CN107922821A - 用于油包水胶乳的非离子转化剂和使用方法 - Google Patents

用于油包水胶乳的非离子转化剂和使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107922821A
CN107922821A CN201680046353.2A CN201680046353A CN107922821A CN 107922821 A CN107922821 A CN 107922821A CN 201680046353 A CN201680046353 A CN 201680046353A CN 107922821 A CN107922821 A CN 107922821A
Authority
CN
China
Prior art keywords
latex
water
agent
polymer
transforming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680046353.2A
Other languages
English (en)
Inventor
X·H·李
A·帕萨沙拉蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecolab USA Inc
Original Assignee
Ecolab USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecolab USA Inc filed Critical Ecolab USA Inc
Publication of CN107922821A publication Critical patent/CN107922821A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)

Abstract

提供水溶性或分散性聚合物的油包水胶乳和其使用方法。所述胶乳包括非离子转化剂，所述非离子转化剂在其中用于使所述胶乳转化的水源在高温下或包括高含量的总溶解固体，或在高温和高总溶解固体两者下提供的条件下提供所述胶乳的快速和完全转化。

Description

用于油包水胶乳的非离子转化剂和使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月7日提交的美国专利申请第62/202,197号的优先权，所述申请的内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及稀释时为胶乳的快速转化提供的水分散性聚合物和组合物的油包水胶乳。
背景技术
原油开发和生产可包括最多三个明确划分的阶段：初次、二次和三次(或增强)回收。在初次回收期间，油层的自然压力或重力与使油到表面的人工提升技术(如泵)组合将油驱动到井眼中。但是仅约10％的油层的原地原始油通常在初次回收期间生成。二次回收技术大体上通过注入水或气体以置换油并且将其驱动到生产井眼延长油田的开采期，导致回收20％到40％的原地原始油。
增强油回收，或EOR，为涵盖用于提高可从地层如油田提取的原油的量的技术的通用术语。EOR技术提供最终生成30％到60％，或更多的油层的原地原始油的前景。已经发现EOR的三个主要类别在商业上取得不同程度的成功：
热回收为引入热量，如注射蒸汽以降低油的粘度并且改善其流动通过油层的能力。
气体注射是注射在油层中膨胀以将附加油推动到生产井眼的气体，如天然气、氮气或二氧化碳，或溶解在油中以降低其粘度并且改善流动速率的气体。
化学注射为注射聚合物分散体以提高注水的效率，或使用清洁剂类表面活性剂以帮助降低通常阻止油滴移动穿过油层的表面张力。聚合物的化学注射也被称作聚合物驱。这一方法由于改善水/油流度比而改善垂直和区域吹扫效率。此外，聚合物通过优选地堵塞浸没的高渗透性区域降低渗透性的对比。这迫使水浸没较低渗透性区域并且提高吹扫效率。在此领域中的技术很好开发常规油回收应用。
在这些技术中，由于易用性和相对简单的设备要求，使用油包水(w/o)胶乳产品的聚合物驱尤其有利于用于海上油层和其它相对独立操作。聚合物驱大体上通过将所选择的聚合物溶解在水中并且将聚合物溶液注入到油层中实现。然而，因为在聚合物分散体中聚合物的目标浓度通常为约1wt％或更低，所以在目标浓度下的运输不是经济高效的。运输干燥聚合物，虽然对于供应商经济高效，但对于油田使用不是有利的，这是由于干燥聚合物改小设备的有限空间和在油田中完全水合聚合物的困难。为解决这些问题，已经开发多种配制物以允许经济可行的运输和储存。也已开发专用方法以将配制物转化成在油田中完全水合的聚合物的使用浓度。
传统地用于EOR的有机聚合物包括水溶性聚合物，如与丙烯酸或其共轭碱和/或一种或多种其它水溶性单体的聚丙烯酰胺均聚物和共聚物，和疏水性改质水溶性聚合物，也被称为缔合聚合物或缔合增稠剂。缔合增稠剂通常为丙烯酰胺、丙烯酸，或这两者与约1摩尔％或更小的疏水性单体的共聚物，如C8到C16直链或支链丙烯酸的酯。这些水溶性聚合物中的任一种均可呈干粉、呈水中的凝胶状浓缩物或呈w/o胶乳的水相形式递送。在这些形式中，油包水胶乳具有可呈在油田中容易操控的液体形式递送的优点，因为胶乳粘度低于相当wt％聚合物的水溶液的粘度。与干燥聚合物产品相比，液体产品也容易用极小设备和小空间占据面积处理。
市售w/o胶乳通过以下配制成EOR：将单体溶解在高固体水溶液中以形成水相；将一种或多种烃溶剂和亲水亲油平衡值(hydrophilic-lipophilic balance，HLB)为约2到10的表面活性剂或其掺和物混合以形成油相；使用技术将两相混合以产生油包水乳液或胶乳；和借助标准自由基引发聚合单体。w/o胶乳可为粗乳液、纳米乳液、微乳液或其组合。自由基起始可为辐射、光、热或氧化还原起始或其任何组合。在完成聚合之后，常常在添加水时添加较高HLB表面活性剂(HLB>10)或其具有HLB>10的掺合物添加以促进胶乳转化。“转化”为描述w/o胶乳用水源稀释，致使胶乳不稳定并且浓缩的聚合物颗粒后续分解的技术术语。在一些情况下，较高HLB表面活性剂紧接在添加水以稀释胶乳之前在油田中添加；或用水源在线添加用于稀释胶乳。在其它情况下，在完成聚合之后，将较高HLB表面活性剂直接添加到w/o胶乳，并且胶乳稳定或甚至贮存稳定。在这类情况下，需要仔细控制表面活性剂的类型和量以提供足够稳定胶乳以有助于储存和运输，同时实现在油田中改善的转化性能。
最近，已出现解决在油层中遇到的具有挑战性条件的聚合物驱的需要，其中由聚合物接触的环境或采出水包括高总溶解固体，如高盐水或硬度含量，在一些情况下，涉及最多约30wt％的总溶解固体。在一些情况下，环境或采出水为自来水、硬水、半咸水、城市废水、采出水或海水。油田运营商强烈偏爱使用这类水源稀释聚合物驱配制物到最终使用浓度而不采用纯水源。偏爱的理由包括通过分流一些或所有已经注入油层中以稀释聚合物驱配制物的水源来降低成本和降低与采用纯化水源相关的环境影响。然而，使用这类水源导致难以将高分子量聚合物分散到使用浓度。在这类水源中w/o胶乳的转化可产生缓慢转化时间和/或需要多阶段稀释和混合程序；在胶乳与稀释的水环境接触时或在其之后，它还可产生聚合物的凝聚、沉淀，或整体相分离。因此需要解决w/o胶乳在其中使用水源具有高总溶解固体的油田条件中的转化。
在行业中另外需要解决其中由w/o胶乳接触的水源在极限温度，如30℃到100℃或-10℃到10℃下的油层。极限温度水源导致难以分散高分子量、水溶性聚合物在w/o胶乳中递送，类似于在使用高总溶解固体水源中遇到的困难。在一些情况下，在用于将聚合物驱配制物稀释到使用浓度的环境或采出水源中遇到极限温度和高总溶解固体两者的条件。这类条件引起在转化期间w/o胶乳的不稳定性，通过形成凝胶粒子、凝结物、在接触表面上涂布的聚合物和相的整体晶粒聚结(通常被称作“分离”)等证明。此不稳定性的产品引起油田中的设备堵塞、油层渗透性降低、岩层堵塞并且最终不能实现在油层内的流度控制。这些问题很大程度上尚未通过针对油田中的w/o胶乳的转化所研发的常规配制物、方法和设备解决。举例来说，包含如丙三醇的转化剂的美国专利申请公开第2014/0051620 A1号中所描述的配制物在使用具有高总溶解固体、极限温度或两者的水源条件下不提供令人满意的性能。
因此，在行业中迫切需要开发适合于进行在其中高温水源、高总溶解固体水源，或这两者与EOR结合使用的油层中提高油回收的技术。在用于w/o聚合物胶乳的行业中迫切快速转化以在30℃到100℃的水温下形成稳定、完全水合或溶解的聚合物溶液。在用于w/o聚合物胶乳的行业中迫切需要快速转化以使用具有最多30wt％总溶解固体的水源形成稳定、完全水合或溶解的聚合物溶液。在用于w/o聚合物胶乳的行业中迫切需要快速转化以在聚合物浓度为1wt％或更低下使用具有高总溶解固体、高温或两者的水源，形成稳定、完全水合或溶解的聚合物溶液。
发明内容
本文中描述油包水(w/o)胶乳。胶乳通过组合约0.1wt％到20.0wt％的非离子转化剂与约15wt％到70wt％的包含1mol％到约100mol％丙烯酰胺单体的水溶性或分散性聚合物；以及约0.1wt％到20.0wt％的亲水性/亲油性平衡值为10或更大的转化表面活性剂形成。在一些实施例中，w/o胶乳包含约0.1wt％到5.0wt％的非离子转化剂；约15wt％到70wt％的水溶性聚合物；约0.1wt％到20.0wt％的转化表面活性剂；约3wt％到50wt％水；约10wt％到40wt％的化合物或其掺和物，所述化合物或其掺和物在25℃下小于0.1wt％可溶于水中并且在20℃到90℃范围内基本上为液体并且包含直链、支链或环状烃部分；和约20wt％或更少的特征为具有在2与10之间的亲水性/亲油性平衡值的胶乳表面活性剂。
本文中也描述一种形成可转化胶乳的方法，所述方法包含a)形成油包水胶乳，其包含约15wt％到70wt％的水溶性或分散性聚合物；约3wt％到50wt％水；约10wt％到40wt％的化合物或其掺和物，所述化合物或其掺和物在25℃下小于0.1wt％可溶于水中并且在20℃到90℃范围内基本上为液体并且包含直链、支链或环状烃部分；和约20wt％或更少的特征为具有在2与10之间的亲水性/亲油性平衡值的胶乳表面活性剂，和b)将约0.1wt％到20.0wt％的特征为具有10或更高的亲水性/亲油性平衡值的转化表面活性剂和约0.1wt％到5.0wt％非离子转化剂添加到胶乳以形成可转化胶乳。
本文中也描述一种从地下油层回收烃化合物的方法，所述方法包含a)形成可转化胶乳，其包含约15wt％到70wt％的水溶性或分散性聚合物；约3wt％到50wt％水；约10wt％到40wt％的化合物或其掺和物，所述化合物或其掺和物在25℃下小于0.1wt％可溶于水中并且在20℃到90℃范围内基本上为液体并且包含直链、支链或环状烃部分；和约20wt％或更少的特征为具有在2与10之间的亲水性/亲油性平衡值的胶乳表面活性剂；和将约0.1wt％到20.0wt％的特征为具有10或更高的亲水性/亲油性平衡值的转化表面活性剂和约0.1wt％到5.0wt％非离子官能性转化剂添加到胶乳；b)在单次添加中将水源添加到可转化胶乳以形成包含约100ppm到10,000ppm的水溶性或分散性聚合物的聚合物驱溶液，c)将聚合物驱溶液注入到地下油层中；和d)回收烃化合物。
本发明的附加优点和新颖特征将部分阐述于下文的描述中，并且在检查下文时，对于本领域的技术人员将部分地变得显而易见，或可在实践本发明时经过常规实验得知。
附图说明
图1为60℃下的扭矩监测数据的线图，其展示包含3wt％的非离子转化剂和3.3％的TDA-12作为转化表面活性剂(在3.5％SSW中[聚合物]＝10000ppm)的w/o胶乳的可转化性。
图2为60℃下的扭矩监测数据的线图，其展示包含3wt％的非离子转化剂和3.3％的TDA-12作为转化表面活性剂(在3.5％SSW中[聚合物]＝10000ppm)的w/o胶乳的可转化性。
图3为室温下的扭矩监测数据的线图，其展示包含3wt％的非离子转化剂和3.3％的TDA-12作为转化表面活性剂(在3.5％SSW中[聚合物]＝10000ppm)的w/o胶乳的可转化性。
图4为4℃下的扭矩监测数据的线图，其展示包含3wt％的非离子转化剂和3.3％的TDA-12作为转化表面活性剂(在3.5％SSW中[聚合物]＝10000ppm)的w/o胶乳的可转化性。
具体实施方式
尽管本公开提供优选实施例的参考，但所属领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可在形式及细节上作出改变。将参考图示详细地描述各种实施例。参考各种实施例不在此限制所附的权利要求书的范围。此外，在本说明书中所阐述的任何实例并不旨在限制并且仅阐述所附权利要求书的许多可能实施例中的一些。
定义
如本文所用，术语“聚合物”意指水溶性或水分散性聚合物。术语“聚合物”涵盖并且包括均聚物、共聚物、三元共聚物和具有超过3种单体的聚合物、交联或部分交联的聚合物，和这些的组合或掺和物。
在上下文中使用的术语“单体”意指烯系不饱和可聚合化合物或其聚合残基。如本文所用，术语“阴离子单体”意指带有酸基的不饱和化合物或其聚合残基，或其盐。如本文所用，术语“阳离子单体”意指带有正电荷的不饱和化合物或其聚合残基，或其盐。
如本文所用，术语“聚合物溶液”或“聚合物分散体”意指基本上分散或溶解于水、水源或水基溶液中的聚合物组合物。聚合物溶液为如所形成的溶液，或就一些EOR应用而言如通过上下文所确定的在注射之前、在注射期间或注射之后的溶液。水基溶液包括一种或多种溶解盐、缓冲液、酸、碱、表面活性剂，或其它溶解、分散或乳化的化合物、材料、组分或其组合。
如本文所用，术语“水源”意指包含以下、基本上由以下组成，或由以下组成的水的来源：淡水、去离子水、蒸馏水、采出水、城市用水、如径流水或城市废水的废水、处理或部分处理的废水、井水、半咸水、“中水”、海水，或如通过上下文确定的两种或更多种这类水源的组合。在一些实施例中，水源包括一种或多种盐、离子、缓冲液、酸、碱、表面活性剂，或其它溶解、分散或乳化的化合物、材料、组分或其组合。在一些实施例中，水源包括约0wt％到30wt％总溶解固体。大体上和如通过上下文确定，术语“水源”包括高总溶解固体水源、高温水源和为高总溶解固体和高温水源两者的水源。
如本文所用，术语“高温”意指约30℃到100℃，如通过上下文指定或确定。
如本文所用，术语“高总溶解固体”是指具有至少1wt％非聚合固体溶解在其中，并且在实施例中最多约30wt％非聚合固体溶解在其中的水源。一般来说，“盐水”或“盐度”是指其中一部分，在一些实施例中相当大部分总溶解固体为盐的水源，如通过上下文确定。
如本文所用，术语“油包水胶乳”或“w/o胶乳”意指在连续油相内不连续内部水相，其中水相包括至少一种单体或聚合物。一般来说和如通过上下文确定，这些术语表示在添加转化表面活性剂之前的胶乳。
如本文所用，如应用到油包水胶乳的油相的术语“油”或“烃溶剂”意指在25℃下小于0.1wt％可溶于水中的在如本文所述的w/o胶乳内基本上为化学惰性并且在至少20℃到100℃范围内为液体的任何化合物或其掺和物。
如本文所用，术语“水相”意指具有至少单体或聚合物分散或溶解在其中的水源，另外其中分散体或溶液在w/o胶乳内为不连续相。
如本文所用，如应用到胶乳或乳液的术语“稳定”意指不存在任何施用的力、温度变化或添加到胶乳的化学物质的动力学稳定胶乳或乳液，所述胶乳为或能够为基本上不含凝聚、镀覆、沉淀、相的整体晶粒聚结(通常被称作“分离”)或通常与油包水胶乳相关联的在约20℃下持续至少约24小时不稳定性的任何其它证据。如本文所用，术语“贮存稳定”意指稳定至少2个月。如本文所用，术语“冻融稳定”意指在至少1次冻融循环后稳定。
如本文所用，术语“可转化胶乳”意指w/o胶乳另外包括至少一种转化表面活性剂和至少一种转化剂，所述转化剂包含至少一种非离子化合物。
如本文所用，如应用到本发明的w/o胶乳的术语“转化(invert或inversion)”意指使可转化胶乳与以足以形成聚合物驱溶液的量的水源接触。
如本文所用，术语“聚合物驱溶液”或“聚合物溶液”意指由可转化胶乳产生的约100ppm(0.01wt％)到10,000ppm(1.00wt％)的聚合物溶液或分散体。
如本文所用，如施加到本发明的w/o胶乳的术语“单一组分”意指将至少一种转化表面活性剂和至少一种转化剂添加到现有w/o胶乳并且组合为贮存稳定的。术语相对用于转化表面活性剂或在注射和转化期间在线添加的其它化合物。
如本文所使用，术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的组分、事件或情况可但是不必存在或出现。因此说明书公开和包括其中出现事件或情况的情形和其中不出现的情形，或其中所描述的组分存在的情形和其中不存在的情形。
如本文所使用，在本公开的实施例的描述中采用的修饰例如在组合物中的成分的量、浓度、体积、温度、时间、产量、流动速率、压力和类似值，和其范围的术语“约”，是指可例如通过用于制备化合物、组合物、浓缩物或使用配制物的典型测量和操控程序；通过在这些程序中的无心之失；通过起始材料或用于进行所述方法的成分的制造、来源或纯度的差异，通过标准操作机器错误，和类似接近考虑发生的数字量的变化形式。术语“约”还涵盖由于配制物的老化而与具体起始浓度或混合物不同的量，和由于混合或处理配制物而与具体起始浓度或混合物不同的量。其中由术语“约”修饰的随附权利要求书包括根据此定义的等效物。
如本文所使用，术语“基本上”意指“基本上由……组成”，如在美国专利法中解释的术语，并且包括“由……组成”，如在美国专利法中解释的术语。举例来说，“基本上不含”指定化合物或材料的溶液可不含所述化合物或材料，或可具有微量的所述化合物或材料存在，如通过不期望的污染或不完全纯化。“微量”可为痕量、不可测量的量、不干扰值或特性的量，或如在上下文中提供的一些其它量。具有“仅基本上”提供列表的组分的组合物可仅由那些组分组成，或具有痕量的一些其它存在组分，或具有不基本上影响组合物的特性的一种或多种附加组分。此外，“基本上”修饰例如在描述本公开的实施例时采用的在组合物中的成分的类型或量、特性、可测量的量、方法、值或范围，是指以使预期组成、特性、量、方法、值或范围无效的方式不影响全部所述组成、特性、量、方法、值或其范围的变化形式。其中由术语“基本上”修饰的随附权利要求书包括根据此定义的等效物。
油包水胶乳
我们已发现转化剂提供在其中在高温下或包括高含量的总溶解固体，或在高温和高总溶解固体两者下提供用于使胶乳转化的水源的条件下水溶性聚合物的油包水(w/o)胶乳的快速和完全转化。适用于与本发明的组合物和方法结合的w/o胶乳为在一个或多个EOR应用中采用的常规胶乳，其中将转化剂添加到w/o胶乳以促进转化从而产生用于EOR的聚合物溶液。用于EOR的聚合物溶液通常以约1.00wt％或更小的浓度为目标。使用在用于EOR的w/o胶乳形成中技术人员熟悉的常规材料和设备容易地进行本发明的组合物和方法。
适用于w/o胶乳的聚合物包括常规EOR聚合物以及其变化形式、混合物或衍生物。至于在w/o胶乳的水相中采用的聚合物，本发明不受特别限制，然而，在实施例中，聚合物为水溶性或完全可分散的，以产生适合于在1wt％或更小的浓度下的一种或多种EOR应用的增大的粘度。因此，聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、其共聚物和这些的疏水改性的衍生物(缔合增稠剂)为最常采用的EOR聚合物；全部在w/o胶乳中有用地采用。以干燥聚合物的总重量计，缔合增稠剂通常包括约1wt％或更少的具有长链烃基官能团的单体，所述长链烃基官能团旨在在水基聚合物分散体中生成物理或缔合交联。这类疏水性缔合部分为在行业中众所周知的。在一些实施例中，烃基官能团包括布置成直链、支链或环状构形的8到20个碳，或10到20个碳，或12到20个碳。在一些实施例中，疏水性缔合单体以约1wt％或更小的聚合物组合物的总重量、例如约0.01wt％到1.00wt％、或约0.1wt％到1.00wt％、或约0.20wt％到1.00wt％的聚合物组合物的总重量存在于聚合物组合物中。
有用地并入到聚合物和与丙烯酰胺、丙烯酸或这两者的共聚物中的其它单体包括阳离子单体、阴离子单体和非离子单体。阳离子单体的非限制性实例包括N,N-二烯丙基-N,N-二甲基氯化铵(DADMAC)、2-甲基-1-乙烯基咪唑的N-烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶的N-烷基铵盐、N-乙烯基吡啶，和分别衍生自丙烯酸或丙烯酰胺的三烷基铵烷基酯和酰胺。阴离子单体的非限制性实例包括甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMS)、乙烯基膦酸和乙烯基磺酸和其共轭碱或中和形式(盐)。非离子单体的非限制性实例包括甲基丙烯酰胺和丙烯酸或丙烯酰胺的烷基酯或酰胺衍生物，如N-甲基丙烯酰胺或丙烯酸丁酯。
用于EOR的聚合物期望为高分子量，如通常在EOR应用中所采用。较高分子量提高聚合物稠化水的功效。然而，由于在聚合物线束之间的高含量链缠结以及在聚合物官能团，如酰胺和羧酸酯之间的强氢键，较高分子量此外提高溶解难度。在实施例中，有用地并入w/o胶乳的聚合物具有约5x105到1x108g/mol、或约1x106到5x107g/mol、或约5x106到2x107g/mol的重均分子量(Mw)。
在实施例中，适用于本文中公开的w/o胶乳的任何聚合物均包括交联单体或聚合物。交联剂可为不稳定的、非不稳定的或其组合。不稳定交联剂可为如以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请公开第2014/0209304号中所描述的乙二醛交联单体。非不稳定交联剂可为以全文引用的方式并入本文中的美国专利第7,300,973号中所描述的亚甲基双(丙烯酰胺)。在实施例中，聚合物包含约1mol％到约100mol％丙烯酰胺单体、或约1mol％到约90mol％、或约1mol％到约80mol％、或约1mol％到约70mol％、或约1mol％到约60mol％、或约1mol％到约50mol％、或约1mol％到约40mol％、或约1mol％到约30mol％、或约1mol％到约20mol％、或约1mol％到约10mol％、或约10mol％到约100mol％、或约20mol％到约100mol％、或约30mol％到约100mol％、或约40mol％到约100mol％、或约50mol％到约100mol％、或约60mol％到约100mol％、或约70mol％到约100mol％、或约80mol％到约100mol％、或约90mol％到约100mol％、或约20mol％到约80mol％、或约30mol％到约70mol％、或约40mol％到约60mol％、或约60mol％到约80mol％丙烯酰胺单体。
在实施例中，聚合物包含以聚合物的重量计约0.1ppm到约20000ppm不稳定或非不稳定交联单体单元、或以聚合物的重量计约0.1ppm到约10000ppm、或约0.1ppm到约5000ppm、或约0.1ppm到约1000ppm、或约0.1ppm到约100ppm、或约1ppm到约20000ppm、或约10ppm到约20000ppm、或约100ppm到约20000ppm、或约1000ppm到约20000ppm、或约5000ppm到约20000ppm、或约10000ppm到约20000ppm、或约100ppm到约10000ppm、或约1000ppm到约5000ppm交联单体单元。在实施例中，交联单体是乙二醛双(丙烯酰胺)。
在实施例中，包括交联单体的聚合物包含约100ppm到约10000ppm的w/o胶乳、或约100ppm到约5000ppm、或约100ppm到约1000ppm、或约100ppm到约500ppm、或约500ppm到约10000ppm、或约1000ppm到约10000ppm、或约5000ppm到约10000ppm、或约500ppm到约5000ppm、或约100ppm到约1000ppm的w/o胶乳。
在实施例中，一种或多种聚合物基本上存在于在w/o胶乳中的水相内。在实施例中，聚合物以w/o胶乳的总重量计以约15wt％到70wt％、或以w/o胶乳的总重量计约17wt％到70wt％、或约19wt％到70wt％、或约21wt％到70wt％、或约23wt％到70wt％、或约25wt％到70wt％、或约15wt％到68wt％、或约15wt％到66wt％、或约15wt％到64wt％、或约15wt％到62wt％、或约15wt％到60wt％、或约15wt％到58wt％、或约15wt％到56wt％、或约25wt％到65wt％、或约30wt％到60wt％、或约30wt％到60wt％存在于w/o胶乳内。
存在于w/o胶乳的水相内的聚合物通常但非排它地通过在水相中溶解一种或多种单体，随后将水相添加到带有表面活性剂的油相以形成乳液，随后聚合单体以形成聚合物w/o胶乳。这类胶乳用于EOR应用。
此外存在于w/o胶乳中的为足以形成在胶乳内的水相的一定量的水。水以w/o胶乳的总重量计以约3wt％到50wt％、或以w/o胶乳的总重量计约5wt％到50wt％、或约10wt％到50wt％、或约15wt％到50wt％、或约20wt％到50wt％、或约25wt％到50wt％、或约3wt％到45wt％、或约3wt％到40wt％、或约3wt％到35wt％、或约3wt％到30wt％、或约3wt％到25wt％、或约5wt％到45wt％、或约5wt％到40wt％、或约5wt％到35wt％、或约5wt％到30wt％、或约5wt％到25wt％存在于w/o胶乳内。在一些实施例中，水为水源。
此外存在于w/o胶乳中的为足以形成在胶乳内的油相的一定量的油。在一些实施例中，油在低于约90℃、或低于约80℃、或低于约70℃之温度下不可燃。在一些实施例中，油为化合物的混合物，其中混合物在25℃下小于0.1wt％可溶于水中，并且在20℃到90℃范围内基本上为液体。在一些实施例中，油包含以下、基本上由以下组成，或由以下组成：一种或多种直链、支链或环状烃部分、芳基或烷芳基部分，或两个或更多个这类部分的组合。在一些实施例中，油的密度为约0.8g/L到1.0g/L，例如约0.8g/L到0.9g/L。合适的油的实例包括癸烷、十二烷、异十三烷(isotridecane)、环己烷、甲苯、二甲苯和混合的石蜡溶剂，如由德克萨斯州欧文的埃克森美孚公司(ExxonMobil Corp.of Irving,TX)以商品名出售的那些。在实施例中，聚合物以w/o胶乳的总重量计以约10wt％到40wt％、或以w/o胶乳的总重量计约15wt％到40wt％、或约20wt％到40wt％、或约22wt％到40wt％、或约24wt％到40wt％、或约26wt％到40wt％、或约28wt％到40wt％、或约30wt％到40wt％、或约10wt％到38wt％、或约10wt％到36wt％、或约10wt％到34wt％、或约10wt％到32wt％、或约10wt％到30wt％、或约10wt％到25wt％、或约10wt％到20wt％、或约15wt％到35wt％、或约20wt％到30wt％存在于w/o胶乳内。
此外存在于w/o胶乳中的为一种或多种胶乳表面活性剂。胶乳表面活性剂用于在聚合期间形成w/o胶乳并使其稳定并且用于维持胶乳稳定直到转化。大体上，胶乳表面活性剂以胶乳的重量计以约20wt％或更少存在。通常针对用于EOR应用的w/o胶乳采用的表面活性剂包括非离子乙氧基化脂肪酸酯、乙氧基化脱水山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸的脱水山梨糖醇酯，如脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯和脱水山梨糖醇单油酸酯、环氧乙烷和具有C10到C30直链或支链烃链的羟基酸的嵌段共聚物，和以实现所选择的亲水性/亲油性平衡(HLB)为目标的两种或更多种这些的掺和物。所属领域的技术人员将理解，在整个行业中采用过多的表面活性剂以形成w/o胶乳并且使其稳定，充当用于聚合单体的乳化剂并且进一步维持其中形成的聚合物的乳液稳定直到在油田中的后续使用。通常在用于EOR应用的w/o胶乳中采用的任何非离子表面活性剂和其掺和物适当地结合本发明采用。在实施例中，胶乳表面活性剂为具有约2到10、例如约3到10、或约4到10、或约5到10、或约6到10、或约7到10、或约8到10、或约2到9、或约2到8、或约2到7、或约2到6、或约2到5、或约3到9、或约4到8的组合HLB值的单个非离子表面活性剂或其掺和物。
上文列出的材料的代表量适当地包括在适用于使一种或多种EOR应用稳定的一种或多种w/o胶乳中，其中适当地选择所述量以提供乳液的理想动力学稳定。在一些实施例中，将一定量的上文列出的材料适当用于一种或多种w/o胶乳以形成微乳液或纳米乳液，其中这类乳液的特征为热力学稳定性和光学透明度中的一个或多个。这些材料的代表量在下文示出，其中这些量旨在表示与本发明的方法和材料结合使用的w/o胶乳。有用的w/o胶乳不限于下文示出的那些。w/o胶乳配制物的具体实例将提供于实例2中。其中下文列出的量不总计为100wt％，一种或多种附加组分此外存在于胶乳中。
w/o胶乳任选地包括一种或多种添加剂。盐、缓冲液、酸、碱、染料、热稳定剂、金属螯合剂、凝聚溶剂等任选地包括在w/o胶乳中。在一些实施例中，添加剂包括一种或多种腐蚀抑制剂、阻垢剂、乳化剂、水净化剂、硫化氢清除剂、气体水合抑制剂、杀生物剂、pH改性剂、抗氧化剂、沥青烯抑制剂，或石蜡抑制剂。虽然在w/o胶乳中有用地采用的添加剂的量取决于添加剂和预期应用，但是一般来说任何单个添加剂的量为以w/o胶乳的总重量计约0wt％到5wt％，或以胶乳的总重量计约0wt％到4wt％，或约0wt％到3wt％，或约0wt％到2wt％，或约0wt％到1wt％。
在实施例中，使用常规设备和方法制备w/o胶乳。因此，在实施例中，在胶乳的水相内形成含有单体的w/o胶乳并且进行聚合。在其它实施例中，聚合物在水溶液中形成，并且溶液用于形成w/o胶乳。在这类实施例中，w/o胶乳在通过将一种或多种表面活性剂和一种或多种油添加到水基聚合物组合物并且如上所述乳化组合的组分完成聚合之后形成。
在实施例中，在聚合之后通过蒸馏、真空干燥、喷雾干燥或其组合基本上去除w/o胶乳中的水以产生更加浓缩的胶乳产物。在实施例中，在聚合之后通过蒸馏、真空干燥、喷雾干燥或其组合基本上去除w/o胶乳中的油以产生更加浓缩的胶乳产物。
转化表面活性剂
通过转化表面活性剂促进本发明的w/o胶乳的转化。有用的转化表面活性剂包含以下、基本上由以下组成，或由以下组成：具有约10到40、或约10到35、或约10到30、或约10到25、或约10到20、或约10到15、或约15到40、或约20到40、或约25到40、或约30到40、或约35到40、或约15到35、或约20到30的HLB的表面活性剂或其掺合物。在一些实施例中，转化表面活性剂为非离子型并且包括一种或多种包含一种或多种乙氧基、丙氧基或其组合的化合物。在一些实施例中，转化表面活性剂为离子型并且包括一种或多种羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、膦酸酯、膦或铵部分。在一些实施例中，转化表面活性剂包括直链或支链C8-C20烃基部分。在一些这类实施例中，转化表面活性剂为烷氧基化醇，如乙氧基化、丙氧基化或乙氧基化/丙氧基化醇，其中醇包括直链或支链C8-C20烃基部分。在一些这类实施例中，转化表面活性剂包括约4和40环氧乙烷重复单元和0到约10环氧丙烷重复单元。在一些实施例中，转化表面活性剂包括脱水山梨糖醇部分。在一些实施例中，转化表面活性剂为嵌段共聚物。在一些这类实施例中，嵌段共聚物为直链、支链或超支化的。合适的转化表面活性剂的实例列于《McCutcheon的乳化剂和清洁剂(McCutcheon’s Emulsifiers&Detergents)》,MCPublishing Co.,2015版中。
可在添加下文描述的转化剂之前、与添加下文描述的转化剂同时、或在添加下文描述的转化剂之后将转化表面活性剂添加到w/o胶乳。在实施例中，为促进w/o胶乳的转化，将转化表面活性剂以w/o胶乳的总重量计以约0.1wt％到20wt％、或以w/o胶乳的总重量计约0.1wt％到15wt％、0.1wt％到10wt％、或约0.1wt％到7.5wt％、0.1wt％到6.0wt％、或以w/o胶乳的总重量计约0.5wt％到5.5wt％、或约1.0wt％到5.0wt％、或约1.5wt％到4.5wt％、或约2.0wt％到4.0wt％、或约2.5wt％到3.5wt％、或约0.1wt％到5.5wt％、或约0.1wt％到5.0wt％、或约0.1wt％到4.5wt％、或约0.1wt％到4.0wt％、或约0.1wt％到3.5wt％、或约0.5wt％到6.0wt％、或约1.0wt％到6.0wt％、或约1.5wt％到6.0wt％、或约2.0wt％到6.0wt％、或约2.5wt％到6.0wt％、或约3.0wt％到6.0wt％添加到胶乳。
在将转化剂(下文描述)添加到w/o胶乳时可降低转化表面活性剂的量。在实施例中，将转化剂添加到w/o胶乳并且转化表面活性剂的量与不包括转化剂的w/o胶乳相比降低高达50％。在实施例中，将转化剂以w/o胶乳的总重量计以约0.1wt％到10wt％、或以w/o胶乳的总重量计约0.1wt％到7.5wt％、0.1wt％到5.0wt％、或以w/o胶乳的总重量计约1.5wt％到4.5wt％、或约2.0wt％到4.0wt％、或约2.5wt％到3.5wt％、或约0.1wt％到4.5wt％、或约0.1wt％到4.0wt％、或约0.1wt％到3.5wt％、或约0.5wt％到5.0wt％、或约1.0wt％到5.0wt％、或约1.5wt％到5.0wt％、或约2.0wt％到5.0wt％、或约2.5wt％到5.0wt％、或约3.0wt％到5.0wt％添加到胶乳。
转化剂
我们已发现转化剂在转化表面活性剂存在下添加到水溶性聚合物的常规w/o胶乳时形成可转化胶乳。可转化胶乳特征在于在其中用于使胶乳转化的水源为约30℃到100℃、或约40℃到100℃、或约50℃到100℃、或约60℃到100℃的条件下其快速和完全转化。另外，可转化胶乳特征在于在其中用于使胶乳转化的水源包括约0.1到30wt％总溶解固体的条件下其快速和完全转化。仍然另外，可转化胶乳特征在于在其中用于使胶乳转化的水源为约30℃到100℃并且进一步包括约0.1到30wt％总溶解固体的条件下其快速和完全转化。
在实施例中，本发明的转化剂包含非离子化合物、基本上由非离子化合物组成或由非离子化合物组成。如本文所用，非离子化合物是支链环氧烷寡聚物或聚合物。寡聚物是至少二聚物。在一些实施例中，支链聚合物是超支化聚合物。在一些实施例中，非离子化合物是两种或更多种非离子化合物的混合物。
在实施例中，非离子化合物并非w/o胶乳中的表面活性剂。也就是说，其不会倾向于降低w/o胶乳中水与油相之间的表面张力。如本文所用，并非表面活性剂的化合物是在室温下将0.5％活性溶液中的水的表面张力降低35％或更少、30％或更少、25％或更少、20％或更少、或10％或更少、或5％或更少的化合物。(实例8.)
在实施例中，本发明的转化剂包含如通过Griffin式计算的HLB的化合物、基本上由其组成或由其组成：
HLB＝20×MWH/(MWH+MWL)，
其中MWH＝亲水物的分子量并且MWL＝疏水物的分子量，
所述HLB大于约10、大于约15、或大于约16、或大于约17、或大于约18、或大于约19、或为约16到20、或约17到20、或约18到20。如本文中所计算，乙氧基化物值用作丙三醇值的代表；认为季戊四醇和环氧丙烷为亲油性的；并且认为环氧乙烷、丙三醇和缩水甘油为亲水性的。
非离子转化剂的实例包含结构化多元醇、支链二醇和支链、环状丙三醇基多元醇、基本上由其组成或由其组成。结构化多元醇的实例包括具有三个或更多个羟基部分的有机化合物，如糖醇的聚烷氧基化物。因此，丙三醇、季戊四醇或山梨糖醇的乙氧基化物和每个羟基部分具有平均1到20个烷氧基化物重复单元的丙三醇、季戊四醇或山梨糖醇的丙氧基化物乙氧基化物是合适结构化多元醇的实例。
支链、环状丙三醇基多元醇如美国专利申请公开第2011/092743号中所描述，所述申请公开以全文引用的方式并入本文中。在一些实施例中，丙三醇基多元醇具有以下结构：
其中每一m、n、o、p、q和r独立地是任何整数；并且R和R1是(CH2)n并且(CH2)n中的n独立地是0或1。
在一些实施例中，m、n、o、p、q和r的总和为2到135、或5到135、或10到135、或20到135、或30到135、或40到135、或50到135、或60到135、或70到135、或80到135、或90到135、或100到135、或110到135、或120到135、或2到130、或2到120、或2到110、或2到100、或2到90、或2到80、或2到70、或2到60、或2到50、或2到40、或2到30、或2到20、或2到10。
丙三醇基多元醇可为聚丙三醇、聚丙三醇衍生物、具有丙三醇基单体单元和非丙三醇单体单元的多元醇或其组合。丙三醇和丙三醇基单体单元可选自以下结构I-VIII：
，其中每一n和n'独立地是任何整数。
丙三醇单体单元可自缩合以形成6员或7员结构V-VII。非丙三醇单体单元可包括如季戊四醇和二醇的多元醇、胺、能够与丙三醇或丙三醇基多元醇中间产物反应的其它单体以及其任何组合。丙三醇基多元醇可具有至少两种羟基。
在一些实施例中，丙三醇基多元醇具有约0.1到约0.5、或约0.2到约0.5、或约0.1到约0.4的分枝度。如本文所用，“支化度”意指相对于完全支化树枝状聚合物在远离主聚合物链链支化的碱基处的单体单元的摩尔分数。通过如《大分子(Macromolecules)》(1999)32:4240-4246中所描述的13C NMR测定支化度。支化度中不包括环状单元。在完全树枝状聚合物中，支化度为1或100％。
在一些实施例中，丙三醇基多元醇的环化度为约0.01到约0.19、或约0.02到约0.19、或约0.05到约0.19、或约0.10到约0.19、或约0.02到约0.18、或约0.02到约0.15、或约0.02到约0.10、或约0.15到约0.18。如本文所用，“环化度”意指相对于聚合物中的总单体单元，环状结构单元，如上文结构V-VII的摩尔分数。可通过13C NMR测定环化度。
丙三醇基多元醇的平均分子量为至少约166道尔顿。在一些实施例中，丙三醇基多元醇的平均分子量为约166道尔顿到约10,000道尔顿、或约240道尔顿到约10,000道尔顿、或约314道尔顿到约10,000道尔顿、或约388道尔顿到约10,000道尔顿、或约462道尔顿到约10,000道尔顿、或约1,000道尔顿到约10,000道尔顿、或约2,000道尔顿到约10,000道尔顿、或约3,000道尔顿到约10,000道尔顿、或约4,000道尔顿到约10,000道尔顿、或约5,000道尔顿到约10,000道尔顿、或约166道尔顿到约9,000道尔顿、或约166道尔顿到约8,000道尔顿、或约166道尔顿到约7,000道尔顿、或约166道尔顿到约6,000道尔顿、或约166道尔顿到约5,000道尔顿、或约166道尔顿到约4,000道尔顿、或约166道尔顿到约3,000道尔顿、或约166道尔顿到约2,000道尔顿、或约166道尔顿到约1,000道尔顿。
超支化聚合物的实例包括如美国专利第6,822,068号中所公开的高度支化缩水甘油基多元醇和如Sunder等人,《大分子》(1999)32:4240-4246中所公开的聚(缩水甘油)多支链聚合物，每一参考文献以全文引用的方式并入本文中。超支化聚合物的实例也包括如以下所公开的树枝状聚合物：Garcia-Bernabé等人,《欧洲化学杂志(Chem.Eur.J.)》(2004)10:2822-2830；Siegers等人,《欧洲化学杂志》(2004)10:2831-2838；和Haag等人,《美国化学学会杂志(J.Am.Chem.Soc.)》(2000)122:2954-2955，其每一者以全文引用的方式并入本文中。
未预期地，转化剂、或转化剂与转化表面活性剂组合降低可转化胶乳的体积粘度。在实施例中，降低的体积粘度提供用于泵送和转移可转化胶乳和/或聚合物驱溶液的更好泵送性。转化剂或转化剂与转化表面活性剂组合可提高转化过程的速度，提高转化过程的完整性或两者均提高速度和完整性。所得聚合物驱溶液可进而表明改良的性能。
在实施例中，本发明的转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合与不含转化剂的可转化胶乳相比和/或与包含如丙三醇的已知转化剂的可转化胶乳相比促进可转化胶乳的转化。本发明的转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合与不含转化剂的可转化胶乳相比和/或与包含如丙三醇的已知转化剂的可转化胶乳相比提高转化过程的完整性。
在实施例中，转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合在其中用于使胶乳转化的水源为约0℃到100℃的条件下促进可转化胶乳的转化。在一些实例中，转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合在其中用于使胶乳转化的水源为约4℃、约25℃或约60℃的条件下促进可转化胶乳的转化。(实例6和7。)
在实施例中，转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合在其中用于使胶乳转化的水源包括约0.1到30wt％总溶解固体的条件下促进可转化胶乳的转化。在一些实例中，转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合在其中用于使胶乳转化的水源包括约3.5％总溶解固体的条件下促进可转化胶乳的转化。(实例6和7。)
在实例中，转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合在其中用于使胶乳转化的水源为约0℃到100℃并包括约0.1到30wt％总溶解固体的条件下促进可转化胶乳的转化。在一些实例中，转化剂，或转化剂与转化表面活性剂组合在其中用于使胶乳转化的水源为约4℃、约25℃、或约60℃并包括约3.5％总溶解固体的条件下促进可转化胶乳的转化。(实例6和7。)
不限于任何作用机制或模式，转化剂可形成氢键和/或可影响w/o胶乳的连续油相内的不连续内部水相的包含单体或聚合物的液滴。转化剂可提高液滴的渗透压使得液滴膨胀。当与水源组合以形成聚合物驱溶液时，膨胀液滴可以更加容易地破裂，从而促进单体或聚合物释放于水中。与对渗透压的影响分开地，或除了对渗透压的影响以外，转化剂可螯合液滴内的离子。螯合可防止或限制离子与表面活性剂的相互作用并进而促进转化。在实施例中，一些转化剂的支链结构，如季戊四醇乙氧基化物和季戊四醇丙氧基化物与包括直链分子，如聚乙二醇相比可促进转化。
在实施例中，以足以促进w/o胶乳转化的量将转化剂添加到胶乳。所述量并未高到造成乳液破裂或以其它方式使其不稳定。在实施例中，以低于已知转化剂的量的量将转化剂添加到胶乳。举例来说，可以w/o胶乳的总重量计以约0.1wt％到5.0wt％的量添加本发明的转化剂。相比之下，并且如US 2014/0051620中所公开，优选地以约5到约20重量％的量添加丙三醇。
在实施例中，为促进w/o胶乳的转化，转化剂以w/o胶乳的总重量计以约0.1wt％到20.0wt％、或以w/o胶乳的总重量计约0.1wt％到15.0wt％、或约0.1wt％到10.0wt％、或约0.1wt％到7.5wt％、或约0.1wt％到5.0wt％、或约0.5wt％到4.5wt％、或约1.0wt％到4.0wt％、或约1.5wt％到3.5wt％、或约2.0wt％到3.0wt％、或约0.1wt％到4.5wt％、或约0.1wt％到4.0wt％、或约0.1wt％到3.5wt％、或约0.1wt％到3.0wt％、或约0.5wt％到5.0wt％、或约1.0wt％到5.0wt％、或约1.5wt％到5.0wt％、或约2.0wt％到5.0wt％添加到胶乳。
以约10:1、或约7.5:1、或约5:1、或约2.5:1、或约2:1、或约1.75:1、或约1.5:1、或约1.25:1、或约1:1、或约1:10、或约1:7.5、或约1:5、或约1:2.5、或约1:2、或约1:1.75、或约1:1.5、或约1:1.25的转化表面活性剂:转化剂wt:wt比将转化剂添加到胶乳。
以w/o胶乳的总重量计以约0.1wt％到20.0wt％、或以w/o胶乳的总重量计约0.5wt％到18.0wt％、或约1.0wt％到16.0wt％、或约1.5wt％到14.0wt％、或约2.0wt％到12.0wt％、或约2.5wt％到10.0wt％、或约3.0wt％到8.0wt％、或约3.5wt％到7.5wt％、或约4.0wt％到7.0wt％、或约4.5wt％到6.5wt％、或约0.1wt％到18.0wt％、或约0.1wt％到16.0wt％、或约0.1wt％到14.0wt％、或约0.1wt％到12.0wt％、或约0.1wt％到10.0wt％、或约0.1wt％到8.0wt％、或约0.1wt％到7.5wt％、或约0.1wt％到7.0wt％、或约0.1wt％到6.5wt％、或约0.5wt％到20.0wt％、或约1.0wt％到20.0wt％、或约1.5wt％到20.0wt％、或约2.0wt％到20.0wt％、或约2.5wt％到20.0wt％、或约3.0wt％到20.0wt％、或约3.5wt％到20.0wt％、或约4.0wt％到20.0wt％、或约4.5wt％到20.0wt％、或约5.0wt％到20.0wt％、或约5.5wt％到20.0wt％、或约6.0wt％到20.0wt％、或约6.5wt％到20.0wt％、或约7.0wt％到20.0wt％、或约7.5wt％到20.0wt％、或约8.0wt％到20.0wt％的组合量([转化表面活性剂+转化剂])将转化表面活性剂和转化剂添加到胶乳。
可转化胶乳
在转化表面活性剂存在下将本发明的转化剂添加到常规w/o胶乳产生本发明的可转化胶乳。可在聚合之前或之后将转化剂添加到w/o胶乳。可在添加转化表面活性剂之前或之后将转化剂添加到w/o胶乳。在一些实施例中，转化剂表征为并非表面活性剂，也就是说其不具有表面活性。因此，在一些实施例中，本发明的可转化胶乳包含如上所述的常规w/o胶乳、转化表面活性剂和转化剂、基本上由其组成或由其组成。在实施例中，在借助常规自由基或氧化还原起始聚合单体之前将转化剂添加到w/o胶乳。在其它实施例中，在完成聚合之后直接将转化剂添加到w/o胶乳。
本发明的可转化胶乳为稳定的或甚至贮存稳定。也就是说，可转化胶乳在环境实验室温度下至少24小时之后不呈现任何观察到的整体相分离、凝聚或沉淀的迹象。在实施例中，可转化胶乳在常见环境条件下在20℃-25℃下持续至少1天、在20℃-25℃下持续至少2天、或在20℃-25℃下持续至少1周、或在20℃-25℃下持续至少2周、或在20℃-25℃下持续至少1个月、或在20℃-25℃下持续至少2个月、或在50℃下持续至少1天、或在50℃下持续至少2天、或在50℃下持续至少5天、或在50℃下持续至少10天、或在50℃下持续至少30天为稳定的。
可转化胶乳的转化
本发明的可转化胶乳在与具有高温、高总溶解固体或这两者的水源接触时快速和完全转化以产生聚合物驱溶液。通过使用本发明的可转化胶乳实现多个优点；这些中主要的为当快速和完全转化代替在油田中的多步、缓慢或不完全转化时实现节省时间。可转化胶乳和聚合物驱溶液两者的特征在于不存在胶乳或转化不稳定性的表现；避免胶乳或转化不稳定性防止在油田中由堵塞或结垢设备造成的必要的停工时间并避免对油层和堵塞形成的损害。
在转化期间，水源在包括一个或多个混合和/或剪切方法的一个或多个步骤中与可转化胶乳接触以产生具有1wt％聚合物或更少的聚合物驱溶液。在一些实施例中，本发明的可转化胶乳实现特征在于不存在体现为在溶解之前聚合物的凝聚或沉淀或水相与油相的整体相分离的不稳定性的简单、一步转化方法。本发明的特征为，在约30℃到100℃、或约40℃到100℃、约50℃到100℃、或约60℃到100℃的温度下与可转化胶乳接触的水源存在的情况下，本发明的可转化胶乳实现简单、一步转化方法。本发明的特征为，在与可转化胶乳接触的水源存在的情况下，本发明的可转化胶乳实现简单、一步转化方法，其中接触可转化胶乳的水源包括约0.1到30wt％总溶解固体。本发明的特征为，本发明的可转化胶乳实现简单、一步转化方法，其中接触可转化胶乳的水源包括约0.1wt％到30wt％总溶解固体并且在约30℃到100℃下进一步接触转化组合物。
在转化过程期间，转化剂的存在降低或防止聚合物驱溶液中聚合物的凝聚；降低或防止在存储期间导致在表面上和主体中形成粘稠质量块的“硬化”或“雨循环”(蒸发、冷凝)；和防止由于在胶乳在EOR应用中所经受的泵送、过滤和搅拌步骤期间可转化胶乳对剪切的敏感性而形成结块、外皮、外壳或“上蜡”，继而引起泵机械密封件的损坏或过滤器、阀门和止回阀的堵塞。
聚合物驱溶液通常包括约1wt％或更少的聚合物、来自转化胶乳的其它(残余)化合物和水源中存在的任何溶解固体。本发明的聚合物驱溶液特征在于不存在凝胶粒子、不存在整体相分离，和/或不存在w/o胶乳的转化不稳定性的其它表现。
使用常规技术和设备实现可转化胶乳的转化以形成聚合物驱溶液，这是使用为高温、高总溶解固体或高温/高总溶解固体二者水源的水源采用本发明的转化剂的未预期益处。在一些实施例中，可转化胶乳的转化以形成聚合物驱溶液在以在聚合物驱溶液中的聚合物浓度为目标的包括可转化胶乳与水源的稀释和混合的单个步骤中适当地实现。在其它实施例中，可转化胶乳的转化以形成聚合物驱溶液在达到目标聚合物浓度的两个稀释/混合步骤中适当地实现。在一些实施例中，在约1到15分钟，例如约1到14、1到13、1到12、1到11、1到10、1到9、1到8、1到7、1到6、1到5、2到15、3到15、4到15、5到15、6到15、7到15、8到15、9到15、10到15、2到10、2到9、2到8、3到10、3到9、3到8、4到10、4到9、4到8或4到7分钟内实现转化和稀释到低于1wt％的目标浓度。
在转化之后，聚合物驱溶液包含约100ppm到10,000ppm(0.01wt％到1.00wt％)聚合物、或约200ppm到5000ppm、或约200ppm到4000ppm、或约200ppm到3000ppm、或约200ppm到2500ppm聚合物。在一些实施例中，水源在约30℃到100℃、约40℃到100℃、或约50℃到100℃、或约60℃到100℃的温度下接触可转化胶乳。在其它实施例中，水源包括约0.1wt％到30wt％总溶解固体。在仍其它实施例中，水源包括约0.1到30wt％总溶解固体，并且在约30℃到100℃下进一步接触转化组合物。
水源为具有高达约30.0wt％总溶解固体(TDS)、或约0.1wt％到29.0wt％、或约0.5wt％到28.0wt％、或约1.0wt％到27.0wt％、或约2.0wt％到25.0wt％、或约3.0wt％到20.0wt％TDS的水或水溶液。“高TDS”水源具有至少约1wt％的TDS。因此，在实施例中，水源包括一种或多种溶解固体材料，包括但不限于在用于采矿操作的水中采用的盐、离子、缓冲液、酸、碱、表面活性剂、化合物，或其它溶解、分散或乳化化合物、材料、组分或其组合。水源的非限制性实例包括硬水、来自采矿操作的采出水、半咸水、海水、城市废水、自来水、“中水”等。具有高TDS和高温的水源通常在用于EOR应用时遇到。举例来说，水力压裂和常规油回收通常产生具有高TDS、超过60℃的温度，或这两者的采出水；而不使用淡水，在这类情况中再利用采出水作为用于转化过程的水源为经济的。
在一些实施例中，使可转化胶乳转化的方法涉及常规转化设备。虽然对于在实现在期望使用水平下聚合物的完全稀释和水合时的效率，使胶乳转化通常使用高剪切、逐步稀释在油田中实现，但是我们已发现，在一些实施例中，对于使本发明的可转化胶乳转化，相对较低的剪切混合为有利的。这类技术为有利的，因为避免在溶解期间对聚合物链的一些或全部剪切通过降低或消除高分子量聚合物的链断裂产生聚合物驱溶液的较高最终粘度。本发明的可转化胶乳的特征为避免相当大量的链断裂适当地用于快速转化，以产生特征在于不具有如上文所讨论不稳定性的表现的聚合物驱溶液的低剪切技术。
用于使本发明的可转化胶乳转化的低剪切转化设备包括静态混合器。举例来说，美国专利第8,383,560号描述采用两步骤转化装置的装置。在第一步骤中，采用在其入口与出口之间具有至少2巴压降的第一静态混合器稀释w/o聚合物胶乳以获得具有约5000ppm到20,000ppm聚合物固体的聚合物溶液。在第二步骤中，将经部分稀释的胶乳应用于在入口与出口之间具有至少1巴压降的第二静态混合器，并进一步稀释以产生具有在500与3000ppm之间、实际上在1000与2000ppm之间的聚合物固体的聚合物溶液。这类两步骤稀释系统有用地与本发明的可转化胶乳结合采用。有用地采用如美国专利第8,383,560号中所描述的常规静态混合器；除美国专利第8,383,560号中所描述的一种或多种静态混合器以外还使用其它低剪切混合器和泵，或使用其它低剪切混合器和泵作为其置换。
未预期地，我们已进一步发现，有可能通过采用本发明的转化剂而采用可转化胶乳的单个步骤转化：也就是说，用水源的单个稀释步骤有用地用于稀释可转化胶乳以形成在约100ppm到10,000ppm的最终使用浓度下的聚合物驱溶液。不需要中间或步降稀释形成聚合物驱溶液。本发明的聚合物驱溶液的特征在于在油田中基本上不存在凝胶和溶液不稳定性。此研究结果为显著的，因为常规w/o胶乳，在油田中经历单个稀释步骤，产生通过聚合物驱引起用于进行EOR的设备镀覆或堵塞的基本上凝胶粒子和/或溶液不稳定性。常规油包水EOR胶乳需要两个或更多个稀释步骤并且几个小时到产生聚合物溶液的完全转化。
在一些实施例中，在可转化胶乳在单个稀释步骤中与水源接触以形成稀释胶乳之后，聚合物继续构建粘度持续约0.5分钟到120分钟、或约0.75分钟到115分钟、或约1分钟到110分钟、或约2分钟到105分钟、或约5分钟到100分钟、或约10分钟到90分钟、或约15分钟到80分钟、或约5分钟到70分钟、或约10分钟到70分钟、或约20分钟到70分钟、或约30分钟到70分钟、或约40分钟到70分钟、或约50分钟到70分钟、或约5分钟到60分钟、或约10分钟到60分钟、或约20分钟到60分钟、或约30分钟到60分钟、或约40分钟到60分钟。
为本发明的聚合物驱溶液的转化w/o胶乳的特征在于基本上不含凝胶粒子和后续最终聚合物溶液不稳定性。针对凝胶粒子形成的试验由测量过滤含有1000ppm(0.1wt％)聚合物的溶液的给定质量块所耗费的时间组成。溶液包含于经加压并维持在20psi下的钢钟形罩过滤率外壳中。过滤器具有90mm的直径和5微米的孔隙尺寸。
因此测量获得90g(t90g)；120g(t120g)；180g(t180g)和210g(t210g)滤液所需的时间并定义过滤商(或表示为“FR”的过滤率)，表示为：
时间测量准确性为0.1秒。
因此，对于两个等效连续质量样品，FR表示聚合物溶液堵塞过滤器的能力。行业的典型的可接受性标准为FR<1.5。用于形成聚合物驱溶液的常规w/o胶乳即使在实验室中搅拌数小时之后也无法实现此可过滤性水平。然而，本发明的可转化胶乳的特征在于，当使水源与本发明的可转化胶乳接触时在约5分钟或更少、例如约1到5分钟、或约2到5分钟、或约3到5分钟、或约4到5分钟、或约1到4分钟、或约1到3分钟适当地实现FR<1.5。
在EOR应用的非限制性实例中，将w/o胶乳如下应用到油层。将可转化胶乳引入到混合装置，其中以适合于形成所需浓度的聚合物溶液的量将水源同时引入装置中。以适合于以所选择的最终聚合物浓度为目标的量将水源，如高温水源、高总溶解固体水源或高温/高总溶解固体水源添加到可转化胶乳。在进行一个或多个混合过程以使可转化胶乳与水源彻底混合并实现转化之前或与其同时添加水源。
在一些实施例中，使用用于在油田中使胶乳转化的常规设备和方法适当地进行可转化胶乳的转化。采用用于EOR应用的转化w/o胶乳中的熟练人员所熟悉的常规设备和方法，有可能在少于5分钟、例如约1秒到5分钟、或约20秒到5分钟、或约30秒到5分钟、或约1分钟到5分钟、或约2分钟到5分钟、或约1秒到4分钟、或约1秒到3分钟、或约1秒到2分钟、或约1秒到1分钟中使可转化胶乳转化。
在一些实施例中，转化通过使本发明的可转化胶乳经历通过用水源稀释胶乳和在单个步骤中有效地混合水源和可转化胶乳的单步转化适当地进行。适合于实现单步转化的器件包括静态混合器、桨式或叶片式混合器、混合泵等。常规地用于w/o胶乳转化的任何器件均适当地用于使本发明的可转化胶乳转化。
虽然上述描述以EOR应用为中心，但是水溶性聚合物和其胶乳此外有用地在使用长网造纸机或倾斜长网造纸机装置的一个或多个纸张制造应用中采用，其中分配到金属丝上的水基浆料可包括EOR型聚合物以如由机器或施用参数规定改善浆料的流变分布。在这类应用中，有利地采用本发明的可转化胶乳，这是由于在添加到浆料(纤维的水基分散体)时快速转化以产生类似于如上文所述的聚合物驱溶液的聚合物溶液。在纸张制造应用中，期望使用自来水，或另一种水基溶液以形成浆料，并且本发明的w/o胶乳适合与采用具有高TDS，在高温下或这两者的水基溶液的水基浆料一起使用。纸张制造包括制备纸-也就是，纤维素基垫-以及其它非织造纤维垫，如采用除了纤维素基纤维之外或代替纤维素基纤维的例如热塑性塑料和玻璃纤维的过滤介质。技术人员将理解，类似地设想本发明的w/o胶乳的其它工业用途，如在废水处理、采矿服务或能源服务中。
实例
缩写
PEG-聚乙二醇
PEO-季戊四醇乙氧基化物
PG-聚丙三醇
PPO-季戊四醇丙氧基化物
实例1
用于以下实例的非离子转化剂购自Sigma Aldrich(St.Louis，MO)，不同之处在于根据美国专利申请公开第2011/092743号中所描述的方法合成的聚丙三醇。简单来说，在惰性气体流动高达16小时下搅拌浓度大于2％的丙三醇与强碱催化剂的反应混合物并逐渐加热到230℃与260℃之间。
实例2
使用表1的组分制备油包水胶乳。
表1.w/o胶乳的组分。
在38到44℃进行表1的组分的聚合，持续3到4小时并后加热到57℃，持续30分钟。随后在室温下使用笼型搅拌器在800rpm下搅拌胶乳聚合物(丙烯酸和丙烯酰胺共聚物)。在搅拌下添加非离子转化剂(2-3wt％，中和到pH 7)、随后添加稳定剂(硫代氰酸铵，0.125％)，并且然后添加转化表面活性剂(十三烷基醇乙氧基化物(TDA-12)，3.3％)。对照胶乳不包括转化剂。在室温下将所得掺合物搅拌30分钟以产生用于实例6和7的可转化性分析的w/o胶乳。
实例3
评估实例2中所产生的w/o胶乳的稳定性并将稳定性数据提供于表2中。通过使胶乳静置在环境实验室温度下持续指定的时间量来评估稳定性，并且观察从胶乳(油裂解)中分离的油相的量作为胶乳稳定性的指示，也在静置之前和之后测量晶格的体积粘度(bulkviscosity，BV)。
表2.实例2的w/o胶乳的稳定性数据。
转化剂(3wt％) 油裂解(％) 胶乳BV(初始，cP) 胶乳BV(最终，cP) 老化时间
聚丙三醇1 4.76 1012 886 2个月
聚丙三醇2 4.76 960 869 2个月
表2中所提供的稳定性数据说明包含非离子转化剂的w/o胶乳在2个月之后保持稳定。油裂解较低并且未观察到胶乳BV的显著变化。
实例4
使用表3的组分制备油包水胶乳。
表3.w/o胶乳的组分。
如实例2中制备w/o胶乳。评估w/o胶乳的稳定性并将稳定性数据提供于表4中。通过将胶乳放置在50℃烘箱4.5个月评估稳定性，并且观察从胶乳(油裂解)中分离的油相的量作为胶乳稳定性的指示；也在静置之前和之后测量晶格的体积粘度(BV)。
表4.表3的w/o胶乳的稳定性数据。
表4中所提供的稳定性数据说明包含非离子转化剂的w/o胶乳在4.5个月之后保持稳定。
实例5
使用Brookfield DV-E粘度计在室温下测量实例2中所产生的每一种w/o胶乳的体积粘度(BV)。将包含3wt％非离子转化剂的w/o胶乳的BV数据提供于表5中。
表5.包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的体积粘度数据。
转化剂(3wt％) 聚丙三醇的MW(Da) BV(cps)
无(对照) N/A 2432
丙三醇 N/A 2152
聚丙三醇1 260 1012
聚丙三醇2 960 960
季戊四醇乙氧基化物 N/A 1960
季戊四醇丙氧基化物 N/A 480
聚乙二醇 N/A 1400
表5的数据表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的体积粘度低于不包含转化剂的w/o胶乳(对照SC胶乳)的体积粘度并低于包含3wt％丙三醇的w/o胶乳的体积粘度。在w/o胶乳中包括非离子转化剂相比于对照胶乳将体积粘度降低19％到80％并且相比于包含丙三醇的w/o胶乳降低9％到78％。在w/o胶乳中包括3wt％丙三醇对体积粘度具有可忽略的影响。包含非离子转化剂的w/o胶乳的较低的BV提供用于泵送和转移可转化胶乳的较好的泵送性。
实例6
通过扭矩监测技术测定实例2的w/o胶乳的可转化性。扭矩监测为定性分析工具，其包含DC搅拌马达、可报告维持恒定搅拌速度所需的扭矩(DC电压)的控制器和记录随时间而变的扭矩读数的计算机。在典型的实验中，将w/o胶乳添加到3.5％合成海水的搅拌溶液(Glas-Col精度搅拌器，获自印第安纳州特雷霍持的Glas-Col LLC)中，并且监测随时间变化的所产生的扭矩([聚合物]＝10000ppm，400rpm)。分析进行20-30min以证实扭矩保持稳定。在高盐度条件下在60℃下进行实验以评估在高应力条件下的w/o胶乳的性能。
通过掺合表6的组分形成本发明实例中所用的3.5％合成海水。
表6. 3.5％合成海水的组分
试剂 量(g)
去离子水 957.99
碳酸氢钠(NaHCO3) 0.01
氯化钙CaCl2·2H2O 1.57
硫酸钠(Na2SO4) 4.38
氯化镁(MgCl2·6H2O) 11.39
氯化钠(NaCl) 24.65
实例6A
将包含3wt％非离子转化剂的w/o胶乳的在60℃下的扭矩数据提供于表7和图1中。
表7.包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的在60℃下的扭矩数据。
表7的数据和图1表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳比3.5％SSW中在60℃下的不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)更快地转化并且与在3.5％SSW中在60℃下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳一样快速地转化或比其更快地转化。表7的数据和图1表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的转化程度高于3.5％SSW中在60℃下的不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)的转化程度并且高于3.5％SSW中在60℃下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳的转化程度或与其转化程度一样。在高应力条件，如高TDS和高温下，一些包含非离子转化剂的w/o胶乳的更快的转化速率和更高的转化程度提供比对照w/o胶乳和包含丙三醇的w/o胶乳更好的可转化胶乳的性能。
实例6B
将包含3wt％非离子转化剂或PEG的w/o胶乳的在60℃下的扭矩数据提供于表8和图2中。
表8.包含3wt％非离子转化剂或PEG的实例2的w/o胶乳的在60℃下的扭矩数据。
表8的数据和图2表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳比3.5％SSW中在60℃下的不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)更快地转化并且比在3.5％SSW中在60℃下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳更快地转化。表8的数据和图2表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的转化程度高于3.5％SSW中在60℃下的不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)的转化程度并且高于3.5％SSW中在60℃下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳的转化程度。在高应力条件，如高TDS和高温下，包含非离子转化剂的w/o胶乳的更快的转化速率和更高的转化程度提供比对照w/o胶乳和包含丙三醇的w/o胶乳更好的可转化胶乳的性能。
实例7
通过在以下修改下如实例6中所描述的扭矩监测技术测定实例2的w/o胶乳的可转化性。在室温(约25℃)或4℃下进行实验以评估在一系列温度范围中w/o胶乳的性能。
实例7A
将包含3wt％非离子转化剂的w/o胶乳的在室温下的扭矩数据提供于表9和图3中。
表9.包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的在室温下的扭矩数据。
表9的数据和图3表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳比3.5％SSW中在室温下的不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)更快地转化并且与在3.5％SSW中在室温下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳一样快速转化。表9的数据和图3也表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的转化程度高于3.5％SSW中在室温下的不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)的转化程度并且与3.5％SSW中在室温下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳一样完全转化。在高应力条件，如高TDS下，包含非离子转化剂的w/o胶乳的更快的转化速率和更高的转化程度提供比对照w/o胶乳和包含丙三醇的w/o胶乳更好或与其可比的可转化胶乳的性能。
实例7B
将包含3wt％非离子转化剂的w/o胶乳的在4℃下的扭矩数据提供于表10和图4中。
表10.包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的在4℃下的扭矩数据。
表10的数据和图4表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳比在3.5％SSW中在4℃下不包含转化剂的w/o胶乳(对照w/o胶乳)更快地转化。包含3wt％非离子转化剂的实例2的一些w/o胶乳与在3.5％SSW中在4℃下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳一样快速地转化。表10的数据和图4也表明包含3wt％非离子转化剂的实例2的w/o胶乳的转化程度高于在3.5％SSW中在4℃下不包含转化剂的w/o胶乳。包含3wt％非离子转化剂的实例2的一些w/o胶乳与在3.5％SSW中在4℃下包含3wt％丙三醇的w/o胶乳一样完全转化。在高应力条件，如高TDS下，包含非离子转化剂的一些w/o胶乳的更快的转化速率和更高的转化程度提供比对照w/o胶乳和包含丙三醇的w/o胶乳更好的可转化胶乳的性能。
实例6和7的结果表明在高应力条件，如高TDS和遍及大范围温度下，包含非离子转化剂的w/o胶乳相比于对照w/o胶乳和包含丙三醇的w/o胶乳提供改良的可转化胶乳的性能。
实例8
在室温下在Kruss-K12处理器表面张力计中测量在0.5wt％下非离子转化剂的表面张力。在去离子水中制备测试样品并用NaOH或H2SO4中和。将数据提供于表11中作为两个实验的平均+/-标准偏差(SD)。
表11.非离子转化剂的表面张力数据
转化剂或比较 表面张力(mN/m) SD
无(去离子水) 72.13 0.14
十二酸 22.17 0.15
PG1 67.69 0.09
PG2 54.02 0.37
PEO 52.32 0.16
PPO 48.85 0.21
PEG 56.24 0.12
表11的数据表明非离子转化剂未降低水的表面张力或将水的表面张力降低约32％或更少。通过比较，已知表面活性剂十二酸将水的表面张力降低约69％。
在不存在非特定公开于本文中的任何要素的情况下，可适当地实践本文所说明性公开的本发明。此外，如本文所述，本发明的各实施例及每一实施例意欲单独或与本文中所述的任何其它实施例以及其修改、等效物以及替代方案组合使用。在各种实施例中，本发明适当地包含本文所述的和根据权利要求书所要求的要素，基本上由本文所述的和根据权利要求书所要求的要素组成，或由本文所述的和根据权利要求书所要求的要素组成。应认识到，可不遵循本文所说明和所述的实例实施例和申请案并且在不偏离权利要求书的范围的情况下进行各种修改及变化。

Claims (22)

1.一种油包水胶乳，包含：
约15wt％到70wt％的包含1mol％到约100mol％丙烯酰胺单体的水溶性或分散性聚合物；
约0.1wt％到20.0wt％的特征为具有10或更高的亲水性/亲油性平衡值的转化表面活性剂；和
约0.1wt％到20.0wt％的为非离子转化剂的转化剂。
2.根据权利要求1所述的胶乳，包含约1.0wt％到20.0wt％的组合的所述转化剂和转化表面活性剂。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的胶乳，其中所述非离子转化剂包含表征为支化环氧烷寡聚物或聚合物的非离子化合物。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的胶乳，其中所述转化剂选自结构化多元醇、支化二醇和支化、环状丙三醇基多元醇。
5.根据权利要求4所述的胶乳，其中所述结构化多元醇为具有三个或更多个羟基部分的有机化合物的聚烷氧基化物。
6.根据权利要求4所述的胶乳，其中所述丙三醇基多元醇具有以下结构：
其中每一m、n、o、p、q和r独立地是任何整数；并且R和R1是(CH2)n并且(CH2)n中的n独立地是0或1。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的胶乳，其中所述转化剂具有大于10的亲水性/亲油性平衡值。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的胶乳，其中所述转化剂并非表面活性剂。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的胶乳，包含约0.1wt％到5.0wt％的所述非离子转化剂。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的胶乳，包含：
约3wt％到50wt％水；
约10wt％到40wt％的化合物或其掺和物，所述化合物或其掺和物在25℃下小于0.1wt％可溶于水中并且在20℃到90℃范围内基本上为液体并且包含直链、支链或环状烃部分；
约20wt％或更少的特征为具有在2与10之间的亲水性/亲油性平衡值的胶乳表面活性剂；和
约0.1wt％到5.0wt％的所述转化剂。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的胶乳，其中所述胶乳为贮存稳定的。
12.一种形成可转化胶乳的方法，所述方法包含：
(a)形成油包水胶乳，所述油包水胶乳包含：
约15wt％到70wt％的水溶性或分散性聚合物；
约3wt％到50wt％水；
约10wt％到40wt％的化合物或其掺和物，所述化合物或其掺和物在25℃下小于0.1wt％可溶于水中并且在20℃到90℃范围内基本上为液体并且包含直链、支链或环状烃部分；和
约20wt％或更少的特征为具有在2与10之间的亲水性/亲油性平衡值的胶乳表面活性剂；和
(b)将约0.1wt％到20.0wt％的特征为具有10或更高的亲水性/亲油性平衡值的转化表面活性剂和约0.1wt％到5.0wt％非离子转化剂添加到所述胶乳以形成可转化胶乳。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述可转化胶乳为贮存稳定的。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中所述非离子转化剂包含表征为支化环氧烷寡聚物或聚合物的非离子化合物。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述转化剂选自结构化多元醇、支化二醇和支化、环状丙三醇基多元醇。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述结构化多元醇是具有三个或更多个羟基部分的有机化合物的聚烷氧基化物。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述丙三醇基多元醇具有以下结构：
其中每一m、n、o、p、q和r独立地是任何整数；并且R和R1是(CH2)n并且(CH2)n中的n独立地是0或1。
18.一种从地下油层中回收烃化合物的方法，所述方法包含：
(a)根据权利要求12到17中任一项所述的方法形成可转化胶乳，
(b)在单次添加中将水源添加到所述可转化胶乳以形成包含约100ppm到10,000ppm的所述水溶性或分散性聚合物的聚合物驱溶液，
(c)将所述聚合物驱溶液注入所述地下油层，和
(d)回收所述烃化合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述水源为约30℃到100℃。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其中所述水源包括约0.1到30wt％总溶解固体。
21.一种根据权利要求1到11中任一项所述的胶乳的用途，其用于注入地下含烃油层。
22.一种胶乳的用途，所述胶乳包含：
约15wt％到70wt％的包含1mol％到约100mol％丙烯酰胺单体的水溶性或分散性聚合物；
约0.1wt％到20.0wt％的特征为具有10或更高的亲水性/亲油性平衡值的转化表面活性剂；和
约0.1wt％到20.0wt％的为非离子转化剂的转化剂，
以用于与水源接触从而形成聚合物驱溶液，
其中所述水源为约30℃到100℃或包括约0.1到30wt％总溶解固体或两者。
CN201680046353.2A 2015-08-07 2016-08-04 用于油包水胶乳的非离子转化剂和使用方法 Pending CN107922821A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562202197P 2015-08-07 2015-08-07
US62/202,197 2015-08-07
PCT/US2016/045546 WO2017027319A1 (en) 2015-08-07 2016-08-04 Nonionic inversion agents for water-in-oil latices and methods of use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107922821A true CN107922821A (zh) 2018-04-17

Family

ID=57984492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680046353.2A Pending CN107922821A (zh) 2015-08-07 2016-08-04 用于油包水胶乳的非离子转化剂和使用方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10577532B2 (zh)
EP (1) EP3331960B1 (zh)
CN (1) CN107922821A (zh)
AU (1) AU2016304759B2 (zh)
BR (1) BR112018002469A2 (zh)
CA (1) CA2994681A1 (zh)
MX (1) MX2018001621A (zh)
WO (1) WO2017027319A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110791259A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 S.P.C.M.股份公司 用改进的油包水乳液处理地层的一部分的方法
WO2020210988A1 (en) 2019-04-16 2020-10-22 Dow Global Technologies Llc Freeze-thaw additive composition

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107532076A (zh) * 2015-05-13 2018-01-02 艺康美国股份有限公司 可逆油包水胶乳和使用方法
AR107015A1 (es) 2015-12-08 2018-03-14 Chevron Usa Inc Métodos para recuperación de hidrocarburos
EP3387023A4 (en) 2015-12-08 2019-06-05 Chevron U.S.A. Inc. METHOD FOR HYDROCARBON RECOVERY
JP2019507198A (ja) 2015-12-08 2019-03-14 ケミラ・オー・ウー・イィー 逆エマルション組成物
CA3026422A1 (en) 2016-06-10 2017-12-14 Ecolab Usa Inc. Low molecular weight dry powder polymer for use as paper-making dry strength agent
EP3551845A4 (en) 2016-12-07 2020-08-26 Chevron U.S.A. Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR GENERATING AQUEOUS POLYMERIC SOLUTIONS
US11220622B2 (en) 2017-06-30 2022-01-11 Chevron U.S.A. Inc. High stability polymer compositions for enhanced oil recovery applications
WO2019027994A1 (en) 2017-07-31 2019-02-07 Ecolab Usa Inc. METHOD FOR APPLYING DRY POLYMER
WO2019118675A1 (en) 2017-12-13 2019-06-20 Ecolab Usa Inc. Solution comprising an associative polymer and a cyclodextrin polymer
US11414626B2 (en) 2018-11-30 2022-08-16 Ecolab Usa Inc. Surfactant compositions and use thereof

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4248304A (en) * 1979-11-16 1981-02-03 Nalco Chemical Company Large scale production of inexpensive flooding polymers for tertiary oil recovery
GB2077750A (en) * 1981-06-02 1981-12-23 Scott Bader Co Method and Composition for Thickening Aqueous Based Compositions
US4439332A (en) * 1978-08-14 1984-03-27 American Cyanamid Company Stable emulsion copolymers of acrylamide and ammonium acrylate for use in enhanced oil recovery
US4525496A (en) * 1981-07-17 1985-06-25 The Dow Chemical Company Self-inverting water-in-oil emulsions of water-soluble polymers
JPH0753827A (ja) * 1993-08-10 1995-02-28 Showa Denko Kk 油中水型重合体エマルジョンおよびその用途
JPH09104823A (ja) * 1995-10-09 1997-04-22 Sanyo Chem Ind Ltd 水溶性ビニル重合体の油中水型マイクロエマルション
JP2745642B2 (ja) * 1989-03-02 1998-04-28 東亞合成株式会社 逆相エマルション及びその製造方法
CN1235627A (zh) * 1996-10-30 1999-11-17 汉克尔股份两合公司 简化处理基于w/o转化乳液的工作液的方法
WO2005058977A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Hercules Incorporated Improved inversion of inverse emulsion polymers
CN101522851A (zh) * 2006-10-11 2009-09-02 贝克休斯公司 用于清洗油基或合成油基泥浆的原位流体形成
US8640774B1 (en) * 2007-02-16 2014-02-04 Wsp Chemicals & Technology, Llc Method of treating a formation
CA2911366A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Tougas Oilfield Solutions Gmbh Electrolyte-containing aqueous polymer solution, and method for tertiary recovery of crude petroleum

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034809A (en) 1976-03-17 1977-07-12 Nalco Chemical Company Hydrolyzed polyacrylamide latices for secondary oil recovery
US4552670A (en) 1979-10-15 1985-11-12 Diamond Shamrock Chemicals Company Amphoteric water-in-oil self-inverting polymer emulsion
US4435528A (en) 1981-12-21 1984-03-06 The Dow Chemical Company Concentrated emulsions of water-soluble polymers
JPH03200840A (ja) 1989-12-28 1991-09-02 Nitto Chem Ind Co Ltd カチオン性ポリマーの油中水型エマルジョン
US5023000A (en) 1990-05-10 1991-06-11 Nalco Chemical Company Oligomer-containing phosphate scale inhibitors
US5085794A (en) 1990-04-25 1992-02-04 Nalco Chemical Company Oligomer containing phosphinate compositions and their method of manufacture
US5018577A (en) 1990-08-02 1991-05-28 Nalco Chemical Company Phosphinate inhibitor for scale squeeze applications
US5679740A (en) 1996-06-13 1997-10-21 Cytec Technology Corp. Mechanically stable self inverting water-in-oil polymer emulsions containing carboxylated ethoxylated phenols or alcohols
US6765082B2 (en) 1998-12-22 2004-07-20 Bayer Aktiengesellschaft Method for producing highly-branched glycidol-based polyols
US6454003B1 (en) 2000-06-14 2002-09-24 Ondeo Nalco Energy Services, L.P. Composition and method for recovering hydrocarbon fluids from a subterranean reservoir
US6572789B1 (en) 2001-04-02 2003-06-03 Ondeo Nalco Company Corrosion inhibitors for aqueous systems
GB0423072D0 (en) 2004-10-18 2004-11-17 Ici Plc Surfactant compounds
FR2948964B1 (fr) 2009-08-07 2011-09-30 Spcm Sa Methode de dissolution continue d'emulsions de polyacrylamides pour la recuperation assistee du petrole (rap)
US9290620B2 (en) 2009-10-21 2016-03-22 Nalco Company Production and composition of glycerol based polyols
US9708562B2 (en) 2012-02-10 2017-07-18 Soane Energy, Llc Rapidly inverting water-in-oil polymer emulsions
EP2951268B1 (en) 2013-01-31 2022-04-06 Ecolab USA Inc. Mobility control polymers for enhanced oil recovery

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4439332A (en) * 1978-08-14 1984-03-27 American Cyanamid Company Stable emulsion copolymers of acrylamide and ammonium acrylate for use in enhanced oil recovery
US4248304A (en) * 1979-11-16 1981-02-03 Nalco Chemical Company Large scale production of inexpensive flooding polymers for tertiary oil recovery
GB2077750A (en) * 1981-06-02 1981-12-23 Scott Bader Co Method and Composition for Thickening Aqueous Based Compositions
US4525496A (en) * 1981-07-17 1985-06-25 The Dow Chemical Company Self-inverting water-in-oil emulsions of water-soluble polymers
JP2745642B2 (ja) * 1989-03-02 1998-04-28 東亞合成株式会社 逆相エマルション及びその製造方法
JPH0753827A (ja) * 1993-08-10 1995-02-28 Showa Denko Kk 油中水型重合体エマルジョンおよびその用途
JPH09104823A (ja) * 1995-10-09 1997-04-22 Sanyo Chem Ind Ltd 水溶性ビニル重合体の油中水型マイクロエマルション
CN1235627A (zh) * 1996-10-30 1999-11-17 汉克尔股份两合公司 简化处理基于w/o转化乳液的工作液的方法
WO2005058977A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Hercules Incorporated Improved inversion of inverse emulsion polymers
US20050143506A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Harrington John C. Inversion of inverse emulsion polymers
CN101522851A (zh) * 2006-10-11 2009-09-02 贝克休斯公司 用于清洗油基或合成油基泥浆的原位流体形成
US8640774B1 (en) * 2007-02-16 2014-02-04 Wsp Chemicals & Technology, Llc Method of treating a formation
CA2911366A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Tougas Oilfield Solutions Gmbh Electrolyte-containing aqueous polymer solution, and method for tertiary recovery of crude petroleum

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREI S.ZELENEV: "Fast-inverting, Brine and Additive Tolerant Friction Reducer for Well Stimulation", 《SOCIETY OF PETROLEUM ENGINEERS》 *
金谷: "《表面活性剂化学》", 31 August 2013, 中国科学技术出版社 *
雷占祥等: "聚丙烯酰胺反相乳液深部调剖驱数学模型", 《石油学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110791259A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 S.P.C.M.股份公司 用改进的油包水乳液处理地层的一部分的方法
CN110791259B (zh) * 2018-08-03 2023-06-20 Snf集团 用改进的油包水乳液处理地层的一部分的方法
WO2020210988A1 (en) 2019-04-16 2020-10-22 Dow Global Technologies Llc Freeze-thaw additive composition

Also Published As

Publication number Publication date
US10577532B2 (en) 2020-03-03
EP3331960B1 (en) 2020-07-15
US20170037299A1 (en) 2017-02-09
AU2016304759A1 (en) 2018-02-22
EP3331960A1 (en) 2018-06-13
WO2017027319A1 (en) 2017-02-16
BR112018002469A2 (pt) 2018-09-18
EP3331960A4 (en) 2019-03-20
MX2018001621A (es) 2018-05-28
CA2994681A1 (en) 2017-02-16
AU2016304759B2 (en) 2020-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107922821A (zh) 用于油包水胶乳的非离子转化剂和使用方法
CN107849436A (zh) 用于油包水胶乳的羰基官能性转化剂和使用方法
CN104797679B (zh) 三次矿物油开采方法
CN107532076A (zh) 可逆油包水胶乳和使用方法
CN102387854B (zh) 油包水乳液及其制备方法
CN107849434A (zh) 用于油包水胶乳的磷官能反相剂及使用方法
Al-Sabagh et al. Solution properties of hydrophobically modified polyacrylamides and their potential use for polymer flooding application
US11167257B2 (en) Surfactant compositions and use thereof as inverter of water-in-oil emulsion polymers
US10501625B2 (en) Methods of making acrylamide-acrylic acid copolymers
CN107709513B (zh) 高度无规的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物
US11359135B2 (en) Inversion agents for water-in-oil lattices and methods of use
CN113557284A (zh) 稳定化的减摩剂乳液
Fabián-Andrés et al. Assessment of a surfactant-polymer formulation applied to the conditions of one Colombian field
EP4305126A1 (en) Formulations containing non-ionic surfactants as emulsion-modifiers in oil treatments
JP2003253135A (ja) 熱可塑性エラストマーのアニオン性乳化分散液およびその製法
EP2960255A1 (en) Method of manufacturing pH responsive latexes and uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20220208

AD01 Patent right deemed abandoned