BR112020020353A2 - Composição aquosa e composição de emulsão - Google Patents
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Abstract
composição aquosa e composição de emulsão. são fornecidos aqui compostos, composições e métodos tendo aplicação no campo de recuperação de óleo intensificada (eor). em particular, os compostos, as composições e os métodos fornecidos podem ser usados para a recuperação de uma grande faixa de composições de petróleo bruto de reservatórios desafiadores.
Description
[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. 62/652.600, depositado em 4/4/2018, do Pedido Provisório U.S. 62/659.238, depositado em 18/04/2018, e do Pedido Provisório U.S. 62/732.234, depositado em 17/9/2018, cada um dos quais é incorporado por meio deste por referência em sua totalidade.
[002] Este pedido refere-se a emulsões de alcoxilato, particularmente emulsões de alcoxilato para uso na recuperação de um material de hidrocarboneto.
[003] Recuperação de Óleo Intensificada (EOR) refere-se a técnicas para aumentar a quantidade de petróleo não refinado, ou óleo bruto que pode ser extraído de um reservatório de óleo (por exemplo, um campo de óleo). Usando EOR, 40-60% do óleo original do reservatório pode ser extraído em comparação com apenas 20-40% usando recuperação primária e secundária (por exemplo, por injeção de água ou injeção de gás natural). A recuperação de óleo intensificada também pode ser referida como recuperação de óleo intensificada ou recuperação terciária de óleo (em oposição à recuperação de óleo primária e secundária).
[004] A recuperação de óleo intensificada pode ser alcançada por uma variedade de métodos, incluindo injeção de gás miscível (que inclui inundação de dióxido de carbono), injeção química (que inclui inundação de polímero, inundação alcalina e inundação de tensoativo), injeção microbiana ou recuperação térmica (que inclui vapor cíclico, inundação de vapor e inundação de incêndio). A injeção de vários produtos químicos, geralmente como soluções aquosas diluídas, tem sido usada para melhorar a recuperação de óleo. A injeção de soluções alcalinas ou cáusticas em reservatórios com óleo que tem ácidos orgânicos de ocorrência natural no óleo (também referidos aqui como "ácidos de petróleo não refinados") resultará na produção de sabão que pode diminuir a tensão interfacial o suficiente para aumentar a produção. A injeção de uma solução diluída de um polímero solúvel em água para aumentar a viscosidade da água injetada pode aumentar a quantidade de óleo recuperado de formações geológicas. Soluções aquosas de tensoativos como sulfonatos de petróleo, podem ser injetadas para diminuir a tensão interfacial ou pressão capilar que impede que as gotas de óleo se movam através de um reservatório. Formulações especiais de microemulsões de óleo, água e tensoativo também se mostraram úteis. Essas formulações frequentemente incluem compostos cossolventes para aumentar a solubilidade dos solutos na presença de óleo e diminuir a viscosidade de uma emulsão. No entanto, os cossolventes normalmente têm a consequência indesejável de também aumentar a tensão interfacial. Além disso, a aplicação desses métodos é geralmente limitada pelo custo dos produtos químicos e sua adsorção e perda na rocha da formação contendo óleo.
[005] Portanto, há uma necessidade na técnica de métodos de baixo custo para recuperação de óleo intensificada usando injeção química. São fornecidos aqui métodos e composições que abordam essas e outras necessidades na técnica.
[006] São fornecidos aqui compostos e composições com aplicação no campo de recuperação de óleo intensificada (EOR). Em particular, os compostos e composições fornecidos podem ser usados para a recuperação de uma grande variedade de um material de hidrocarboneto em contato com um material sólido, convertendo um material de hidrocarboneto em um tensoativo, reduzindo a viscosidade de um material de hidrocarboneto ou transportando um material de hidrocarboneto.
[007] Por exemplo, são fornecidas aqui composições aquosas compreendendo um composto definido pela Fórmula I , Fórmula I em que R1 é C4-C10 alquil, preferivelmente C6-C10 alquil não substituído ou fenil não substituído; x é um inteiro de 2 a 10; y é um inteiro de 3 a 60, de 3 a 40. Em algumas modalidades, R1 pode ser 2-etil-hexil, butil ou isobutil; x pode ser um inteiro de 2 a 10 (por exemplo, de 2 a 5 ou de 2 a 4); e y pode ser um inteiro de 3 a 60 ou de 3 a 40 (por exemplo, de 3 a 8 ou de 3 a 6). Em algumas modalidades, R1 pode ser fenil não substituído; x pode ser um inteiro de 2 a 10 (por exemplo, de 2 a 8 ou de 4 a 4); e y pode ser um inteiro de 3 a 60 ou de 3 a 40 (por exemplo, de 5 a 40, de 5 a 30 ou de 5 a 20).
[008] Em algumas modalidades, y e x estão em uma razão maior do que 1:1, como de 1,1:1 a 30:1, de 1,1:1 a 20:1, de 1,2:1 a 10 :1 ou de 1,5:1 a 5:1. Em algumas modalidades, a soma de x e y (x + y) é de 5 a 70, de 5 a 50, ou de 5 a 30, ou de 5 a 25.
[009] Também são fornecidas composições aquosas compreendendo um composto definido pela Fórmula II
Fórmula II em que R2 é uma C4-C20 polialquilamina substituído ou não substituído, R3, para cada ocorrência, é independentemente hidrogênio ou metil; e n é um número inteiro de 2 a 30 ou de 2 a 60.
[0010] Em algumas modalidades, o composto pode ser definido pela Fórmula IIa Fórmula IIa em que R2 é um C4-C20 polialquilamina substituído ou não substituído; x é um inteiro de 2 a 20; y é um inteiro de 0 a 15; e em que x é maior que y.
[0011] Em algumas modalidades, R2 pode ser C4-C16 polialquilamina não substituído (por exemplo, um C4-C16 polialquilenodiamina, um C4-C16 polialquilenotriamina, um C4-C16 polialquilenotetramina, ou um C4-C16 polialquilenopentamina). Em certas modalidades, R2 pode ser di-isopropilamina, di- etilenotriamina, tri-etilenotetramina, tetra-etilenopentamina, di-propilenotriamina, tri-propilenotetramina ou tetra- propilenepentamina.
[0012] Também são fornecidas composições de emulsão compreendendo um material de hidrocarboneto e uma composição aquosa aqui descrita.
[0013] A Figura 1 é um gráfico que mostra a viscosidade da solução de polímero a 368 K. 0,22% em peso de Flopaam 3630S foi usado para inundação de polímero e inundação de polímero aprimorada por agente de superfície ativa. A viscosidade alvo da solução de polímero era de cerca de 70 cp a uma taxa de cisalhamento estimada para a taxa de injeção.
[0014] A Figura 2 são imagens que mostram o comportamento da fase de emulsão com novos agentes ativos de superfície a 368 K. Phenol-4PO-20EO e Phenol-7PO-30EO resultaram em emulsões óleo / água desejadas.
[0015] A Figura 3 é um gráfico que mostra CMC (concentração micelar crítica) de fenol-4PO-20EO. O IFT foi medido pelo método da gota pendente.
[0016] A Figura 4 é uma imagem que mostra o esquema da configuração experimental para deslocamentos de óleo.
[0017] A Figura 5 é um gráfico que mostra os resultados de deslocamento de óleo: a recuperação cumulativa de óleo após 2 PVI foi de 30% para inundação de água, 62% para inundação de polímero e 84% para inundação de polímero melhorada por agente ativo de superfície.
[0018] A Figura 6 mostra imagens do comportamento da fase de emulsão de compostos de fenol com betume.
[0019] A Figura 7 mostra imagens do comportamento da fase de emulsão de composições de betume compreendendo CaCl2 e compostos de fenol.
[0020] A Figura 8 é um gráfico de barras que mostra o estudo de espuma em massa de uma mistura de 0,5% de C14-16-AOS e CH3O-60PO-20EO-SO3Na a 60oC.
[0021] A Figura 9 é um gráfico que mostra o comportamento da fase de emulsão com uma mistura de tensoativo de dois componentes compreendendo 0,5% de CH3O-21PO-10EO-SO3 e 0,5% de C19-23-IOS a 30% de óleo e 40oC.
[0022] A Figura 10 mostra um estudo de inundação de núcleo de uma mistura de 0,5% de C19-C23 IOS e 0,5% de CH3O-21PO-10EO- SO3 preparada e misturada com SP core flood.
[0023] As Figuras 11A-11C mostram a análise de GC-MS da fração de hidrocarbonetos de tensoativos ou misturas de tensoativos em salmoura e mistura de hidrocarbonetos à temperatura ambiente. Os tensoativos testados incluíam C13-7PO- SO-3 (TDA), CH3O-21PO-10EO-SO-3 (MeO), e TDA + MeO em uma mistura 1:1. A composição da mistura de hidrocarbonetos compreendia composição equimolar C5, C6, C7, C8, C10, C12, C14 .
[0024] As Figuras 12A-12B mostram a estabilidade aquosa e o comportamento da fase de uma mistura de tensoativo de três componentes em salmoura dura a 80oC. A Figura 12A mostra a estabilidade aquosa de 0,5% de C15-C18 IOS, 0,5% de C28-45PO- 30EO-COO- na água do mar / salmoura de formação. A Figura 12B mostra a estabilidade aquosa de 0,5% de C15-C18 IOS, 0,33% de C28-45PO-30EO-COO-, e 0,17% de 2EH-40PO-40EO-COO- na água do mar / salmoura de formação.
[0025] A Figura 13 mostra formulações de estabilidade com salmoura dura. A formulação a 80oC inclui 0,3% de C15-C18 IOS, 0,2% de C19-C23 IOS, 0,5% de IBA-2EO, 0,5% de C18-35PO-30EO-SO4 em salmoura (500 ppm Ca2+,1250 ppm Mg2+, 58000 TDS. A formulação a 100oC inclui 0,5% de C19-C23 IOS, 0,5% de TDA-45PO- 20EO-SO4, 0.5% Phenol-2EO em salmoura (500 ppm Ca2+, 1250 ppm Mg2+, 28000 TDS.
[0026] A Figura 14 mostra a estabilidade aquosa com misturas de tensoativos.
[0027] A Figura 15 mostra os resultados de tolerância de dureza para diferentes misturas de tensoativos.
[0028] A Figura 16 mostra os resultados da tensão de superfície para CH3-60PO-15EO-SO4, C20-24 IOS e a mistura de dois tensoativos.
[0029] A Figura 17 mostra os resultados da estabilidade da espuma em massa.
[0030] A Figura 18 mostra os resultados do comportamento da fase do tensoativo usando a mistura de CH3-60PO-15EO-SO4 e C20-24 IOS com um óleo bruto inativo a 40oC.
[0031] A Figura 19 mostra a medição da tensão de superfície para o composto Amino-30(PO) em água DI.
[0032] A Figura 20 mostra os resultados da formulação ACP desenvolvida usando compostos N-30PO em diferentes razões de óleo-água.
[0033] A Figura 21 mostra a estabilidade aquosa para misturas de tensoativos em várias temperaturas. As misturas compreendem C14-C16 AOS e CH3O-60PO-20EO-SO3Na.
[0034] A Figura 22 mostra a tolerância à dureza de misturas compreendendo C14-C16 AOS e CH3O-60PO-20EO-SO3Na em alta salinidade.
[0035] As Figuras 23A e 23B mostram o estudo de espuma de C14-C16 AOS sozinha (Figura 23A) misturas de tensoativo compreendendo C14-C16 AOS e CH3O-60PO-20EO-SO3Na (Figura 23B) a 60oC.
DESCRIÇÃO DETALHADA Definições
[0036] As abreviaturas aqui utilizadas têm seu significado convencional nas técnicas químicas e biológicas.
[0037] Quando os grupos substituintes são especificados pelas suas fórmulas químicas convencionais, escritas da esquerda para a direita, eles abrangem igualmente os substituintes quimicamente idênticos que resultariam da escrita da estrutura da direita para a esquerda, por exemplo, –CH2O– é equivalente a –OCH2–.
[0038] O termo "alquil", por si só ou como parte de outro substituinte, significa, salvo indicação em contrário, uma cadeia linear (isto é, não ramificada) ou ramificada que pode ser totalmente saturada, mono- ou poli-insaturada (por exemplo, oleico, linoleico e linolênico) e pode incluir radicais di- e multivalentes, tendo o número de átomos de carbono designado (por exemplo, C1-C10 significa um a dez carbonos). Exemplos de radicais de hidrocarbonetos saturados incluem, mas não estão limitados a, grupos tais como metil, etil, n-propil, isopropil, n-butil, t-butil, isobutil, sec- butil, homólogos e isômeros de, por exemplo, n-pentil, n- hexil, n-heptil, n-octil, n-nonil, n-decil, n-undecil, n- dodecil e semelhantes. Um grupo alquil não saturado é um que tem uma ou mais ligações duplas ou ligações triplas. Exemplos de grupos alquil não saturados incluem, mas não estão limitados a, vinil, 2-propenil, crotil, 2-isopentenil, 2- (butadienil), 2,4-pentadienil, 3-(1,4-pentadienil), etinil, 1- e 3-propinil, 3-butinil e os homólogos e isômeros superiores. Os grupos alquil que estão limitados a grupos de hidrocarbonetos são denominados "homoalquil". Um alcoxi é um alquil ligado ao restante da molécula por meio de um ligante de oxigênio (–O–).
[0039] O termo "alquileno" por si só ou como parte de outro substituinte significa um radical divalente derivado de um alquil, como exemplificado, mas não limitado por –CH2CH2CH2CH2–, e inclui ainda aqueles grupos descritos abaixo como "heteroalquileno". Tipicamente, um grupo alquil (ou alquileno) terá de 1 a 24 átomos de carbono, sendo os grupos com 10 ou menos átomos de carbono preferidos. Um "alquil inferior" ou "alquileno inferior" é um grupo alquileno ou alquileno de cadeia mais curta, geralmente tendo oito ou menos átomos de carbono.
[0040] O termo "aril" significa, a menos que indicado de outra forma, um substituinte hidrocarboneto poli-insaturado, aromático, que pode ser um único anel ou múltiplos anéis (de preferência de 1 a 3 anéis) que são fundidos em conjunto (ou seja, um anel aril fundido) ou ligados covalentemente.
Um aril de anel fundido refere-se a múltiplos anéis fundidos em conjunto, em que pelo menos um dos anéis fundidos é um anel de aril.
O termo "heteroaril" refere-se a grupos aril (ou anéis) que contêm de um a quatro heteroátomos selecionados de N, O e S, em que os átomos de nitrogênio e enxofre são opcionalmente oxidados, e o(s) átomo(s) de nitrogênio são opcionalmente quaternizados.
Assim, o termo "heteroaril" inclui grupos heteroaril de anel fundido (isto é, múltiplos anéis fundidos em conjunto, em que pelo menos um dos anéis fundidos é um anel heteroaromático). Um heteroarileno de anel condensado em 5,6 refere-se a dois anéis fundidos em conjunto, em que um anel possui 5 membros e o outro anel tem 6 membros e em que pelo menos um anel é um anel de heteroaril.
Do mesmo modo, um heteroarileno do anel fundido em 6,6 refere-se a dois anéis fundidos em conjunto, em que um anel tem 6 membros e o outro anel tem 6 membros e em que pelo menos um anel é um anel heteroaril.
Do mesmo modo, um heteroarileno de anel fundido em 6,5 refere-se a dois anéis fundidos em conjunto, em que um anel tem 6 membros e o outro anel tem 5 membros e em que pelo menos um anel é um anel heteroaril.
Um grupo heteroaril pode ser ligado ao restante da molécula através de um carbono ou heteroátomo.
Exemplos não limitativos de grupos aril e heteroaril incluem fenil, 1-naftil, 2-naftil, 4-bifenil, 1- pirrolil, 2-pirrolil, 3-pirrolil, 3-pirazolil, 2-imidazolil, 4-imidazolil, pirazinil, 2-oxazolil, 4-oxazolil, 2-fenil-4- oxazolil, 5-oxazolil, 3-isoxazolil, 4-isoxazolil, 5- isoxazolil, 2-tiazolil, 4-tiazolil, 5-tiazolil, 2-furil, 3- furil, 2-tienil, 3-tienil, 2-piridil, 3-piridil, 4-pirimidil, 5-benzotiazolil, purinil, 2-benzimidazolil, 5-indolil, 1- isoquinolil, 5- isoquinolil, 2-quinoxalinil, 5-quinoxalinil, 3-quinolil e 6-quinolil.
Os substituintes para cada um dos sistemas de anel arilo e heteroaril acima mencionados são selecionados do grupo de substituintes aceitáveis descritos abaixo. Um "arileno" e um "heteroarileno", isoladamente ou como parte de outro substituinte, significa um radical divalente derivado de um aril e um heteroaril, respectivamente.
[0041] O termo "oxo", tal como aqui utilizado, significa um oxigênio que é duplamente ligado a um átomo de carbono.
[0042] Quando um substituinte de um composto fornecido aqui é "R-substituído" (por exemplo,R2-substituído), significa que o substituinte é substituído por um ou mais dos grupos R nomeados (por exemplo, R2) conforme apropriado. Em algumas modalidades, o substituinte é substituído por apenas um dos grupos R nomeados.
[0043] Cada grupo R, conforme fornecido nas fórmulas fornecidas neste documento, pode aparecer mais de uma vez. Onde um grupo R aparece mais de uma vez, cada grupo R pode ser opcionalmente diferente.
[0044] O termo "contato", conforme usado neste documento, refere-se a materiais ou compostos que estão suficientemente próximos para reagir ou interagir. Por exemplo, em métodos de contato de um material de petróleo não refinado, uma formação contendo material de hidrocarboneto e / ou um furo de poço, o termo "contato" pode incluir colocar um composto (por exemplo, um tensoativo) ou uma composição aquosa (por exemplo, químico, tensoativo ou polímero) dentro de uma formação contendo material de hidrocarboneto usando qualquer maneira adequada conhecida na técnica (por exemplo, bombeamento, injeção, derramamento, liberação, deslocamento, localização ou circulação do produto químico em um poço, furo de poço ou formação contendo hidrocarboneto).
[0045] Os termos "petróleo não refinado" e "óleo bruto" são usados alternadamente e de acordo com o uso comum desses termos. "Petróleo não refinado" e "óleo bruto" podem ser encontrados em uma variedade de reservatórios de petróleo (também referidos neste documento como um "reservatório", "depósito de campo de óleo" "depósito" e semelhantes) e em uma variedade de formas, incluindo materiais oleaginosos, xistos betuminosos (isto é, rocha sedimentar de granulação fina rica em orgânicos), areias betuminosas, depósitos de óleo leve, depósitos de óleo pesado e semelhantes. "Óleos brutos" ou "petróleo não refinado" geralmente se referem a uma mistura de hidrocarbonetos de ocorrência natural que podem ser refinados em diesel, gasolina, óleo para aquecimento, combustível para aviação, querosene e outros produtos chamados combustíveis ou petroquímicos. Os óleos brutos ou petróleos não refinados são nomeados de acordo com seu conteúdo e origem, e são classificados de acordo com seu peso unitário (gravidade específica). Brutos mais pesados geralmente geram mais calor na queima, mas têm menor gravidade, conforme definido pelo American Petroleum Institute (API) (ou seja, gravidade API) e preço de mercado em comparação com os óleos leves (ou doces). O óleo bruto também pode ser caracterizado por seu Número Equivalente de Carbono Alcano (EACN). O termo "gravidade API" refere-se à medida de quão pesado ou leve um líquido de petróleo é comparado à água. Se a densidade API de um óleo for maior que 10, ele é mais leve e flutua na água, enquanto se for menor que 10, é mais pesado e afunda. A gravidade API é, portanto, uma medida inversa da densidade relativa de um líquido de petróleo e da densidade da água. A gravidade API também pode ser usada para comparar as densidades relativas de líquidos de petróleo. Por exemplo, se um líquido de petróleo flutua sobre outro e, portanto, é menos denso, ele tem uma densidade API maior.
[0046] Os óleos brutos variam amplamente em aparência e viscosidade de campo para campo. Eles variam em cor, odor e nas propriedades que contêm. Embora todos os óleos brutos sejam principalmente hidrocarbonetos, as diferenças nas propriedades, especialmente a variação na estrutura molecular, determinam se um óleo bruto é mais ou menos fácil de produzir, canalizar e refinar. As variações podem até mesmo influenciar sua adequação para determinados produtos e a qualidade desses produtos. Os óleos brutos são classificados em três grupos, de acordo com a natureza dos hidrocarbonetos que contêm. (i) Óleos brutos à base de parafina contêm parafinas de alto peso molecular, que são sólidas à temperatura ambiente, mas pouca ou nenhuma matéria asfáltica (betuminosa). Eles podem produzir óleos lubrificantes de alta qualidade. (ii) Óleos brutos à base de asfalteno contêm grandes proporções de matéria asfáltica e pouca ou nenhuma parafina. Alguns são predominantemente naftenos e, portanto, produzem óleos lubrificantes que são sensíveis às mudanças de temperatura do que os óleos brutos à base de parafina. (iii) Os óleos brutos de base mista contêm parafina e naftenos, bem como hidrocarbonetos aromáticos. A maioria dos óleos brutos se enquadra nesta última categoria.
[0047] O óleo bruto "reativo", como referido aqui, é o óleo bruto contendo componentes ácidos orgânicos naturais (também referidos aqui como ácido de petróleo não refinado ou ácido naftênico) ou seus precursores, tais como ésteres ou lactonas. Esses óleos brutos reativos podem gerar sabões (por exemplo, carboxilatos naftênicos) quando reagidos com álcali. Mais termos usados de forma intercambiável para óleo bruto ao longo desta divulgação são material de hidrocarboneto ou material de petróleo ativo. Um "banco de óleo" ou "corte de óleo", conforme referido neste documento, é o óleo bruto que não contém os produtos químicos injetados e é empurrado pelo fluido injetado durante um processo de recuperação intensificada de óleo. Um "óleo não ativo", como usado neste documento, refere-se a um óleo que não é substancialmente reativo ou óleo bruto não contendo quantidades significativas de componentes ácidos orgânicos naturais (por exemplo, ácido naftênico) ou seus precursores, como ésteres ou lactonas, tais que quantidades significativas de sabões são geradas quando reagidos com álcali. Um óleo não ativo, como referido aqui, inclui óleos com um índice de acidez inferior a 0,5 mg KOH / g de óleo.
[0048] "Ácidos de petróleo não refinados", como referido aqui, são ácidos carboxílicos contidos em material de petróleo ativo (óleo bruto reativo). Os ácidos de petróleo não refinados contêm cadeias C11-C20 alquil, incluindo misturas de ácido naftênico. A recuperação de tais óleos "reativos" pode ser realizada usando álcali (por exemplo, NaOH ou Na2CO3) em uma composição de tensoativo. O álcali reage com o ácido no óleo reativo para formar sabão in situ. Esses sabonetes gerados in situ servem como fonte de tensoativos, minimizando os níveis de tensoativos adicionados, permitindo, assim, uma recuperação eficiente de óleo do reservatório.
[0049] O termo "polímero" refere-se a uma molécula com uma estrutura que inclui essencialmente as múltiplas repetições de unidades derivadas, real ou conceitualmente, de moléculas de baixa massa molecular relativa. Em algumas modalidades, o polímero é um oligômero.
[0050] O termo "ligado" refere-se a ter pelo menos uma de ligação covalente, ligação de hidrogênio, ligação iônica, interações de Van Der Waals, interações pi, forças de London ou interações eletrostáticas.
[0051] O termo "produtividade", conforme aplicado a um petróleo ou poço de óleo, refere-se à capacidade de um poço de produzir hidrocarbonetos (por exemplo, petróleo não refinado); isto é, a razão da taxa de fluxo de hidrocarboneto para a queda de pressão, onde a queda de pressão é a diferença entre a pressão média do reservatório e a pressão do poço de fundo de fluxo (isto é, fluxo por unidade de força motriz).
[0052] O termo "taxa de solubilização de óleo" é definido como o volume de óleo solubilizado dividido pelo volume de tensoativo na microemulsão. Presume-se que todo o tensoativo esteja na fase de microemulsão. A taxa de solubilização de óleo é aplicada para o comportamento de Winsor tipo I e tipo III. O volume de óleo solubilizado é encontrado lendo a mudança entre o nível aquoso inicial e o nível de interface de óleo em excesso (topo). A taxa de solubilização de óleo é calculada da seguinte forma: onde σo é a razão de solubilização de óleo, Vo é o volume de óleo solubilizado, e Vs é o volume de tensoativo.
[0053] O termo "razão de solubilização em água" é definido como o volume de água solubilizado dividido pelo volume de tensoativo na microemulsão. Presume-se que todo o tensoativo esteja na fase de microemulsão. A taxa de solubilização em água é aplicada para o comportamento de Winsor tipo III e tipo II. O volume de água solubilizado é encontrado lendo a mudança entre o nível aquoso inicial e o nível de interface de água em excesso (inferior). O parâmetro de solubilização em água é calculado da seguinte forma: onde σw é a razão de solubilização em água, Vw é o volume de óleo solubilizado, e Vs é o volume de tensoativo.
[0054] A taxa de solubilização ideal ocorre onde as taxas de solubilização em óleo e água são iguais. A natureza grosseira da triagem de comportamento de fase muitas vezes não inclui um ponto de dados no ideal, então as curvas da razão de solubilização são desenhadas para os dados da razão de solubilização em óleo e água e a interseção dessas duas curvas é definida como a ideal. O seguinte é verdadeiro para a taxa de solubilização ideal: onde σ* é a razão de solubilização ideal.
[0055] O termo "solubilidade" ou "solubilização" em geral refere-se à propriedade de um soluto, que pode ser um sólido, líquido ou gás, para se dissolver em um solvente sólido, líquido ou gasoso, formando assim uma solução homogênea do soluto no solvente. A solubilidade ocorre em equilíbrio dinâmico, o que significa que a solubilidade resulta dos processos simultâneos e opostos de dissolução e junção de fases (por exemplo, precipitação de sólidos). O equilíbrio da solubilidade ocorre quando os dois processos procedem a uma taxa constante. A solubilidade de um determinado soluto em um determinado solvente normalmente depende da temperatura. Para muitos sólidos dissolvidos em água líquida, a solubilidade aumenta com a temperatura. Na água líquida em altas temperaturas, a solubilidade dos solutos iônicos tende a diminuir devido à mudança das propriedades e da estrutura da água líquida. Em mais particular, a solubilidade e a solubilização como aqui referidas são a propriedade do óleo se dissolver em água e vice-versa.
[0056] "Viscosidade" refere-se à resistência interna de um fluido ao fluxo ou sendo deformado por cisalhamento ou tensão de tração. Em outras palavras, a viscosidade pode ser definida como espessura ou atrito interno de um líquido. Assim, a água é "rala", possuindo uma viscosidade menor, enquanto o óleo é "espesso", possuindo uma viscosidade maior. Mais geralmente, quanto menos viscoso é um fluido, maior sua facilidade de fluidez.
[0057] O termo "salinidade", como usado neste documento, refere-se à concentração de sal dissolvido em fases aquosas. Exemplos de tais sais são, sem limitação, cloreto de sódio, sulfatos de magnésio e cálcio e bicarbonatos. Em mais particular, o termo salinidade no que se refere à presente invenção refere-se à concentração de sais em solução salina e tensoativo.
[0058] O termo "solução aquosa ou formulação aquosa" refere-se a uma solução em que o solvente é água. O termo "emulsão, solução de emulsão ou formulação de emulsão" refere- se a uma mistura de dois ou mais líquidos que são normalmente imiscíveis. Um exemplo não limitativo para uma emulsão é uma mistura de óleo e água.
[0059] O termo "cossolvente", como usado neste documento, refere-se a um composto com a capacidade de aumentar a solubilidade de um soluto (por exemplo, um tensoativo como aqui divulgado) na presença de um ácido de petróleo não refinado. Em algumas modalidades, os cossolventes aqui fornecidos têm uma porção hidrofóbica (cadeia alquil ou aril), uma porção hidrofílica (por exemplo, um álcool) e, opcionalmente, uma porção alcoxi. Os cossolventes, conforme fornecidos neste documento, incluem álcoois (por exemplo, C1- C6 alcoóis, C1-C6 dióis), álcoois alcoxi (por exemplo, C1-C6 álcoois alcoxi, C1-C6 alcoxi dióis e álcoois fenil alcoxi), éter de glicol, glicol e glicerol. O termo "álcool" é usado de acordo com seu significado comum e se refere a um composto orgânico contendo grupos –OH ligados a um átomo de carbono. O termo "diol" é usado de acordo com seu significado comum e se refere a um composto orgânico contendo dois grupos -OH ligados a dois átomos de carbono diferentes. O termo "álcool alcoxi" é usado de acordo com seu significado comum e se refere a um composto orgânico contendo um ligante alcoxi ligado a um grupo -OH
[0060] Uma "microemulsão" como aqui referida é uma mistura termodinamicamente estável de óleo, água e um agente estabilizante, como um tensoativo ou um cossolvente, que também pode incluir componentes adicionais, como agentes alcalinos, polímeros (por exemplo, polímeros solúveis em água) e um sal. Em contraste, uma "macroemulsão", conforme referido aqui, é uma mistura termodinamicamente instável de óleo e água que também pode incluir componentes adicionais. Uma "emulsão" como aqui referida pode ser uma microemulsão ou uma macroemulsão. Compostos
[0061] São fornecidos aqui compostos e composições para uso na recuperação intensificada de óleo. Em alguns aspectos, os compostos aqui descritos podem ser definidos pela Fórmula I abaixo Fórmula I em que R1 é C4-C10 alquil não substituído, como C6-C10 alquil não substituído ou fenil não substituído; x é um inteiro de 2 a 10; e y é um inteiro de 3 a 60, de preferência de 3 a 40.
[0062] Em algumas modalidades da Fórmula I, x pode ser pelo menos 2 (por exemplo, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9 ou 10). Em algumas modalidades da Fórmula I, x pode ser 10 ou menos (por exemplo, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, ou 3 ou menos). O inteiro x pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, x pode ser um inteiro de 2 a 10 (por exemplo, um inteiro de 2 a 8, um inteiro de 4 a 10, um inteiro de 4 a 8 ou um inteiro de 4 a 7).
[0063] Em algumas modalidades da Fórmula I, y pode ser pelo menos 3 (por exemplo, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9, pelo menos 10, pelo menos 11, pelo menos 12, pelo menos 13, pelo menos 14, pelo menos 15, pelo menos 16, pelo menos 17, pelo menos 18, pelo menos 19, pelo menos 20, pelo menos 21, pelo menos 22, pelo menos 23, pelo menos 24, pelo menos 25, pelo menos 26, pelo menos 27, pelo menos 28, pelo menos 29, pelo menos 30, pelo menos 31, pelo menos 32, pelo menos 33, pelo menos 34, pelo menos 35, pelo menos 36, pelo menos 37, pelo menos 38, pelo menos 39, pelo menos 40, pelo menos 45, pelo menos 50, pelo menos 55 ou pelo menos 60). Em algumas modalidades da Fórmula I, y pode ser 60 ou menos (por exemplo, menos que 60, 55 ou menos 50 ou menos, 45 ou menos, 40 ou menos, 39 ou menos, 38 ou menos, 37 ou menos, 36 ou menos, 35 ou menos, 34 ou menos, 33 ou menos, 32 ou menos, 31 ou menos, 30 ou menos, 29 ou menos, 28 ou menos, 27 ou menos, 26 ou menos, 25 ou menos, 24 ou menos, 23 ou menos, 22 ou menos, 21 ou menos, 20 ou menos, 19 ou menos, 18 ou menos, 17 ou menos, 16 ou menos, 15 ou menos, 14 ou menos, 13 ou menos, 12 ou menos, 11 ou menos, 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, ou 3 ou menos). O inteiro y pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, y pode ser um inteiro de 3 a 60 (por exemplo, um inteiro de 3 a 50, um inteiro de 3 a 40, um inteiro de 3 a 35, um inteiro de 3 a 30, um inteiro de 3 a 20, um inteiro de 5 a 35, um inteiro de 5 a 30, um inteiro de 5 a 20, um inteiro de 5 a 15, um inteiro de 5 a 10, um inteiro de 7 a 40 ou um inteiro de 7 a 30).
[0064] Nas modalidades da Fórmula I, a soma de x e y (x + y) pode variar. Por exemplo, em algumas modalidades, a soma de x e y (x + y) pode ser pelo menos 5 (por exemplo, pelo menos
6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9, pelo menos 10, pelo menos 11, pelo menos 12, pelo menos 13, pelo menos 14, pelo menos 15, pelo menos 16, pelo menos 17, pelo menos 18, pelo menos 19, pelo menos 20, pelo menos 21, pelo menos 22, pelo menos 23, pelo menos 24, pelo menos 25, pelo menos 26, pelo menos 27, pelo menos 28, pelo menos 29, pelo menos 30, pelo menos 31, pelo menos 32, pelo menos 33, pelo menos 34, pelo menos 35, pelo menos 36, pelo menos 37, pelo menos 38, pelo menos 39, pelo menos 40, pelo menos 41, pelo menos 42, pelo menos 43, pelo menos 44, pelo menos 45, pelo menos 46, pelo menos 47, pelo menos 48, pelo menos 49, pelo menos 50, pelo menos 55, pelo menos 60 ou pelo menos 70). Em algumas modalidades da Fórmula I, a soma de x e y (x + y) pode ser 70 ou menos (por exemplo, 65 ou menos, 60 ou menos, 55 ou menos, 50 ou menos, 49 ou menos, 48 ou menos, 47 ou menos, 46 ou menos, 45 ou menos, 44 ou menos, 43 ou menos, 42 ou menos, 41 ou menos, 40 ou menos, 39 ou menos, 38 ou menos, 37 ou menos, 36 ou menos, 35 ou menos, 34 ou menos, 33 ou menos, 32 ou menos, 31 ou menos, 30 ou menos, 29 ou menos, 28 ou menos, 27 ou menos, 26 ou menos, 25 ou menos, 24 ou menos, 23 ou menos, 22 ou menos, 21 ou menos, 20 ou menos, 19 ou menos, 18 ou menos, 17 ou menos, 16 ou menos, 15 ou menos, 14 ou menos, 13 ou menos, 12 ou menos, 11 ou menos, 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, ou 3 ou menos). A soma de x e y (x + y) pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, a soma de x e y (x + y) pode variar de 5 a 70 (por exemplo, de 5 a 65, de 5 a 60, de 5 a 50, de 5 a 40, de 5 a 30, de 5 a 25 ou de 7 a 25).
[0065] Em algumas modalidades da Fórmula I, y pode ser maior que x. Por exemplo, a razão de y:x é maior que 1:1, como de 1,1:1 a 30:1, de 1,1:1 a 20:1, de 1,1: 1 a 15:1 ou de 1,1:1 a 10:1, ou de 1,1:1 a 8:1, ou de 1,1:1 a 5:1, ou de 1,2:1 a
10:1, ou de 1,2:1 a 4:1, ou de 1,2:1 a 3:1, ou de 1,2:1 a 2,5:1, ou de 1,2:1 a 2:1, ou de 1,5:1 a 4:1, ou de 1,5:1 a 3:1, ou de 1,5:1 a 2,5:1 ou de 1,5:1 a 2:1. Em algumas modalidades da Fórmula I, y e x são iguais. Em certos casos, y pode ser um inteiro de 3 a 40 e x pode ser um inteiro de 2 a
10.
[0066] Em algumas modalidades da Fórmula I, R1 pode ser um C4-C10 alquil, como C6-C10 alquil não substituído. Por exemplo, R1 pode ser um grupo C4 alquil, grupo C5 alquil não substituído, grupo C6 alquil não substituído, um grupo C7 alquil não substituído, um grupo C8 alquil não substituído, um grupo C9 alquil não substituído, ou um grupo C10 alquil não substituído. Em algumas modalidades, R1 pode ser um grupo C7- C10 alquil. Em algumas modalidades, R1 pode ser um grupo C8- C10 alquil. Em algumas modalidades, R1 pode ser um grupo C6-C8 alquil. Em algumas modalidades, R1 pode ser um grupo C7-C8 alquil. Em cada um desses casos, o grupo alquil pode ser ramificado ou não ramificado (isto é, linear). Em cada uma dessas modalidades, o grupo alquil pode ser saturado ou insaturado. Em algumas dessas modalidades, o grupo alquil pode ser ramificado e saturado. Por exemplo, em certas modalidades da Fórmula I, R1 pode ser um grupo C4-C10 ou C6-C10 alquil ramificado ou saturado (por exemplo, um 2-etil-hexil, um butil, um grupo isobutil).
[0067] Em algumas modalidades da Fórmula I, R1 pode ser um fenil não substituído.
[0068] Em alguns aspectos, os compostos aqui descritos podem ser definidos pela Fórmula II abaixo Fórmula II onde R2 é um C4-C20 polialquilamina substituído ou não substituído; R3, para cada ocorrência, é independentemente hidrogênio ou metil; e n é um inteiro de 2 a 60 ou de 2 a 35, s é de 1 a 4 ou 1 a 3;. Os n radicais R3 são cada um independentemente grupos etóxi ou propóxi. Os grupos etóxi ou propóxi podem, se ambos os tipos de grupos estiverem presentes, ser arranjados aleatoriamente, alternadamente ou em estrutura de bloco. É dada preferência a uma estrutura de bloco na qual os grupos propóxi e etóxi estão de fato dispostos na sequência de bloco R2-propóxi bloco-etóxi ou sequência de bloco R2-etóxi bloco-propóxi. Em algumas modalidades da Fórmula II, n inclui pelo menos 1 ou pelo menos 2 grupos propóxi. Além disso, de preferência, o número de grupos propóxi é maior ou igual ao dos grupos etóxi.
[0069] Em algumas modalidades da Fórmula II, n pode ser pelo menos 2 (por exemplo, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9, pelo menos 10, pelo menos 11, pelo menos 12, pelo menos 13, pelo menos 14, pelo menos 15, pelo menos 16, pelo menos 17, pelo menos 18, pelo menos 19, pelo menos 20, pelo menos 21, pelo menos 22, pelo menos 23, pelo menos 24, pelo menos 25, pelo menos 26, pelo menos 27, pelo menos 28, pelo menos 29, pelo menos 30, pelo menos 31, pelo menos 32, pelo menos 33, pelo menos 34, pelo menos 35, pelo menos 36, pelo menos 37, pelo menos 38, pelo menos 39, pelo menos 40, pelo menos 41, pelo menos 42, pelo menos 43, pelo menos 44, pelo menos 45, pelo menos 46, pelo menos 47, pelo menos 48, pelo menos 49, pelo menos 50, pelo menos 55 ou pelo menos 60). Em algumas modalidades da Fórmula I, n pode ser 60 ou menos (por exemplo, 55 ou menos, 50 ou menos, 49 ou menos, 48 ou menos, 47 ou menos, 46 ou menos, 45 ou menos, 44 ou menos, 43 ou menos, 42 ou menos, 41 ou menos, 40 ou menos, 39 ou menos, 38 ou menos, 37 ou menos, 36 ou menos, 35 ou menos, 34 ou menos, 33 ou menos, 32 ou menos, 31 ou menos, 30 ou menos, 29 ou menos, 28 ou menos, 27 ou menos, 26 ou menos, 25 ou menos, 24 ou menos, 23 ou menos, 22 ou menos, 21 ou menos, 20 ou menos, 19 ou menos, 18 ou menos, 17 ou menos, 16 ou menos, 15 ou menos, 14 ou menos, 13 ou menos, 12 ou menos, 11 ou menos, 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, ou 3 ou menos). O inteiro n pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, n pode ser um inteiro de 2 a 60 ou de 2 a 35 (por exemplo, um inteiro de 3 a 60, um inteiro de 3 a 50, um inteiro de 3 a 35, um inteiro de 3 a 30, um inteiro de 3 a 28, um inteiro de 3 a 25, um inteiro de 3 a 20, um inteiro de 5 a 35, um inteiro de 5 a 30, um inteiro de 5 a 28, um inteiro de 5 a 25, um inteiro de 5 a 20, um inteiro de 5 a 15, um inteiro de 5 a 10, um inteiro de 7 a 30 ou um inteiro de 7 a 25).
[0070] Em algumas modalidades da Fórmula II, R2 pode ser uma amina substituída ou não substituída ou um C4-C16 polialquilamina. A polialquilamina pode incluir uma polialquilenodiamina, uma polialquilenotriamina, uma polialquilenotetramina, uma polialquilenopentamina, uma polialquileno-hexamina, uma polialquilenoheptamina, uma polialquilenooctamina, uma polialquilenenonamina ou uma mistura das mesmas. Cada grupo alquil na polialquilamina pode ser um grupo C1-C6 alquileno não substituído. Por exemplo, cada grupo alquil na polialquilamina pode ser um grupo C1 alquileno não substituído, um grupo C2 alquileno não substituído, um grupo C3 alquileno não substituído, um grupo C4 alquileno não substituído, um grupo C5 alquileno não substituído, ou um grupo C6 alquileno não substituído. Em algumas modalidades, cada grupo alquil na polialquilamina pode ser um grupo C2-C4 alquileno. Em algumas modalidades, cada grupo alquil na polialquilamina pode ser um grupo C2-C3 alquileno. Em algumas modalidades da Fórmula II, a polialquilamina, R2 pode incluir dois ou mais grupos alquilenamina.
Por exemplo, a polialquilamina pode incluir uma di-alquilenopoliamina, tri- alquilenopoliamina, tetra-alquilenopoliamina, penta- alquilenopoliamina, hexa-alquilenopoliamina, hepta- alquilenopoliamina, octa-alquilenopoliamina, nona- alquilenopoliamina ou uma combinação dos mesmos.
Em algumas modalidades da Fórmula II, os grupos alquileno juntos em R2 podem compreender 4 átomos de carbono ou mais, 5 átomos de carbono ou mais, 6 átomos de carbono ou mais, 7 átomos de carbono ou mais, 8 átomos de carbono ou mais, 9 átomos de carbono ou mais , 10 átomos de carbono ou mais, 11 átomos de carbono ou mais, 12 átomos de carbono ou mais, 13 átomos de carbono ou mais, 14 átomos de carbono ou mais, 15 átomos de carbono ou mais, 16 átomos de carbono ou mais, 17 átomos de carbono ou mais, 18 átomos de carbono ou mais, 19 átomos de carbono ou mais, ou 20 átomos de carbono ou mais.
Em algumas modalidades, os grupos alquileno juntos podem compreender de 4 a 20 átomos de carbono (por exemplo, de 4 a 18 átomos de carbono, de 4 a 16 átomos de carbono, de 4 a 12 átomos de carbono, de 4 a 10 átomos de carbono, de 6 a 18 átomos de carbono, de 6 a 16 átomos de carbono, de 6 a 12 átomos de carbono, de 6 a 10 átomos de carbono, ou de 6 a 8 átomos de carbono). Por exemplo, em certas modalidades da Fórmula II, a polialquilamina, R2 pode ser selecionada de um C4-C16 polialquilenodiamina, um C4-C16 polialquilenotriamina, um C4-C16 polialquilenotetramina, ou um C4-C16 polialquilenopentamina.
Em certos exemplos de Fórmula II, R2 pode ser selecionado de di- isopropilamina, di-etilenotriamina, tri-etilenotetramina, tetra-etilenopentamina, di-propilenotriamina, tri- propilenotetramina ou tetra-propilenopentamina.
Por exemplo, R2 pode ser selecionado das fórmulas abaixo:
Di-etilenotriamina Tri-etilenotetramina Tetra-etilenopentamina di-propilenotriamina tri-propilenotetramina Tetra-propilenopentamina . Em certas modalidades da Fórmula II, R2 pode ser selecionado de uma amina não substituída, uma alquilamina ou uma poliamina.
[0071] Em certas modalidades da Fórmula II, o composto pode ter uma estrutura da Fórmula IIa, , Fórmula IIa em que R2 é um C4-C20 polialquilamina substituído ou não substituído; x é um inteiro de 2 a 60, de 2 a 40 ou de 2 a 20; y é um inteiro de 0 a 40 ou de 0 a 15; e em que x é maior do que y.
[0072] Em algumas modalidades da Fórmula IIa, x pode ser pelo menos 2 (por exemplo, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9, pelo menos 10, pelo menos 11, pelo menos 12, pelo menos 13, pelo menos 14, pelo menos 15, pelo menos 16, pelo menos 17, pelo menos 18, pelo menos 19, pelo menos 20, pelo menos 21, pelo menos 22, pelo menos 23, pelo menos 24, pelo menos 25, pelo menos 26, pelo menos 27, pelo menos 28, pelo menos 29, pelo menos 30, pelo menos 31, pelo menos 32, pelo menos 33, pelo menos 34, pelo menos 35, pelo menos 36, pelo menos 37, pelo menos 38, pelo menos 39, pelo menos 40, pelo menos 41, pelo menos 42, pelo menos 43, pelo menos 44, pelo menos 45,
pelo menos 46, pelo menos 47, pelo menos 48, pelo menos 49, pelo menos 50, pelo menos 55 ou pelo menos 60). Em algumas modalidades da Fórmula IIa, x pode ser 60 ou menos (por exemplo, 55 ou menos, 50 ou menos, 49 ou menos, 48 ou menos, 47 ou menos, 46 ou menos, 45 ou menos, 44 ou menos, 43 ou menos, 42 ou menos, 41 ou menos, 40 ou menos, 39 ou menos, 38 ou menos, 37 ou menos, 36 ou menos, 35 ou menos, 34 ou menos, 33 ou menos, 32 ou menos, 31 ou menos, 30 ou menos, 29 ou menos, 28 ou menos, 27 ou menos, 26 ou menos, 25 ou menos, 24 ou menos, 23 ou menos, 22 ou menos, 21 ou menos, 20 ou menos, 19 ou menos, 18 ou menos, 17 ou menos, 16 ou menos, 15 ou menos, 14 ou menos, 13 ou menos, 12 ou menos, 11 ou menos, 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, ou 3 ou menos). O inteiro x pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, x pode ser um inteiro de 2 a 20 (por exemplo, um inteiro de 2 a 18, um inteiro de 3 a 20, um inteiro de 4 a 20 ou um inteiro de 4 a 10).
[0073] Em algumas modalidades da Fórmula IIa, y pode ser 0 ou pelo menos 1 (por exemplo, pelo menos 2, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9, pelo menos 10, pelo menos 11, pelo menos 12, pelo menos 13, pelo menos 14, pelo menos 15, pelo menos 16, pelo menos 17, pelo menos 18, pelo menos 19, pelo menos 20, pelo menos 21, pelo menos 22, pelo menos 23, pelo menos 24, pelo menos 25, pelo menos 26, pelo menos 27, pelo menos 28, pelo menos 29, pelo menos 30, pelo menos 31, pelo menos 32, pelo menos 33, pelo menos 34, pelo menos 35, pelo menos 36, pelo menos 37, pelo menos 38, pelo menos 39 ou pelo menos 40). Em algumas modalidades da Fórmula IIa, y pode ser 40 ou menos (por exemplo, 39 ou menos, 38 ou menos, 37 ou menos, 36 ou menos, 35 ou menos, 34 ou menos, 33 ou menos, 32 ou menos, 31 ou menos, 30 ou menos, 29 ou menos, 28 ou menos, 27 ou menos, 26 ou menos, 25 ou menos, 24 ou menos, 23 ou menos, 22 ou menos, 21 ou menos, 20 ou menos, 19 ou menos, 18 ou menos, 17 ou menos, 16 ou menos, 15 ou menos, 14 ou menos, 13 ou menos, 12 ou menos, 11 ou menos, 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, 3 ou menos, 2 ou menos, 1 ou menos ou 0). O inteiro y pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, y pode ser um inteiro de 0 a 15 (por exemplo, um inteiro de 0 a 10, um inteiro de 1 a 15, um inteiro de 1 a 10, um inteiro de 2 a 15, um inteiro de 2 a 10, um inteiro de 3 a 15 ou um inteiro de 3 a 10).
[0074] Nas modalidades da Fórmula IIa, a soma de x e y (x + y) pode variar. Por exemplo, em algumas modalidades, a soma de x e y (x + y) pode ser pelo menos 2 (por exemplo, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9, pelo menos 10, pelo menos 11, pelo menos 12, pelo menos 13, pelo menos 14, pelo menos 15, pelo menos 16, pelo menos 17, pelo menos 18, pelo menos 19, pelo menos 20, pelo menos 21, pelo menos 22, pelo menos 23, pelo menos 24, pelo menos 25, pelo menos 26, pelo menos 27, pelo menos 28, pelo menos 29, pelo menos 30, pelo menos 31, pelo menos 32, pelo menos 33, pelo menos 34, pelo menos 35, pelo menos 36, pelo menos 37, pelo menos 38, pelo menos 39, pelo menos 40, pelo menos 41, pelo menos 42, pelo menos 43, pelo menos 44, pelo menos 45, pelo menos 46, pelo menos 47, pelo menos 48, pelo menos 49, pelo menos 50, pelo menos 55 ou pelo menos 60). Em algumas modalidades da Fórmula IIa, a soma de x e y (x + y) pode ser 60 ou menos (por exemplo, 55 ou menos, 50 ou menos, 49 ou menos, 48 ou menos, 47 ou menos, 46 ou menos, 45 ou menos, 44 ou menos, 43 ou menos, 42 ou menos, 41 ou menos, 40 ou menos, 39 ou menos, 38 ou menos, 37 ou menos, 36 ou menos, 35 ou menos, 34 ou menos, 33 ou menos, 32 ou menos, 31 ou menos, 30 ou menos, 29 ou menos, 28 ou menos, 27 ou menos, 26 ou menos, 25 ou menos, 24 ou menos, 23 ou menos, 22 ou menos, 21 ou menos, 20 ou menos, 19 ou menos, 18 ou menos, 17 ou menos, 16 ou menos, 15 ou menos, 14 ou menos, 13 ou menos, 12 ou menos, 11 ou menos, 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, ou 3 ou menos). A soma de x e y (x + y) pode variar de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, a soma de x e y (x + y) pode variar de 2 a 35 (por exemplo, de 3 a 35, de 5 a 30, de 5 a 25 ou de 5 a 20).
[0075] Em algumas modalidades da Fórmula IIa, y pode ser maior que x. Por exemplo, a razão de y:x é maior que 1:1, como de 1,1:1 a 30:1, de 1,1:1 a 25:1, de 1,1:1 a 20:1, de 1,1: 1 a 15:1 ou de 1,1:1 a 10:1, ou de 1,1:1 a 8:1, ou de 1,1:1 a 5:1, ou de 1,2:1 a 10:1, ou de 1,2:1 a 4:1, ou de 1,2:1 a 3:1, ou de 1,2:1 a 2,5:1, ou de 1,2:1 a 2:1, ou de 1,5:1 a 4:1, ou de 1,5:1 a 3:1, ou de 1,5:1 a 2,5:1 ou de 1,5:1 a 2:1. Em algumas modalidades da Fórmula IIa, x pode ser maior que y. Por exemplo, a razão de y:x é maior que 1:1, como de 1,1:1 a 20:1, de 1,1:1 a 15:1, ou de 1,1:1 a 10:1, ou de 1,1:1 a 8:1, ou de 1,1:1 a 5:1, ou de 1,2:1 a 10:1, ou de 1,2:1 a 4:1, ou de 1,2:1 a 3:1, ou de 1,2:1 a 2,5:1, ou de 1,2:1 a 2:1, ou de 1,5:1 a 4:1, ou de 1,5:1 a 3:1, ou de 1,5:1 a 2,5:1, ou de 1,5:1 a 2:1. Em algumas modalidades da Fórmula IIa, y e x são iguais. Em certos casos, y pode ser um inteiro de 0 a 15 e x pode ser um inteiro de 2 a 20.
[0076] Em alguns aspectos, os compostos aqui descritos podem ser definidos pela Fórmula VII ou IX abaixo
, ou , Fórmula VIII Fórmula IX em que R3, para cada ocorrência, é independentemente hidrogênio, metil ou etil; R5 é C1-C8 alquil substituído ou não substituído, um poliol, uma amina ou uma poliamina; R6 é C1-C6 alquil substituído ou não substituído; X é CH ou N; M é hidrogênio ou um grupo iônico; p é um inteiro de 7 a 250; e a + b + s = 4; a = 0-3; b = 0-3; s = 1-4.
[0077] Em modalidades para a Fórmula VIII ou Fórmula IX, R5 pode ser alquil linear, cíclico ou ramificado, saturado ou insaturado, opcionalmente substituído por 1 grupo -OH primário ou secundário. Em alguns casos, R5 pode não conter um hidrófobo de tamanho tradicional. Em vez disso, o número total de átomos de carbono em R5 pode ser de 1 a 8, mas pode ser 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 ou qualquer faixa entre eles. Por exemplo, o grupo R5 pode compreender 1-7, 1-6, 1-5, 1-4, 1-3 ou 1-2 carbonos. Por exemplo, R5 pode ser selecionado do grupo que consiste em metil, etil, n-propil, isopropil, n-butil, isobutil, t-butil, sec-butil, pentil, hexil, heptil e octil e seus isômeros. Em alguns exemplos, R5 é metil. Em outros exemplos, R5 é C5 a C8ramificado. Em outros exemplos, R5 pode ser selecionado do grupo que consiste em álcool dímero de propanol, metilpentil e etil-hexil.
[0078] Nas modalidades da Fórmula VIII ou Fórmula IX, R5 pode ser um poliol. O poliol pode ser selecionado do grupo que consiste em dióis, etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol, glicerol, pentaeritritol, di- e tri- hidroximetil alcanos, buanodióis, 1-3 propanodióis, alquil glicosídeos, butil glicosídeos, sorbitóis, polímeros dos anteriores, poligliceróis, alquil poliglucosídeos,
polissacarídeos, amidos, CMC, ciclodextrinas, poloxâmeros, plurônicos e Plurônicos reversos; em que os grupos alquil dos referidos polióis compreendem preferencialmente grupos alquil Ci a C5 lineares, cíclicos ou ramificados, de preferência fenol.
[0079] Em modalidades de Fórmula VIII ou Fórmula IX, R6 pode ser C1-C8 alquil linear. Em alguns casos, o número total de átomos de carbono em R6 pode ser de 1 a 8, mas pode ser 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 ou qualquer faixa entre eles. Por exemplo, o grupo R6 pode compreender 1-7, 1-6, 1-5, 1-4, 1-3 ou 1-2 carbonos. Por exemplo, R6 pode ser selecionado do grupo que consiste em metil, etil, n-propil, isopropil, n-butil, isobutil, t-butil, sec-butil, pentil, hexil, heptil e octil e seus isômeros. Em alguns exemplos, R6 é metil. Em alguns exemplos, R6 é CH3CH2-.
[0080] Em certas modalidades, o total de átomos de carbono em um grupo R6a-XHb-(R5) é igual ou menor que 8, ou seja, R5 e R6 são independentemente C1 a C8 alquil, com um total combinado de 8 ou menos carbonos. Compostos exemplificativos incluem CH3CH2-CH-(CH2-O-POx-EOy)3 de trimetilol propano.
[0081] Em certas modalidades da Fórmula VIII ou Fórmula IX, o grupo alquileno-oxi definido por p compreende de preferência grupos propileno-oxi (PO) e etileno-oxi (EO). Os grupos PO e EO podem estar em blocos PO, blocos EO, blocos PO-EO, blocos EO-PO, outros blocos de repetição e / ou em ordem aleatória. Um ou mais grupos PO, ou todos os grupos PO, podem ser substituídos por BO. De preferência, os compostos compreendem um bloco de grupos PO, seguido por um bloco de grupos EO. Em certas modalidades da Fórmula VIII ou Fórmula IX, o número de grupos PO é um inteiro de 7-100 e o número de grupos EO é um inteiro de 0-250 e pelo menos um dos seguintes é verdadeiro: p≥ 25, ou R5 é C1-C6.
[0082] Em certas modalidades da Fórmula VIII ou Fórmula IX, o número de grupos PO e / ou BO é um inteiro de 7-90, de 7-80, de 7-70, de 7-60, de 7-50, de 7-40, de 7-30, de 7-20, de 7-15, de 90-100, de 80-100, de 70-100, de 60-100, de 50-100, de 40- 100, de 30-100, de 20-100, de 15-100, de 10-100, de 5-100, de 15-25, de 25-35, de 35-45, de 45-55, de 55-65, de 65-75, de 75-85, de 85-95 ou quaisquer valores ou faixas entre eles.
[0083] Em certas modalidades da Fórmula VIII ou Fórmula IX, o número de grupos EO é um inteiro de 0-250, de 0-230, de 0- 210, de 0-190, de 0-170, de 0-150, de 0-130, de 0-110, de 0- 90, de 0-70, de 0-50, de 0-30, de 0-15, de 230-250, de 210- 250, de 190-250, de 170-250, de 150-250, de 130-250, de 110- 250, de 90-250, de 70-250, de 50-250, de 30-250, de 15-250, de 10-250, de 5-250, 5-25, de 25-45, de 45-65, de 65-85, de 85- 105, de 105-125, de 125-145, de 145-165, de 165-185, de 185- 205, de 205-225, de 225-250.
[0084] Em certas modalidades da Fórmula VIII ou Fórmula IX, p é um inteiro de 7-250, de 7-230, de 7-210, de 7-190, de 7- 170, de 7-150, de 7-130, de 7-110, de 7-100, de 7-90, de 7-70, de 7-50, de 7-30, de 7-15, de 15-250, de 10-250, de 25-100, de 25-65, de 25-85 ou de 30-100.
[0085] Em modalidades para a Fórmula VIII, o composto pode ter uma estrutura de Fórmula VIIIa, , Fórmula VIIIa em que R5 É C1-C8 alquil; q é um inteiro de 27 a 100; r é um inteiro de 0 a 100; e M é hidrogênio ou um grupo iônico.
[0086] Em modalidades para a Fórmula VIIIa, q é maior ou igual a r. Por exemplo, q pode ser um inteiro de 7 a 100 e r é um inteiro de 0 a 60. Em outros exemplos, q pode ser um inteiro de 7 a 60 e r é um inteiro de 0 a 40. Em outros exemplos, q pode ser um inteiro de 7 a 40 e r é um inteiro de 0 a 20. Em ainda outros exemplos, q pode ser um inteiro de 7 a 21 e r é um inteiro de 0 a 15.
[0087] Em modalidades para a Fórmula VIIIa, quando M é H, o composto compreende pelo menos um grupo EO, isto é, r é pelo menos 1.
[0088] M é preferencialmente selecionado do grupo que consiste em H, sulfato, carboxilato e sulfonato, opcionalmente substituído por um grupo hidroxil. M pode incluir um cátion monovalente, divalente ou trivalente. Por exemplo, M pode incluir um cátion de metal, como sódio ou postássio, ou em alguns casos, cátion de amônio. Deve ser entendido que o oxigênio do grupo EO ou PO pode contribuir para o grupo sulfato, a menos que especificado de outra forma.
[0089] Em certas modalidades, se não houver grupo EO, M não é H. De preferência, se houver 5 ou mais, 7 ou mais ou 21 ou mais grupos PO sem um grupo EO, M não é H. O grupo iônico pode fornecer hidrofilicidade aos compostos. Composições Aquosas
[0090] Os compostos aqui descritos podem ser usados em formulações de EOR para transmitir muitas propriedades benéficas geralmente proporcionadas por cossolventes. Por exemplo, os compostos podem fornecer um equilíbrio mais rápido, baixa viscosidade de microemulsão e estabilidade aquosa melhorada. Em particular, os compostos aqui descritos podem transmitir uma ou mais dessas propriedades desejáveis (por exemplo, viscosidade de microemulsão mais baixa) sem aumentar a tensão interfacial. Os compostos aqui descritos podem ser usados em formulações de EOR para transmitir muitas propriedades benéficas geralmente proporcionadas por um agente alcalino. Por exemplo, os compostos podem fornecer pH aumentado. Assim, os compostos descritos neste documento podem ser incorporados em formulações de EOR para aumentar a estabilidade aquosa, aumentar o pH, acelerar o equilíbrio, ampliar a região de baixa tensão interfacial, diminuir a viscosidade da microemulsão, reduzir a retenção de tensoativo e combinações dos mesmos. Como os compostos aqui descritos podem desempenhar os múltiplos papéis de tensoativo, agente alcalino e cossolvente em formulações EOR, os compostos aqui descritos podem ser usados para preparar formulações EOR com menores quantidades de cossolvente, tensoativo e agentes alcalinos (ou mesmo formulações EOR que são livres ou substancialmente livres de cossolventes, tensoativo ou agente alcalino). Isso melhora a eficiência do processo EOR, uma vez que os cossolventes também se dividem em fases de água e óleo em excesso e enquanto os tensoativos permanecem quase inteiramente na fase de membrana. O custo químico geral das formulações EOR também pode ser reduzido.
[0091] Consequentemente, também são fornecidas composições aquosas para uso em EOR que compreendem os compostos aqui descritos (por exemplo, um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX). Por exemplo, são fornecidas aqui composições aquosas que compreendem um composto aqui descrito (por exemplo, um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX) e água. Componentes adicionais, incluindo polímeros solúveis em água de intensificação de viscosidade, agentes alcalinos, tensoativos, cossolventes adicionais e combinações dos mesmos, podem estar presentes nas composições aquosas. Componentes adicionais podem ser selecionados dependendo se as composições são formuladas para uso em conjunto com, por exemplo, um processo CEOR do tipo de polímero tensoativo alcalino (ASP), um processo CEOR do tipo de polímero cossolvente alcalino (ACP) ou processo CEOR do tipo de polímero de tensoativo (SP).
[0092] Em algumas modalidades, a composição aquosa pode compreender ainda um tensoativo. Um tensoativo, como utilizado neste documento, é um composto dentro da composição aquosa que funciona como um agente ativo de superfície quando a composição aquosa está em contato com um óleo bruto (por exemplo, um petróleo não refinado). O tensoativo pode atuar para diminuir a tensão interfacial e / ou tensão de superfície do petróleo não refinado. Em algumas modalidades, o tensoativo e o composto de Fórmula I, II, VIII ou IX estão presentes em quantidades tensoativas sinérgicas. Uma "quantidade de superfície ativa sinérgica", como utilizado neste documento, significa que um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e o tensoativo estão presentes em quantidades em que a atividade de superfície do óleo (efeito de redução da tensão interfacial e / ou efeito de redução da tensão de superfície sobre o óleo bruto quando a composição aquosa é adicionada ao óleo bruto) do composto e o tensoativo combinado é maior do que a atividade de superfície do óleo aditivo do tensoativo individualmente e do composto individualmente. Em alguns casos, a atividade de superfície de óleo da combinação de composto e tensoativo é 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou 100% mais do que a atividade de superfície de óleo aditivo do tensoativo individualmente e do composto individualmente. Em algumas modalidades, a atividade de superfície de óleo da combinação de composto e tensoativo é 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 vezes mais do que a atividade de superfície de óleo aditivo do tensoativo individualmente e do composto individualmente.
[0093] Em outra modalidade, o composto e o tensoativo estão presentes em uma quantidade estabilizante de tensoativo. Uma "quantidade estabilizante de tensoativo" significa que o composto e o tensoativo estão presentes em uma quantidade em que o tensoativo se degrada a uma taxa mais lenta na presença do composto do que na ausência do composto, e / ou o composto se degrada a uma taxa mais lenta na presença do tensoativo do que na ausência do tensoativo. A taxa de degradação pode ser 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou 100% mais lenta. Em algumas modalidades, a taxa de degradação é 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 vezes mais lenta.
[0094] Em outra modalidade, o composto e o tensoativo estão presentes em uma quantidade de solubilização sinérgica. Uma "quantidade de solubilização sinérgica" significa que o composto e o tensoativo estão presentes em uma quantidade em que o composto é mais solúvel na presença do tensoativo do que na ausência do tensoativo e / ou o tensoativo é mais solúvel na presença do composto do que na ausência do composto. A solubilização pode ser 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou 100% maior. Em algumas modalidades, a solubilização é 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 vezes maior. Em algumas modalidades, o composto está presente em uma quantidade suficiente para aumentar a solubilidade do tensoativo na composição aquosa em relação à ausência do composto. Em outras palavras, na presença de uma quantidade suficiente do composto, a solubilidade do tensoativo na composição aquosa é superior do que na ausência do composto. Em outras modalidades, o tensoativo está presente em uma quantidade suficiente para aumentar a solubilidade do composto na composição aquosa em relação à ausência do tensoativo. Assim, na presença de uma quantidade suficiente do tensoativo, a solubilidade do composto na solução aquosa é maior do que na ausência do tensoativo.
[0095] Em algumas modalidades, um único tipo de tensoativo está na composição aquosa. Em outras modalidades, um tensoativo pode compreender uma mistura de tensoativos (por exemplo, uma combinação de dois ou mais tensoativos). A mistura de tensoativo pode compreender uma mistura de uma pluralidade de tipos de tensoativos. Por exemplo, a mistura de tensoativo pode incluir pelo menos dois tipos de tensoativo,
pelo menos três tipos de tensoativo, pelo menos quatro tipos de tensoativo, pelo menos cinco tipos de tensoativo, pelo menos seis tipos de tensoativo ou mais. Em algumas modalidades, a mistura de tensoativo pode incluir de dois a seis tipos de tensoativo (por exemplo, de dois a cinco tipos de tensoativo, de dois a quatro tipos de tensoativo, de dois a três tipos de tensoativo, de três a seis tipos de tensoativo, ou de três a cinco tipos de tensoativo). Os tipos de tensoativo podem ser independentemente diferentes (por exemplo, tensoativos aniônicos ou catiônicos; dois tensoativos aniônicos com um comprimento de cadeia de hidrocarboneto diferente, mas de outra forma são iguais; um sulfato e um tensoativo de sulfonato que têm o mesmo comprimento de cadeia de hidrocarboneto e são os mesmos, etc. .). Portanto, uma pessoa versada na técnica reconhecerá imediatamente que os termos "tensoativo" e "tipo(s) de tensoativo" têm o mesmo significado e podem ser usados alternadamente.
[0096] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo aniônico, um tensoativo não iônico, um tensoativo zwitteriônico, um tensoativo catiônico ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo aniônico, um tensoativo não iônico ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender uma pluralidade de tensoativo aniônicos. Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo zwitteriônico. "Zwitteriônico" ou "zwitterion", como utilizado neste documento, refere-se a uma molécula neutra com uma carga elétrica positiva (ou catiônica) e negativa (ou aniônica) em diferentes locais dentro da mesma molécula. Exemplos de tensoativos zwitteriônicos incluem, sem limitação, betaínas e sultaínas.
[0097] O tensoativo pode ser qualquer tensoativo apropriado útil no campo da recuperação de óleo intensificada. Por exemplo, em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um sulfonato de olefina interno (IOS), um sulfonato de alfa olefina (AOS), um alquil aril sulfonato (ARS), um alcano sulfonato, um sulfonato de petróleo, um alquil difenil óxido (di)sulfonato, um sulfato de álcool, um sulfato de alcoxi, um sulfonato de alcóxi, um fosfato de álcool, um fosfato de alcóxi, um éster de sulfosuccinato, um etoxilato de álcool, um etoxilato de alquil fenol, um sal de amônio quaternário, uma betaína ou sultaína. O tensoativo, conforme fornecido aqui, também pode ser um sabão.
[0098] Em modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo aniônico. Por exemplo, o tensoativo pode compreender um tensoativo aniônico selecionado do grupo que consiste em tensoativos de alcoxi carboxilato, tensoativos de alcoxi sulfato, tensoativos de alcoxi sulfonato, tensoativos de alquil sulfonato, tensoativos de aril sulfonato, tensoativos de olefina sulfonato e combinações dos mesmos. Em modalidades, o tensoativo aniônico pode compreender uma mistura de tensoativo aniônico. Quando o tensoativo aniônico é uma mistura de tensoativo aniônico, a composição aquosa inclui uma pluralidade (isto é, mais de um) tipo de tensoativo aniônico.
[0099] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo alcóxi carboxilato. Um "tensoativo de alcóxi carboxilato", conforme fornecido neste documento, é um composto com um alquil ou aril ligado a um ou mais grupos alcoxileno (tipicamente –CH2-CH(etill)-O-, –CH2-CH(metil)-O-, or –CH2-CH2-O-) que, por sua vez, está ligado a –COO- ou ácido ou sal do mesmo, incluindo cátions metálicos, como sódio. Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo de alcóxi carboxilato definido pela Fórmula III ou Fórmula IV
Fórmula III Fórmula IV em que R1 é C8-C150 alquil substituído ou não substituído ou aril substituído ou não substituído; R2 é independentemente hidrogênio ou C1-C6 alquil não substituído; R3 é independentemente hidrogênio ou C1-C6 alquil não substituído; n é um inteiro de 2 a 210; z é um inteiro de 1 a 6; e M+ é um cátion.
[00100] Em modalidades de Fórmula III ou IV, R1 é C8-C36 alquil linear ou ramificado. Nas modalidades da Fórmula III ou IV, R1 é (C6H5-CH2CH2)3C6H2- (TSP), (C6H5-CH2CH2)2C6H3- (DSP), (C6H5-CH2CH2)1C6H4- (MSP), ou naftil substituído ou não substituído. Em modalidades de Fórmula III ou IV, o alcóxi carboxilato é C28-25PO-25EO-carboxilato (ou seja, C28 alqul ligado a 25 –CH2-CH(metil)-O-ligantes, ligados por sua vez a 25 -CH2-CH2-O- (metil)-O-ligantes, ligados por sua vez a –COO- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, tais como sódio).
[00101] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo de alcóxi sulfato. Um tensoativo de alcóxi sulfato, conforme fornecido neste documento, é um tensoativo com um alquil ou aril ligado a um ou mais grupos alcoxileno (tipicamente –CH2-CH(etill)-O-, –CH2-CH(metil)-O-, or –CH2-CH2-O-) que, por sua vez, está ligado a –SO3- ou ácido ou sal do mesmo, incluindo cátions metálicos, como sódio. Em modalidades, o tensoativo de alcóxi sulfato pode ser definido pela fórmula abaixo ou ácido ou sal do mesmo, em que RA é grupo C8-C36 alquil; BO representa -CH2-CH(etil)-O-; PO representa –CH2-CH(metil)-O-;
EO representa –CH2-CH2-O-; e e, f e g são, cada um, independentemente, inteiros de 0 a 50, com a condição de que pelo menos um de e, f e g não seja zero. Em modalidades, o tensoativo de alcóxi sulfato pode ser C15-13PO-sulfato (isto é, um C15 alquil não substituído ligado a 13 –CH2-CH(metil)-O- ligantes, por sua vez ligado a –SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, tais como sódio). Em modalidades, o tensoativo de alcóxi sulfato pode ser C13-13PO- sulfato (ou seja, um C13 alquil não substituído ligado a 13 – CH2-CH(metil)-O-ligantes, por sua vez ligados a –SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, tais como sódio).
[00102] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo de alcóxi sulfato definido pela Fórmula V Fórmula V em que R1 e R2 são independentemente um grupo C8-C150 alquil substituído ou não substituído ou um grupo aril substituído ou não substituído; R3 é independentemente hidrogênio ou C1-C6 alquil não substituído; z é um inteiro de 2 a 210; X- é , , , , , , ou ; e M+ é um cátion.
[00103] Em algumas modalidades da Fórmula V, R1 é um grupo C8-C150 ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula V, R1 é C12-C100 alquil linear ou ramificado não substituído, (C6H5-CH2CH2)3C6H2- (TSP), (C6H5-CH2CH2)2C6H3- (DSP), (C6H5- CH2CH2)1C6H4- (MSP), ou naftil substituído ou não substituído. Nas modalidades da Fórmula V, o alcóxi sulfato é C16-C16-
epóxido-15PO-10EO-sulfato (ou seja, um C16 alquil linear não substituído ligado a um oxigênio, que por sua vez está ligado a um C16 alquil ramificado não substituído, que por sua vez está ligado a 15 –CH2-CH(metil)-O- ligantes, por sua vez ligados a 10 –CH2-CH2-O- ligantes, por sua vez ligados a –SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, tais como sódio).
[00104] Em algumas modalidades, o tensoativo de alcóxi sulfato fornecido aqui pode ser um tensoativo de aril alcóxi sulfato. Um tensoativo aril alcóxi, conforme fornecido neste documento, é um tensoativo alcóxi tendo um aril ligado a um ou mais grupos alcoxileno (tipicamente –CH2-CH(etill)-O-, –CH2- CH(metil)-O-, or -CH2-CH2-O-) que, por sua vez, está ligado a – SO3- ou ácido ou sal do mesmo, incluindo cátions metálicos, como sódio. Nas modalidades da Fórmula V, o tensoativo de aril alcóxi sulfato é (C6H5-CH2CH2)3C6H2-7PO-10EO-sulfato (ou seja, tri-estirilfenol ligado a 7 –CH2-CH(metil)-O-ligantes, por sua vez ligados a 10 –CH2-CH2-O- ligantes, por sua vez ligados a – SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, tais como sódio).
[00105] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um alquil sulfato não substituído e / ou um tensoativo de alquil sulfonato não substituído. Um tensoativo de alquil sulfato, conforme fornecido neste documento, é um tensoativo tendo um grupo alquil ligado a -O-SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, como sódio. Um tensoativo de alquil sulfonato, conforme fornecido neste documento, é um tensoativo tendo um grupo alquil ligado a - SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, como sódio. Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo de aril sulfato não substituído ou um tensoativo de aril sulfonato não substituído. Um tensoativo de aril sulfato, conforme fornecido neste documento, é um tensoativo tendo um grupo aril ligado a -O-SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, como sódio. Um tensoativo de aril sulfonato, conforme fornecido neste documento, é um tensoativo tendo um grupo aril ligado a -SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos, como sódio. Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um alquil aril sulfonato. Exemplos não limitativos de tensoativos de alquil sulfato, tensoativos de aril sulfato, tensoativos de alquil sulfonato, tensoativos de aril sulfonato e tensoativos de alquil aril sulfonato úteis nas modalidades fornecidas neste documento são alquil aril sulfonatos (ARS) (por exemplo, alquil benzeno sulfonato (ABS), como um C8-C30 ABS), alcano sulfonatos, sulfonatos de petróleo e alquil difenil óxido (di)sulfonatos. tensoativos adicionais úteis nas modalidades fornecidas neste documento são sulfatos de álcool, fosfatos de álcool, fosfato de alcoxilo, ésteres de sulfosuccinato, etoxilatos de álcool, etoxilatos de alquil fenol, sais de amônio quaternário, betaínas e sultaínas.
[00106] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo de sulfonato de olefina. Em modalidades, o tensoativo de sulfonato de olefina pode ser um sulfonato de olefina interno (IOS) ou um sulfonato de alfa olefina (AOS). Em modalidades, o tensoativo de sulfonato de olefina pode ser um C10-C30 (IOS). Em modalidades, o tensoativo de sulfonato de olefina é C15-C18 IOS. Em modalidades, o tensoativo de sulfonato de olefina é C19-C28 IOS. Quando o tensoativo de sulfonato de olefina é C15-C18 IOS, o tensoativo de sulfonato de olefina pode ser uma mistura (combinação) de C15, C16, C17 e C18 alqueno, em que cada alqueno está ligado a um -SO3- ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos tais como sódio. Da mesma forma, onde o tensoativo de sulfonato de olefina é C19-C28 IOS, o tensoativo de sulfonato de olefina pode ser uma mistura (combinação) de C19, C20, C21 C22, C23, C24, C25,
C26, C27 e C28 alqueno, em que cada alqueno está ligado a um - SO3-ou ácido ou sal do mesmo incluindo cátions metálicos tais como sódio. Em modalidades, o tensoativo de sulfonato de olefina é C19-C23 IOS. Conforme mencionado acima, a composição aquosa fornecida neste documento pode incluir uma pluralidade de tensoativos (isto é, uma mistura de tensoativos). Em algumas modalidades, a mistura de tensoativo pode compreender um primeiro tensoativo de sulfonato de olefina e um segundo tensoativo de sulfonato de olefina. Em modalidades, o primeiro tensoativo de sulfonato de olefina pode ser um C15-C18 IOS e o segundo tensoativo de sulfonato de olefina pode ser um C19-C28 IOS.
[00107] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo definido pela Fórmula VI Fórmula VI em que R1 é um grupo R4- C8-C20 alquil substituído ou não substituído, um grupo R3-aril substituído ou não substituído, ou um grupo R3-cicloalquil substituído ou não substituído; R2 é independentemente hidrogênio ou metil; R3 é independentemente um grupo R4- C1-C15 alquil substituído ou não substituído, um grupo R4-aril substituído ou não substituído, ou um grupo R4- cicloalquil substituído ou não substituído; R4 é independentemente um grupo aril não substituído ou um grupo cicloalquil não substituído; n é um inteiro de 25 a 115; X é X é –SO3-M+, –SO3H, –CH2C(O)O-M+, –CH2C(O)OH; e M+ é um cátion.
[00108] Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 25 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 30 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 35 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 40 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 45 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 50 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 55 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 60 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 65 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 70 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 75 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 80 a 115. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 30 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 35 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 40 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 45 a
80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 50 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 55 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 60 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 65 a
80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 70 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 75 a 80. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 30 a 60. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 35 a
60. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 40 a 60. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 45 a 60. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 50 a 60. Em algumas modalidades da Fórmula VI, o símbolo n é um inteiro de 55 a
60. Nas modalidades da Fórmula VI, n é 25. Nas modalidades da Fórmula VI, n é 50. Nas modalidades da Fórmula VI, n é 55. Nas modalidades da Fórmula VI, n é 75.
[00109] Em algumas modalidades da Fórmula VI, R1 é R4-C8-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C12-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C13-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C13 alquil substituído ou não substituído . Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C13 alquil não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é um tridecil não substituído (isto é, um radical C13H27-alquil derivado de tridecilálcool). Em ainda modalidades, R1 é R4- C15-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C18 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C18 alquil não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é um oleil não substituído (ou seja, um C17H33CH2- radical derivado de álcool oleílico).
[00110] Em algumas modalidades da Fórmula VI, R1 pode ser R4- alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI,R1 é R4- C8-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C10-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C12-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C13-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C14-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C16-C20 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C8-C15 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C10-C15 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C12-C15 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é R4- C13-C15 alquil substituído ou não substituído. Em modalidades relacionadas, o alquil é um alquil saturado. Em outras modalidades relacionadas, R1 é R4-C13 alquil substituído ou não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é C13 alquil não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é um tridecil (isto é, um radical C13H27-alquil derivado de tridecilálcool). Em outras modalidades relacionadas, R1 é R4- C18 alquil substituído ou não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é C18 alquil não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é um oleil (ou seja, um C17H33CH2- radical derivado de álcool oleílico). Em outras modalidades relacionadas, n é conforme definido em uma modalidade acima (por exemplo, n é pelo menos 40, ou pelo menos 50, por exemplo, 55 a 85).
[00111] Em algumas modalidades da Fórmula VI, R1 pode ser u. grupo C8-C20 alquil linear ou ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C20 alquil ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C20 alquil linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI,R1 é C8- C18 alquil ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C18 alquil ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C18 alquil linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C18 alquil ramificado não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é um oleil (ou seja, um C17H33CH2- radical derivado de álcool oleílico). Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C16 alquil linear ou ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C16 alquil ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C16 alquil linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8- C14 alquil linear ou ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C14 alquil ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C14 alquil linear não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é C13 alquil ramificado não substituído. Em outras modalidades relacionadas, R1 é um tridecil (isto é, um radical C13H27-alquil derivado de tridecilálcool). Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C12 alquil linear ou ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C12 alquil ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C8-C12 alquil linear não substituído. Em outras modalidades relacionadas, n é conforme definido em uma modalidade acima (por exemplo, n é pelo menos 40, ou pelo menos 50, por exemplo, 55 a 85).
[00112] Em algumas modalidades da Fórmula VI onde R1 é um alquil linear ou ramificado não substituído (por exemplo, C10- C20 alquil ramificado não substituído), o alquil pode ser um alquil saturado (por exemplo, um alquil saturado linear ou ramificado não substituído ou C10-C20 alquil saturado ramificado não substituído). Um "alquil saturado", como utilizado neste documento, refere-se a um alquil que consiste apenas em átomos de hidrogênio e carbono que estão ligados exclusivamente por ligações simples. Assim, nas modalidades da Fórmula VI, R1 pode ser alquil saturado linear ou ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C10-C20 alquil saturado ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C10-C20 alquil saturado linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C20 alquil saturado ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C20 alquil saturado linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C16 alquil saturado ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C16 alquil saturado linear não substituído. Em algumas outras modalidades, R1 é C13 alquil saturado linear não substituído.
[00113] Em algumas modalidades da Fórmula VI onde R1 é um alquil linear ou ramificado não substituído (por exemplo, C10- C20 alquil ramificado não substituído), o alquil pode ser um alquil insaturado (por exemplo, um alquil insaturado linear ou ramificado não substituído ou C10-C20 alquil insaturado ramificado não substituído). Um "alquil insaturado", como utilizado neste documento, refere-se a um alquil tendo uma ou mais ligações duplas ou triplas. Um alquil insaturado, conforme fornecido neste documento, pode ser mono- ou poli- insaturado e pode incluir radicais di- e multivalentes. Assim, nas modalidades da Fórmula VI, R1 pode ser alquil insaturado linear ou ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C10-C20 alquil insaturado ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C10-C20 alquil insaturado linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C20 alquil insaturado ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C20 alquil insaturado linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C18 alquil insaturado ramificado não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C12-C18 alquil insaturado linear não substituído. Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C18 alquil insaturado linear não substituído Em modalidades da Fórmula VI, R1 é C18 alquil insaturado linear não substituído. Em uma modalidade, R1 é C18 alquil mono-insaturado linear não substituído. Em outra modalidade, R1 é C18 alquil poli- insaturado linear não substituído Em uma modalidade, R1 é C18 alquil mono-insaturado ramificado não substituído. Em outra modalidade, R1 é C18 alquil poli-insaturado ramificado não substituído.
[00114] Em algumas modalidades da Fórmula VI, R1 pode ser R4- C8-C20 substituído ou não substituído (por exemplo, C12-C18) alquil, R3- C5-C10 substituído ou não substituído (por exemplo, C5-C6) aril ou R3- C3-C8 (por exemplo, C5-C7) cicloalquil. R3 pode ser independentemente R4- C1-C15 substituído ou não substituído (por exemplo, C8-C12) alquil, R4- C5-C10 substituído ou não substituído (por exemplo, C5-C6) aril ou R4- C3-C8 substituído ou não substituído (por exemplo, C5-C7) cicloalquil. Assim, em modalidades da Fórmula VI, R3 é R4-C1-
C15 alquil substituído ou não substituído, R4- C5-C10 aril substituído ou não substituído ou R4- C3-C8 cicloalquil substituído ou não substituído. R4 pode ser independentemente C5-C10 não substituído (por exemplo, C5-C6) aril ou C3-C8 não substituído (por exemplo, C5-C7) cicloalquil. Assim, nas modalidades da Fórmula VI, R4 é independentemente C5-C10 aril ou C3-C8 cicloalquil não substituído.
[00115] Em algumas modalidades, o tensoativo pode compreender um tensoativo definido pela Fórmula VII Fórmula VII em que R1 e X são definidos como acima (por exemplo, na Fórmula VI); y é um inteiro de 5 a 40; e x é um inteiro de 35 a 50.
[00116] Nas modalidades da Fórmula VII, y é 10 e x é 45. Em modalidades da Fórmula VII, R1 é C13 alquil. Nas modalidades da Fórmula VII, y é 30 e x é 45. Em algumas outras modalidades, R1 é C18 alquil insaturado não substituído. Em modalidades da Fórmula VII, R1 é C18 alquil insaturado linear não substituído Em modalidades da Fórmula VII, R1 é C18 alquil insaturado linear não substituído. Em uma modalidade, R1 é C18 alquil monoinsaturado linear não substituído. Em outra modalidade, R1 é C18 alquil poli-insaturado linear não substituído Em uma modalidade, R1 é C18 alquil monoinsaturado ramificado não substituído. Em outra modalidade, R1 é C18 alquil poli-insaturado ramificado não substituído.
[00117] Em algumas modalidades da Fórmula VII em que R1 é C13 alquil não substituído, n é 55, X é -SO3-M+, e M+ é um cátion divalente (por exemplo, Na2+). Nas modalidades da Fórmula VII, x é 45 e y é 10. Em algumas modalidades do composto de Fórmula VII em que R1 é C18 alquil insaturado não substituído, n é 75, X é -CH2C(O)O-M+, e M+ é um cátion monovalente (por exemplo, Na+). Nas modalidades da Fórmula VII, x é 45 e y é 30.
[00118] Os tensoativos adequados são divulgados, por exemplo, nas Patentes U.S. 3.811.504, 3.811.505, 3.811.507,
3.890.239, 4.463.806, 6.022.843, 6.225.267 e 7.629.299; Publicação de Pedido de Patente Internacional WO/2008/079855, WO/2012/027757 e WO/2011/094442; bem como as Publicações de Pedido de Patente U.S. 2005/0199395, 2006/0185845, 2006/018486, 2009/0270281, 2011/0046024, 2011/0100402, 2011/0190175, 2007/0191633, 2010/004843. 2011/0201531, 2011/0190174, 2011/0071057, 2011/0059873, 2011/0059872, 2011/0048721, 2010/0319920, 2010/0292110 e 2013/0281327, todos incorporados neste documento por referência em sua totalidade. tensoativos adequados adicionais são tensoativos conhecidos por serem usados em métodos de recuperação de óleo intensificada, incluindo aqueles discutidos em D. B. Levitt, A. C. Jackson, L. Britton and G. A. Pope, "Identification and Evaluation of High-Performance EOR Surfactants," SPE IX89, conference contribution for the SPE Symposium on Improved Oil Recovery Annual Meeting, Tulsa, Okla., Apr. 24-26, 2006.
[00119] Uma pessoa versada na técnica reconhecerá imediatamente que uma série de tensoativos estão disponíveis comercialmente como misturas de moléculas relacionadas (por exemplo, tensoativos IOS e ABS). Assim, onde um tensoativo está presente dentro de uma composição fornecida neste documento, uma pessoa versada comum entenderia que o tensoativo pode ser uma mistura de uma pluralidade de moléculas de tensoativo relacionadas (como descrito aqui e como geralmente conhecido na técnica).
[00120] Em algumas modalidades, a concentração de tensoativo é de cerca de 0,05% p / p a cerca de 10% p / p. Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 0,25% p / p a cerca de 10% p / p. Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 0,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 1,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 1,25% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 1,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 1,75% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 2,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 2,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 3,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 3,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 4,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 4,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 5,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 5,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 6,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 6,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 7,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 7,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 8,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 9,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 10% p / p.
[00121] Em certas modalidades, a composição aquosa não inclui um tensoativo diferente do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX.
[00122] Em algumas modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de cerca de 0,25% p / p a cerca de 10% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 0,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 1,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 1,25% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 1,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 1,75% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX é de pelo menos cerca de 2,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 2,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 3,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 3,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX é de pelo menos cerca de 4,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 4,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 5,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 5,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 6,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 6,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 7,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX é de pelo menos cerca de 7,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total de tensoativo na composição aquosa é de cerca de 8,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de pelo menos cerca de 9,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na composição aquosa é de cerca de 10% p / p.
[00123] Em algumas modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos dentro das composições aquosas é de cerca de 0,05% p / pa cerca de 10% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 0,25% p / p a cerca de 10% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 0,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 1,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 1,25% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 1,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 1,75% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 2,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 2,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 3,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 3,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 4,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 4,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 5,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 5,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 6,0% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 6,5% p / p.
Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 7,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 7,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 8,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 9,0% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX e um ou mais tensoativos na composição aquosa é de cerca de 10% p / p.
[00124] Em algumas modalidades, as composições aquosas podem incluir ainda um polímero solúvel em água que intensifica a viscosidade. Em algumas modalidades, o polímero solúvel em água pode ser um biopolímero, como goma xantana ou escleroglucano, um polímero sintético, como poliacrilamida, poliacrilamida hidrolisada ou copolímeros de acrilamida e ácido acrílico, 2-acrilamido 2-metil propano sulfonato ou N- vinil pirrolidona, um polímero sintético como o óxido de polietileno ou qualquer outro polímero de alto peso molecular solúvel em água ou salmoura. Em algumas modalidades, o polímero é poliacrilamida (PAM), poliacrilamidas parcialmente hidrolisadas (HPAM) e copolímeros de ácido 2-acrilamido-2- metilpropano sulfônico ou sal de sódio ou misturas dos mesmos, e poliacrilamida (PAM) comumente referida como copolímero AMPS e misturas dos copolímeros dos mesmos. Em uma modalidade, o polímero solúvel em água que intensificada a viscosidade é poliacrilamida ou um copolímero de poliacrilamida. Em uma modalidade, o polímero solúvel em água que intensifica a viscosidade é uma poliacrilamida aniônica parcialmente (por exemplo, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%) hidrolisada. Em alguma outra modalidade, o polímero solúvel em água que intensifica a viscosidade tem um peso molecular de aproximadamente cerca de 8x106 Daltons. Em alguma outra modalidade adicional, o polímero solúvel em água que intensifica a viscosidade tem um peso molecular de aproximadamente cerca de 18x106 Daltons. Exemplos não limitativos de polímeros disponíveis comercialmente úteis para a invenção, incluindo modalidades aqui fornecidas, são Florpaam 3330S e Florpaam 3360S. Os pesos moleculares dos polímeros podem variar de cerca de 10.000 Daltons a cerca de
20.000.000 Daltons. Em algumas modalidades, o polímero solúvel em água que intensifica a viscosidade é usado na faixa de cerca de 500 a cerca de 5000 ppm de concentração, tal como de cerca de 1000 a 2000 ppm (por exemplo, a fim de igualar ou exceder a viscosidade do óleo do reservatório sob as condições do reservatório de temperatura e pressão).
[00125] Em certas modalidades, a composição aquosa não inclui um polímero que intensifica a viscosidade.
[00126] Em algumas modalidades, as composições aquosas podem incluir ainda um agente alcalino. Um agente alcalino, conforme fornecido aqui, pode ser um sal iônico básico de um metal alcalino (por exemplo, lítio, sódio, potássio) ou elemento de metal alcalino-terroso (por exemplo, magnésio, cálcio, bário, rádio). Exemplos de agentes alcalinos adequados incluem, por exemplo, NaOH, KOH, LiOH, Na2CO3, NaHCO3, Na-metaborato, Na silicato, Na ortossilicato, Na acetato ou NH4OH. A composição aquosa pode incluir água do mar ou água doce de um aquífero, rio ou lago. Em algumas modalidades, a composição aquosa inclui água salgada dura ou água salgada mole. Em algumas outras modalidades, a água é água salgada mole. Em algumas outras modalidades, a água é água salgada dura. Quando a composição aquosa inclui água salgada mole, a composição aquosa pode incluir ainda um agente alcalino. Em água salgada mole, o agente alcalino pode fornecer geração intensificada de sabão a partir dos óleos ativos, menor adsorção de tensoativo ao material sólido (por exemplo, rocha) no reservatório e maior solubilidade de polímeros solúveis em água que intensificam a viscosidade.
[00127] O agente alcalino pode estar presente na composição aquosa em uma concentração de cerca de 0,1% p / p a cerca de 10% p / p. A quantidade combinada de agente alcalino e composto fornecido neste documento (por exemplo, composto de Fórmula I, II, VIII ou IX) presente na composição aquosa fornecida neste documento pode ser aproximadamente igual ou inferior a cerca de 10% p / p. Em algumas modalidades, a concentração total de agente alcalino (isto é, a quantidade total de agente alcalino dentro das composições aquosas e composições de emulsão fornecidas neste documento) é de cerca de 0,05% p / p a cerca de 5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 0,25% p / p a cerca de 5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 0,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 0,75% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 1% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 1,25% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 1,50% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 1,75% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 2% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 2,25% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 2,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 2,75% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 3% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 3,25% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 3,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 3,75% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 4% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 4,25% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 4,5% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 4,75% p / p. Em outras modalidades, a concentração total do agente alcalino na composição aquosa é de cerca de 5,0% p / p. Em algumas modalidades, o agente alcalino pode estar presente nas composições aquosas em uma quantidade eficaz para proporcionar uma composição aquosa com um pH de 9 a 12 (por exemplo, de 9,5 a 12, de 10 a 12 ou de 10,5 a 11,5).
[00128] Em certas modalidades, a composição aquosa não inclui um agente alcalino diferente do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX.
[00129] Em algumas modalidades, as composições aquosas podem incluir ainda um cossolvente. Nas modalidades, o cossolvente é um álcool, etoxilato de álcool, éter de glicol, glicóis ou glicerol. As composições aquosas fornecidas neste documento podem incluir mais de um cossolvente.
Assim, nas modalidades, a composição aquosa inclui uma pluralidade de diferentes cossolventes.
Onde a composição aquosa inclui uma pluralidade de diferentes cossolventes, os diferentes cossolventes podem ser distinguidos por suas propriedades químicas (estruturais). Por exemplo, a composição aquosa pode incluir um primeiro cossolvente, um segundo cossolvente e um terceiro cossolvente, em que o primeiro cossolvente é quimicamente diferente do segundo e do terceiro cossolvente e o segundo cossolvente é quimicamente diferente do terceiro cossolvente.
Em modalidades, a pluralidade de diferentes cossolventes inclui pelo menos dois álcoois diferentes (por exemplo, um C1-C6 álcool e um C1-C4 álcool). Nas modalidades, a composição aquosa inclui um C1-C6 álcool e um C1-C4 álcool.
Em modalidades, a pluralidade de cossolventes diferentes inclui pelo menos dois álcoois alcóxi diferentes (por exemplo, um C1-C6 alcóxi álcool e C1-C4 alcóxi álcool). Nas modalidades, a composição aquosa inclui um C1-C6 alcóxi álcool e um C1-C4 alcóxi álcool.
Em modalidades, a pluralidade de diferentes cossolventes inclui pelo menos dois cossolventes selecionados do grupo que consiste em álcoois, álcoois alquil alcóxi e álcoois fenil alcóxi.
Por exemplo, a pluralidade de cossolventes diferentes pode incluir um álcool e um álcool alquil alcóxi, um álcool e um álcool fenil alcóxi, ou um álcool, um álcool alquil alcóxi e um álcool fenil alcóxi.
Os álcoois alquil alcóxi ou álcoois fenil alcóxi fornecidos aqui têm uma porção hidrofóbica (cadeia alquil ou aril), uma porção hidrofílica (por exemplo, um álcool) e opcionalmente uma porção alcóxi (etoxilato ou propoxilato). Assim, nas modalidades, o cossolvente é um álcool, álcool alcóxi, éter de glicol, glicol ou glicerol.
Cossolventes adequados são conhecidos na técnica e incluem, por exemplo, tensoativos descritos na Publicação do Pedido de
Patente U.S. 2013/0281327 que é aqui incorporado em sua totalidade
[00130] Em algumas modalidades, um cossolvente pode estar presente em uma quantidade suficiente para aumentar a solubilidade do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na fase aquosa devido à ausência do cossolvente. Por outras palavras, na presença de uma quantidade suficiente do cossolvente, a solubilidade do composto de Fórmula I, II, VIII ou IX na fase aquosa é superior do que na ausência do cossolvente. Em modalidades, o cossolvente pode estar presente em uma quantidade suficiente para aumentar a solubilidade do tensoativo na fase aquosa em relação à ausência do cossolvente. Assim, na presença de uma quantidade suficiente do cossolvente, a solubilidade do tensoativo na fase aquosa pode ser maior do que na ausência do cossolvente. Em modalidades, o cossolvente pode estar presente em uma quantidade suficiente para diminuir a viscosidade de uma emulsão formada a partir da composição em relação à ausência do cossolvente.
[00131] Em outras modalidades, a composição aquosa pode ser substancialmente livre de cossolventes diferentes de um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX (por exemplo, a composição pode incluir menos que 0,05% em peso de cossolventes, com base no peso total da composição).
[00132] Em algumas modalidades, a composição aquosa pode incluir ainda um gás. Por exemplo, o gás pode ser combinado com a composição aquosa para reduzir sua mobilidade, diminuindo o fluxo de líquido nos poros do material sólido (por exemplo, rocha). Em algumas modalidades, o gás pode ser dióxido de carbono supercrítico, nitrogênio, gás natural ou misturas dos mesmos e de outros gases.
[00133] Em algumas modalidades, a composição aquosa pode ter um pH de pelo menos 7 (por exemplo, um pH de pelo menos 7,5,
um pH de pelo menos 8, um pH de pelo menos 8,5, um pH de pelo menos 9, um pH de pelo menos pelo menos 9,5, um pH de pelo menos 10, um pH de pelo menos 10,5, um pH de pelo menos 11, um pH de pelo menos 11,5 ou um pH de pelo menos 12,5). Em algumas modalidades, a composição aquosa pode ter um pH de 13 ou menos (por exemplo, um pH de 12,5 ou menos, um pH de 12 ou menos, um pH de 11,5 ou menos, um pH de 11 ou menos, um pH de 10,5 ou menos, um pH de 10 ou menos, um pH de 9,5 ou menos, um pH de 9 ou menos, um pH de 8,5 ou menos, um pH de 8 ou menos, ou um pH de 7,5 ou menos). A composição aquosa pode ter um pH variando de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, a composição aquosa pode ter um pH de 7 a 13 (por exemplo, de 10 a 12 ou de 10,5 a 11,5).
[00134] Em algumas modalidades, a composição aquosa pode ter uma salinidade inferior a 50.000 ppm. Em outras modalidades, a composição aquosa tem uma salinidade inferior a 25.000 ppm, inferior a 20.000 ppm, inferior a 15.000 ppm, inferior a
10.000 ppm, inferior a 7.500 ppm ou inferior a 5.000 ppm. A faixa total de salinidade (sólidos dissolvidos totais na salmoura) pode ser de 100 ppm a salmoura saturada (cerca de
260.000 ppm). A composição aquosa pode incluir água do mar, salmoura ou água doce de um aquífero, rio ou lago. A combinação aquosa pode ainda incluir sal para aumentar a salinidade. Em algumas modalidades, o sal é NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, CaSO4, Na acetato ou Na2CO3.
[00135] Em algumas modalidades, a composição aquosa pode ter uma temperatura de pelo menos 20°C (por exemplo, pelo menos 30°C, pelo menos 40°C, pelo menos 50°C, pelo menos 60°C, pelo menos 70°C, pelo menos 80°C, pelo menos 90°C, pelo menos 100°C ou pelo menos 110°C). A composição aquosa pode ter uma temperatura de 120°C ou menos (por exemplo, 110°C ou menos, 100°C ou menos, 90°C ou menos, 80°C ou menos, 70°C ou menos,
60°C ou menos, 50°C ou menos, 40°C ou menos, ou 30°C ou menos). Em algumas modalidades, a composição aquosa pode ter uma temperatura superior a 120°C. A composição aquosa pode ter uma temperatura variando de qualquer um dos valores mínimos descritos acima a qualquer um dos valores máximos descritos acima. Por exemplo, a composição aquosa pode ter uma temperatura de 20°C a 120°C (por exemplo, de 50°C a 120°C, ou de 80°C a 120°C).
[00136] Em algumas modalidades, a composição aquosa pode ter uma viscosidade entre 20 mPas e 100 mPas a 20°C. A viscosidade da solução aquosa pode ser aumentada de 0,3 mPas para 1, 2, 10, 20, 100 ou mesmo 1000 mPas incluindo um polímero solúvel em água. Conforme mencionado acima, a viscosidade aparente da composição aquosa pode ser aumentada com um gás (por exemplo, um gás formador de espuma) como uma alternativa ao polímero solúvel em água.
[00137] Também são fornecidas emulsões compreendendo (i) um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX ou uma composição aquosa aqui descrita e (ii) petróleo não refinado. Em algumas modalidades, a composição da emulsão pode ser uma microemulsão. Uma "microemulsão" como aqui referida é uma mistura termodinamicamente estável de óleo, água e tensoativos que também pode incluir componentes adicionais, tais como cossolventes, eletrólitos, álcalis e polímeros. Em contraste, uma "macroemulsão", conforme referido aqui, é uma mistura termodinamicamente instável de óleo e água que também pode incluir componentes adicionais. A composição de emulsão fornecida neste documento pode ser uma emulsão de óleo em água, em que o tensoativo forma agregados (por exemplo, micelas) onde a parte hidrofílica da(s) molécula(s) de tensoativo contata a fase aquosa da emulsão e a parte lipofílica entra em contato com o óleo fase da emulsão. Assim, em algumas modalidades, o(s) tensoativo(s) faz(em) parte da parte aquosa da emulsão. E em outras modalidades, o(s) tensoativo(s) faz(em) parte da fase oleosa da emulsão. Em ainda outra modalidade, o(s) tensoativo(s) faz(em) parte de uma interface entre a fase aquosa e a fase oleosa da emulsão.
[00138] Em outras modalidades, as razões de solubilização em óleo e água são insensíveis à concentração combinada de cátions metálico divalente (por exemplo, Ca2+ e Mg2+) dentro da composição da emulsão. Em outras modalidades, as razões de solubilização em óleo e água são insensíveis à salinidade da água ou a todos os eletrólitos específicos contidos na água. O termo "insensível" usado no contexto deste parágrafo significa que a razão de solubilização tende a não mudar (por exemplo, tende a permanecer constante) conforme a concentração de cátions metálicos divalentes e / ou salinidade da água muda. Em algumas modalidades, a mudança nas razões de solubilização é inferior a 5%, 10%, 20%, 30%, 40% ou 50% sobre uma faixa de concentração de cátion metálico divalente de 10 ppm, 100 ppm, 1000 ppm ou 10.000 ppm. Em outra modalidade, a mudança nas razões de solubilização é inferior a 5%, 10%, 20%, 30%, 40% ou 50% ao longo de uma faixa de concentração de salinidade de 10 ppm, 100 ppm, 1000 ppm ou 10.000 ppm. Métodos
[00139] Em outro aspecto, é fornecido um método para deslocar um material de hidrocarboneto em contato com um material sólido. O método inclui contatar um material de hidrocarboneto com um composto conforme descrito neste documento (por exemplo, um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX), em que o material de hidrocarboneto está em contato com um material sólido. O material de hidrocarboneto pode separar- se do material sólido, deslocando assim o material de hidrocarboneto em contato com o material sólido.
[00140] Em outras modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado (por exemplo, em um reservatório de petróleo). Em algumas outras modalidades, o petróleo não refinado é um óleo leve. Um "óleo leve", conforme fornecido neste documento, é um petróleo não refinado com uma densidade API maior que 30. Em algumas outras modalidades, o petróleo não refinado é um óleo pesado. Um "óleo pesado", conforme fornecido neste documento, é um petróleo não refinado com uma densidade API inferior a 20. Em algumas modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 30. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 25. Em algumas modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 20. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 15. Em algumas modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 14. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 13. Em algumas modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 12. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 11. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 10. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 9. Em outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado é inferior a 8. Em algumas outras modalidades, a gravidade API do petróleo não refinado está entre 5 e 100, tal como entre 5 e 50, entre 5 e 25, entre 5 e 20 ou entre 5 e 15. Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado, como betume. O betume é considerado como um óleo altamente viscoso com um gravidade API na faixa de cerca de 5 a cerca de 10.
[00141] Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com uma viscosidade de pelo menos 50 cp, pelo menos 250 cp, tal como pelo menos 275 cp, pelo menos 300 cp, pelo menos 325 cp, pelo menos 350 cp, pelo menos 375 cp , pelo menos 400 cp, pelo menos 425 cp, pelo menos 450 cp,
pelo menos 475 cp, pelo menos 500 cp, pelo menos 550 cp, pelo menos 600 cp, pelo menos 650 cp, pelo menos 700 cp, pelo menos 750 cp , pelo menos 800 cp, pelo menos 850 cp, pelo menos 900 cp, pelo menos 950 cp, pelo menos 1000 cp, pelo menos 1050 cp, pelo menos 1100 cp, pelo menos 1150 cp, pelo menos 1200 cp, pelo menos 1250 cp , pelo menos 1500 cp, pelo menos 2000 cp, pelo menos 2500 cp, pelo menos 3000 cp, pelo menos 3500 cp, pelo menos 4000 cp, pelo menos 5000 cp, pelo menos 6000 cp, pelo menos 7000 cp, pelo menos 8.000 cp , pelo menos 9000 cp, pelo menos 10000 cp, pelo menos 15000 cp, pelo menos 20000 cp, pelo menos 25000 cp, pelo menos 30000 cp, pelo menos 35000 cp, pelo menos 40000 cp, pelo menos 45000 cp, ou pelo menos 50000 cp. Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com uma viscosidade inferior a 50000 cp, inferior a 40000 cp, inferior a 30000 cp, inferior a 25.000 cp, inferior a 20000 cp, inferior a 15000 cp, inferior a
10.000 cp, inferior de 9.000 cp, menos de 8.000 cp, menos de
7.000 cp, menos de 6.000 cp, menos de 5.000 cp, menos de 4.000 cp, menos de 3500 cp, menos de 3.000 cp, menos de 2500 cp, menos de 2.000 cp, menos que 1500 cp, menos que 1250 cp, menos que 1000 cp, menos que 900 cp, menos que 800 cp, menos que 750 cp, menos que 700 cp, menos que 650 cp, menos que 600 cp ou menos que 550 cp. Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com uma viscosidade de 50 a 100000 cp, de 50 a 50000 cp, de 300 a 10000 cp, de 300 a 5000 cp, de 300 a 1000 cp, de 400 a 1000 cp, de 400 a 450 cp, ou de 500 a 700 cp. Em geral, o óleo pesado tem um reservatório de viscosidade in situ que varia de 50 a 50.000 cp.
[00142] Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com uma densidade de pelo menos 500 kg/m3, tal como pelo menos 600 kg/m3, pelo menos 650 kg/m3, pelo menos 700 kg/m3, pelo menos 750 kg/m3, pelo menos 800 kg/m3, pelo menos 850 kg/m3, pelo menos 900 kg/m3, pelo menos 950 kg/m3, pelo menos 1000 kg/m3, pelo menos 1050 kg/m3, ou pelo menos 1100 kg/m3. Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com uma densidade inferior a 1000 kg/m3, inferior a 900 kg/m3, inferior a 800 kg/m3, inferior a 750 kg/m3, inferior a 700 kg/m3, inferior a 650 kg/m3, inferior a 600 kg/m3, ou inferior a 550 kg/m3. Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com uma densidade de 500 a 1000 kg/m3, de 600 a 1000 kg/m3, de 650 a 1000 kg/m3, de 750 a 1000 kg/m3, de 750 a 950 kg/m3, ou de 800 a 900 kg/m3.
[00143] Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado com um número de ácido total (conforme medido em unidades de mg KOH / g-óleo) de 10 ou menos, 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos, 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, 3 ou menos, ou 2 ou menos. O petróleo não refinado pode ter um número de ácido total (medido em unidades de mg KOH / g) de 0,5 ou mais, 1 ou mais, 2 ou mais, 3 ou mais, 4 ou mais, 5 ou mais, 6 ou mais, 7 ou mais, 8 ou mais, 9 ou mais, ou 10 ou mais. Por exemplo, o número de ácido total pode ser de 0,5 a 10, de maior que 1 a 10, de 2 a 10, de 3 a 10, de 3 a 7 ou de 4 a 7.
[00144] Em alguns exemplos, o material de hidrocarboneto inclui um óleo pesado com um número de ácido total superior a 1 mg-KOH / g-óleo (por exemplo, aproximadamente 5 mg-KOH / g- óleo) e uma viscosidade de reservatório superior a 250 cp (por exemplo, (cerca de 500 cp). Nessas modalidades, o método pode incluir um processo do tipo Polímero Tensoativo Alcalino (ASP), um processo do tipo Polímero Cossolvente Alcalino (ACP) ou um processo do tipo Polímero Tensoativo (SP) ou uma combinação para recuperação do óleo pesado de um reservatório. Por exemplo, a recuperação de óleo pesado por inundação de polímero pode ser substancialmente intensificada por tensão interfacial ultrabaixa (IFT) causada pela geração in situ de tensoativos naturais através da reação de componentes de óleo acídico com um composto de Fórmula I, II, VIII, ou IX aqui descrito. Neste processo, a injeção de uma pasta (por exemplo, 0,2, 0,3, 0,4, de 0,2 a 2 volumes de poro) de um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX é seguida por polímero com um gradiente de salinidade.
[00145] Em alguns exemplos, o material de hidrocarboneto pode incluir betume. Os métodos podem ser conduzidos a 368 K ou menos, em que o betume tem uma viscosidade de cerca de 276 cp a 368 K. A composição SARA do betume é 24,5% em peso de saturados, 36,6% em peso de aromáticos, 21,1% em peso de resinas e 17,8% em peso asfaltenos (insolúvel em n-pentano). O índice de acidez do betume é de cerca de 3mg-KOH / g-óleo ou superior.
[00146] O material sólido pode ser um material sólido natural (ou seja, um sólido encontrado na natureza, como a rocha). O material sólido natural pode ser encontrado em um reservatório de petróleo. Em algumas modalidades, o método é um método de recuperação de óleo intensificada. Métodos de recuperação de óleo intensificada são bem conhecidos na técnica. Um tratado geral sobre métodos de recuperação de óleo intensificada é Basic Concepts in Enhanced Oil Recovery Processes edited by M. Baviere (published for SCI by Elsevier Applied Science, London and New York, 1991). Por exemplo, em um método de recuperação de óleo intensificada, o deslocamento do petróleo não refinado em contato com o material sólido é realizado pelo contato do não refinado com um composto fornecido neste documento, em que o petróleo não refinado está em contato com o material sólido. O petróleo não refinado pode estar em um reservatório de óleo. O composto ou composição aqui fornecido pode ser bombeado para o reservatório de acordo com parâmetros conhecidos de recuperação de óleo intensificada. O composto pode ser bombeado para o reservatório como parte das composições aquosas fornecidas neste documento e, ao entrar em contato com o petróleo não refinado, formar uma composição de emulsão fornecida neste documento.
[00147] Em algumas modalidades, o material sólido natural pode ser rocha ou regolito. O material sólido natural pode ser uma formação geológica, como clásticos ou carbonatos. O material sólido natural pode ser material consolidado ou não consolidado ou misturas dos mesmos. O material de hidrocarboneto pode ser aprisionado ou confinado por "base rochosa" acima ou abaixo do material sólido natural. O material de hidrocarboneto pode ser encontrado em base rochosa ou material sólido natural poroso. Em outras modalidades, o regolito é solo.
[00148] Em algumas modalidades, uma emulsão se forma após a etapa de contato. A emulsão assim formada pode ser a emulsão descrita acima. Em algumas modalidades, o método inclui permitir que um ácido de petróleo não refinado dentro do material de petróleo não refinado entre na emulsão, convertendo assim o ácido de petróleo não refinado em um tensoativo. Em outras palavras, onde o ácido de petróleo não refinado se converte em um tensoativo, ele é mobilizado e, portanto, se separa do material sólido.
[00149] Em outro aspecto, é fornecido um método de conversão (por exemplo, mobilização) de um ácido de petróleo não refinado em um tensoativo. O método inclui contatar um material de petróleo com uma composição aquosa, formando assim uma emulsão em contato com o material de petróleo, em que a composição aquosa inclui o composto aqui descrito (por exemplo, um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX) e, opcionalmente, um tensoativo. Assim, em algumas modalidades, a composição aquosa é a composição aquosa descrita acima. Um ácido de petróleo não refinado dentro do material de petróleo não refinado é permitido entrar na emulsão, convertendo assim o ácido de petróleo não refinado em um tensoativo. Em algumas modalidades, o material de petróleo reativo está em um reservatório de petróleo. Em algumas modalidades, conforme descrito acima e como é geralmente conhecido na técnica, o ácido de petróleo não refinado é um ácido naftênico. Em algumas modalidades, conforme descrito acima e como é geralmente conhecido na técnica, o ácido de petróleo não refinado é uma mistura de ácido naftênico. Em algumas modalidades, a composição aquosa inclui ainda um agente alcalino.
[00150] Em outro aspecto, é fornecido um método para reduzir a viscosidade de um material de hidrocarboneto, como um ácido de petróleo não refinado. O método inclui contatar o material de hidrocarboneto com uma composição aquosa, formando assim uma emulsão em contato com o material de hidrocarboneto, em que a composição aquosa inclui o composto aqui descrito (por exemplo, um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX) e, opcionalmente, um tensoativo. Assim, em algumas modalidades, a composição aquosa é a composição aquosa descrita acima. Em algumas modalidades, o material de hidrocarboneto, como petróleo não refinado (incluindo óleo ppesado e óleo bruto pesado extra em sua forma natural) pode ter uma densidade de cerca de 7 a cerca de 14 graus API e uma viscosidade de cerca de 50 a cerca de 106 cP ou de cerca de 500 a cerca 106 cP ou de cerca de 103 a cerca de 106 cP a 25 graus centígrados. Devido à densidade API relativamente baixa e à alta viscosidade do óleo bruto, é necessária uma quantidade extraordinária de energia para bombear o óleo bruto em sua forma natural, se é que ele pode ser bombeado. Os métodos aqui divulgados fornecem métodos de produção de fabricação de emulsões de óleo em água para diminuir a viscosidade do óleo bruto para torná-lo mais bombeável, exigindo, assim, menos energia durante o transporte. Os métodos aqui divulgados podem reduzir a viscosidade de um petróleo não refinado, como o petróleo bruto em pelo menos 5%, pelo menos 10%, pelo menos 15%, pelo menos 20%, pelo menos 25% ou pelo menos 30%.
[00151] Em outro aspecto, um método de transporte de um material de hidrocarboneto, como petróleo não refinado em um recipiente de transporte, compreende contatar material de hidrocarboneto com uma composição aquosa compreendendo uma quantidade eficaz de um composto com uma estrutura de Fórmula I ou Fórmula II para formar uma mistura, e transportar a mistura no recipiente de transporte de um primeiro ponto para um segundo ponto é fornecido. Um "recipiente de transporte", conforme usado neste documento, refere-se a um contêiner usado para transportar óleo, normalmente grandes quantidades de óleo (por exemplo, pelo menos centenas de galões, pelo menos milhares de galões, pelo menos milhões de galões ou pelo menos bilhões de galões). Um recipiente de transporte inclui um recipiente de armazenamento contido em um petroleiro (petroleiros), barcaça, caminhão ou trem. Um recipiente de transporte também inclui um duto (oleoduto). Por conseguinte, um métodode transporte de um material de hidrocarboneto através de uma tubulação que compreende contatar o material de hidrocarboneto com uma composição aquosa compreendendo uma quantidade eficaz de um composto com uma estrutura de Fórmula I ou Fórmula II para formar uma mistura e bombear a mistura através da tubulação de um primeiro ponto para um segundo ponto ao longo da tubulação é fornecido.
[00152] Em algumas modalidades, a mistura que compreende o material de hidrocarboneto e a composição aquosa pode estar na forma de uma emulsão, como uma microemulsão. Depois que a emulsão chega ao seu destino para processamento posterior, a emulsão é separada ou quebrada. Em algumas modalidades, para quebrar a emulsão, um desagregador de emulsão é adicionado à emulsão. O desagregador de emulsão pode incluir um sal de um cátion divalente, como cloreto de cálcio. A emulsão se rompe, separando parte ou quase todo o conteúdo de água. A emulsão separada pode então ser armazenada ou enviada para um tanque de separação para posterior processamento e separação.
[00153] Em outro aspecto, é fornecido um método de preparação de um composto conforme descrito neste documento (por exemplo, um composto de Fórmula I, II, VIII ou IX). Os métodos podem incluir contatar um precursor de álcool adequado para o composto de Fórmula I, II, VIII ou IX (por exemplo, fenol ou um C6-C10 álcool) com um óxido de propileno, formando assim um primeiro hidrófobo alcoxilado. O primeiro hidrófobo alcoxilado pode subsequentemente ser contatado com um óxido de etileno formando assim um segundo hidrófobo alcoxilado. O segundo hidrófobo alcoxilado pode então ser colocado em contato com um ou mais grupos funcionais aniônicos, formando assim um composto de Fórmula I. Em algumas modalidades, o contato é realizado a uma temperatura elevada.
[00154] A título de ilustração não limitativa, exemplos de certas modalidades da presente divulgação são dados abaixo.
[00155] Os exemplo são apresentados abaixo para ilustrar métodos e resultados de acordo com a matéria divulgada. Esses exemplos não pretendem incluir todos os aspectos da matéria divulgada neste documento, mas ilustrar métodos e resultados representativos. Estes exemplos não pretendem excluir equivalentes e variações da presente invenção, que são evidentes para um versado na técnica.
[00156] Têm sido feitos esforços para assegurar a precisão em relação aos números (por exemplo, quantidades, temperatura, etc), mas alguns erros e desvios devem ser considerados. A menos que indicado de outra forma, as partes são partes em peso, as porcentagens associadas aos componentes das composições são porcentagens em peso, com base no peso total da composição incluindo os componentes, a temperatura está em °C ou está na temperatura ambiente e a pressão está em ou próxima da atmosférica. Exemplo 1: Aplicação de novos agentes ativos de superfície com caráter de cossolvente para recuperação de óleo pesado
[00157] Resumo: Uma nova classe de não iônicos hidrófobos ultracurtos de superfície ativa (SANI) com caráter de cossolvente foi investigada como um único aditivo para inundação de polímero convencional para recuperação de óleo pesado. Nenhum álcali foi usado para emulsificação. Os agentes de superfície ativa testados são compostos de um hidrófobo curto (fenol neste exemplo) estendido por um pequeno número de unidades de óxido de propileno (PO) e unidades de óxido de etileno (EO) suficientes para atingir estabilidade aquosa: fenol-xPO-yEO. Os resultados são apresentados para a seleção de agentes tensoativos hidrófobos ultracurtos, estabilidade aquosa, comportamento da fase de emulsão e deslocamento de óleo através de um pacote de esferas de vidro a 368 K.
[00158] Os resultados mostram que 2% em peso de fenol-4PO- 20EO foi capaz de reduzir a tensão interfacial entre o óleo e a salmoura de NaCl para 0,39 dinas / cm, em comparação com 11 dinas / cm sem agente de superfície ativa, a 368 K. A inundação de água, a inundação de polímero 70-cp e a inundação de polímero melhorada por agente de superfície ativa foram conduzidas para o deslocamento de óleo 276-cp através de um pacote de esferas de vidro que representa as faces de areia limpa de um reservatório de óleo pesado em Alberta, Canadá. A recuperação de óleo em 2 volumes de poro de injeção foi de 84% com a inundação de polímero melhorada por agente de superfície ativa, que foi 54% e 22% maior do que a inundação de água e a inundação de polímero, respectivamente. Os resultados sugerem uma nova oportunidade de recuperação de óleo pesado intensificada, adicionando uma pasta de um agente de superfície ativa não iônico com caráter de cossolvente para inundação de polímero convencional.
[00159] Introdução: O U.S. Geological Survey estimou que existem mais de 3.300 bilhões de bbls de óleo pesado e 5.500 bilhões de bbls de recursos de betume no mundo, e que aproximadamente 34% do total de recursos de óleo pesado e betume são distribuídos na América do Norte (USGS 2007). A eficiência da recuperação de óleo pesado é fortemente afetada pela viscosidade do óleo do reservatório in-situ que varia normalmente de 50 a 50.000 cp (Bryan e Kantzas 2007). O óleo extrapesado ou betume canadense é ainda mais viscoso (Baek et al. 2018a). Métodos de recuperação amplamente utilizados para óleo pesado incluem estimulação de vapor cíclico e drenagem por gravidade assistida por vapor. No entanto, esses métodos podem ser ineficientes e / ou impraticáveis para reservatórios rasos e / ou finos, incluindo muitos reservatórios de petróleo pesado no Alasca e no Canadá (Liu et al. 2006; Bryan and Kantzas 2007).
[00160] Inundação de polímero é outro método que tem sido amplamente utilizado para recuperação de óleo pesado, no qual a fase de deslocamento com uma viscosidade aumentada melhora o controle de conformidade sob a heterogeneidade do reservatório e reduz a razão de mobilidade para deslocamento de óleo. Pilotos de campo de inundação de polímero incluem East Bodo (Wassmuth et al. 2009), Suffield Caen (Liu et al. 2012), and Seal (Murphy Oil Corporation 2016) in Canada. Uma inundação de polímero em grande escala foi conduzida com sucesso em Pelican Lake no Canadá (Delamaide et al. 2014a). No caso do Pelican Lake, a recuperação incremental de óleo após a inundação de polímero foi de 10 a 25% do óleo original no local (OOIP), no qual o óleo pesado de 800 a 10.000 cp foi deslocado por polímero de 20 a 25 cp (Delamaide et al. 2014b). A inundação de polímero foi realizada em um campo de petróleo pesado offshore na Baía de Bohai, na China (Kang et al. 2011). Após 3 anos de inundação de polímero, entretanto, a recuperação incremental de óleo foi relatada como sendo de aproximadamente 4%. Posteriormente, a inundação de tensoativo- polímero (SP) foi implementada (Lu et al. 2015).
[00161] Óleos pesados normalmente contêm componentes de hidrocarbonetos acídicos, parte dos quais podem ser usados como tensoativos naturais após a mistura e reação com álcalis, como carbonato de sódio, hidróxido de sódio, etanolamina, hidróxido de amônio (Baek et al. 2018b; Fu et al. 2016; Sharma et al. 2015). Portanto, a inundação de polímero-tensoativo alcalino (ASP) foi estudada para recuperação de óleo pesado. A inundação ASP é projetada para atingir o comportamento da fase de microemulsão Winsor Tipo III (Winsor 1948) durante o deslocamento do óleo, com tensoativos naturais in-situ, tensoativos sintéticos, cossolvente e outros aditivos (Lake et al. 2014; Sheng 2014). Uma inundação de ASP ideal atinge uma alta eficiência de deslocamento por comportamento de fase de microemulsão com tensão interfacial ultrabaixa (IFT) e uma alta eficiência de varredura volumétrica pelo uso de polímero.
[00162] Os critérios de triagem convencionais indicam que a inundação de ASP pode ser usada de forma eficaz quando a viscosidade do óleo está abaixo de 200 cp (Sheng 2013). Sheng (2014) relatou 32 projetos de campo de inundação ASP, a maioria dos quais na China (19 projetos) com viscosidades de óleo abaixo de 50 cp. A inundação de ASP, no entanto, também foi estudada para óleo mais viscoso. Os resultados experimentais de laboratório mostram uma recuperação de óleo incremental substancial por inundação ASP para óleos com viscosidades de 320 cp a 500 cp (Aitkulov et al. 2017; Kumar and Mohanty 2010; Shamekhi et al. 2013), óleo 2.000-cp (Zhang et al. 2012) e óleo 16.000 cp (Shamekhi et al. 2013). As inundações de ASP para óleo pesado no Canadá incluem Taber South (Husky), Crowsnest (Husky), Shuffield (Cenovus) e Mooney (BlackPearl). A inundação de ASP resultou em uma recuperação incremental de 11,1% do OOIP para óleo de 120 cp em Taber South (McInnis et al. 2013), 10% para óleo 480-cp em Shuffield (Cenovus Energy. 2012), e 9% para óleo 440-cp em Mooney (Delamaide 2017; Watson et al. 2014).
[00163] Problemas relatados de inundação de ASP incluem injetividades insuficientes causadas por escamas de calcita e sílica, que foram atribuídas em parte aos álcalis injetados (Delamaide 2014; Hocine et al. 2014). Por exemplo, Alberta Energy Regulator (2012) relatou os problemas de entupimento de escala e injetividade nos projetos de inundação ASP em Taber South (Husky) e Suffield (Cenovus). Para evitar os problemas de injeção de álcali, tem havido um número limitado de estudos experimentais em escala de laboratório de inundação de SP para recuperação de óleo pesado (Feng et al. 2012; Hocine et al. 2014). Eles usaram tensoativos betaína automontados (Feng et al. 2012) e uma mistura de sulfonatos de olefina, alquil aril sulfonatos, alquil éter sulfatos e alquil gliceril éter sulfonatos (Hocine et al. 2014) que criaram microemulsões de IFT ultrabaixa com seu óleo pesado sem usar álcali.
[00164] A inundação de ASP pode envolver um grande número de produtos químicos a serem injetados, o que tende a tornar a implementação da inundação de ASP mais complicada e cara. A inundação de álcali-cossolvente-polímero (ACP) foi estudada recentemente como uma alternativa mais simples para óleos pesados, em que apenas álcali e cossolvente foram injetados sem tensoativo sintético (Aitkulov et al. 2017; Fortenberry et al. 2015; Sharma et al. 2018). Eles usaram iso-butanol (IBA), IBA alcoxilado (por exemplo, IBA-2EO, IBA-5EO, IBA-10EO, IBA- 2PO), fenol alcoxilado (fenol-1PO-2EO) como cossolventes. Seus resultados mostram microemulsões de IFT ultrabaixa em condições experimentais e corefloods altamente eficientes.
[00165] Upamali et al. (2018) investigaram recentemente a vantagem potencial do uso de cossolventes hidrófobos curtos e tensoativos. Eles usaram IBA alcoxilado (IBA-3EO, IBA-10EO, IBA-30EO e IBA-1PO-2EO) e fenol alcoxilado (fenol-1PO-2EO, fenol-1PO-5EO, fenol-2EO e fenol-4EO) como cossolvente para tensoativos convencionais e alcançou comportamento de fase de microemulsão de IFT ultrabaixa tipo III. Eles também usaram 2- etil-hexanol alcoxilado (2-EH-7PO-SO4) como um tensoativo junto com um tensoativo convencional para mostrar o comportamento de fase de microemulsão de IFT ultrabaixa tipo III. De acordo com seu estudo, as vantagens de cossolventes hidrófobos curtos e tensoativos incluem curto tempo de equilíbrio para formação de microemulsão, baixa viscosidade de microemulsão e baixa retenção em testemunhos.
[00166] Estudos anteriores de cossolventes hidrófobos curtos e tensoativos foram focados em inundação de ASP ou álcali- cossolvente-polímero (ACP) que atinge uma IFT ultrabaixa entre as fases deslocadas e de deslocamento (Aitkulov et al. 2017; Fortenberry et al. 2015; Upamali et al. 2018; Sharma et al. 2018). Suas formulações aquosas consistiam em um álcali, um ou mais tensoativos e cossolventes para inundação de ASP e um álcali com um ou mais cossolventes para inundação de ACP.
[00167] Este exemplo apresenta a primeira investigação sobre a aplicação de agentes hidrófobo ultracurtos de superfície ativa como um único aditivo químico que melhora a eficiência de deslocamento de inundação de polímero para recuperação de óleo pesado. Não se espera que o uso de agente hidrófobo ultracurto de superfície ativa sem álcali alcance IFT ultrabaixa com óleo pesado. Portanto, o método proposto pode ser mais apropriadamente denotado como "inundação de polímero melhorada por SANI" do que inundação de tensoativo-polímero
(SP) que alcança IFT ultrabaixa entre as fases de deslocamento e deslocada.
[00168] Descritos abaixo estão os materiais usados para este exemplo. Também é apresentado o comportamento de fase da emulsificação de óleo pesado com novos agentes de superfície ativa. Os resultados das experiências de deslocamento de óleo são apresentados aqui.
[00169] Materiais: esta seção descreve os materiais para dois tipos de experimentos: comportamento de fase e experimentos de deslocamento. Os materiais para experimentos de comportamento de fase incluem óleo, salmoura e agente de surperfície ativa. Além disso, um meio poroso e um polímero são explicados para os experimentos de deslocamento.
[00170] Óleo. O betume Athabasca desidratado foi usado como óleo pesado nesta pesquisa. Os experimentos foram conduzidos a 368 K, no qual a viscosidade do óleo foi medida em 276 cp. A composição SARA é 24,5% em peso de saturados, 36,6% em peso de aromáticos, 21,1% em peso de resinas e 17,8% em peso de asfaltenos (insolúvel em n-pentano). O índice de acidez do betume foi medido em 3,56 mg-KOH / g-óleo com base no método de Fan e Buckley (2007). Mais dados desta amostra de óleo podem ser encontrados em Baek et al. (2018a).
[00171] Salmoura. A água inicial e a água de injeção foram 5% em peso de NaCl e 0,1% em peso de NaCl, respectivamente. A composição simples da salmoura sem dureza permitiu avaliar o efeito do agente de superfície ativa na recuperação de óleos pesados.
[00172] Agente de superfície ativa. Os agentes de superfície tiva foram feitos por alcoxilação de fenol; isto é, fenol-xPO- yEO, onde x é o número de óxido de propileno (PO) e y é o número de óxido de etileno (EO). Neste exemplo, x e y foram definidos como 4 - 7 e 5 - 40, respectivamente. Os agentes de superfície ativa fenol-xPO-yEO foram fornecidos pela HARCROS
Chemicals. Abaixo está uma explicação da seleção deste agente hidrófobo ultracurto de superfície ativa para este exemplo.
[00173] O fenol foi selecionado como base para a hidrofobicidade do agente de superfície ativa. Sua estrutura aromática é conhecida por ser compatível com o óleo pesado rico em asfalteno porque o efeito estérico do anel de benzeno pode reduzir o tamanho da agregação dos componentes asfálticos (Larichev et al. 2016). Larichev et al. (2016) apresentaram que as moléculas planas (por exemplo, estruturas cíclicas) poderiam se encaixar na estrutura do asfalteno e substituir as moléculas de asfalteno por hidrocarbonetos relativamente pequenos.
[00174] A alcoxilação do fenol causa propriedades de agente de superfície ativa e estabilidade aquosa. Os grupos PO e EO estão relacionados à hidrofobicidade e estabilidade aquosa de um tensoativo, respectivamente. Um número maior de PO resulta em um nível mais alto de hidrofobicidade. Dependendo da salinidade da salmoura, dureza da salmoura e temperatura, o número EO deve ser ajustado para a estabilidade aquosa. Chang et al. (2018) discutiu detalhes de álcool alcoxilado e outros tensoativos juntamente com cossolventes.
[00175] Neste exemplo, foi feita uma tentativa para minimizar os números PO e EO adicionados ao fenol para testar agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa para inundação de polímero melhorada para recuperação de óleo pesado. O fenol-1PO-xEO estudado por Upamali et al. (2018) e Sharma et al. (2018) não apresentou comportamento de fase de emulsão desejável com o óleo pesado estudado nesta pesquisa. Verificou-se que quatro é o número mínimo de PO para criar emulsões óleo / água com o óleo pesado estudado. Portanto, os números de PO de 4 e 7 foram investigados. Então, os números de EO variaram de 5 a 30 para fenol-4PO-yEO e de 5 a 40 para fenol-7PO-yEO.
[00176] Polímero. Polímero de poliacrilamida hidrolisada (HPAM), Flopaam 3630S, foi usado para inundação de polímero e inundação de polímero melhorada com o pacote de esferas de vidro descrito abaixo. A concentração do polímero foi de 0,22% em peso, o que deu a viscosidade de aproximadamente 70 cp nas condições de injeção, correspondendo às condições de campo de interesse (4 vezes menos viscoso que o óleo deslocado). A Figura 1 fornece as viscosidades medidas da solução de polímero em diferentes taxas de cisalhamento a 368 K.
[00177] Pacote de esferas de vidro. Um cilindro foi preenchido com esferas de vidro como um meio poroso. O cilindro tem 50 cm de comprimento e seu volume interno é de 8,2 ml. O meio poroso continha partículas com diâmetros variando de 106 μm a 125 μm (peneira número 120). A porosidade e a permeabilidade do meio poroso foram medidas em 34% e 9,5 Darcy, respectivamente, representando as faces de areia limpa de um reservatório de óleo pesado em Alberta, Canadá.
[00178] Experimentos de comportamento de fase: Um agente de superfície ativa ideal foi selecionado entre fenol-4PO-yEO (y = 5, 10, 15, 20, 25 e 30) e fenol-7PO-yEO (y = 5, 10, 15, 20 , 30 e 40) conduzindo testes de estabilidade aquosa primeiro e, em seguida, testes de comportamento de fase de emulsão a 368 K. O fenol-4PO-20EO foi selecionado para os experimentos de deslocamento subsequentes (Seção 4). Esta seção apresenta os principais resultados dessas etapas de triagem.
[00179] O total de 12 agentes de superfície ativa foram ubmetidos a testes de estabilidade aquosa em 3 concentrações de agente de superfície ativa (0,5, 1 e 2% em peso) na salmoura de injeção (0,1% em peso de NaCl). As amostras foram envelhecidas em 4 temperaturas diferentes (298, 313, 353 e 368 K) por 2 dias. A estabilidade aquosa foi confirmada por observação visual se a solução era límpida ou turva (opaca) e se apresentava alguma separação de fases. A Tabela 1 mostra que 6 agentes de superfície ativa passaram no teste de estabilidade aquosa a 368 K, a temperatura para os experimentos de deslocamento subsequentes. Eles são fenol-4PO- yEO (y = 15, 20, 25 e 30) e fenol-7PO-yEO (y = 30 e 40).
Tabela 1. Teste de estabilidade aquosa de agentes não iônicos de superfície ativa (SANI). A salinidade da salmoura aquosa era de 0,1% em peso. Estabilidade: S (estável), C
SANI (turvo), PS (separação de fases)
SANI Temperatura Concentração 298 K 313 K 353 K 368 K 0,5% em peso S S C C Fenol-4PO-5EO 1% em peso S C C C 2% em peso S C C PS 0,5% em peso S S S C Fenol-4PO-10EO 1% em peso S S C C 2% em peso S S C C 0,5% em peso S S S S Fenol-4PO-15EO 1% em peso S S S C 2% em peso S S S C 0,5% em peso S S S S Fenol-4PO-20EO 1% em peso S S S S 2% em peso S S S S 0,5% em peso S S S S Fenol-4PO-25EO 1% em peso S S S S 2% em peso S S S S 0,5% em peso S S S S Fenol-4PO-30EO 1% em peso S S S S 2% em peso S S S S 0,5% em peso S C PS PS Fenol-7PO-5EO 1% em peso C C PS PS 2% em peso C C PS PS 0,5% em peso S S PS PS Fenol-7PO-10EO 1% em peso S C PS PS 2% em peso S S PS PS 0,5% em peso S S C PS Fenol-7PO-15EO 1% em peso S S S PS 2% em peso S S S PS 0,5% em peso S S S PS Fenol-7PO-20EO 1% em peso S S S PS 2% em peso S S S PS 0,5% em peso S S S S Fenol-7PO-30EO 1% em peso S S S S 2% em peso S S S S
0,5% em peso S S S S Fenol-7PO-40EO 1% em peso S S S S 2% em peso S S S S
[00180] Esses agentes de superfície ativa foram submetidos a testes de comportamento em fase de emulsão com misturas de óleo/agente de superfície ativa / salmoura. O objetivo era encontrar emulsões óleo-em-água (óleo / água) de IFT baixa a 365 K. Para cada amostra, 4 mL da solução foram preparados em um tubo de ensaio de borossilicato de 8 mL. As amostras foram preparadas em 3 concentrações diferentes de agente de superfície ativa (0,5, 1 e 2% em peso na fase aquosa) com 6 salinidades diferentes (0, 0,1, 0,5, 1, 2 e 3% em peso de NaCl). A razão água-óleo (WOR) foi fixada em 7:3 (ou seja, 70% vol. de fase aquosa e 30% vol. de óleo). As amostras foram envelhecidas a 368 K por 5 dias antes de relatar o comportamento da fase.
[00181] A Tabela 2 apresenta que 13 amostras com 4 agentes de superfície ativa resultaram em emulsões o/w e IFT baixa: fenol-4PO-yEO, onde y = 20 e 25, e fenol-7PO-yEO, onde y = 30 e 40. A Figura 2 mostra essas amostras de emulsão óleo / água. Essas amostras foram então avaliadas por observação visual em termos de fluidez, cor e tamanho de gota na fase de emulsão. Foi determinado que fenol-4PO-20EO e fenol-7PO-30EO foram os agentes de superfície ativaa mais adequados, mas o primeiro foi selecionado para análise posterior por causa do hidrófobo mais curto. A solução de 2% em peso de fenol-4PO-20EO com salmoura de NaCl a 0,1% em peso foi selecionada como a solução de agente de superfície para injeção viscosificada por polímero para os experimentos de deslocamento subsequentes.
Tabela 2. Comportamento geral da fase da emulsificação de óleo com novos agentes de superfície ativa. As amostras foram envelhecidas a 368 K. Apenas 4 agentes de superfície ativa resultaram em emulsão o/w com IFT baixa. (óleo / água = emulsão óleo / água / N = sem emulsão / Branco = não testado) Fenol-4PO-xEO Fenol-7PO-xEO Salin Concentração de Salin Concentração de idade SANI [% em peso] idade SANI [% em peso]
EO EO [% [% # # em 0,5 1,0 2,0 em 0,5 1,0 2,0 peso] peso] 15 0 N 30 0 N o/w o/w 0,1 N 0,1 N o/w o/w 0,5 N 0,5 N N N 1 N 1 N N N 2 N 2 N N N 3 N 3 N N N 20 0 N o/w o/w 40 0 N o/w o/w 0,1 N o/w o/w 0,1 N N N 0,5 N N N 0,5 N N N 1 N N N 1 N N N 2 N N N 2 N N N 3 N N N 3 N N N 25 0 N o/w o/w 0,1 N N o/w 0,5 N N N 1 N N N 2 N N N 3 N N N 30 0 N N N 0,1 N N N 0,5 N N N 1 N N N 2 N N N 3 N N N
[00182] A concentração micelar crítica (CMC) para fenol-4PO- 20EO foi medida como sendo 0,008% em peso pelo método de gota pendente, como mostrado na Figura 3. A IFT entre a solução de agente de superfície ativa selecionado e o óleo foi medida em aproximadamente 0,39 dinas / cm a 368 K pelo método da gota giratória. Em comparação, a IFT entre óleo e salmoura NaCl
0,1% em peso a 368 K é de aproximadamente 11 dinas / cm (Isaacs e Smolek 1983). Embora não seja ultrabaixo, o valor de IFT de 0,39 dinas / cm é muito menor do que quando o agente de superfície ativa não é usado. De fato, foi observado que a emulsão e o excesso de fases oleosas (Figura 2) se misturavam facilmente durante o escoamento. Com base no método introduzido em Kumar et al. (2012), o excesso de fase oleosa na amostra foi confirmado como óleo-externo, pois se dissolveu em tolueno, mas não em água.
[00183] A concentração de óleo na fase de emulsão com 2% em peso de fenol-4PO-20EO foi medida como sendo inferior a 1% em volume. A fase da emulsão era, na verdade, um líquido transparente, marrom claro. É provável que a viscosidade desta emulsão seja semelhante à viscosidade da fase externa (salmoura ou polímero).
[00184] Experimentos de deslocamento de óleo e simulação: Esta seção apresenta experimentos de deslocamento de óleo com a solução de polímero com 2% em peso de fenol-4PO-20EO e salmoura 0,1% em peso de NaCl a 368 K. Os resultados experimentais foram comparados usando o simulador de inundação química UTCHEM.
[00185] Procedimento Experimental: A inundação de água, a inundação de polímero e a inundação de polímero melhorada pela adição de fenol-4PO-20EO foram conduzidas. Com o objetivo de quantificar as recuperações incrementais por polímero e por polímero aprimorado com agente se superfície ativa, todos os deslocamentos foram realizados no modo de recuperação secundária. A Tabela 3 lista os fluidos de injeção para os três casos. O agente hidrofóbico curto de superfície ativa foi injetado como parte de dois volumes de poro de solução de polímero para a inundação de polímero melhorada com agente de superfície ativa neste experimento, mas seria uma pasta para frentes de deslocamento de óleo em aplicações de campo.
Tabela 3. Sumário dos experimentos de deslocamento de óleo. Aprimorado Inundação Inundação por SANI Experimento de de água Inundação Polímero de Polímero Porosidade 35% 33% 33% 9,65 9,49 Permeabilidade 9,45 Darcy Darcy Darcy Pacote de Viscosidade do esferas de 276 cp 276 cp 276 cp óleo em 368 K vidro Salinidade de 5% em 5% em 5% em peso salmoura peso de peso de de NaCl inicial NaCl NaCl 0,1% em 0,1% em 0,1% em Salmoura peso de peso de peso de NaCl NaCl NaCl 0,22% em 0,22% em peso peso Polímero N/A Fluidos de Flopaam Flopaam injeção 3630S 3630S (inundação 2% em peso secundária) SANI N/A N/A de fenol- 4PO-20EO Viscosidade na taxa de N/A 75 cp 75 cp cisalhamento 2,5 segundos-1 0,2 ml / 0,2 ml / Taxa de Injeção 0,2 ml / h h h Injetado com PV 2 PVI 2 PVI 2 PVI Ruptura da Água 0,2 PVI 0,5 PVI 0,7 PVI Recuperação de óleo em 2 30% 62% 84%
[00186] A Figura 4 mostra um esquema da configuração experimental. Havia três acumuladores para óleo, salmoura do reservatório inicial (5,0% em peso de NaCl) e salmoura para injeção (0,1% em peso de NaCl). A pressão e a taxa de fluxo desses fluidos foram controladas pelas bombas ISCO. A temperatura do sistema foi mantida a 368 K em um forno Blue-M. A pressão e a temperatura do sistema foram monitoradas e registradas por um sistema de aquisição de dados.
[00187] Primeiro, o meio poroso e todas as linhas de fluxo foram limpos com tolueno e secos a 368 K por pelo menos um dia. Depois disso, o sistema foi evacuado por pelo menos duas horas. Em seguida, o pacote de esferas de vidro foi saturado com salmoura do reservatório (5,0% em peso de NaCl). Com base no volume injetado, o volume do poro do pacote de esferas de vidro foi medido. A salmoura do reservatório foi injetada em vários volumes de poro para calcular a permeabilidade do pacote de esferas de vidro com a equação de Darcy. Depois disso, o óleo foi injetado. A salmoura do reservatório foi coletada da saída durante a injeção de óleo. O rompimento do óleo e a recuperação da água foram medidos para determinar as saturações iniciais de óleo e água para o experimento de deslocamento de óleo subsequente. Vários volumes de poro de óleo foram injetados para estimar a permeabilidade relativa do ponto final ao óleo.
[00188] Após a preparação, cada experimento de deslocamento de óleo usou um total de 2,0 volumes de poro de fluido de injeção a uma taxa de injeção de 0,2 ml / h, que corresponde a 1,0 pés / dia no meio poroso. A taxa de cisalhamento correspondente no meio poroso foi de aproximadamente 2,5 segundos-1. A recuperação do óleo foi medida por um cilindro graduado no efluente. Após 2,0 volumes de poro de injeção (PVI), mais de 200 ml de fluido de injeção foram adicionalmente injetados para estimar a permeabilidade relativa do ponto final ao fluido de injeção.
[00189] Resultados do deslocamento de óleo: As duas linhas da parte inferior na Tabela 3 fornecem um resumo dos resultados dos deslocamentos de óleo. A Figura 5 apresenta a recuperação cumulativa de óleo para cada experimento de inundação. O caso de inundação com água define a base para avaliar a inundação de polímero, que por sua vez fornece a base para avaliar a inundação de polímero melhorada por agente de superfície ativa. A recuperação de óleo em 2,0 PVI foi de 30% para o caso de inundação de água, 62% para o caso de inundação de polímero e 84% para a inundação de polímero melhorada por agente de superfície ativa. Ou seja, o agente de superfície ativa adicionado à solução de polímero rendeu uma recuperação incremental de 22% em comparação com o caso de inundação de polímero.
[00190] A inundação mostrou a ruptura da água a 0,2 PVI, que resultou do efeito adverso da água de baixa viscosidade na eficiência do deslocamento do óleo pela água. O caso de inundação de polímero mostrou uma ruptura retardada em torno de 0,5 PVI, o que resultou em um aumento de duas vezes na recuperação de óleo a 2,0 PVI em comparação com o caso de inundação de água. A inundação de polímero melhorada por agente de superfície ativa mostrou o rompimento em torno de 0,7 PVI resultando no aumento mencionado na recuperação de óleo em 22% em comparação com a inundação de polímero. Essa melhora pela adição do agente de superfície ativa ao polímero foi atribuída à IFT reduzida (seção 3) porque essa é a principal diferença da injeção de polímero sozinho. Observe que a pequena quantidade de óleo nas emulsões óleo / água de IFT baixa provavelmente afetou a viscosidade (consulte a seção 3). O efeito da IFT reduzida na inundação de polímero foi confirmado combinando resultados experimentais com um simulador interno, UTCHEM (Delshad et al. 1996), conforme mostrado na Figura 5.
[00191] Os resultados neste exemplo sugerem uma oportunidade potencial de recuperação de óleo pesado intensificada usando um agente não iônico de superfície ativa simples como um único aditivo para inundação de polímero amplamente utilizado. O método proposto baseia-se no efeito de agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa na eficiência de deslocamento de óleo. Os agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa são projetados para ter múltiplas funções em um composto. Ou seja, ele tem características de cossolvente (ou seja, fenol neste artigo), e suas unidades PO e EO, respectivamente, fornecem a hidrofobicidade e a hidrofilicidade. A estabilidade aquosa do agente de superfície ativa à temperatura e composição de salmoura desejadas pode ser encontrada alterando o número de EO. Conforme mostrado com fenol-xPO-yEO neste artigo, a seleção ideal de agentes de superfície ativa para um determinado deslocamento de óleo pode ser feita de maneira sistemática.
[00192] Ao contrário da inundação convencional de SP e ASP, o método proposto de recuperação de óleo pesado intensificada não atinge IFT ultrabaixa (por exemplo,10-3 dinas / cm); no entanto, o uso de apenas um aditivo para a inundação de polímero tradicional resulta na simplicidade da implementação do método. Em geral, a inundação de ASP requer mais de quatro tipos de produtos químicos: álcali, polímero, tensoativo e cossolvente. O projeto e a implementação tornam-se inevitavelmente mais complicados à medida que o número de aditivos aumenta. Além disso, os agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa são relativamente menos caros do que os tensoativos convencionais; por exemplo, espera-se que o custo seja de cerca de 1,25 USD / lb (100% base ativa) porque o solvente base (por exemplo, fenol neste artigo) não é caro. Além disso, espera-se que os agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa sejam menos afetados pela perda de tensoativo devido à adsorção em superfícies de rocha (Fortenberry et al. 2015; Upamali et al. 2018). Isso também contribuiria para uma implementação mais simples e menos dispendiosa.
[00193] Sumário: Este trabalho apresentou um estudo experimental de agentes de superfície ativa de fenol-xEO-yPO como um único aditivo para a inundação de polímero convencional para recuperação de óleo pesado. Os números ideais de EO e PO foram encontrados em termos de comportamento da fase de emulsão e estabilidade aquosa a 368 K. Os deslocamentos de óleo pesado (276 cp a 368 K) através de um pacote de esferas de vidro foram conduzidos por inundação de água, inundação de polímero e inundação de polímero melhorada por agente de superfície ativa. Esses deslocamentos de óleo foram comparados para quantificar o efeito dos agentes não iônicos simples de superfície ativa com a caráter de cossolvente na eficiência de deslocamento de óleo pesado por polímero.
[00194] O fenol-4PO-20EO foi selecionado como um agente de superfície ativa ideal para a inundação de polímero melhorada a 368 K para o óleo pesado estudado nesta pesquisa. A IFT entre a solução de agente de superfície ativa selecionado e óleo pesado foi medida como sendo 0,39 dinas / cm a 368 K. Isto é substancialmente menor do que o valor, 11 dinas / cm, para óleo e salmoura NaCl 0,1% em peso a 368 K.
[00195] A seleção de um agente de superfície ativa ideal pode ser feita de uma maneira sistemática, conforme demonstrado com fenol-xPO-yEO neste exemplo. Esse agente tensoativo não iônico foi obtido pela alcoxilação do fenol, produto químico que apresenta alto nível de afinidade pelo óleo pesado estudado nesta pesquisa. Então, as faixas ideais de números de EO e PO foram encontradas nas condições do reservatório em termos de temperatura e salinidade da salmoura.
[00196] A inundação de polímero melhorada resultou em 84% de recuperação de óleo após injeção de 2 PV. Foi 54% mais recuperação do que a inundação de água e 22% mais recuperação do que a inundação de polímero. A inundação de polímero melhorou a eficiência da recuperação de óleo, aumentando a viscosidade da água. A inundação de polímero foi melhorada pela adição de 2% em peso de fenol-4PO-20EO, que reduziu a IFT entre as fases de deslocamento e deslocada.
[00197] Os resultados sugerem uma nova oportunidade de recuperação de óleo pesado intensificada, adicionando uma pasta de um agente de superfície ativa multifuncional com caráter de cossolvente para inundação de polímero convencional. A solução de injeção era composta por um agente hidrófobo ultracurto não iônico de superfície ativa e um polímero sem qualquer álcali, tensoativos e cossolventes. Dependendo do custo do solvente base (por exemplo, fenol nesta pesquisa), o custo dos agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa pode ser menor do que os tensoativos convencionalmente usados para ASP e SP. Os agentes hidrófobos ultracurtos de superfície ativa também podem ser usados como um aditivo que melhora a inundação de água em reservatórios de baixa permeabilidade. Produtos químicos 2-EH = 2-etil-hexanol; IBA = isobutanol; KOH = hidróxido de potássio; NaCl = cloreto de sódio; HPAM = poliacrilamida hidrolisada; Unidades bbl = barril; cp = centipoise; g = grama; K = Kelvin; lbm = libra-massa; USD = dólar americano; vol = volume; peso = peso Abreviações ACP = álcali-cossolvente-polímero; ASP = polímero tensoativo alcalino; CMC = concentração crítica de micelas; EO = óxido de etileno; IFT = tensão interfacial; óleo / água = emulsões óleo-em-água; OOIP = óleo original no local; PO = óxido de propileno; PVI = volumes de poro de injeção; SARA = saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos; SP = polímero tensoativo; WOR = razão água-óleo.
Exemplo 2: Emulsificação de betume com TETA‐x[EO]‐y[PO].
[00198] O comportamento de fase de compostos de trietilenetetramina (TETA) , incluindo TETA, TETA‐5[PO], TETA‐7.5[PO], TETA‐10[PO], TETA‐10[EO]‐10[PO], e TETA‐10[EO]‐15[PO] foram estudados: compostos TETA‐x[EO]‐y[PO] podem exibir três propriedades: propriedades alcalinas devido à TETA, propriedades de cossolvente devido a [EO] e propriedades tensoativas devido a [PO].
[00199] Estudos de comportamento de fase: As composições compreendendo os compostos (TETA) foram preparadas com uma razão de água para óleo de 7: 3; volume de amostragem de 4 mL; Salmoura de NaCl; e envlhecidas a 95oC conforme mostrado na Tabela 4 abaixo. As propriedades de emulsificação do betume foram avaliadas e os resultados são mostrados na Tabela 4.
Tabela 4: Emulsificação de betume com TETA‐x[EO]‐y[PO] Salinidade TETA (% em TETA-5[PO] (% em TETA‐7,5[PO] (% (ppm) peso) peso) em peso) 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0 o/a o/a o/a o/a o/a o/a
1.000 o/a M M o/a o/a M o/a o/a
5.000 o/a o/a o/a o/a o/a M o/a M M
10.000 o/a o/a M o/a o/a o/a
20.000 o/a o/a
30.000 Salinidade TETA-5[PO] (% TETA‐10[EO]‐10[PO] TETA‐10[EO]‐15[PO] (ppm) em peso) (% em peso) (% em peso) 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0 o/a o/a
1.000 o/a o/a
5.000 o/a o/a
10.000 o/a o/a
20.000
30.000 óleo / água - emulsão óleo em água M - microemulsão óleo em água
[00200] Na2CO3 como um álcali adicional: As composições de betume compreendendo os compostos (TETA) e 1,0% em peso de Na2CO3 foram preparados com uma razão de água para óleo de 7:3; volume de amostragem de 4 mL; Salmoura de NaCl; e envelhecidas a 95oC conforme mostrado na Tabela 5 abaixo. As propriedades de emulsificação do betume foram avaliadas e os resultados são mostrados na Tabela 5.
Tabela 5: TETA‐10[EO]‐10[PO] com 1,0% em peso de Na2CO3 Salinidade 0,5% em peso 1,0% em peso de 2,0% em peso (ppm) de TETA- TETA‐10[EO]‐10[PO] de TETA- 10[EO]-10[PO] 10[EO]-10[PO] 0 M M M
5.000 M M M
10.000 o/a o/a M
15.000 o/a o/a o/a
20.000 o/a o/a o/a
[00201] Na2CO3 teve um efeito positivo na criação de microemulsões de óleo em água. Emulsões de óleo em água foram criadas mesmo em salinidades mais altas.
[00202] Testes de Estabilidade Aquosa (1000 e 10.000 ppm de salmoura NaCl): Composições de betume compreendendo os compostos (TETA) e 1,0% em peso de Na2CO3 em várias concentrações de salinidade foram preparados tendo uma razão de água para óleo de 7:3; volume de amostragem de 4 mL; Salmoura de NaCl; e envelhecidas a 95oC conforme mostrado na Tabela 6 abaixo. As propriedades de emulsificação do betume foram avaliadas e os resultados são mostrados na Tabela 6. O número de fases formadas é indicado por 1 (fase única) ou 2 (separação de fases).
Tabela 6: TETA‐x[EO]‐y[PO] com 1,0% em peso de Na2CO3 Temperat Salinidade 1.000 ppm 10.000 ppm ura TETA-5[PO] 0, 1, 2, 5,0 10, 0, 1, 2, 5, 10 (% em peso) 5 0 0 0 5 0 0 0 ,0 55oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Si Sim Sim Si Si Si Si Si a m m m m m m m m 80oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Si Sim Sim Si Si Si Si Si a m m m m m m m m 95oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Si Sim Sim Si Si Si Si Si a m m m m m m m m TETA‐10[PO] 0, 1, 2, 5,0 10, 0, 1, 2, 5, 10 (% em peso) 5 0 0 0 5 0 0 0 ,0 55oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Si Não Não Si Si Si Nã Nã a m m m m m m o o 80oC No. de fase 1 1 1 2 2 1 1 2 2 2 Transparênci Si Si Nã Cla Cla Si Si Nã Si Si a m m o ro ro m m o m m 95oC No. de fase 1 1 2 2 2 1 1 2 2 2 Transparênci Si Nã Nã Cla Cla Si Nã Nã Si Si a m o o ro ro m o o m m TETA‐10[EO]‐1 0, 1, 2, 5,0 10, 0, 1, 2, 5, 10 0[PO] (% em 5 0 0 0 5 0 0 0 ,0 peso)
55oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Nã Não Não Si Si Nã Nã Nã a m m o m m o o o 80oC No. de fase 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 Transparênci Si Si Nã Não Não Si Si Nã Nã Nã a m m o m m o o o 95oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Nã Não Não Si Si Nã Nã Nã a m m o m m o o o TETA‐10[EO]‐1 0, 1, 2, 5,0 10, 0, 1, 2, 5, 10 5[PO] (% em 5 0 0 0 5 0 0 0 ,0 peso) 55oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparênci Si Si Nã Não Não Si Si Nã Nã Nã a m m o m m o o o 80oC No. de fase 1 1 1 2 2 1 1 2 2 2 Transparênci Si Si Nã Sim Sim Si Si Nã Si Si a m m o m m o m m 95oC No. de fase 1 1 1 2 2 1 1 2 2 2 Transparênci Si Si Nã Sim Sim Si Si Si Si Si a m m o m m m m m Exemplo 3: Emulsificação de betume com Fenol-x[PO]-y[EO]
[00203] O comportamento de fase de vários compostos fenólicos, incluindo fenol-4[PO]-5[EO] e fenol-7[PO]-15[EO] foi estudado. Os composto de Fenol‐x[PO]‐y[EO] podem exibir duas propriedades: propriedades de cossolvente e propriedades de tensoativo.
[00204] Estudos de comportamento de fase: As composições de betume compreendendo compostos de fenol foram preparadas com uma razão de água para óleo de 7: 3; volume de amostragem de 4 mL; Salmoura de NaCl; e envlhecidas a 95oC conforme mostrado na Tabela 7 abaixo. A medição de pH de 4% em peso de
Fenol‐4[PO]‐5[EO] na fase aquosa foi determinada como 11,06 e a medição de pH de 4% em peso de Fenol‐7[PO]‐15[EO] na fase aquosa foi determinada a ser 9,83.
Tabela 7: Emulsificação de betume com fenol‐x[PO]‐y[EO]] Salinidad 0,5% em 1,0% em 2,0% em 0,5% 1,0% 2,0% e (ppm) peso de peso de peso de em em em Fenol‐ Fenol- Fenol‐ peso peso peso 4[PO]‐5[E 4[PO]‐5[E 4[PO]‐5[E de de de O] O] O] Fenol Fenol Fenol - - - 7[PO] 7[PO] 7[PO] - - - 15[EO 15[EO 15[EO ] ] ] 0 M M M M
1.000 M M M M
5.000 o/w o/w o/w
10.000
15.000
20.000 óleo / água - emulsão de óleo em água M - microemulsão de óleo em água
[00205] Na2CO3 como um álcali adicional: As composições de betume compreendendo os compostos de fenol e Na2CO3 foram preparadas com uma razão de água para óleo de 7:3; volume de amostragem de 4 mL; e envelhecidas a 95oC. Nenhuma salmoura estava presente na mistura. As propriedades de emulsificação do betume foram avaliadas e os resultados são mostrados na Tabela 8 abaixo.
Tabela 8: 2,0% em peso de Fenol‐7[PO]‐15[EO] com Na2CO3 Na2CO3 (ppm) 2,0% em peso de Fenol‐7[PO]‐15[EO] 0 M
1.000 M
5.000 M
10.000 M
20.000 o/a
30.000 o/a óleo / água - emulsão de óleo em água M - microemulsão de óleo em água
[00206] Na2CO3 teve um efeito positivo na criação de microemulsões de óleo em água. Emulsões de óleo em água foram criadas mesmo em salinidades mais altas.
[00207] Efeito do Ca2+ no comportamento da fase: Composições compreendendo os compostos de fenol, 0,3% em peso de CaCl2, e salmoura de NaCl foram preparadas com uma razão de água para óleo (betume) de 7:3; volume de amostragem de 4 mL; e envelhecidas a 95oC. As propriedades de emulsificação do betume foram avaliadas e os resultados são mostrados na Tabela 9 abaixo.
Tabela 9: Emulsificação com Fenol‐7[PO]‐15[EO] com 0,3% em peso de CaCl2 Salinidade 0,5% em peso de 1,0% em peso de 2,0% em peso de (ppm) Fenol-7[PO]-15[EO] Fenol-7[PO]-15[EO] Fenol-7[PO]-15[EO] 0 o/a o/a o/a
1.000 o/a o/a o/a
5.000 o/a
10.000
15.000 óleo / água - emulsão de óleo em água M - microemulsão de óleo em água
[00208] O Ca2+ teve um efeito negativo na criação de microemulsões de óleo em água. Emulsões de óleo em água se separaram muito rapidamente após a adição de CaCl2.
[00209] Fluxo de microemulsão a 250C e 800C: As composições compreendendo os compostos de fenol foram preparadas e avaliadas quanto ao fluxo de microemulsão em várias temperaturas como a seguir. Duas composições de controle compreendendo uma razão de água para óleo de 7:3 (água-betume) e 1.000 ppm de salmoura de NaCl foram preparadas. Duas composições de amostra compreendendo uma razão de água para óleo de 7:3 (água-betume); 1.000 ppm de salmoura de NaCl; e 1,0% em peso de Fenol-7[PO]-15[EO] foram preparadas.
[00210] Resultados: A 25oC, a viscosidade do óleo do controle foi de 447.000 cp, que não fluiu. A 80oC, a viscosidade do óleo do controle era de 690 cp, que também não fluía.
[00211] A 25oC e 80oC, as composições de amostra formaram uma microemulsão de óleo em água de fase única formada. As emulsões de óleo em água fluíram muito bem em temperatura ambiente e a 80oC.
[00212] Transporte de betume: A capacidade dos compostos de fenol de efetuar um transporte mais rápido de betume em dutos foi investigada. Porções de soluções aquosas (fenol-7[PO]- 15[EO] a 3% em peso, 5% em peso e 10% em peso) foram adicionadas ao betume a uma razão de água para óleo de 2:8. A separação da fase aquosa do betume foi investigada pela adição de uma pequena quantidade de CaCl2. Os resultados do transporte de betume são resumidos na Tabela 10 abaixo e nas Figuras 6 e
7.
Tabela 10: Transporte de betume Salinidade 3% em peso de 5% em peso de 10% em peso de Fenol-7[PO]- Fenol-7[PO]- Fenol-7[PO]- 15[EO] 15[EO] 15[EO] 0 M M M
1.000 M M M óleo / água - emulsão de óleo em água M - microemulsão de óleo em água
[00213] As soluções aquosas que compreendem compostos de fenol podem reduzir a viscosidade do betume e melhorar o transporte do betume em um duto. Após o transporte do betume, a fase aquosa pode ser efetivamente separada do betume pela adição de uma pequena quantidade de CaCl2.
[00214] Testes de estabilidade aquosa (1000 e 10.000 ppm de salmoura NaCl): As composições compreendendo o composto fenol‐7[PO]‐15[EO] em várias concentrações de salinidade foram preparados tendo uma razão de água para óleo (betume) de 7:3; volume de amostragem de 4 mL; Salmoura de NaCl; e envelhecidas a 95oC. As propriedades de emulsificação do betume foram avaliadas e os resultados são mostrados na Tabela 11. O número de fases formadas é indicado por 1 (fase única) ou 2 (separação de fases).
Tabela 11: Fenol‐7[PO]‐15[EO] Temperat Salinidade 1.000 ppm NaCl 10.000 ppm NaCl ura Fenol‐7[PO]‐15 0, 1, 2, 5, 10, 0, 1, 2, 5, 10, [EO] (% em 5 0 0 0 0 5 0 0 0 0 peso) 55oC No. de fase 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Transparência Si Si Si Si Sim Si Si Si Si Sim m m m m m m m m
80oC No. de fase 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 Transparência Si Si Si Si Sim Si Si Si Si Sim m m m m m m m m 95oC No. de fase 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Transparência Nã Nã Nã Nã Não Nã Nã Nã Nã Não o o o o o o o o Exemplo 4: Emulsificação de betume com 2EH‐x[PO]‐y[EO]
[00215] Estudos de comportamento de fase: O comportamento de fase de compostos de etil-hexil (EH), incluindo 2EH‐2[PO]‐5[EO] foi estudado. As composições compreendendo 2EH‐2[PO]‐5[EO] foram preparadas com uma razão de água para óleo (betume) de 7:3; volume de amostragem de 4 mL; Salmoura de NaCl; e envelhecidas a 95oC conforme mostrado na Tabela 12 abaixo.
Tabela 12: Emulsificação de betume com 2EH‐2[PO]‐5[EO] Salinidade (ppm) 2,0% em peso 2EH‐2[PO]‐5[EO] 0 M
1.000 M óleo / água - emulsão de óleo em água M - microemulsão de óleo em água Exemplo 5: Métodos de uso de tensoativos hidrófobos curtos e misturas de tensoativos
[00216] Estudos de comportamento de fase: O comportamento de fase de compostos hidrófobos curtos foi estudado em várias misturas de hidrocarbonetos. As composições compreendendo os compostos hidrófobos curtos foram preparadas em misturas de hidrocarbonetos como mostrado na Tabela 13 abaixo. Os resultados do comportamento da fase são relatados na Tabela
13.
Tabela 13: Emulsificação de hidrocarboneto com tensoativos hidrófobos curtos Hidrófobo % de NaCl Mistura de 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% hidrocarbonetos MeO-21PO- Pentano X O O O O O O O O O 10EO-SO4 Octano X X X X O O O O O O Tetradecano O O X X X O O O O O Fenol- Pentano X X X X X X X X X X 30PO-20EO Octano X X X X X X X X X X Tetradecano X X X X X X O O O O 2EH-7PO- Pentano O O O O O X X O O O SO4 Octano X X X X X X X X O O Tetradecano O O O O X X X X X X TDA-7PO- Pentano O O O O O O O O O O SO4 Octano X X X X O O O O O O Tetradecano O O O O O O O X X O C18-7PO- Pentano O O O O O O O O O O SO4 Octano O O O O O O O O O O Tetradecano O O O O O X O O O O C11-12- Pentano O O O O O O O O O O ABS Octano O O O O O O O O O O Tetradecano X X O O O O O O O O C15-18- Pentano O O O O O O O O O O IOS Octano O O O O O O O O O O Tetradecano X X O O O O O O O O C19-23- Pentano O O O O O O O O O O IOS Octano O O O O O O O O O O Tetradecano O O O O O O O O O O MeO-21PO- C5, C6, C7, C8, X X X X X X X O O O 10EO-SO4 C10, C12, C14 2EH-7PO- C5, C6, C7, C8, X X X X X X X X O O
SO4 C10, C12, C14 TDA-7PO- C5, C6, C7, C8, X X X X X O O O O O SO4 C10, C12, C14 C18-7PO- C5, C6, C7, C8, O O O O O O O O O O SO4 C10, C12, C14 MeO-21PO- C5, C6, C7, C8, X X X X X O O O O O 10EO-SO4 C10, C12, C14 + TDA- 7PO-SO4 C18-7PO-SO4 – C18 significa oleil. X significa bom comportamento de fase (IFT baixa a ultrabaixa). O significa comportamento de fase ruim.
[00217] Sumário: Os dados indicaram surpreendentemente que o uso de tensoativos hidrófobos curtos demonstrou interação preferencial com hidrocarbonetos inferiores. Isso permite que os tensoativos divulgados neste documento abordem componentes do óleo que não foram capazes de ser tratados por tensoativos hidrófobos convencionais. Pode haver uma correlação entre o comprimento da cadeia de carbono do tensoativo e o comprimento da cadeia de hidrocarboneto, de modo que tensoativos de menor comprimento de cadeia de carbono possam ser usados para abordar hidrocarbonetos mais baixos no óleo e tensoativos de comprimento de cadeia de carbono mais longo possam ser usados para lidar com hidrocarbonetos maiores no óleo. Isso permitiria que uma mistura de tensoativos, compreendendo tensoativos da invenção e tensoativos convencionais, fosse desenvolvida para abordar a composição de hidrocarboneto específica de uma fração de óleo alvo.
[00218] Nos dados anexados, C18 significa oleil. Por causa da ligação dupla dobrada, ele se comporta como um hidrófobo > 28 de carbono.
Exemplo 6: Tensoativos hidrófobos muito curtos e misturas de tensoativos
[00219] Estudos de comportamento de fase: Tensoativos C1-C8 hidrófobos muito curtos foram preparados. Os tensoativos tinham a fórmula C1-C8-xPO-yEO-z, em que z é H, sulfato ou carboxilato. Outras classes de tensoativos preparados incluem polialcoxilatos de amina (N(x(EO)/y(PO))3); alcoxilatos de trimetilol propano (CH3CH2C(CH2O-xPO/yEO)3); e alcoxilatos de poliamina (por exemplo, alcoxilatos de TETA).
[00220] A Figura 8 mostra um estudo de espuma a granel de uma mistura de 0,5% de C14-C16 AOS e 0,5% de CH3O-60PO-20EO- SO3Na preparada e misturada com óleo bruto. O estudo da espuma a granel foi conduzido a 60oC.
[00221] A Figura 9 mostra um comportamento de fase de uma mistura de 0,5% de C19-C23 IOS e 0,5% CH3O-21PO-10EO-SO3 preparada e misturada com 30% de óleo. O estudo do comportamento da fase foi conduzido a 40oC.
[00222] A Figura 10 mostra um estudo de inundação de núcleo de uma mistura de 0,5% de C19-C23 IOS e 0,5% de CH3O-21PO-10EO- SO3 preparada e misturada com SP core flood. Injeção de pasta: a pasta SP / ASP compreendia 0,3 de volume de poro de 0,5% C19- C23 IOS, 0,5% de CH3O-21PO-10EO-SO3, 4,5% em peso de NaCl, e 3500 ppm FP 330S. A unidade de polímero compreende 2 volumes de poro de NaCl 2,5% em peso e FP 3330S de 3500 ppm. Propriedades de testemunho: SP coreflood; testemunho de Berea Sandstone; 3,7 x 29,6 de comprimento (cm); 21,0% porosidade; Permeabilidade 220 (md).
[00223] As Figuras 11A-11C mostram a análise de GC-MS da fração de hidrocarbonetos de tensoativos ou misturas de tensoativos em salmoura e mistura de hidrocarbonetos à temperatura ambiente. Os tensoativos testados incluíam C13-7PO- SO-3 (TDA), CH3O-21PO-10EO-SO-3 (MeO), e TDA + MeO em uma mistura 1:1. A composição da mistura de hidrocarbonetos compreendia composição equimolar C5, C6, C7, C8, C10, C12, C14 . As amostras de mistura de hidrocarbonetos foram analisadas a partir dos tubos de menor tensão por GC-MS. Os resultados C5-C7 GC-MSMS foram descartados como não confiáveis. Apenas os dados C8, C10, C12, C14 foram analisados.
[00224] As Figuras 12A-12B mostram a estabilidade aquosa e o comportamento da fase de uma mistura de tensoativo de três componentes em salmoura dura a 80oC. A Figura 12A mostra a estabilidade aquosa de 0,5% de C15-C18 IOS, 0,5% de C28-45PO- 30EO-COO- na água do mar / salmoura de formação. A Figura 12B mostra a estabilidade aquosa de 0,5% de C15-C18 IOS, 0,33% de C28-45PO-30EO-COO-, e 0,17% de 2EH-40PO-40EO-COO- na água do mar / salmoura de formação.
[00225] Misturas de tensoativos: os sulfonatos podem ser produzidos separadamente como IOS ou ABS. Sulfonatos adequados incluem C8-C30 para IOS e C4-C24 para ABS. Os dois compostos aniônicos alcóxi podem ser produzidos junto com pouca racionalização dos níveis de PO e EO. A substituição de um tensoativo hidrófobo grande por um tensoativo hidrófobo muito curto leva a uma vantagem de custo duplo (menor preço do álcool e menor MW). Sulfonato e carboxilato são grupos funcionais quimicamente estáveis. Os grupos funcionais de sulfato podem ser estabilizados quimicamente nas condições certas.
[00226] A Figura 13 mostra formulações de estabilidade com salmoura dura. A formulação a 80oC inclui 0,3% de C15-C18 IOS, 0,2% de C19-C23 IOS, 0,5% de IBA-2EO, 0,5% de C18-35PO-30EO-SO4 em salmoura (500 ppm Ca2+,1250 ppm Mg2+, 58000 TDS. A formulação a 100oC inclui 0,5% de C19-C23 IOS, 0,5% de TDA-45PO- 20EO-SO4, 0.5% Phenol-2EO em salmoura (500 ppm Ca2+, 1250 ppm Mg2+, 28000 TDS.
Exemplo 7: Tensoativos e cossolventes para recuperação de óleo química intensificada
[00227] Uma grande quantidade de óleo não é recuperada dos reservatórios de óleo após as inundações primárias e secundárias devido a vários motivos. Entre esses fatores, as altas forças capilares (entre o óleo e a água) são amplamente responsáveis pelo aprisionamento do óleo no meio poroso. Tensoativos que podem diminuir a tensão interfacial com o óleo têm sido tradicionalmente estudados para melhorar a recuperação do óleo. Estudos têm mostrado que uma melhoria significativa na recuperação de óleo pode ser alcançada com a injeção de tensoativos adequados no reservatório. No entanto, os tensoativos tradicionalmente usados sofrem de limitações severas devido à sua aplicabilidade limitada em um ambiente de alta salinidade / dureza e alta temperatura. Esses tensoativos tendem a ser instáveis (não solúveis) sob essas condições e, portanto, não podem ser usados para melhorar a recuperação de óleo. Novos tensoativos que são estáveis sob um ambiente de alta salinidade / dureza / temperatura expandiriam a aplicabilidade do tensoativo EOR para tais reservatórios. Além de uma tensão interfacial ultrabaixa, uma reologia de microemulsão favorável é crítica para reduzir a necessidade de tensoativo. Os cossolventes mostraram diminuir a viscosidade da microemulsão, diminuir a retenção de tensoativo e melhorar a recuperação de óleo (Jang et al., 2016). Inundações de polímero cossolvente alcalino (ACP) foram desenvolvidas recentemente para óleos crus ácidos (Fortenberry, 2015), empregando sabão naftênico gerado in-situ como tensoativo. Cossolventes melhorados são críticos para o sucesso dos processos mencionados acima.
[00228] Antecedentes: Um tensoativo é um composto superfície ativa que pode reduzir a tensão interfacial entre duas fases agindo como uma ponte entre as interfaces. Um tensoativo consiste em uma cabeça hidrofílica (que prefere a fase aquosa) e uma cauda lipofílica (que prefere uma fase orgânica ou gasosa). O equilíbrio hidrofílico-lipofílico (HLB) determina a solubilidade dos tensoativos nas fases aquosa ou orgânica. Os tensoativos aniônicos têm sido usados para inundações de tensoativos porque esses tensoativos mostraram reduzir a tensão interfacial com o sistema óleo-salmoura para valores ultrabaixos (10-3 dinas / cm). Os tensoativos aniônicos tradicionalmente usados incluem alquil benzeno sulfonatos (ABS), alfa olefinas sulfonadas (AOS), olefinas sulfonadas internas (IOS) e sulfatos de álcool. Esses tensoativos apresentam estabilidade limitada em ambientes de alta temperatura / salinidade / dureza. Além disso, esses tensoativos não são adequados para óleos crus com altos números de carbono de alcano equivalentes (EACN). Grandes carboxilatos hidrófobos de álcool alcóxi e sulfatos de álcool alcóxi, com um grande grau de etoxilação e propoxilação, foram desenvolvidos (Adkins et al., 2012; Lu, 2013). Cossolventes são álcoois e etoxilatos de baixo peso molecular (normalmente C3 a C6) que são usados para melhorar o comportamento da fase do tensoativo, diminuindo o tempo de equilíbrio e a viscosidade da microemulsão. Cossolventes comumente usados incluem álcool isobutílico (IBA), álcool isopropílico (IPA), éter monobutílico de trietileno glicol (TEGBE). Cossolventes contendo óxido de etileno (EO) e óxido de propileno (PO) foram desenvolvidos recentemente (Upamali et al., 2016).
[00229] Os tensoativos e cossolventes descritos acima são obtidos de álcoois contendo cadeia de carbono C3-C32 (ver apêndice para estruturas). Como o álcool é um componente chave desses compostos, sua produção é limitada pela disponibilidade de tais álcoois como matéria-prima. Além disso, esses álcoois aumentam o custo de produção de tensoativos e cossolventes.
[00230] Neste exemplo, descrevem-se classes de tensoativos e cossolventes que não requerem esses álcoois como matéria- prima. Em vez disso, usamos metanol, um álcool muito mais barato e versátil. Os tensoativos e cossolventes da invenção não contêm um hidrófobo "duro", ao contrário dos compostos desenvolvidos anteriormente e, portanto, são suscetíveis de mostrar menor retenção no meio poroso durante inundações de recuperação de óleo.
[00231] Esses tensoativos e cossolventes não contêm um hidrófobo “duro”. Hidrófobo “duro” é definido aqui como um composto que não apresenta compatibilidade com água. Um exemplo de tal hidrófobo inclui CH3(CH2)nOH onde n é geralmente > 9. Em vez disso, os novos compostos são derivados do metanol e possuem um alto grau de propoxilação e etoxilação. A corrente PO é muito compatível com óleo e até certo ponto compatível com água. A corrente EO é muito compatível com água e até certo ponto compatível com óleo. Além disso, uma vez que o hidrófobo "duro" está ausente nesses compostos, é provável que eles mostrem menor adsorção de tensoativo em superfícies de rocha em comparação com tensoativos tradicionais. As estruturas de tensoativos e cossolventes desenvolvidos nesta invenção são fornecidas abaixo. Quando os compostos têm menos unidades PO, o composto atua como um solvente. Nessas estruturas, preferencialmente x = 1-100, preferencialmente 1-5 quando atuando como um solvente, e preferencialmente y = 0-250.
[00232] CH3O-xPO-yEO-Y (onde Y= H, Sulfato, Carboxilato); CH3 N (xPO-yEO)2; (CH3)2N(xPOyEO); (CH3) 3N(+)(xPO-yEO)Z(-) onde Z= Cl(-) como em Catiônicos, CH2CO2 (-) como em Zwitteriônicos (Betaína), CH2CHOHCH2SO3 (-) como em Hidróxi Sultaínas Zwitteriônicas ou Sultaínas
[00233] CH3CH2C(CH2O- xPOyEO)3 a partir de TMP (Trimetilol Propano) como Poliol Alcoxilatos, Sulfatos (preferencialmente formados a partir de SO3, ácido Clorossulfônico ou Sulfâmico), carboxilatos (preferencialmente formados a partir de álcali e Cloroacetato de Na).
[00234] PPG (Polipropilenoglicóis) ou Plurônicos hidrofóbicos (e Plurônicos reversos) mono- e / ou difuncionalizados em sulfatos / carboxilatos
[00235] N(xPO-yEO)3, CH3N(xPO-yEO)2, (CH3) 2N(xPO-yEO)( como em polialcoxilatos de Amina, Catiônicos, Betaínas, Sultaínas, tensoativos Comutáveis (SS) via Protonação)
[00236] NH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 (TETA) Alcoxilatos, Catiônicos, Betaínas, Sultaínas, Tensoativos Comutáveis (SS)
[00237] PO pode ser substituído parcial ou totalmente por Óxido de Butileno (BO) em qualquer estrutura
[00238] Muitas, senão todas, essas moléculas podem ser usadas sozinhas ou em conjunto com outros tensoativos do tipo detergente em diferentes aplicações de limpeza que incluem detergência, limpeza industrial, espuma, limpeza de superfícies duras, aplicações de água dura, etc.
[00239] Extensões: Moléculas de poli-hidroxi, como alquil poliglucosídeos (butil, por exemplo), amidos (por exemplo CMC), ciclodextrinas, etc. podem ser incluídas nas transformações do presente exemplo. O grupo alquil pode variar de um a cinco carbonos, além dos grupos fenil. Interações positivas com polímeros e copolímeros de acrilamida devem ser consideradas. Os tensoativos à base de amina podem ser tamponados a um pH de 10 ou menos para ambientes de salmoura dura para evitar a precipitação de íons divalentes como Hidróxidos. Em salmoura mole, o pH > 11 da funcionalidade amina pode ser usado com vantagem em formulações alcalinas. As moléculas de poli-hidróxi devem interagir positivamente com biopolímeros baseados em polissacarídeos.
[00240] Aplicações: aplicações CEOR como em inundações de polímero tensoativo alcalino (ASP), inundações de polímero cosolvente alcalino (ACP), inundações de polímero tensoativo (SP), alteração da umectabilidade, aplicações de espuma, drenagem por gravidade assistida por vapor (SAGD), injeção de água quente, inundações de baixa salinidade, intensificação de injetividade, desintegradores de emulsão, formulações sem polímeros para rochas de baixa permeabilidade, aplicações de espuma (incluindo o uso deCO2 como gás) para tensoativos comutáveis (SS), xisto, adsorção de rocha de tensoativo inferior, emulsões de água em gás (incluindo CO2), embebição intensificada. Resultados: (a) CH3-x(PO) -y(EO)-tensoativos e cossolventes
[00241] Resultados de estabilidade aquosa: Os resultados de estabilidade aquosa usando CH3-60PO-15EO-SO4 e CH3-60PO-20EO- SO4 são apresentados nesta seção. O tensoativo CH3-60PO-20EO- SO4 de menor solubilidade em água por si só. No entanto, foi observada sinergia com tensoativos de sulfonato de olefina interno (IOS) e sulfonato de alfa olefina (AOS). A Figura 14 mostra o efeito sinérgico de C14-16 AOS (C14-16 AOS) com CH3- 60PO-20EOSO4 na estabilidade aquosa. A mistura de C14-16 AOS com CH3-60PO-20EO-SO4 mostrou uma estabilidade aquosa muito maior em comparação com as estabilidades aquosas dos tensoativos individuais. Resultados semelhantes foram obtidos para a mistura de tensoativos CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 com tensoativos IOS/AOS. A Figura 15 mostra a tolerância de dureza para diferentes misturas de tensoativos com os novos tensoativos. Na adição desses tensoativos ao C14-16 AOS, foi observado um aumento significativo na tolerância à dureza, portanto mais adequado para aplicação em condições severas de reservatório. O C14-16 AOS por si só foi estável até 3600 ppm de cálcio. A mistura de C14-16 AOS com CH3-60PO-20EO-SO4 ficou estável até uma concentração de cálcio de 10.800 ppm.
[00242] Medições de tensão de superfície: A tensão de superfície de tensoativos CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 foi medida. Os resultados de CH3-60PO-15EO-SO4, C20-24 IOS e a mistura de dois tensoativos (quantidades iguais em massa) são mostrados na Figura 16. Uma diminuição da tensão de superfície foi observada na presença de CH3-60PO-15EO-SO4. A concentração micelar crítica (CMC) de cerca de 0,008 mM foi obtida para este tensoativo e a tensão de superfície foi reduzida para cerca de 30 dinas / cm. C20-24 IOS, por outro lado, deu um valor de CMC de cerca de 0,4 mM e baixou a tensão de superfície para cerca de 27 dinas / cm. A mistura de dois tensoativos mostrou uma CMC muito mais baixa do que C20-24 IOS e baixou a tensão de superfície para cerca de 30 dinas / cm.
[00243] Resultados de estabilidade de espuma em massa: C14- 16 AOS, um tensoativo espumante comumente usado, mostrou boa formação de espuma até a salinidade de 80.000 ppm a 100°C. No entanto, baixa estabilidade aquosa foi observada acima de
80.000 ppm e, portanto, este tensoativo não pode ser usado em níveis superiores de salinidades a 100 C.
[00244] Para aplicações de espuma, estudos de espuma em massa foram realizados para estimar qualitativamente a capacidade de formação de espuma e a estabilidade da espuma das diferentes formulações de tensoativo. Foram utilizadas quantidades iguais de óleo e soluções aquosas. Os resultados mostraram que em níveis de salinidade reduzidos (<80000 ppm) C14-16 AOS é um bom tensoativo de formação de espuma, mas mostrou redução significativa na meia-vida da espuma na presença de óleo bruto. Em salinidades elevadas (> = 100000 ppm), C14-16 AOS em sinergia com tensoativos CH3-x(PO)-y(EO)- SO4 mostrou boa capacidade de formação de espuma e estabilidade aquosa. Também não notamos nenhum impacto negativo do óleo bruto na meia-vida da espuma com tensoativos contendo CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 o que mostra que esta mistura de tensoativo tem melhor compatibilidade com óleo bruto em comparação com C14-16 AOS por si só. A Figura 17 mostra o resumo dos testes de estabilidade de espuma a granel realizados a 60 C.
[00245] Estudos têm mostrado impacto prejudicial do óleo bruto na meia-vida da espuma em condições de salinidade e temperaturas variáveis. Mas os resultados acima mostram que a meia-vida permanece a mesma com e sem óleo bruto. Também descobrimos que os tensoativos CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 não mostram um impacto negativo na estabilidade da espuma no aumento da dureza. A meia-vida da espuma na presença de dureza parece ser quase semelhante àquela sem dureza (íons cálcio, magnésio). Isso é muito promissor para aplicação de espuma em salmouras contendo altos níveis de dureza. A tolerância de dureza para C14-16 AOS foi significativamente menor do que a mistura contendo CH3-x(PO)-y(EO)-SO4.
[00246] Comportamento da fase do tensoativo alcalino (ASP) com óleo bruto inativo (sem geração de sabão in-situ): Os experimentos de comportamento da fase do tensoativo foram realizados para o desenvolvimento de inundações ASP usando a mistura de tensoativo CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 com tensoativos IOS. Os resultados mostrados abaixo foram obtidos com uma mistura de 0,5% de CH3-60(PO)-15(EO)-SO4 e 0,5% de C20-24 IOS, e um óleo bruto inativo de 5 cP a 40 C. Carbonato de sódio foi usado como o álcali nessas varreduras. A Figura 18 mostra a região de IFT ultrabaixa usando esta formulação para 10%, 30% e 50% de óleo (em volume). A IFT ultrabaixa foi observada entre 2,25-2,75% de Na2CO3 nessas formulações. A formulação revelou ser aquosa estável nestas condições. Um comportamento de fase típico do tipo Winsor pode ser observado a partir dos tubos de comportamento de fase do tensoativo. A formulação de polímero tensoativo (SP) foi desenvolvida de forma semelhante para o mesmo óleo bruto usando a mesma mistura de tensoativo.
A salinidade ideal para esta formulação foi encontrada em cerca de 2,5% de NaCl. Formulações de polímero cossolvente alcalino (ACP) também foram desenvolvidas usando CH3-2(PO) e um óleo bruto acídico (número de ácido total ~ 2,0 mg / g de óleo) a 40 C. Uma varredura de salinidade de 0-4% foi realizada usando carbonato de sódio e a fração volumétrica de óleo foi fixada em 30%. A região de IFT ultrabaixa foi observada entre 1-1,5% de Na2CO3. (b) Tensoativos / cossolventes amino-n (PO)
[00241] Estabilidade aquosa: As experiências de estabilidade aquosa foram realizadas para tensoativos Amino-n (PO). 1% em peso de tensoativo foi adicionado à água DI e equilibrado em várias temperaturas. Verificou-se que a solução de tensoativo é aquosa estável até 30 POs à temperatura ambiente. No entanto, em condições acídicas, as soluções de tensoativo contendo até 75 POs foram consideradas estáveis em água DI.
[00242] Medição da tensão de superfície: As medições da tensão de superfície foram realizadas usando até 2% em peso de tensoativo Amino-30PO. Os resultados, Figura 19, mostram a redução da tensão de superfície da água e com o uso desse tensoativo. A CMC para o tensoativo foi encontrada em cerca de 0,008 mM, e a tensão de superfície baixou para cerca de 38 dinas / cm.
[00243] Comportamento da fase do cossolvente alcalino com óleo bruto acídico: formulações ACP foram desenvolvidas usando cossolvente Amino-3 (PO) e um óleo bruto acídico a 40 C. Nesses experimentos, a concentração do cossolvente foi fixada em 1% em peso e a varredura de salinidade foi realizada usando carbonato de sódio. A razão de óleo para água foi alterada de 10% para 30%. Os resultados do comportamento da fase são mostrados na Figura 20. IFT ultrabaixa foi observada entre 4,5-5% de Na2CO3 usando este cossolvente. Esses resultados são favoráveis porque uma inclinação positiva acentuada é geralmente observada se um cossolvente adequado não for adicionado. Um declive menos íngreme ou plano é favorável porque ajuda a projetar efetivamente uma inundação ACP. Além disso, uma baixa viscosidade de microemulsão foi observada nessas formulações.
[00244] Experimentos semelhantes foram realizados com TETA- 5PO e TMP-3PO como cossolventes. As regiões de IFT ultrabaixa para os respectivos cossolventes foram encontradas entre 1- 1,5% de Na2CO3 e cerca de 2% de Na2CO3.
[00245] Aplicações de espuma com alta salinidade e alta temperatura: o óleo bruto tem efeito desestabilizador na espuma e reduz significativamente a eficácia do processo. A eficiência diminuída de inundações de espuma em um meio úmido de óleo ou meio poroso úmido intermediário foi observada em comparação com um meio úmido de água devido às interações de óleo de espuma.
[00246] A Figura 21 mostra resultados de estabilidade aquosa em aplicações de espuma usando as misturas de tensoativo CH3- x(PO)-y(EO)-SO4 com tensoativos AOS. Foi observada boa sinergia entre os tensoativos AOS e CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 . Solubilidade aumentada em altas temperaturas também foi observada. A Tabela 14 mostra as formulações de tensoativos.
Tabela 14: Formulação de tensoativo Tensoativo Formulação HLB Viscosidade (cp) a 25oC Mistura A 0,5% de C14-C16 AOS 6,714 1,12 + 0,5% de CH3O- 60PO-20EO-SO3Na Mistura A 0,5% C14-C16 AOS + 6,655 1,15 0,5% CH3O-60PO- 15EO-SO3Na
Mistura A 0,5% C14-C16 AOS + 5,921 1,25 0,5% CH3O-21PO- SO3Na AS-40 1% de C14-C16 AOS 6,867 2,0
[00247] A Figura 22 mostra a tolerância à dureza de misturas de tensoativo CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 com tensoativos AOC a 90oC. Dureza crítica mais baixa foi observada para AS-40. O aumento da dureza crítica foi observado nas misturas A e B.
[00248] As Figuras 23A e 23B mostram o estudo de espuma em massa de misturas de tensoativos CH3-x(PO)-y(EO)-SO4 com tensoativos AOS a 90oC. Salinidade crítica mais alta foi observada para a Mistura A. Efeito destromental na meia-vida da espuma em alta salinidade observada para AS-40.
Procedimentos de comportamento de fase
[00249] Triagem de comportamento de fase: Estudos de comportamento de fase têm sido usados para caracterizar produtos químicos para EOR. Há muitos benefícios em usar o comportamento de fase como método de triagem. Os estudos de comportamento de fase são usados para determinar, medir ou observar características relacionadas ao desempenho químico, como os exemplos a seguir, mas não estão limitados a estes exemplos: (1) o efeito dos eletrólitos; (2) solubilização em óleo e redução de IFT, (3) densidades de microemulsão; (4) viscosidades de microemulsão; (5) tempos de coalescência; (6) formulações ideais de tensoativo-cossolvente; e / ou (7) propriedades ideais para recuperar óleo de testemunhos e reservatórios.
[00250] As fases termodinamicamente estáveis podem se formar com misturas de óleo, água e tensoativo. Os tensoativos formam estruturas micelares em concentrações iguais ou superiores à concentração micelar crítica (CMC). A emulsão se aglutina em uma fase separada na interface óleo-água e é chamada de microemulsão. Uma microemulsão é uma fase distinta rica em tensoativo que consiste em tensoativo, óleo e água e possivelmente cossolventes e outros componentes. Esta fase é termodinamicamente estável no sentido de que retornará ao mesmo volume de fase em uma determinada temperatura. Alguns trabalhadores, no passado, adicionaram requisitos adicionais, mas para os fins deste estudo de engenharia, o único requisito será que a microemulsão seja uma fase termodinamicamente estável.
[00251] A transição de fase é examinada mantendo todas as variáveis fixas, exceto a variável de varredura. A variável de varredura é alterada ao longo de uma série de pipetas e pode incluir, mas não está limitada a, salinidade, temperatura, produto químico (tensoativo, álcool, eletrólito), óleo, que às vezes é caracterizado por seu número de carbono alcano equivalente (EACN) e estrutura de tensoativo, que às vezes é caracterizada por seu equilíbrio hidrofílico-lipofílico (HLB). A transição de fase foi caracterizada pela primeira vez por Winsor (1954) em três regiões: fase oleica em excesso do Tipo I, fase aquosa do tipo III, microemulsão e fases oleicas e fase aquosa em excesso do Tipo II. Os limites de transição de fase e alguma terminologia comum são descritos a seguir: Tipo I a III-salinidade crítica inferior, Tipo III a II-salinidade crítica superior, razão de solubilização em óleo (Vo / Vs), razão de solubilização em água (Vw / Vs), o valor de solubilização onde as razões de solubilização em óleo e água são iguais é chamado de Razão de Solubilização Ideal (σ*), e a concentração de eletrólito onde a razão de solubilização ideal ocorre é referida como Salinidade Ideal (S*). Determinando a Tensão Interfacial
[00252] O uso eficiente de tempo e recursos de laboratório pode levar a resultados valiosos ao realizar varreduras de comportamento de fase. Uma correlação entre as razões de solubilização em óleo e água e a tensão interfacial foi sugerida por Healy e Reed (1976) e uma relação teórica foi posteriormente derivada por Chun Huh (1979). A IFT óleo-água mais baixa ocorre na solubilização ideal, conforme mostrado pela teoria de Chun Huh. Isso é igualado a uma tensão interfacial através da equação de Chun Huh, onde IFT varia com o quadrado inverso da razão de solubilização:
[00253] Para a maioria dos óleos brutos e microemulsões, C = 0,3 é uma boa aproximação. Portanto, uma maneira rápida e conveniente de estimar o IFT é medir o comportamento da fase e usar a equação de Chun-Huh para calcular a IFT. Pode ser difícil e demorado mediar a IFT entre microemulsões e água e / ou óleo e está sujeito a erros maiores, portanto, usar a abordagem de comportamento de fase para filtrar centenas de combinações de tensoativos, tensoativos, cossolventes, eletrólitos, óleo e assim por diante não é apenas mais simples e rápido, mas evita os problemas de medição e erros associados à medição de IFT, especialmente de combinações que apresentam comportamento complexo (géis e assim por diante) e serão eliminados de qualquer maneira. Assim que uma boa formulação for identificada, ainda é uma boa ideia medir a IFT. Equipamento
[00254] Os experimentos de comportamento de fase são criados com os seguintes materiais e equipamentos.
[00255] Equilíbrio de massa: Equilíbrios de massa são usados para medir produtos químicos para misturas e determinar os valores iniciais de saturação dos núcleos.
[00256] Desionizador de água: água desionizada (DI) é preparada para uso com todas as soluções experimentais usando um sistema de filtro NanopureTM. Este filtro usa uma bomba de recirculação e monitora a resistividade da água para indicar quando os íons foram removidos. A água é passada através de um filtro de 0,45 mícron para eliminar partículas e micro- organismos indesejáveis antes do uso.
[00257] Pipetas de borossilicato: pipetas de borossilicato padrão de 5 mL com marcações de 0,1 mL são usadas para criar varreduras de comportamento de fase, bem como para executar experimentos de diluição com soluções aquosas. As extremidades são vedadas usando uma chama de propano e oxigênio.
[00258] Repetidor de pipeta: Um instrumento Eppendorf Repeater PlusTM é usado para a maioria das pipetagens. Este é um dispensador portátil calibrado para fornecer incrementos entre 25 microlitros e 1 ml. Pontas descartáveis são usadas para evitar contaminação entre estoques e permitir facilidade de operação e consistência.
[00259] Tocha de propano-oxigênio: Uma mistura de gás propano e oxigênio é direcionada através de um bico de chama Bernz-O-Matic para criar uma chama quente de cerca de 1/2 polegada de comprimento. Esta tocha é usada para vedar as pipetas de vidro usadas em experimentos de comportamento de fase.
[00260] Fornos de convecção: Vários fornos de convecção são usados para incubar os comportamentos de fase e experimentos de inundação de núcleo nas temperaturas do reservatório. As pipetas de comportamento de fase são mantidas principalmente nos fornos Blue M e Memmert que são monitorados com termômetros de mercúrio e medidores de temperatura do forno para garantir que as flutuações de temperatura sejam mantidas no mínimo entre os registros. Um grande forno de fluxo personalizado foi usado para abrigar a maioria dos experimentos de inundação do núcleo e permitiu a injeção de fluido e coleta a ser feita na temperatura do reservatório.
[00261] Medidor de pH: Um analisador de íons de pesquisa modelo 701/digital ORION com um eletrodo de pH é usado para medir o pH da maioria das amostras aquosas para obter leituras mais precisas. Ele é calibrado com soluções de pH 4.0, 7.0 e
10.0. Para medições aproximadas de pH, papéis indicadores são usados com várias gotas da amostra de fluido. Cálculos de comportamento de fase
[00262] As taxas de solubilização em óleo e água são calculadas a partir de medições de interface tiradas de pipetas de comportamento de fase. Essas interfaces são registradas ao longo do tempo conforme as misturas se aproximam do equilíbrio e o volume de quaisquer macroemulsões que se formam inicialmente diminuem ou desaparecem. Metodologia de comportamento de fase
[00263] Os métodos para criar, medir e registrar observações são descritos nesta seção. As varreduras são feitas usando uma variedade de misturas de eletrólitos descritas abaixo. O óleo é adicionado à maioria das soluções de tensoativos aquosos para ver se uma microemulsão se formou, quanto tempo levou para se formar e se equilibrar, que tipo de microemulsão se formou e algumas de suas propriedades, como viscosidade. No entanto, o comportamento de misturas aquosas sem óleo adicionado também é importante e também é feito em alguns casos para determinar se a solução aquosa é clara e estável ao longo do tempo, se torna turva ou se separa em mais de uma fase.
[00264] Preparação de amostras. As amostras de comportamento de fase são feitas primeiro preparando soluções de estoque de tensoativos e combinando-as com soluções de estoque de salmoura para observar o comportamento das misturas em uma faixa de salinidades. Todos os experimentos são criados em ou acima de 0,1% em peso da concentração de tensoativos ativo, que está acima da CMC típica do tensoativo.
[00265] Preparação de Solução. Os estoques de tensoativo são baseados em tensoativo percentual em peso ativo (e tensoativo quando incorporado). As massas de tensoativo, tensoativo, cossolvente e água desionizada (DI) são medidas em uma balança e misturadas em potes de vidro usando barras de agitação magnética. A ordem de adição é registrada em uma folha de mistura junto com as massas reais adicionadas e o pH da solução final. As soluções de salmoura são criadas nas concentrações percentuais de peso necessárias para fazer as varreduras.
[00266] Estoque de tensoativo. Os produtos químicos sendo testados são primeiro misturados em uma solução de estoque concentrada que geralmente consiste em um tensoativo primário, cossolvente e / ou tensoativo junto com água desionizada. A quantidade de produto químico adicionado é calculada com base na atividade e medida pela porcentagem em peso da solução total. Os experimentos iniciais são de cerca de 1-3% de tensoativo ativo, de modo que o volume da fase de microemulsão média seria grande o suficiente para medições precisas assumindo uma razão de solubilização de pelo menos 10 na salinidade ideal.
[00267] Estoque de polímero. Frequentemente, esses estoques eram bastante viscosos e dificultavam a pipetagem, por isso são diluídos com água desionizada para facilitar o manuseio. As misturas com polímero são feitas apenas para aquelas formulações de tensoativos que apresentaram bom comportamento e mereceram estudos adicionais para possível teste em inundações de testemunho. Consequentemente, as varreduras incluindo polímero são limitadas, uma vez que são feitas apenas como uma avaliação final de compatibilidade com o tensoativo.
[00268] Procedimento de pipetagem. Os componentes do comportamento de fase são adicionados volumetricamente em pipetas de 5 ml usando um Eppendorf Repeater Plus ou instrumento de pipetagem semelhante. Os estoques de tensoativo e salmoura são misturados com água DI em pipetas marcadas e levados à temperatura antes da agitação. Quase todos os experimentos de comportamento de fase são inicialmente criados com uma razão de água em óleo (WOR) de 1:1, que envolve a mistura de 2 ml da fase aquosa com 2 ml do óleo bruto ou hidrocarboneto avaliado, e diferentes experimentos de WOR são misturados de acordo. A varredura de comportamento de fase típica consistia em 10-20 pipetas, cada pipeta sendo reconhecida como um ponto de dados na série.
[00269] Ordem de adição. Deve-se considerar a adição dos componentes, uma vez que as concentrações costumam ser várias vezes maiores do que a concentração final. Portanto, uma ordem é estabelecida para prevenir quaisquer efeitos adversos resultantes do tensoativo ou polímero entrar em contato direto com os eletrólitos concentrados. As composições de amostra desejadas são feitas combinando os estoques na seguinte ordem: (1) Estoque(s) de eletrólito; (2) Água desionizada; (3) Estoque de tensoativo; (4) Estoque de polímero; e (5) Óleo bruto ou hidrocarboneto. Quaisquer bolhas de ar presas no fundo das pipetas são retiradas (antes da adição do tensoativo para evitar a formação de bolhas).
[00270] Observações Iniciais. Depois que os componentes são adicionados às pipetas, é concedido tempo suficiente para permitir que todo o fluido escorra pelas laterais. Em seguida, os níveis de fluido aquoso são registrados antes da adição de óleo. Essas medições são marcadas em folhas de registro. Níveis e interfaces são registrados nesses documentos com comentários durante vários dias e folhas adicionais são impressas conforme necessário.
[00271] Vedação e mistura. As pipetas são cobertas com gás argônio para evitar a ignição de qualquer gás volátil presente pelo procedimento de vedação por chama. Os tubos são então vedados com a tocha de propano-oxigênio para evitar a perda de voláteis adicionais quando colocados no forno. As pipetas são dispostas nas prateleiras para coincidir com a mudança na variável de varredura. Uma vez que a varredura de comportamento de fase tenha tempo suficiente para atingir a temperatura do reservatório (15-30 minutos), as pipetas são invertidas várias vezes para fornecer a mistura adequada. Os tubos são observados quanto à baixa tensão na mistura, observando o tamanho das gotas e quão uniforme a mistura parecia. Em seguida, as soluções podem se equilibrar ao longo do tempo e os níveis de interface são registrados para determinar o tempo de equilíbrio e o desempenho do tensoativo.
[00272] Medições e observações. Os experimentos de comportamento de fase podem se equilibrar em um forno que é ajustado para a temperatura do reservatório para o óleo cru sendo testado. Os níveis de fluido nas pipetas são registrados periodicamente e a tendência no comportamento da fase observada ao longo do tempo. O comportamento de equilíbrio é presumido quando os níveis de fluido param de mudar dentro da margem de erro para a leitura das amostras.
[00273] Interfaces de fluidos. As interfaces de fluido são o elemento mais crucial dos experimentos de comportamento de fase. A partir deles, os volumes de fase são determinados e as razões de solubilização são calculadas. As interfaces superior e inferior são registradas conforme a varredura transita de uma microemulsão óleo em água para uma microemulsão água em óleo. As leituras iniciais são feitas um dia após a agitação inicial e, às vezes, algumas horas após a agitação, se a coalescência parecer ocorrer rapidamente. As medições são feitas posteriormente em intervalos de tempo crescentes (por exemplo, um dia, quatro dias, uma semana, duas semanas, um mês e assim por diante) até que o equilíbrio seja alcançado ou o experimento seja considerado não essencial ou desinteressante para observação contínua. Apêndices
[00274] Usando os métodos gerais descritos acima, foi determinado o comportamento de fase de várias formulações EOR contendo compostos de Fórmula I, II, VIII ou IX com betume. O comportamento de fase resultante dos compostos com betume é mostrado nos Apêndices I a III.
[00275] Estes resultados demonstram que os compostos de Fórmula I, II, VIII ou IX podem ser usados em formulações de EOR para transmitir muitas propriedades benéficas geralmente proporcionadas por tensoativos, cossolventes e / ou agentes alcalinos. Por exemplo, os compostos de Fórmula I, II, VIII ou IX podem conferir viscosidade de microemulsão mais baixa enquanto também diminuem a tensão interfacial. Assim, os compostos de Fórmula I, II, VIII ou IX descritos neste documento podem ser incorporados em formulações de EOR para melhorar o equilíbrio, aumentar a razão de solubilização, fornecer uma ampla região de baixa tensão interfacial, diminuir a viscosidade da microemulsão e combinações dos mesmos. Como os compostos descritos neste documento podem desempenhar as várias funções de tensoativo, cossolvente e / ou agente alcalino em formulações EOR, os compostos aqui descritos podem ser usados para preparar formulações EOR com menores quantidades de tensoativo, cossolvente ou agente alcalino (ou mesmo formulações EOR que são substancialmente isentas de tensoativo, cossolvente ou agente alcalino).
[00276] Os compostos, composições e métodos das reivindicações anexas não são limitados em escopo pelos compostos, composições e métodos específicos descritos neste documento, que se destinam a ser ilustrações de alguns aspectos das reivindicações. Quaisquer compostos, composições e métodos que são funcionalmente equivalentes destinam-se a cair dentro do escopo das reivindicações. Várias modificações dos compostos, composições e métodos além daqueles mostrados e descritos neste documento destinam-se a cair no escopo das reivindicações anexas. Além disso, embora apenas certos compostos, composições e etapas do método representativos divulgados neste documento sejam especificamente descritos, outras combinações dos compostos, composições e etapas do método também se destinam a cair no escopo das reivindicações anexas, mesmo se não especificamente recitadas. Assim, uma combinação de etapas, elementos, componentes ou constituintes pode ser explicitamente mencionada neste documento, ou menos, no entanto, outras combinações de etapas, elementos, componentes e constituintes são incluídas, mesmo que não explicitamente declaradas.
[00277] O termo "compreendendo" e variações dos mesmos, conforme usadas neste documento, é usado como sinônimo do termo "incluindo" e variações dos mesmos e são termos abertos, não limitativos. Embora os termos "compreendendo" e "incluindo" tenham sido utilizados neste documento para descrever várias modalidades, os termos "que consiste essencialmente em" e "consistindo em" podem ser usados no lugar de "compreendendo" e "incluindo", para prover modalidades mais específicas da invenção e também são divulgados. Exceto onde indicado, todos os números que expressam geometrias, dimensões e assim por diante usados no relatório descritivo e reivindicações devem ser entendidos no mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao escopo das reivindicações, a ser interpretado à luz do número de dígitos significativos e abordagens ordinárias de arredondamento.
[00278] A menos que definidos de outra maneira, todos os termos técnicos e científicos usados neste documento têm o mesmo significado que compreendido geralmente pelos versados na técnica a qual esta invenção pertence.
As publicações citadas neste documento e os materiais para os quais eles são citados especificamente são incorporados por referência.
Claims (48)
1. Composição aquosa caracterizada pelo fato de que compreende um composto tendo uma estrutura de Fórmula I, , Fórmula I em que R1 é C6-C10 alquil não substituído ou fenil não substituído; x é um inteiro de 2 a 10; y é um inteiro de 3 a 60, de preferência de 3 a 40.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que R1 é C6-C10 alquil não substituído ramificado ou linear.
3. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo fato de que R1 é C8 alquil não substituído ramificado, de preferência 2-etil-hexil.
4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizada pelo fato de que x é de 2 a 7, de 2 a 5, de 4 a 7, de 2 a 4 ou 2.
5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelo fato de que y é de 3 a 60, de 3 a 30, de 3 a 10, de 3 a 8, de preferência de 3 a 6, mais preferencialmente
5.
6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que R1 é fenil não substituído.
7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que x é de 2 a 8, de preferência de 4 a 7.
8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 7, caracterizada pelo fato de que y é de 5 a 60, de 5 a 40, de preferência de 5 a 30, mais preferencialmente de 5 a 20.
9. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizada pelo fato de que y é maior do que x, de preferência y e x estão em uma razão maior do que 1:1, como de 1,1:1 a 30:1, de 1,1:1 a 20:1, de 1,2:1 a 10 :1 ou de 1,5:1 a 5:1.
10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 9, caracterizada pelo fato de que a soma de x e y (x + y) é de 5 a 65, de 5 a 50 ou de 5 a 30, ou de 5 a 25.
11. Composição aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende um composto tendo uma estrutura de Fórmula II,
, Fórmula II em que R2 é um C4-C20 polialquilamina substituído ou não substituído, R3, para cada ocorrência, é independentemente hidrogênio ou metil; e n é um inteiro de 2 a 60 ou de 2 a 35.
12. Composição, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o composto de Fórmula II tem uma estrutura de Fórmula IIa, , Fórmula IIa em que R2 é um C4-C20 polialquilamina substituído ou não substituído; x é um inteiro de 2 a 20; y é um inteiro de 0 a 15; e em que x é maior que y.
13. Composição, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que R2 é C4-C16 polialquilamina não substituído.
14. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizada pelo fato de que R2 é um C4-C16 polialquilenodiamina, um C4-C16 polialquilenotriamina, um C4-C16 polialquilenotetramina, ou um C4-C16 polialquilenopentamina.
15. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizada pelo fato de que R2 é di-isopropilamina, di- etilenotriamina, tri-etilenotetramina, tetra-etilenopentamina, di- propilenotriamina, tri-propilenotetramina ou tetra- propilenepentamina.
16. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizada pelo fato de que x é de 5 a 20 ou de 5 a
15.
17. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, caracterizada pelo fato de que y é de 0 a 10 ou maior que 1 a 10.
18. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizada pelo fato de que x é maior que y, de preferência x e y estão em uma razão maior que 1:1, tal como de 1,1:1 a 20:1, de 1,2:1 a 10:1 ou de 1,5:1 a 5:1; ou x é igual a y.
19. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizada pelo fato de que a soma de x e y (x + y) é de 2 a 35, de 2 a 30 ou de 3 a 25.
20. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizada pelo fato de que o composto está presente na composição em uma quantidade de 0,05% a 6% em peso, de preferência de 0,5% a 4,5% em peso, com base no peso total da composição.
21. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um tensoativo.
22. Composição, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o tensoativo é um tensoativo aniônico, um tensoativo não iônico ou um tensoativo catiônico, de preferência um tensoativo não iônico.
23. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 22, caracterizada pelo fato de que o tensoativo compreende um tensoativo aniônico selecionado do grupo que consiste em etoxilatos e/ou propoxilatos de álcool ramificados, etoxilatos e/ou propoxilatos de álcool capeados, álcool de Guerbet ramificado compreendendo grupos etoxilato e/ou propoxilato, tensoativos de alcoxi carboxilato, tensoativos de alcoxi sulfato, tensoativos de alcoxi sulfonato, tensoativos de alquil sulfonato, tensoativos de aril sulfonato, tensoativos de sulfonato de olefina e combinações dos mesmos.
24. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizada pelo fato de que o tensoativo está presente na composição em uma quantidade de 0,05% a 2% em peso, com base no peso total da composição.
25. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizada pelo fato de que o tensoativo compreende um C10-C30 sulfonato de olefina interna (IOS), um C10-C30 sulfonato de alfa olefina (AOS), ou um C8-C30 sulfonato de alquil benzeno (ABS).
26. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizada pelo fato de que o tensoativo compreende um tensoativo de alcoxi carboxilato definido pela Fórmula II ou Fórmula III Fórmula II Fórmula III em que R1 C8-C150 alquil substituído ou não substituído ou aril substituído ou não substituído; R2 é independentemente hidrogênio ou C1-C6 alquil não substituído;
R3 é independentemente hidrogênio ou C1-C6 alquil não substituído; n é um inteiro de 2 a 210; z é um inteiro de 1 a 6; e M+ é um cátion.
27. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 26, caracterizada pelo fato de que o tensoativo compreende um tensoativo de alcóxi sulfato definido pela fórmula abaixo ou ácido ou sal do mesmo, em que RA é grupo C8-C36 alquil; BO representa -CH2-CH(etil)-O-; PO representa –CH2-CH(metil)-O-; EO representa –CH2-CH2-O-; e e, f e g são, cada um, independentemente números inteiros de 0 a 50, com a condição de que pelo menos um de e, f e g não seja zero.
28. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 27, caracterizada pelo fato de que o tensoativo compreende um tensoativo de alcoxi sulfato definido pela Fórmula V Fórmula V em que R1 é um grupo R4-C8-C20 alquil substituído ou não substituído, um grupo R3-aril substituído ou não substituído, ou um grupo R3- cicloalquil substituído ou não substituído; R2 é independentemente hidrogênio ou metil; R3 é independentemente um R4-C1-C15 alquil substituído ou não substituído, um grupo R4-aril substituído ou não substituído, ou um grupo R4-cicloalquil substituído ou não substituído; R4 é independentemente um grupo aril não substituído ou um grupo cicloalquil não substituído; n é um inteiro de 25 a 115; X é –CH2C(O)O-M+, –CH2C(O)OH; e M+ é um cátion.
29. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 28, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um cossolvente.
30. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 29, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um agente alcalino.
31. Composição, de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de que o agente alcalino é selecionado de NaOH, KOH, LiOH, Na2CO3, NaHCO3, Na-metaborato, Na-silicato, Na- ortossilicato, ou NH4OH.
32. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 31, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um polímero de intensificação de viscosidade.
33. Composição, de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que o polímero é selecionado de uma poliacrilamida ou um copolímero de poliacrilamida.
34. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 33, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um gás ou uma espuma.
35. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 34, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um agente quelante, de preferência EDTA.
36. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 35, caracterizada pelo fato de que a composição tem uma salinidade inferior a 50.000 ppm, de preferência inferior a 10.000 ppm, mais preferencialmente inferior a 5.000 ppm.
37. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 36, caracterizada pelo fato de que a composição tem um pH de 9 a 12, de preferência de 10 a 12.
38. Composição de emulsão caracterizada pelo fato de que compreende um material de hidrocarboneto e uma composição como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 37.
39. Composição de emulsão, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada pelo fato de que a emulsão compreende uma microemulsão.
40. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 39, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto é petróleo não refinado em um reservatório de petróleo.
41. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 40, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto é petróleo bruto pesado.
42. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 41, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto é o betume.
43. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 42, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto é um óleo não ativo.
44. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 43, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto tem uma viscosidade de 300 cp ou superior, 500 cp ou superior, de 500 cp a 10.000 cp, ou superior a 10.000 cp.
45. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 44, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto tem uma viscosidade de 1.000 cp ou menos, de 300 a 1.000 cp, ou de 400 a 700 cp.
46. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 45, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto tem um índice de acidez de 10 mg-KOH/g-óleo ou menos, de 2 a 10 mg-KOH/g-óleo ou de 4 a 7 mg- KOH/g-óleo.
47. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 46, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto tem uma densidade de 750 kg/m3 ou mais ou 900 kg/m3 ou mais.
48. Composição de emulsão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 47, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarboneto tem uma densidade API de 20o ou menos ou 10o ou menos.
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