/a/2010/012348 A se refere a uma composição com base em líquidos zwitteriônicos germinais para atuar como modificadores de umectabilidade nos processos de recuperação de óleo aprimorados. Vale a pena mencionar que os líquidos zwitteriônicos de tal pedido de patente diferem da presente invenção já que eles não são do tipo ramificado.
[0030] O efeito de ramificação de agentes tensoativos é reportado no artigo científico chamado de “Interfacial Tension Behavior of Mono-Isomeric Feniltetradecane Sulfonates” (Energy Sources 2005, 27, 1013 a 1018,) que menciona que a tensão de superfície de um sistema pode ser modificada através da manipulação da estrutura molecular dos surfactantes, e que em isômeros que contêm cadeia, a tensão de superfície diminui quando é alcançada uma simetria nas ramificações (3). O dito anteriormente leva a aquela ramificação simétrica nos líquidos zwitteriônicos germinais aprimora o desempenho de modificador de umectabilidade com relação às estruturas não ramificadas já que elas geram um efeito de redução da tensão interfacial.
(2) . Modificação de tensão interfacial como função das características estruturais de sódio alquilbenzenosulfonatos.
[0031] Por outro lado, na indústria do petróleo através de toda a sua cadeia produtiva existem vários problemas diariamente causando milhões de dólares em perdas devido às falhas na produção ou na eficiência dos processos de transporte de óleo. Um destes problemas está relacionado com alta viscosidade mostrada pelos óleos tendo um alto conteúdo de frações polares de alto peso molecular, tais como asfaltenos e resinas. Estas frações polares são integradas pelas moléculas de alto peso molecular contendo na sua estrutura heteroátomos tais como nitrogênio, oxigênio e enxofre, em que forças intermoleculares são capazes de gerar interações de maior energia, tal como ligações de hidrogênio ou interações de dipolo - dipolo, do que a baixa polaridade de frações de baixo peso molecular, levando a um aumento significativo de viscosidade mostrado em nível macroscópico. Quanto maior é o conteúdo deste tipo de frações no óleo bruto, o aumento na viscosidade do último será maior. Portanto, a exploração de reservatórios que contêm óleo pesado representa tanto um desafio tecnológico quanto um aumento de custos com relação aos reservatórios que contêm óleos leves convencionais.
[0032] De acordo com um relatório a partir de U.S. Geological Survey (U.S. Geological Survey Fact Sheet 70-03, Agosto de 2003 - versão online 1.0), foi determinado que mundialmente o volume de reservas de óleo pesado e extra pesado que são tecnicamente factíveis para explorar aumentos para 434,3 bilhões de barris preferencialmente concentrados nas regiões da América do Sul, Oriente Médio, América do Norte e Ásia.
[0033] No México, de acordo com o documento "Las reservas de hidrocarburos en Mexico (Os reservatórios de hidrocarboneto no México)" liberado pelos Petróleos Mexicanos (PEMEX Exploración y Producción 2012.), os óleos pesado, leve e superleve contribuem com 52,4, 35,3 e 12,4 por cento, respectivamente, para as reservas de óleo bruto totais da nação.
[0034] Com base nos números acima, pode ser percebido que a importância de tecnologias desejadas para aumentar a viabilidade técnica e para reduzir os custos para a exploração e o processamento de óleos pesados e óleos extrapesados, levando em conta o alto volume de reserva de óleo disponível por todo o mundo.
[0035] A extração e o transporte de produtos derivados de óleo e óleo bruto tendo alta viscosidade constitui um grande desafio tecnológico para a indústria do óleo. Historicamente, foram usadas várias técnicas para facilitar a extração de óleo bruto de alta viscosidade bem como para facilitar o seu transporte a partir de sítios de produção para o armazenamento ou plantas de processamento. Os óleos pesados mostram viscosidades comumente encontradas na faixa de 10.000 a 500.000 cP em temperatura ambiente. Como um resultado, é necessária a implementação de estações de aquecimento e bombeamento especiais para manter uma baixa viscosidade, tornando possível realizar o transporte deste tipo de óleo através de tubulações. Algumas destas técnicas, tais como o bombeamento mecânico auxiliado pela injeção de vapor ou o uso de isolamento e fornecimento de calor nas tubulações, mostram desvantagens óbvias e limitações na sua implementação, impactando de maneira negativa na economia de produção deste tipo de óleo; dentre estes, pode-se citar a baixa eficiência volumétrica de bombeamento e o aumento no consumo de energia por barril produzido, etc.
[0036] Recentemente foi apelado para a adição de agentes químicos redutores de viscosidade de maneira a aprimorar a lucratividade de exploração e processamento deste tipo petrolífero.
[0037] Como exemplos representativos de agentes redutores de viscosidade para óleos pesados, tem-se as referências seguintes dos documentos de patente:
[0038] WO/2005/100517 (A1) publicado em 27 de outubro de 2005. Ele descreve um método para reduzir a viscosidade de óleo bruto através da introdução de aditivos com base em polivinil alcoóis (PVA). Estes aditivos devem ser adicionados em quantidades que variam de 10 a 40% de volume de dispersão ou mistura. Este tipo de tecnologias mostra a desvantagem de necessitar de altas concentrações de aditivo para alcançar o efeito de redução de viscosidade; além disso, os aditivos devem ser diluídos em solventes aquosos fazendo com que emulsões que devem ser quebradas em subsequentes operações, representando um aumento nos custos.
[0039] US 5.013.462 publicado em 7 de março de 1990. Se refere aos métodos para aprimorar a mobilidade e a produtividade de óleos brutos viscosos através da formação de uma emulsão de óleo em água composta de óleo e de 20 a 80% em peso de água na presença de 100 a 1.500 partes em peso por milhão de uma mistura de tensoativo. A mistura de tensoativo usada consiste em um anfótero ou tensoativo aniônico, A, selecionado entre uma base de ácido aril sulfônico etoxilado, A1, uma base de ácido aril sulfônico, A2, ou base quaternária de animidazolina, A3, em que a fórmula estrutural é mostrada em (4), ou sódio ou sais de amônio em si, e um tensoativo não iônico selecionado entre um aril polietileno glicol ou um copolímero derivado a partir de óxido de etileno, B, e óxido de propileno, C, mostrado em (5).
(3) Estruturas de surfactantes aniônicos e anfóteros protegidos pela patente US 5.013.462. 
(4) Estruturas de surfactantes não iônicos protegidos pela patente US 5.013.462.
[0040] US 7923416 (B2), publicado em 12 de abril de 2011. Ela divulga um método para reduzir a viscosidade de fluidos de hidrocarboneto. O método consiste em formar uma emulsão de baixa viscosidade misturando o hidrocarboneto líquido com uma quantidade eficaz de um polímero solúvel em água contendo grupos do tipo metil éter pendentes, como mostrado em (6). Esta tecnologia foi comparada com surfactantes aniônicos similares a aqueles divulgados em U.S. 7.041.707 B2, e contra produtos comerciais com base em PVA similar a aqueles reportados em WO2005/040669 A1, encontrando que os polímeros solúveis em água que contêm grupos metil éter são comparáveis ou superiores em eficiência com relação às tecnologias acima.
(5) Estrutura do polímero solúvel em água mostrado no pedido de patente US 7923416 (B2).
[0041] No entanto, tanto esta tecnologia e aqueles mencionados acima mostram a desvantagem de reduzir a viscosidade de óleo bruto através da formação de emulsões que posteriormente será quebrada.
[0042] US 4.876.018, publicado em 19 de janeiro de 1988. Ela descreve um método para reduzir a viscosidade de óleos brutos asfaltênicos nas operações de bombeamento ou transporte através da incorporação de uma quantidade de um composto orgânico solúvel em óleo tendo pelo menos um grupo hidrofóbico e hidrofílico alifático de flúor e, opcionalmente, um solvente de baixa viscosidade, bem como composições dos mesmos. Estas tecnologias necessitam de baixas concentrações de aditivos, mas as suas eficiências demonstradas abaixo de 20% de redução nos óleos de 360 cP em 25°C e a sua temperatura de teste máxima foi de 50°C. Ainda, é reportado na literatura especializada que mesmo em baixas concentrações, os compostos fluorados causam problemas de envenenamento para catalisadores e aditivos em processos de refino, então a incorporação dos mesmos para óleo bruto pode não ser desejável.
[0043] Junto com os aspectos acima, a tendência global no campo de produtos químicos é o desenvolvimento de produtos químicos multifuncionais, ou seja, produtos em que o ingrediente ativo possui uma estrutura química projetada para apresentar mais do que uma funcionalidade de maneira a controlar vários problemas que surgem em algum processo ou operações da indústria. O projeto e a aplicação de produtos químicos multifuncionais eliminam problemas de incompatibilidade que ocorrem no uso simultâneo de diferentes produtos químicos; também, representa uma alternativa que reduz os custos com relação às tecnologias de combinação convencionais que consistem em combinação de produtos químicos.
[0044] Com relação ao projeto molecular de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados, um estágio de projeto importante é o uso de química supramolecular, que é definido como a química que lida com o estudo de sistemas que envolvem agregados de moléculas ou íons que são unidos através de interações não covalentes, tais como interações eletrostáticas, ligações de hidrogênio, interações π-π, interações de dispersão e efeitos solvofóbicos. A química supramolecular pode ser dividida em duas grandes áreas: 1) Química de Hospedeiro - Convidado e 2) Automontagem. A diferença entre estas duas áreas é uma questão de tamanho e forma; onde não existe diferença significativa no tamanho e nenhuma das espécies atua como para a outra, a ligação não covalente entre duas ou mais espécies é chamada de automontagem.
[0045] A partir do ponto de vista de energia, as interações supramoleculares são muito mais fracas do que as interações covalentes, que estão localizadas na faixa de energia de 150 a 450 kJ/mol para ligações simples. A faixa de energia das interações não covalentes está localizada de 2 kJ/mol para interações de dispersão até 300 kJ/mol para interações de íon - íon (Tabela 1). A soma de várias interações supramoleculares pode originar complexos supramoleculares altamente adequados.
[0046] Com base nos fundamentos acima, na presente invenção nós fazemos o uso de química computacional que é uma ferramenta bastante usada mundialmente para prever a estabilidade e a estrutura de sistemas químicos com propriedades aprimoradas de potencial, e encontrou aplicação em nível industrial no desenvolvimento de estudos para a relação de atividade - estrutura quantitativa. Dentro dos métodos de cálculo de computador que foram usados para este propósito, são encontrados os métodos de mecânica molecular, os métodos quânticos, que compreendem os métodos iniciais e semiempíricos, e os métodos de teoria funcional de densidade. Como os exemplos a partir da literatura que demonstram o uso de química computacional para prever interações supramoleculares de maneira precisa em sistemas químicos, e/ou aspectos termodinâmicos e cinéticos de processos químicos, pode ser mencionado os artigos intitulados: 1) Cornucopian Cylindrical Aggregate Morphologies from Self-Assembly of Amphiphilic Triblock Copolymer in Selective Media (Journal of Physical ChemistryB, 2005, 109, 21549-21555), 2) Density Functional Calculations, Synthesis, and Characterization of Two Novel Quadruple Hidrogen-Bonded Supramolecular Complexes (Journal of Physical Chemistry A, 2004, 108, 5258-5267), e 3) Strong Decrease of the Benzeno-Ammonium Ion Interaction upon Complexation with a Carboxylate Anion (Journal of American Chemical Society, 1999, 121, 2303-2306).
[0047] É importante enfatizar que em nenhuma das referências acima foi falado sobre a obtenção e o uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados tanto do tipo bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína, não sugerido o seu processo de obtenção, não o seu uso como modificadores de umectabilidade tendo propriedades de redutores de viscosidade, que alteram de maneira favorável a umectabilidade da rocha nos seus processos de recuperação de óleo bruto em uma grande variedade de rochas tais como calcário, dolomita, arenito, quartzo ou litologias heterogêneas, nem podem ser expostas às salmouras com alto conteúdo de íons bivalentes tais como cálcio, magnésio, bário e estrôncio (150.000 ppm), temperaturas até 220°C e pressões até 300 kg/cm2, nem reduzem a viscosidade de óleos pesados contendo uma grande proporção de moléculas polares com alto peso molecular, tais como asfaltenos e resinas, com o propósito em ambos os casos para aumentar o fator de recuperação do óleo remanescente armazenado no reservatório sob condições de alta temperatura e alta salinidade, nem estes líquidos zwitteriônicos germinais ramificados são projetados usando ferramentas computacionais de química com base em conhecimentos de química supramolecular de maneira a obter estruturas otimizadas para a aplicação em que elas são endereçadas.
[0048] A Figura 1 mostra o núcleo de calcário saturado por óleo bruto em contato com o produto 1 em diferentes concentrações nos testes de inibição dentro de células Amott: a) 250, b) 500, e c) 1.000 ppm.
[0049] A Figura 2 mostra um gráfico do fator de recuperação versus tempo como um resultado dos testes de inibição dentro de células Amott usando o produto 1.
[0050] A presente invenção está relacionada com a obtenção e o uso de líquidos zwitteriônicos gêmeos ramificados com base tanto em bis-N,N- dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter- betaína a ser aplicados como modificadores de umectabilidade para rochas tais como calcário, dolomita, arenito, quartzo ou litologias heterogêneas sob a presença de salmouras que possuem alto conteúdo de íons bivalentes tais como cálcio, magnésio, bário e estrôncio, alta temperatura e alta pressão, todos acima de maneira a aumentar a produção de óleo.
[0051] Os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da presente invenção, além disso, possuem a propriedade para atuar como redutores de viscosidade para óleos pesados que possuem alto conteúdo de frações polares, tanto na extração quanto na produção bem como operações de transporte e armazenamento, permitindo então aumentar o nível de produção deste tipo de óleo. Uma vantagem adicional mostrada pelos líquidos zwitteriônicos, e derivados a partir da sua estrutura molecular, é que eles podem ser manipulados de tal modo que o seu coeficiente de partição permite que eles sejam solúveis tanto em água quanto em hidrocarbonetos ou ambos os sistemas.
[0052] Os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados (6) da presente invenção são uma família caracterizada por possuir quatro cadeias de hidrocarboneto, que podem ser as mesmas ou diferentes em tamanhos (A), uma ligação do tipo poliéter (B) e dois grupos do tipo zwitteriônico polar com
(6) Estrutura Geral de um líquido zwitteriônico germinal ramificado.
[0053] Os novos surfactantes de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil-N-poliéter-betaína ou Bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter- betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína (7), da presente invenção, possuem a fórmula estrutural:
(7) Estrutura geral de um líquido zwitteriônico germinal ramificado com base em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína onde: R1 é uma cadeia linear ou ramificada de alquila ou alquenila, preferivelmente tendo 1 a 30 átomos de carbono; ou em vez de um grupo cicloalquila ou arila, preferivelmente tendo 5 a 12 átomos de carbono; R2 é uma cadeia linear ou ramificada de alquila ou alquenila, preferivelmente tendo 1 a 30 átomos de carbono; ou em vez de um grupo cicloalquila ou arila, preferivelmente tendo 5 a 12 átomos de carbono.
[0054] O marcador n pode ter valores de 1 a 500, dependendo do peso molecular do poliéter usado, que é derivado a partir de óxido de etileno e o seu peso molecular é encontrado na faixa de 100 a 22.000 g/mol.
[0055] Para o desenvolvimento da presente invenção foi seguido um procedimento que consiste em seguintes estágios: 1) projeto molecular através da química computacional, 2) síntese de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados, 3) caracterização espectroscópica dos líquidos zwitteriônicos germinais ramificados e 4) avaliação experimental do modificador de umectabilidade da rocha e propriedades de redução de viscosidade de óleo pesado. A seleção da metodologia corrente é com base no fato de que a chave para resolver o problema para desenvolver agentes tendo propriedades de redução de viscosidade e de modificador de umectabilidade, sendo tolerante a concentração de íons bivalentes e de alta salinidade, e sendo capaz de suportar condições de alta temperatura e alta pressão, é o entendimento no nível molecular do mecanismo: 1) para gerar pares íon - dipolo ou íon - íon entre o agente modificador de umectabilidade e os compostos polares de óleo, e para ser capaz de alterar a umectabilidade de rocha de carbonato de molhada com óleo para molhada com água sob condições de alta concentração de íons bivalentes, que aumentam o potencial tanto para a precipitação quanto para separação de fases quando os surfactantes tradicionais são usados, e 2) simultaneamente, para estas interações íon - dipolo para ajudar a ruptura da ligação de hidrogênio e interações de dipolo - dipolo existem entre moléculas de frações polares de alto peso molecular ficando no óleo e que causam a alta viscosidade de óleo. Uma vantagem adicional, mostrada pelos líquidos zwitteriônicos germinais ramificados, derivada a partir da sua estrutura molecular, é que eles podem ser manipulados de tal modo que o seu coeficiente de partição permite que eles sejam solúveis tanto em água quanto em hidrocarbonetos ou ambos os sistemas.
[0056] Para o em da simplicidade e antes de entrar em detalhes, é conveniente mencionar que a tendência mundial atual do processo que envolve o desenvolvimento de produtos químicos a ser aplicados em nível industrial tem como no primeiro estágio o projeto, por meio de química computacional, das moléculas que terão a capacidade potencial de resolver o problema de interesse. Tal projeto molecular está intencionado para direcionar sistematicamente os esforços desejados para a síntese de novas moléculas tendo novas propriedades aprimoradas.
[0057] Para o problema específico de modificação da umectabilidade e redução de viscosidade em óleos pesados, a primeira coisa a determinar no projeto molecular é: i) As magnitudes das forças de interação existentes entre a superfície da rocha característica de um dado reservatório e as moléculas polares de óleo bruto com alto peso molecular, já que estes dados constituem a energia de referência que deve ser superada pela inserção de um agente modificador de umectabilidade apropriado. ii) Ainda, é necessário entender os mecanismos em que uma alteração da umectabilidade está baseada de maneira a propor um surfactante tendo a estrutura molecular mais apropriada. iii) Em adição, para a aplicação de redução de viscosidade, é necessário determinar a natureza e a magnitude das forças intermoleculares que geram a alta viscosidade nos óleos tendo um alto conteúdo de compostos polares de alto peso molecular tais como os asfaltenos e as resinas. Estes dados proveem a energia de referência que deve ser superada pela inserção de um agente redutor de viscosidade apropriado. iv) Finalmente, parâmetros estruturais ótimos que um modificador de umectabilidade e molécula redutora de viscosidade devem incluir são selecionados a partir do ponto de vista técnico - econômico de maneira a propor uma estrutura molecular inicial em que é calculada a energia de interação com a superfície da rocha para determinar se esta interação será de maior ou menor energia com relação a aquela de compostos orgânicos polares de alto peso molecular que são necessários para remover da superfície de forma a aumentar o fator de recuperação de óleo do reservatório. Neste ponto, o processo pode ser iterativo até encontrar uma molécula que efetivamente possui uma energia de interação com a rocha maior do que aquela dos compostos polares de óleo adsorvidos.
[0058] Na literatura especializada é mencionado que a efetividade da umectabilidade da rocha muda dependendo da natureza iônica do surfactante envolvido (Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1998, 137, 117 a 129. Austad, T.; Matre, B.; Milter, J.; Saevareid, A.; Oyno, L. Chemical flooding of oil reservoirs 8. Spontaneous oil expulsion from oil- and water-wet low permeable chalk material by imbibition of aqueous surfactant solutions; J. Pet. Sci. Eng. 2000, 28, 123-143. Standnes, D. C.; Austad, T. Wettability alteration in chalk: 2. Mechanism for wettability alteration of oil-wet to water-wet using surfactants) and that in oil-wett limestones cores, os surfactantes catiônicos mostram um desempenho melhor do que os aniônicos. Foi proposto que no caso de surfactantes catiônicos, o mecanismo através do qual eles modificam a umectabilidade em uma rocha úmida com óleo é pela formação de pares iônicos entre as cabeças catiônicas do surfactante e os componentes ácidos do óleo encontrados adsorvidos na superfície da rocha de carbonato.
[0059] A formação destes pares iônicos pode remover da superfície da rocha a camada adsorvida de componentes de óleo bruto, expondo assim a superfície da rocha de carbonato de cálcio, que é úmida com água na origem. Em contraste, os surfactantes aniônicos podem formar uma monocamada na superfície da rocha através de uma interação hidrofóbica entre as caudas das moléculas de surfactante e os componentes de óleo bruto adsorvidos na superfície da rocha. Deste modo, a rocha pode ser coberta por uma camada de moléculas de surfactante formada com grupos hidrofílicos na superfície, que pode modificar as características de umectabilidade da rocha, de molhada com óleo para mais úmida com água.
[0060] No caso da presente invenção, os surfactantes zwitteriônicos podem ter a capacidade de alterar a umectabilidade da rocha de carbonato de molhada com óleo para molhada com água através dos dois mecanismos mencionados acima em paralelo e assim pode apresentar uma maior eficiência do que os surfactantes catiônicos ou aniônicos que foram tradicionalmente usados.
[0061] Além disso, a dualidade de carga mostrada na sua estrutura pode permitir que eles interajam de maneira efetiva com diferentes tipos de rocha e óleo, já que podem formar pares iônicos com espécies processando tanto cargas positivas quanto negativas.
[0062] Como foi mencionado nos fundamentos da invenção, surfactantes zwitteriônicos mostram vantagens significativas com relação tanto aos surfactantes catiônicos quanto aos surfactantes aniônicos devido ao zwitterions possuírem tanto cargas elétricas positivas quanto negativas na sua superfície, o que aumenta a possibilidade de interagir com superfícies de rocha tendo tanto cargas positivas quanto negativas em contraste com os surfactantes tendo apenas um tipo de carga. Em muitos campos em nível internacional, é mostrado o caso de litologias heterogêneas, que impedem o processo de recuperação aprimorado por mudança da umectabilidade; neste caso é necessário o uso de modificadores de umectabilidade a ser eficazes em contato com diferentes tipos de rocha tais como calcário, dolomita, arenito, quartzo ou litologias heterogêneas, mesmo na presença de salmouras que possuem alto conteúdo de íons bivalentes tais como cálcio, magnésio, bário e estrôncio, e sob alta temperatura e alta pressão nos processos de recuperação de óleo aprimorados para aumentar a produção de óleo.
[0063] Por outro lado, o efeito de ramificação de agentes tensoativos é reportado no artigo científico “Interfacial Tension Behavior of MonoIsomeric Feniltetradecane Sulfonates” (Energy Sources 2005, 27, 10131018), que menciona que a tensão de superfície de um sistema pode ser modificada manipulando as estruturas moleculares do surfactante, e em isômeros de cadeia a tensão de superfície diminui quando uma simetria nas ramificações é alcançada. A partir de cima, é derivada de ramificação simétrica em líquidos zwitteriônicos germinais que aprimora o desempenho de modificador de umectabilidade com relação às estruturas não ramificadas através da geração de um efeito de redução da tensão interfacial.
[0064] A partir dos dados acima, tem-se que a geração de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados mostra vantagens sobre surfactantes convencionais para a sua aplicação como modificadores de umectabilidade em diferentes tipos de litologias e sob condições de alta salinidade e alta temperatura.
[0065] No nível molecular, a redução da viscosidade é diretamente relacionada com o grau de dispersão de molecular polares que constituem o fluido. Enquanto estas moléculas são encontradas mais dispersas em si, menor será a magnitude das forças de interação entre as mesmas e, portanto, a viscosidade do óleo será menor. Badger et al. (Badger M. W.; Schobert, H. Viscosity Reduction in Extra Heavy Crude Oils. Carbon, vol. 1, p. 76,6.) realizou um estudo da redução de viscosidade de óleos extra pesados usando diferentes produtos químicos de baixo peso molecular, encontrando uma correlação entre a eficiência de redução de viscosidade e a polaridade da molécula dispersante. Ou seja, quando a polaridade do dispersante aumenta, também aumenta o valor de viscosidade gravado. Isto quer dizer que em um aditivo com alta polaridade, as forças dipolo - dipolo dentre as suas moléculas são fortes e, portanto, mesmo que o aditivo possa romper os agregados de asfalteno - asfalteno, depois pode ter um alto potencial para a agregação, gerando um aumento, mas não uma redução da viscosidade. Vale a pena destacar que neste estudo foram empregadas moléculas de baixo peso molecular e volume, razão pela qual foi observado um efeito dominante da interação dipolo - dipolo. Neste sentido, foi reportado na literatura que o aumento do volume livre de um dispersante específico do substituinte não polar, estabilização coloidal é aumentada e assim pode ser esperada uma redução das forças de atração intermolecular que causam o aumento da viscosidade.
[0066] A introdução de substituintes não polares apropriados pode gerar um efeito de dispersão aumentado, que por sua vez pode ajudar a reduzir a quantidade necessária de dispersante ou redutor de viscosidade. Neste sentido, a introdução de grupos não polares laterais tendo alto volume molecular dentro de uma cabeça polar capaz de gerar forças intermoleculares atrativas de grande magnitude tais como a de íon - dipolo, apresenta um alto potencial para funcionar como um redutor de viscosidade de óleos brutos pesados tendo alto conteúdo de moléculas polares. Os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da presente invenção mostram todas as características moleculares desejadas a partir do seu projeto para funcionar de maneira apropriada neste tipo de aplicação.
[0067] De maneira a demonstrar as premissas acima, cálculos teóricos foram realizados, onde é simulado o processo de adsorção de moléculas polares de alto peso molecular na superfície de rocha molhada com água original de maneira a determinar a energia de adsorção deve ser superada pela molecular modificadora de umectabilidade; ainda, foi simulado o processo de adsorção de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da presente invenção da mesma rocha molhada com água original de maneira a determinar a energia de adsorção e comparar com a dita acima, estabelecendo assim a partir do ponto de vista teórico se o processo de dessorção de asfaltenos pode ser favorável termodinamicamente introduzindo um modificador de umectabilidade que pertence à presente invenção. Os resultados obtidos são descritos nos seguintes exemplos:
[0068] Por meio de química computacional, e usando métodos quânticos que empregam a Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN funcional, foi otimizado em um meio solvatado com água (78,54 de constante dielétrica) os seguintes sistemas moleculares, mostrados em (8): a geometria de uma estrutura molecular de modelo de asfalteno que representa as características de um óleo pesado a partir da Região Marinha do México (Garcia-Martinez; J.; Tesis de Maestría. 2004; Una aproximación a la estructura molecular de asfaltenos separados de aceites crudos mexicanos; Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México; México) (1), a geometria de superfície da calcita (CaCO3) (2), e a geometria do produto de adsorção (3) gerado a partir da interação da estrutura molecular do modelo de asfalteno (1) com superfície de calcita (CaCO3) (2). Os resultados de energia obtidos para o processo de adsorção do modelo de estrutura molecular de asfalteno na superfície de calcita (CaCO3) são mostrados na Tabela 2.
(8) 1) Estrutura química do asfalteno, 2) superfície de calcita, e 3) o asfalteno adsorvido na superfície de calcita. Tabela 2. Resultados de energia obtidos para a adsorção de um modelo de estrutura molecular de asfalteno (1) na superfície de calcita (CaCO3) (2), obtidos através de Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional em um meio solvatado com água. 
[0069] De acordo com os resultados da Tabela 2, é notada a adsorção de asfaltenos na superfície de calcita pode ser um processo termodinamicamente favorável, dado o sinal negativo da energia de interação, que possui uma magnitude de 188,63 kcal / mol. Este exemplo simula a obtenção de uma rocha de carbonato molhada com óleo, que é um processo atribuído experimentalmente para a adsorção de composto polar de óleo na rocha por centenas e milhares de anos. A energia de interação acima constitui a barreira de energia que deve ser superada por um modificador de umectabilidade injetado para o reservatório em um processo de recuperação aprimorado.
[0070] Por meio de química computacional e usando métodos quânticos que empregam a Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional, foi otimizado em um meio solvatado com água (78,54 de constante dielétrica) os seguintes sistemas moleculares, mostrados em (9): a geometria de uma estrutura molecular de modelo de asfalteno que representa as características de um óleo pesado a partir da Região Matinha no México (Garcia-Martinez; J.; Tesis de Maestría. 2004; Una aproximación a la estructura molecular de asfaltenos separados de aceites crudos Mexicanos; Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México; México) (1), a geometria de superfície da dolomita (CaMg(CO3)2) (4), e a geometria do produto de adsorção (5) gerado a partir da interação da estrutura molecular de modelo de asfalteno (1) com superfície de dolomita (CaMg (CO3)2) (4). Os resultados de energia obtidos para o processo de adsorção do modelo de estrutura molecular de asfalteno na superfície de dolomita (CaMg (CO3)2) são mostrados na Tabela 3.
(9) 1) Estrutura química do asfalteno; 4) superfície de dolomita, e 5) o asfalteno adsorvido na superfície de dolomita. Tabela 3. Resultados de energia obtidos para a adsorção de um modelo de estrutura de molecular de asfalteno (1) na superfície de dolomita (CaMg (CO3)2) (4), obtido através de Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional em um meio solvatado com água. 
[0071] De acordo com os resultados da Tabela 3, é notada a adsorção de asfaltenos na superfície de dolomita pode ser um processo termodinamicamente favorável, dado o sinal negativo da energia de interação, que possui uma magnitude de 178,07 kcal/mol.
[0072] Por meio de química computacional, e usando métodos quânticos que empregam a Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional, foi otimizado em um meio solvatado com água (78.54 de constante dielétrica) os seguintes sistemas moleculares, mostrados em (10): a geometria da estrutura molecular de um líquido zwitteriônico germinal ramificado que pertence à presente invenção (6), a geometria de superfície de calcita (CaCO3) (2), e a geometria do produto de adsorção (7) gerado a partir da interação da estrutura molecular de líquido zwitteriônico (6) com a superfície de calcita (CaCO3) (2). Os resultados de energia obtidos para o processo de adsorção da estrutura molecular de líquido zwitteriônico na superfície de calcita (CaCO3) são mostrados na Tabela 4.
(10) 6) Estrutura química do líquido zwitteriônico germinal ramificado; 2) superfície de calcita, e 7) líquido zwitteriônico germinal ramificado adsorvido. Tabela 4. Resultados de energia obtidos para o processo de adsorção de uma estrutura molecular de líquido zwitteriônico germinal ramificado (6) na superfície de calcita (CaCO3) (2), obtidos através de Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional em um meio solvatado com água. 
[0073] De acordo com os resultados da Tabela 4, é notada a adsorção da presente invenção que pertence ao líquido zwitteriônico germinal ramificado na superfície de calcita pode ser um processo termodinamicamente favorável, dado o sinal negativo da energia de interação, que possui uma magnitude de 294,09 kcal/mol. Além disso, quando se compara este último resultado com aquele mostrado na Tabela 2 correspondendo com a interação asfalteno - calcita, tem-se que a interação líquido zwitteriônico - calcita é mais favorável, isto é a sua energia é inferior, então é confirmado a partir do ponto de vista teórico que os líquidos zwitteriônicos possuem o potencial de funcionar de maneira adequada como modificadores de umectabilidade para rochas tendo alta tendência a ser molhados com óleo tais como rochas de carbonato.
[0074] Por meio de química computacional, e usando métodos quânticos que empregam a Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional, foi otimizado em um meio solvatado com água (78.54 de constante dielétrica) os seguintes sistemas moleculares, mostrados em (11): a geometria da estrutura molecular de um líquido zwitteriônico germinal ramificado que pertence à presente invenção (6), a geometria de superfície de dolomita (CaMg(CO3)2) (4), e a geometria de produto de adsorção (8) gerado a partir da interação da estrutura molecular de líquido zwitteriônico (6) com a superfície de dolomita (CaMg(CO3)2) (4).Os resultados de energia obtidos para o processo de adsorção da estrutura molecular de líquido zwitteriônico na geometria de superfície de dolomita (CaMg(CO3)2) são mostrados na Tabela 5.
(11) 6) Estrutura química do líquido zwitteriônico, 4) superfície de dolomita, e 8) líquido zwitteriônico germinal ramificado adsorvido. Tabela 5. Resultados de energia obtidos para o processo de adsorção de uma estrutura molecular de líquido zwitteriônico germinal ramificado (6) na geometria de superfície de dolomita (CaMg(CO3)2) (4) obtida através de Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional em um meio solvatado com água. 
[0075] De acordo com os resultados da Tabela 5, é notada a adsorção da presente invenção que pertence ao líquido zwitteriônico germinal ramificado na superfície de dolomita pode ser um processo termodinamicamente favorável, dado o sinal negativo da energia de interação, que possui uma magnitude de 355,45 kcal/mol. Além disso, quando se compara este último resultado com aquele mostrado na Tabela 3 correspondendo com a interação asfalteno - calcita, tem-se que a interação de líquido zwitteriônico - dolomita é mais favorável, isto é a sua energia é inferior, então é confirmado a partir do ponto de vista teórico que os líquidos zwitteriônicos possuem o potencial de funcionar de maneira adequada como modificadores de umectabilidade para rochas que possuem tendência de ser molhadas com óleo tais como rochas de carbonato.
[0076] Por meio de química computacional, e usando métodos quânticos que empregam a Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional, foi otimizado em um meio solvatado com água (78.54 de constante dielétrica) os seguintes sistemas moleculares, mostrados em (12): a geometria de duas estruturas moleculares de modelo de asfalteno que representa as características de um óleo pesado a partir da Região Matinha no México (García-Martínez; J.; Tesis de Maestría. 2004) (1), anda geometria do produto de interação ou agregação entre duas estruturas moleculares de asfalteno (9). Os resultados de energia obtidos para o processo de agregação entre os dois modelos de estrutura molecular de asfalteno são mostrados na Tabela 6.
(12) 1) Estrutura molecular de asfalteno, 1) estrutura molecular de asfalteno, e 9) agregação entre as duas estruturas moleculares de asfalteno. Tabela 6. Resultados de energia obtidos para o processo de agregação de dois modelos de estrutura molecular de asfalteno obtidos através de Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional em um meio solvatado com água. 
[0077] Por meio de química computacional, e usando métodos quânticos que empregam a Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional, foi otimizado em um meio solvatado com água (78.54 de constante dielétrica) os seguintes sistemas moleculares, mostrados em (13): a geometria de uma estrutura molecular de modelo de asfalteno que representa as características de um óleo pesado a partir da Região Matinha no México (García-Martínez; J.; Tesis de Maestría. 2004) (1), a geometria da estrutura molecular de um líquido zwitteriônico germinal ramificado que pertence à presente invenção (6), e a geometria de produto de interação (10) da estrutura molecular de modelo de asfalteno (1) e uma estrutura molecular de líquido zwitteriônico germinal ramificado que pertence à invenção (6). Os resultados de energia obtidos para o processo de interação da estrutura molecular de modelo de asfalteno e com o líquido zwitteriônico germinal ramificado que pertence à invenção são mostrados na Tabela 7. Tabela 7. Resultados de energia obtidos para o processo de interação da estrutura molecular de modelo de asfalteno (1) com um líquido zwitteriônico germinal ramificado que pertence à invenção (6), obtido através de Teoria de Densidade Funcional e LDA-VWN Funcional em um meio solvatado com água.
[0078] Uma vez completado o estágio de projeto molecular, os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados selecionados são sintetizados em nível laboratorial e subsequentemente avaliados para confirmar a informação de projeto, e a seguir o desempenho dos líquidos zwitteriônicos germinais ramificados que pertencem à presente invenção foi avaliado de maneira experimental como modificadores de umectabilidade e redutores de viscosidade em diferentes tipos de rocha e óleo sob condições de alta salinidade e de alta temperatura.
[0079] Os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N,dialquil-N-poliéter betaína ou bis-N,N,dialquenil-N-poliéter betaína ou bis-N,N,dicicloalquil-N-poliéter betaína ou bis-N,N,diaril-N- poliéter betaína, que são objetivo da presente invenção, são preparados de acordo com o seguinte esquema de síntese:
(13) Esquema de síntese para obter os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da fórmula estrutural VII
[0080] A primeira etapa consiste em reagir polietileno glicóis de fórmula I, que são derivados a partir de óxido de etileno com dois grupos hidroxila, um na extremidade e o outro no início da cadeia de polímero, e em que o peso molecular é encontrado na faixa de 100 a 20.000 g/mol; tanto com cloreto de p-toluensulfonila quanto cloreto de tosila; onde a reação é realizada em uma relação molar de 1:1 a 1:4 entre os polietileno glicóis de fórmula I e tanto os cloretos de p-toluensulfonila quanto os cloretos de tosila, preferivelmente de 1:1,5 a 1:2,8, com uma base alcalina de sódio, potássio ou césio, preferivelmente hidróxido de sódio; usando como solvente qualquer um de água, tetraidrofurano, clorofórmio, acetonitrila ou misturas dos mesmos, durante um tempo de reação de 1 a 12 horas, preferivelmente de 3 a 8 horas, e em uma temperatura de 0 a 25°C, preferivelmente de 5 a 20°C, de maneira a formar os compostos de fórmula III.
[0081] O segundo estágio consiste em reagir os compostos de fórmula III através de uma substituição nucleofílica com aminas secundárias de fórmula IV em que R1 e R2 podem ser cadeias lineares ou ramificadas de alquila ou alquenila, preferivelmente de 1 a 30 átomos de carbono; ou grupos ciclo alquila ou arila, preferivelmente de 5 a 12 átomos de carbono e em que a reação é realizada em uma razão molar entre os compostos de fórmula III e IV de 1:1,5 a 1:4, preferivelmente de 1:1,8 a 1:2,6, sob a presença de solventes tais como acetonitrila, clorofórmio, dimetilformamida, dimetilssulfóxido, acetona ou alcoóis de cadeia curta, durante um tempo de reação de 6 a 60 horas, preferivelmente 36 horas, e em uma temperatura de 50 a 150°C, de maneira a obter aminas terciárias de fórmula V.
[0082] O terceiro estágio consiste em reação entre os compostos de fórmula V e alfa ácidos halogenados tais como os ácidos cloroaceticético ou bromoaceticético ou os seus sais de fórmula VI, em uma razão molar de 1:1,5 a 1:4, preferivelmente de 1:1,8 a 1:2,6, a reação é realizada na presença de solventes tais como água, alcoóis de cadeia curta, aromáticos e hidrocarboneto inerte, preferivelmente água; o tempo de reação, a temperatura e a pressão dependem da estrutura composta de fórmula V e VI. Comumente o tempo de reação varia de 6 a 72 horas, preferivelmente 6 a 48 horas, a temperatura a partir de 40 a 180°C, preferivelmente 80 a 130°C, e a pressão em geral é atmosférica, de maneira a obter compostos de fórmula VII: com base tanto em bis-N,N,dialquil-N-poliéter betaína ou bis-N,N,dialquenil-N- poliéter betaína ou bis-N,N,dicicloalquil-N-poliéter betaína ou bis-N,N,diaril- N-poliéter betaína.
[0083] Abaixo são descritos alguns exemplos práticos para obtenção de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados, de maneira a ter um melhor entendimento da presente invenção, sem os seus limites do seu escopo.
[0084] Preparo do líquido zwitteriônico germinal ramificado (Produto 1).
[0085] Como um primeiro estágio, em um frasco de balão de fundo redondo de 500 mL contendo 59 g de uma solução aquosa com 17% em peso de hidróxido de sódio (10 g), foi adicionado 50 g de polietileno glicol em que o peso molecular numérico médio é de 600 g/mol, e a mistura foi agitada durante 20 minutos. Então, em temperatura ambiente (25° C) e pressão atmosférica foram adicionados muito lentamente 87 g de uma solução de cloreto de tosila em 40% em peso (34,8 g) em tetraidrofurano, mantendo a temperatura abaixo de 25°C através de toda a adição. Uma vez que a adição é completada, a mistura de reação foi agitada por cerca de uma hora em temperatura ambiente e pressão atmosférica. Então, foi feito a partir da mistura de reação uma extração da fase orgânica e o solvente foi evaporado em pressão reduzida, obtendo 74 g de produto A (poliéter ditosilato) como um líquido transparente viscoso amarelo.
[0086] Em um frasco de balão de 500 mL equipado com um agitador magnético, condensador e termômetro foram adicionados 35,4 g (0,146 mol) de dioctilamina, 74 g de produto A (0,081 mol), 56,5 g (0,4 mol) de potássio carbonato e 200 g de acetonitrila. A mistura de reação foi agitada vigorosamente em temperatura de refluxo e pressão atmosférica durante 8 horas.
[0087] Após o tempo de reação terminar, foi realizada uma extração da fase orgânica e o solvente foi evaporado em pressão reduzida, obtendo 68 g do produto B como um líquido viscoso âmbar.
[0088] Como o próximo estágio, em um frasco de balão de 1000 mL equipado com um condensador, agitador magnético e termômetro, foram colocados 68 g (0,065 mol) de produto B e foram adicionados uma solução de 15,1 g (0,13 mol) de cloro acetato de sódio em 750 g de água.
[0089] A mistura de reação foi agitada vigorosamente na temperatura de refluxo e pressão atmosférica durante 24 horas.
[0090] Uma vez que o tempo de reação terminou, a fase aquosa foi separada e evaporada sob pressão reduzida. O produto seco foi lavado com clorofórmio para remover os sais presentes através de filtração. A fração orgânica foi evaporada sob pressão reduzida para obter 63 g de líquido zwitteriônico como um líquido viscoso âmbar chamado de Produto 1.
[0091] As características espectroscópicas de produto 1 são as mostradas abaixo:
[0092] Bandas de FTIR representativas de (cm-1): 2924, 2867, 1632, 1466, 1349, 1298, 1100, 947 e 747.
[0093] Deslocamentos químicos de 1H NMR representativos (em CDCI3), 200 MHz, δ (ppm): 3,84; 3,57; 3,11; 2,92; 1,62; 1,19 e 0,80.
[0094] Deslocamentos químicos de 13C NMR representativos (em CDCI3), 50 MHz, δ (ppm): 176,3; 70,4; 66,0; 52,8; 51,6; 31,5; 28,9; 26,7; 22;4 e 13,9.
[0095] Preparo do líquido zwitteriônico germinal ramificado (Produto 2).
[0096] Para este exemplo, foi usado o produto A descrito no Exemplo 7.
[0097] Como um segundo estágio de reação, em um frasco de balão de 500 mL equipado com um condensador, agitador magnético e a termômetro, foram colocados 51,9 g (0,146 mol) de didodecilamina, 74 g de produto A (0,081 mol), 56,5 g (0,4 mol) de potássio carbonato e 200 g de acetonitrila. A mistura de reação foi agitada vigorosamente em temperatura de refluxo e pressão atmosférica durante 8 horas.
[0098] Quando o tempo de reação terminou, a fase orgânica foi extraída e o solvente evaporado em pressão reduzida para obter 82 g de produto C como um líquido viscoso âmbar.
[0099] Como o terceiro estágio de reação, em um frasco de balão de 1000 mL equipado com um condensador, um agitador magnético e a termômetro, foram colocados 82 g (0,065 mol) de produto C e foram adicionados uma solução de 15 g (0,129 mol) de cloro acetato de sódio em 750 g de água. A mistura de reação foi agitada vigorosamente na temperatura de refluxo e pressão atmosférica durante 36 horas.
[00100] Quando o tempo de reação terminou, a fase aquosa foi separada e evaporada sob pressão reduzida. O produto seco foi lavado com clorofórmio para remover os sais presentes através de filtração. A fração orgânica foi evaporada sob pressão reduzida obtendo 75 g de líquido zwitteriônico como um líquido viscoso âmbar chamado de Produto 2.
[00101] As características espectroscópicas de produto 2 são as mostradas abaixo:
[00102] Bandas de FTIR representativas (cm-1): 2926, 2865, 1634, 1465, 1345, 1292, 1102, 944 e 748.
[00103] Deslocamentos químicos de 1H NMR representativos (em CDCI3), 200 MHz, δ (ppm): 3,91; 3,60; 3,23; 3,07; 1,71; 1,22 e 0,84.
[00104] Deslocamentos químicos de 13C NMR representativos (em CDCI3), 50 MHz, δ (ppm): 176,2; 70,4; 65,6; 52,9; 51,8; 31,8; 29,4; 29,3; 29,2; 26,7; 23;1 e 22,6.
[00105] Preparo do líquido zwitteriônico germinal ramificado (Produto 3).
[00106] Para este exemplo, foi usado o produto A descrito no Exemplo 7.
[00107] Em um frasco de balão de 500 mL, equipado com um condensador, um agitador magnético e a termômetro, foram colocados 27.2 g (0,147 mol) de di-hexilamina, 74 g de produto A (0,081 mol), 55 g (0,4 mol) de potássio carbonato e 200 g de acetonitrila. A mistura de reação foi agitada vigorosamente em temperatura de refluxo e em pressão atmosférica durante oito horas.
[00108] Quando o tempo de reação terminou, a fase orgânica foi extraída e o solvente evaporado em pressão reduzida, obtendo 65 g de produto D como um líquido viscoso âmbar.
[00109] Como o próximo estágio de reação, em um frasco de balão de 1000 mL equipado com um condensador, um agitador magnético e a termômetro, foram colocados 65 g (0,07 mol) de produto D e foram adicionados uma solução de 16.2 g (0,14 mol) de cloro acetato de sódio em 750 g de água.
[00110] A mistura de reação foi agitada vigorosamente na temperatura de refluxo e em pressão atmosférica durante 24 horas.
[00111] Quando o tempo de reação terminou, a fase aquosa foi separada e evaporada sob pressão reduzida. O produto seco foi lavado com clorofórmio para remover os sais presentes através de filtração. A fração orgânica foi evaporada sob pressão reduzida, obtendo 60 g de líquido zwitteriônico como um líquido viscoso âmbar chamado de Produto 3.
[00112] As características espectroscópicas de produto 3 são as mostradas abaixo:
[00113] Bandas de FTIR representativas de (cm-1): 2923, 2865, 1631, 1462, 1345, 1295, 1101, 945 e 743.
[00114] Deslocamentos químicos de 1H NMR representativos (em CDCI3), 200 MHz, δ (ppm): 3,87; 3,61; 3,15; 2,93; 1,63; 1,21 e 0,90.
[00115] Deslocamentos químicos de 13C NMR representativos (em CDCI3), 50 MHz, δ (ppm): 176,2; 70,2; 65,7; 52,6; 51,7; 31,3; 29,1; 25,7; 21;4 e 14,1.
[00116] Preparo do líquido zwitteriônico germinal ramificado (Produto 4).
[00117] Como o primeiro estágio, em um frasco de balão de fundo redondo de 500 mL, contendo 23,3 g de uma solução aquosa com 34% em peso de hidróxido de sódio (9,34 g), foram adicionados 40 g de polietileno glicol em que o peso molecular numérico médio é de 600 g/mol, e a mistura foi agitada durante 20 minutos. Então, em temperatura ambiente (25°C) e pressão atmosférica (585 mm de Hg) foram adicionados muito lentamente 72,78 g de uma solução de cloreto de benzeno sulfonila em 30% em peso (24,74 g) em clorofórmio, mantendo a temperatura abaixo de 25°C através de toda a adição. Uma vez que a adição está completa, a mistura de reação foi agitada por cerca de quatro horas em temperatura ambiente e pressão atmosférica. Então, foi feito a partir da mistura de reação uma extração da fase orgânica, obtendo 95 g de uma solução de poliéter benzeno sulfonato em clorofórmio.
[00118] Como um segundo estágio, em um frasco de balão de 500 mL equipado com um condensador, um agitador magnético e a termômetro, foram colocados 17,3 g de dioctilamina, 17,4 g de potássio carbonato e 95 g de solução obtida no estágio anterior que contém 38 g de poliéter benzeno sulfonato. A mistura de reação foi agitada vigorosamente em temperatura de refluxo e pressão atmosférica durante 40 horas.
[00119] Na extremidade do tempo de reação, a fase orgânica foi extraída e o solvente foi evaporado em pressão reduzida, obtendo 53 g de produto VII como um líquido viscoso âmbar.
[00120] Como um terceiro estágio, em um frasco de balão de 1000 mL equipado com um condensador, um agitador magnético e a termômetro, foram colocados 53 g de produto VII e foram adicionados uma solução de 9,84 g de cloro acetato de sódio em 700 g de água.
[00121] A mistura de reação foi agitada vigorosamente na temperatura de refluxo e em pressão atmosférica durante 24 horas.
[00122] Uma vez que o tempo de reação terminou, a fase aquosa foi evaporada sob pressão reduzida. O produto seco foi lavado com clorofórmio para remover os sais presentes através de filtração. A fração orgânica foi evaporada sob pressão reduzida, obtendo 60 g de líquido zwitteriônico como um líquido viscoso âmbar chamado de Produto 4.
[00123] As características espectroscópicas de produto 4 são as mostradas abaixo:
[00124] Bandas de FTIR representativas de (cm-1): 2924, 2853, 1631, 1465, 1349, 1297, 1099, 947 e 746.
[00125] Deslocamentos químicos de 1H NMR representativos (em CDCI3), 200 MHz, δ (ppm): 3,83; 3,57; 3,11; 2,92; 1,63; 1,19 e 0,80.
[00126] Deslocamentos químicos de 13C NMR representativos (em CDCI3), 50 MHz, δ (ppm): 177,5; 70,3; 66,0; 52,8; 51,6; 31,5; 28,9; 26,7; 22,3 e 13,9. 3) Teste de desempenho nos líquidos zwitteriônicos germinais ramificados como modificadores de umectabilidade
[00127] Para a avaliação das propriedades de modificação de umectabilidade dos líquidos zwitteriônicos nas rochas tais como calcário, dolomita, arenito, quartzo ou litologias heterogêneas, sob a presença de salmoura tendo alto conteúdo de íons bivalentes como cálcio, magnésio, bário e estrôncio, técnicas para medir a tensão interfacial de salmoura foram usados permitindo verificar que os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados da presente invenção não funcionam através de um mecanismo de redução da tensão interfacial para valores ultra baixos e, portanto, não geram emulsões nem microemulsões. A tensão interfacial existe entre a injeção de água (fluido de deslocamento) e o óleo bruto (óleo) é um atuador de grande importância dentro dos processos de recuperação de óleo aprimorados, já que está diretamente relacionado com a instalação para deslocar o óleo bruto aprisionado no meio poroso. Tradicionalmente, surfactantes são introduzidos para a injeção de água de maneira a reduzir a tensão água - óleo original para ordens de cerca de 10-1 ou 10-2 N/m. No entanto, a redução da tensão interfacial para valores baixos ou ultra baixos gera a formação de emulsões ou microemulsões muito estáveis, que afetam as propriedades características do óleo e obstruem ou impedem o processamento adicional do óleo.
[00128] Por outro lado, o fator de recuperação pelo processo de inibição espontânea em núcleos de calcário dentro de células Amott foi determinado de maneira a avaliar a eficiência dos modificadores de umectabilidade da presente invenção e para comparar a mesma com relação a um sistema de referência que não possui a presença do produto químico. Para as avaliações foram selecionados núcleos de calcário, que são compostos principalmente de cálcio carbonato, já que é uma rocha mostrando uma forte adsorção de compostos de óleo orgânico polar e, portanto, é o caso mais grave para um modificador de umectabilidade e então pode garantir que estes tipos de agentes químicos podem funcionar de maneira adequada para outro tipo de rocha tendo menor tendência de ser molhado com óleo.
[00129] Abaixo são descritos ambos os procedimentos para cada teste e os resultados obtidos:
[00130] Este teste consiste em girar um tubo capilar contendo dois líquidos imiscíveis dentro, onde o líquido mais leve é injetado em uma razão de volume muito menor do que o mais denso para formar uma gota. O tubo gira em torno do seu eixo de tal maneira que a gota passa por uma força centrífuga para as paredes de tubo enquanto simultaneamente a força de tensão interfacial entre os líquidos tende a diminuir a superfície de contato entre eles. A geometria de gota alcança estabilidade quando a força centrífuga gerada pela rotação é equilibrada com a força de tensão interfacial. Deste modo, a tensão interfacial entre dois fluidos imiscíveis (líquido - líquido, gás - líquido, etc.) pode ser determinada a partir do raio da gota no equilíbrio de acordo com a seguinte equação:
onde r é o raio da gota, o é a velocidade angular do tubo e Δp é a diferença de densidade entre os dois fluidos imiscíveis na temperatura de teste.
[00131] O tensiômetro usado para as avaliações foi um tensiômetro de gota de giro de Krüss, modelo SITE 100, tendo uma faixa de medição de 10-6 - 10 mN/m. É compreendido de um tubo capilar de vidro de 3,5 mm de diâmetro interno, que é posicionado de maneira horizontal e fixado a uma plataforma com um ângulo de inclinação variável. O corpo de tubo capilar é imerso em um tubo de vidro externo que funciona como uma jaqueta de regulação térmica, quando é preenchido pelo óleo mineral em uma faixa de operação de 0 a 100°C.
[00132] Para a medição de tensão interfacial pelo método de gota girando, foram colocados 10 μL de óleo (fluido mais leve) dentro do tubo capilar que é cheio com salmoura (líquido mais denso) em uma temperatura de 20°C. A velocidade de rotação de tubo é fixada em valor que gera uma razão de pelo menos 1:4 entre o raio e o comprimento da gota de óleo. É determinado o raio da gota e então o valor de tensão é obtido a partir da equação acima.
[00133] Foi realizada a determinação de tensão interfacial entre água conata e óleo bruto, em que as características são mostradas pela Tabela 8 e pela Tabela 9, respectivamente. Ainda, foram determinadas as tensões interfaciais de água conata/óleo leve para amostras de água aditivadas com diferentes concentrações de líquido zwitteriônico germinal ramificado (Produto 1). Os resultados são mostrados na Tabela 10. Tabela 8. Análise físico-química da água conata 1.
Tabela 9. Dados de análise de SARA, número total de ácido e base de óleo leve B. 
Tabela 10. Resultados da tensão interfacial de água conata/óleo leve em diferentes concentrações do produto 1. 
[00134] A partir dos resultados da Tabela 10 pode ser notado que a adição de líquido zwitteriônico para água conata diminui gradualmente a tensão interfacial de água/óleo leve sem alcançar valores baixos ou ultrabaixos que podem ser indicativos da formação de emulsões ou microemulsões estáveis, respectivamente. Além disso, o grau de diminuição moderada da tensão interfacial se torna útil para promover a recuperação de óleo. Exemplo 13 Determinação do fator de recuperação de óleo pelo processo de inibição espontânea em núcleos de calcário dentro de células Amott.
[00135] O método de teste consiste em medir a quantidade de óleo bruto recuperado a partir dos núcleos de rocha de carbonato saturados com óleo inicialmente através de processos de inibição espontânea produzidos ou água, dentro de células Amott em temperatura constante e pressão atmosférica.
[00136] Elementos necessários para o teste: • Células Amott. • Dispositivo de recirculação de temperatura controlada. • Núcleos de calcário com diâmetro de 3,81 cm e 7 cm de comprimento, e permeabilidades e porosidades conhecidas. • Câmera fotográfica. • Óleo bruto. • Água conata de alta salinidade. • Balança analítica. • Equipamento de vidro de extração de Soxhlet. • Material volumétrico de vidro. • Forno de convecção.
[00137] Procedimento de teste: 1) Os núcleos de rocha de carbonato (dolomito ou calcário) ou arenito, para os quais se tenta realizar o estudo, são sujeitados aos processos de extração de hidrocarboneto usando diferentes solventes orgânicos dentro de um sistema de Soxhlet. Os processos de extração são realizados continuamente, em sequência e sob refluxo, usando como solventes: a) hexano b) xileno, c) clorofórmio, d) metanol, e) hexano, f) xileno e g) clorofórmio. A duração de cada estágio de extração é de um dia e o tempo de processo total é de 7 dias. 2) Determinar a permeabilidade de hélio absoluta dos núcleos, bem como a sua porosidade efetiva. 3) Secar os núcleos de rocha em um forno em uma temperatura de 100°C e gravar o peso uma vez que um peso constante é alcançado. 4) Colocar os núcleos da rocha em contato com óleo morto a partir do reservatório de interesse durante 5 dias na temperatura desejada de interesse e em uma pressão de 0,96 ± 0,03 MPa (140 ± 5 psi), dentro de uma célula de envelhecimento. 5) Deformar os núcleos de rocha saturados com óleo morto em temperatura ambiente e pressão atmosférica até nenhum gotejamento ser observado. O processo de deformação dura cerca de 12 horas e uma malha de fio número 200 é usada para este propósito. 6) Pesar os núcleos de rocha imersos em óleo morto e, através da diferença de peso, obter a quantidade de óleo adsorvido pelo meio poroso. 7) Preparar 500 mL da solução aquosa (água conata) a ser avaliada na concentração química necessária no teste. 8) Posicionar o núcleo de rocha impregnado com óleo morto dentro da célula Amott e adicionar cuidadosamente 350 mL do produto químico a ser avaliado na concentração desejada. 9) Aumentar a temperatura do sistema para a temperatura desejada para realizar a avaliação do desempenho do produto químico ou amostra sob estudo, e manter o mesmo durante o tempo em que o fator de recuperação é intencionado de ser determinado sob as condições de temperatura e salinidade. 10) Quantificar a quantidade de óleo produzido pelos processos de inibição espontânea de água sob as condições de estudo e determinar o fator de recuperação de acordo com a seguinte equação:
[00138] Onde F é o fator de recuperação de óleo, AR é a quantidade de óleo recuperado e AO é a quantidade de óleo original adsorvido no meio poroso.
[00139] A Tabela 11 mostra os dados de permeabilidade de hélio (em mDarcys) para os núcleos de calcário de Bedford e Constituciones. Tabela 11. Dados de permeabilidade dos núcleos usados nas avaliações.
[00140] A avaliação foi realizada para dois tipos de óleo (leve e pesado) a partir de campos Mexicanos. Exemplo 14 Resultados de avaliação de um processo de inibição espontâneo pela mudança de umectabilidade usando um óleo bruto leve.
[00141] De acordo com a metodologia descrita acima, foi posicionado dentro de núcleos de carbonato de células Amott do tipo 1. Os núcleos de carbonato do tipo 1 foram impregnados com óleo leve (ver a Tabela 9) e colocados em contato com as soluções do produto 1 em água conata 1 durante 11 dias em 90°C.
[00142] A Tabela 12 mostra os dados de recuperação obtidos a partir de células Amott do líquido zwitteriônico germinal ramificado em concentrações de 250, 500, 1.000 e 2.000 mg/L. água conata sem aditivo foi usada como um modelo.
[00143] A Figura 1 mostra as células Amott durante a avaliação em que a Figura 2 mostra o gráfico do comportamento do fator de recuperação contra o tempo. Tabela 12. Resultados da recuperação de óleo leve em células Amott.
[00144] Os resultados na Tabela 9 indicam que o Produto 1 é capaz de aumentar o fator de recuperação em 46% sobre o sistema que não contém produto químico, mesmo a partir de concentrações relativamente baixas de 250 mg/L ou 0,025% em peso. Isto representa uma evidência favorável para o seu uso como um modificador de umectabilidade em reservatórios do tipo carbonato para aumentar o fator de recuperação de óleo bruto.
[00145] Resultados de avaliação de um processo de inibição espontânea pela mudança da umectabilidade usando óleo bruto pesado.
[00146] De acordo com a metodologia descrita acima, foi posicionado nos núcleos de carbonato impregnados com óleo pesado de células Amott dos tipos 1 e 2 colocados em contato com as soluções do produto 1 ou do produto 2 em água conata 2 em concentrações de 500 e 1.000 mg/L.
[00147] As características de óleo bruto e água conata são mostradas nas Tabelas 13 e 14. Tabela 13. Dados de análise de SARA, e número total de ácido e base para o óleo pesado.
Tabela 14. Análise físico-química para a água conata 1. 
[00148] A Tabela 15 mostra os dados obtidos a partir de células Amott com núcleos de carbonato dos tipos 1 e 2 em contato com soluções de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados em concentrações de 500 ppm e 1.000 ppm em água conata 2 usada como um modelo e usando óleo bruto pesado. Tabela 15. Resultados de recuperação de óleo pesado a partir de células Amott.
[00149] Os resultados obtidos mostram que os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados são capazes de aumentar o fator de recuperação de óleo bruto em litologias de calcário tendo permeabilidade variável e contendo ambos os óleos brutos leves e pesados. Exemplo 16 Teste para avaliar a redução de viscosidade de óleos tendo alto conteúdo de frações polares.
[00150] O teste consiste em determinar o grau de redução de viscosidade de um óleo bruto pesado pela a adição de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados em diferentes concentrações, bem como o efeito desta redução em diferentes temperaturas. O líquido zwitteriônico pode ser adicionado diretamente para o óleo bruto na concentração necessária, diretamente comparando neste caso a viscosidade inicial do óleo sem produto químico contra a viscosidade do óleo com produto químico em cada concentração de produto químico e temperatura selecionada.
[00151] Em alguns casos, pode ser desejável diluir o líquido zwitteriônico com algum solvente pelo bem de uma operação fácil, e esta mistura pode ser adicionada ao óleo bruto para reduzir a viscosidade. De maneira a determinar a contribuição de líquido zwitteriônico para a redução da viscosidade, a viscosidade inicial de óleo bruto (Referência 1) pode ser medida e então a viscosidade do óleo bruto aditivada com a mistura de líquido zwitteriônico - diluente (amostra de teste) pode ser medida. A redução da viscosidade efetiva que pode ser atribuída ao líquido zwitteriônico pode ser a diferença dentre a subtração da viscosidade de Referência 1 e a viscosidade da amostra de teste, de acordo com a seguinte equação:
Onde (%μ)Reduced-i é a viscosidade efetiva, μRef1 é a viscosidade do óleo de referência e μi é a viscosidade da amostra aditivada.
[00152] Procedimento de teste:
[00153] É preparado 1,0 g de 40% p/p do produto químico para avaliar com solução de grau de reagente de xileno. É pesado 0,4 g do produto químico e 0,6 g de solvente.
[00154] É realizada a medição da viscosidade aparente do óleo bruto, Referência 1 em um reômetro rotativo usando uma geometria de placas paralelas e sob as seguintes condições: Temperatura: 25, 40, 50 e 60°C Taxa de cisalhamento: 20 s-1 Distância entre as placas: 1mm
[00155] Preparar soluções de amostra de teste em béqueres de vidro de 5 mL para a dosagem em cada amostra de acordo com os seguintes dados:
[00156] As concentrações finais de produto químico serão as seguintes:
[00157] Para as medições de produtos químicos (amostra de teste), é adicionado 0,1 g de solução química e 19,9 g de óleo bruto dentro de um béquer de vidro de 50 mL. A solução é agitada por 30 minutos e a medição é realizada nas mesmas condições que aquelas da Referência 1.
[00158] Para o cálculo do percentual de redução de viscosidade do óleo original, é calculada a redução da viscosidade para cada ponto obtido.
[00159] Resultados de avaliação da redução de viscosidade de óleo pesado bruto.
[00160] De acordo com a metodologia descrita no Exemplo 15, foram obtidas as viscosidades do óleo bruto pesado sem aditivo e elas foram comparadas com os resultados da viscosidade do mesmo óleo bruto mas aditivado com diferentes concentrações do produto 1 da presente invenção em 25°C. Subsequentemente, foi avaliado o efeito da redução da viscosidade do produto 1 da presente invenção em 1.000 ppm para 6 diferentes temperaturas na faixa de 60 a 90°C. Os resultados deste teste são apresentados na Tabela 16 e Tabela 17. Tabela 16. Resultados de avaliação da redução de viscosidade de óleo bruto pesado pela adição do produto 1 em 25°C
[00161] De acordo com os resultados apresentados na Tabela 14, pode ser observado que o produto 1 da presente invenção é bastante eficiente (> 30%) para reduzir em 25°C a viscosidade de a óleo bruto pesado tendo alto conteúdo de frações polares tais como asfaltenos e resinas, mesmo a partir de uma concentração relativamente baixa de 500 ppm (0,05% em peso), e que esta eficiência é maximizada em 1.000 ppm. Tabela 17. Resultados de avaliação da redução da viscosidade de óleo bruto pesado pela adição de 1.000 ppm do produto 1 em diferentes temperaturas.
[00162] Os resultados mostrados na Tabela 15 revelam que o Produto 1 da presente invenção é bastante eficiente para reduzir a viscosidade de óleo bruto pesado tendo alto conteúdo de frações polares, e que a sua eficiência é mantida aumentando a temperatura de medição na faixa de 40 em 90°C. Isto indica que este tipo de moléculas pode funcionar de maneira apropriada para controlar problemas de fluxo em baixas temperaturas, que são característicos das operações de transporte e características de armazenamento, bem como em altas temperaturas, que são características do reservatório nos processos de extração e produção.
Claims (33)
1. Líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil- N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N- diaril-N-poliéter-betaína, caracterizados pelo fato de que possuem a seguinte estrutura molecular:
onde: R1 é uma cadeia linear ou ramificada de alquila ou alquenila, preferivelmente tendo de 1 a 30 átomos de carbono, ou um grupo cicloalquila ou arila, preferivelmente tendo de 5 a 12 átomos de carbono; R2 é uma cadeia linear ou ramificada de alquila ou alquenila, preferivelmente tendo de 1 a 30 átomos de carbono, ou um grupo cicloalquila ou arila, preferivelmente tendo de 5 a 12 átomos de carbono; o marcador n pode ter valores de 1 a 500, dependendo do peso molecular de poliéter usado, onde o poliéter usado preferivelmente é derivado a partir de óxido de etileno em que o peso molecular está na faixa de 100 a 22.000 g/mol.
2. Processo para obtenção de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter- betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína, como definidos na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser representado pela seguinte rota sintética:
a rota sintética para obter os líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter- betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína, da fórmula estrutural VII, compreende os seguintes estágios: a primeira etapa consiste em reagir polietilenos glicóis de fórmula I, tanto com benzenossulfonila quanto com cloreto de tosila de fórmula II; o segundo estágio consiste em reagir os compostos de fórmula III através de uma substituição nucleofílica com aminas secundárias de fórmula IV obtendo assim aminas terciárias de fórmula V; a terceira etapa de reação consiste em obter compostos de fórmula VII com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N-dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N- poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína que são obtidos reagindo as aminas terciárias de fórmula V com sais de ácidos alfa halogenados de fórmula VI.
3. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os polietilenos glicóis da fórmula I, preferivelmente, são derivados a partir de óxido de etileno.
4. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os polietilenos glicóis da fórmula I contêm dois grupos hidroxila, um na extremidade e o outro no início da cadeia de polímero.
5. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o polietileno glicol da fórmula I possui peso molecular médio na faixa de 100 a 20.000 g/mol.
6. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a reação entre os polietilenos glicóis de fórmula I e tanto benzenossulfonila quanto cloretos de tosila de fórmula II preferivelmente é realizada com uma razão molar de 1:1,5 a 1:2,8.
7. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada em um meio básico composto de qualquer um de hidróxido de sódio, potássio ou césio, preferivelmente hidróxido de sódio.
8. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a reação usa como solventes qualquer um de água, tetraidrofurano, clorofórmio, acetonitrila ou misturas dos mesmos.
9. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 6, caracterizado pelo fato de que de maneira a obter os compostos de fórmula III, a reação é realizada durante um tempo de 1 a 12 horas, preferivelmente de 3 a 8 horas.
10. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 6, caracterizado pelo fato de que para obter compostos de fórmula III, a reação é realizada em temperaturas de 0 a 25°C preferivelmente 5 a 20°C.
11. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada com razão molar entre compostos de fórmula III e aminas secundárias de fórmula IV de 1:1,5 a 1:4, preferivelmente de 1:1,8 a 1:2,6.
12. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 11, caracterizado pelo fato de que as aminas secundárias de fórmula IV em que R1 e R2 podem ser cadeias lineares ou ramificadas de alquila ou alquenila, tendo preferivelmente de 1 a 30 átomos de carbono, ou grupos cicloalquila ou arila, preferivelmente de 5 a 12 átomos de carbono.
13. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 11, caracterizado pelo fato de que a reação para obter aminas terciárias de fórmula V é realizada sob a presença de solventes tais como acetonitrila, clorofórmio, dimetilformamida, dimetil sulfóxido, acetona ou alcoóis de cadeia curta, preferivelmente acetonitrila.
14. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 11, caracterizado pelo fato de que a reação para obter aminas terciárias de fórmula V é realizada durante um tempo de 5 a 60 horas, preferivelmente 12 a 36 horas.
15. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 11, caracterizado pelo fato de que a reação para obter aminas terciárias de fórmula V é realizada em uma temperatura de 50 a 150°C, preferivelmente 60 a 90°C.
16. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a reação entre os compostos de fórmula V e os alfa ácidos halogenados ou os seus sais de fórmula VI, é realizada com razão molar de 1:1,5 a 1:4, preferivelmente 1:1,8 a 1:2,6.
17. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o alfa ácido halogenado ou o seu sal é preferivelmente acetato de sódio.
18. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 16, caracterizado pelo fato de que a reação para obter compostos de fórmula VII é realizada com ou sem solventes como água, álcoois, solventes inertes de hidrocarboneto ou aromáticos, preferivelmente água.
19. Processo para obtenção de acordo com as reivindicações 2 e 16, caracterizado pelo fato de que o tempo de reação, a temperatura e a pressão usados para obter compostos de fórmula VII, dependem da estrutura dos compostos de fórmula V e VI.
20. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a reação varia de 6 a 72 horas, preferivelmente 6 a 48 horas.
21. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a reação de temperatura varia de 40 a 180°C, preferivelmente de 80 a 130°C.
22. Processo para obtenção de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a pressão em geral é atmosférica, então pode variar de 585 a 760 mm de Hg.
23. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína como definidos na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser no processo de recuperação de óleo aprimorado, para modificar a umectabilidade de rochas tais como calcário, dolomita, areia, quartzo ou litologias heterogêneas.
24. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína, tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de ser no processo de recuperação de óleo aprimorado sob a presença de salmoura tendo alto conteúdo de sais e íons bivalentes tais como cálcio, magnésio, bário e estrôncio.
25. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a temperatura é de até 220°C.
26. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a pressão é de até 0,05 MPa (8.000 psi).
27. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dialquenil-N- poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N- diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a concentração de sal é de até 400.000 ppm.
28. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dialquenil-N- poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N- diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a concentração de íon bivalente é de até 180.000 ppm.
29. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a concentração da composição para modificar a umectabilidade de óleo e que será injetada varia de 25 a 40.000 ppm.
30. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a concentração a ser injetada preferivelmente é de 500 a 10.000 ppm.
31. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser para reduzir a viscosidade de óleos brutos pesados tendo altos conteúdos de compostos polares.
32. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a concentração a ser injetada de líquido zwitteriônico para reduzir viscosidade de óleo bruto pesado varia de 25 a 40.000 ppm.
33. Uso de líquidos zwitteriônicos germinais ramificados com base tanto em bis-N,N-dialquil-N-poliéter-betaína quanto em bis-N,N- dialquenil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-dicicloalquil-N-poliéter-betaína ou bis-N,N-diaril-N-poliéter-betaína tendo a fórmula estrutural descrita na reivindicação 1, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a concentração a ser injetada varia preferivelmente de 500 a 10.000 ppm.
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Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3643738A (en) | 1970-05-28 | 1972-02-22 | Marathon Oil Co | Wettability control in an oil recovery process |
| US4509951A (en) | 1984-06-13 | 1985-04-09 | Ethyl Corporation | Corrosion inhibitor for alcohol and gasohol fuels |
| US5013462A (en) | 1985-10-24 | 1991-05-07 | Pfizer Inc. | Method for improving production of viscous crude oil |
| US4769160A (en) | 1986-07-31 | 1988-09-06 | Ciba-Geigy Corporation | Use of organic fluorochemical compounds with oleophobic and hydrophobic groups in asphaltenic crude oils as viscosity reducing agents |
| US4842065A (en) | 1988-05-11 | 1989-06-27 | Marathon Oil Company | Oil recovery process employing cyclic wettability alteration |
| US5042580A (en) | 1990-07-11 | 1991-08-27 | Mobil Oil Corporation | Oil recovery process for use in fractured reservoirs |
| US6204297B1 (en) | 1996-11-26 | 2001-03-20 | Rhodia Inc. | Nonionic gemini surfactants |
| US5952290A (en) | 1997-11-26 | 1999-09-14 | Rhodia Inc. | Anionic gemini surfactants and methods for their preparation |
| DE10121724A1 (de) | 2001-05-04 | 2002-11-07 | Cognis Deutschland Gmbh | Geminitenside |
| DE10137925A1 (de) | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Cognis Deutschland Gmbh | Geminitenside und Polyethylenglycol |
| US7041707B2 (en) | 2003-01-24 | 2006-05-09 | Nalco Company | Polyether polyesters having anionic functionality |
| BRPI0414985A (pt) | 2003-10-02 | 2006-11-21 | Proflux Systems Llp | método para reduzir a viscosidade de fluidos viscosos |
| GB0408145D0 (en) | 2004-04-13 | 2004-05-19 | Aubin Ltd | Crude oil mobility |
| US20090054368A1 (en) | 2007-07-06 | 2009-02-26 | University Of Saskatchewan | Substituted gemini surfactant compounds |
| EP2173832B1 (en) | 2007-07-20 | 2017-09-13 | Solvay USA Inc. | Method for recovering crude oil from a subterranean formation |
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| MX2009013704A (es) * | 2009-12-15 | 2011-06-15 | Mexicano Inst Petrol | Nuevos surfactantes geminales, proceso de obtencion y uso como inhibidores de corrosion multifuncionales. |
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