DE3634644A1 - Verfahren zur verbesserung der foerderung von viskosem rohoel - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der foerderung von viskosem rohoel

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Verbesserung der Förderungsgeschwindigkeit von viskosem Rohöl durch Bildung einer Oel-in-Wasser Emulsion mit Gemischen bestimmter Tenside.
Das Pumpen von viskosen Rohölen aus den Förderbohrstellen und der anschliessende Transport in Rohrleitungen ist wegen der niedrigen Beweglichkeit des Oels schwierig. Frühere Methoden zur Bewältigung dieses Problems bestanden darin, dass leichtere Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin oder Leichtkondensate, zugemischt wurden und dass man das Rohöl erhitzte. Diese Methoden des Standes der Technik sind teuer und energieverschwendend.
Eine noch andere Methode zur Reduktion der Viskosität von schweren Rohölen besteht darin, dass eine Oel-in-Wasser-Emulsion gebildet wird. Die folgenden Patente offenbaren solche Methoden, die eine Vielzahl von Mittel zur Bildung von Emulsionen für diesen Zweck verwenden:
U.S. 33 80 531;
U.S. 34 67 195;
U.S. 41 08 193;
U.S. 41 52 290;
U.S. 41 53 573;
U.S. 41 53 575;
U.S. 41 62 989;
U.S. 41 92 767 und
U.S. 42 14 999.
Diese Methoden haben aber bedeutende Nachteile, indem zum Beispiel die erhaltene Emulsion noch immer relativ viskos ist, ein Erhitzen erforderlich ist, um eine Emulsion mit zufriedenstellend niedriger Viskosität zu erhalten, oder die nachfolgende Trennung des Oels schwierig ist.
U.S. 42 39 052 offenbart die Verwendung einer Kombination eines äthoxylierten Alkylphenols und eines Aralkylsulfonats mit niedrigem Molekulargewicht, um die Viskosität von viskosen Kohlenwasserstoffen zu erniedrigen. U.S. 42 46 919 offenbart eine Methode, bei der eine Kombination eines äthoxylierten Alkylphenols und eines äthoxylierten Polypropylenglykols verwendet wird. U.S. 42 49 554 offenbart eine Emulsion, bei der eine Kombination eines äthoxylierten Alkylphenols und eines Salzes eines äthoxylierten Alkoholsulfates verwendet wird. U.S. 42 65 264 betrifft eine Methode, die eine Kombination eines Salzes eines äthoxylierten Alkoholsulfates und gewisser Polyoxyäthylen-polyoxypropylen-Copolymere oder eines äthoxylierten Alkohols verwendet. U.S. 42 85 356 offenbart eine Methode zur Verringerung der Viskosität von viskosen Kohlenwasserstoffen durch Bildung einer Emulsion mit einer Kombination gewisser Alkylpolyäther-äthoxylierter Sulfate und eines Alkoholäthersulfats.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das deutliche Vorteile gegenüber jenen des Standes der Technik besitzt, indem Oel-in-Wasser Emulsionen mit sehr niedriger Viskosität bei Umgebungstemperatur erhalten werden, wodurch eine beachtliche Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Bohrstellen, die viskose Rohöle fördern erzielt werden kann. Die Erfindung offenbart demnach ein Verfahren zur Verbesserung der Beweglichkeit eines viskosen Rohöls und ein Verfahren zum Transportieren eines viskosen Rohöls durch eine Rohrleitung, wobei jedes dieser Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Oel-in-Wasser-Emulsion gebildet wird mit diesem viskosen Rohöl und 20 bis 80 Gew.% Wasser in Gegenwart von 170 bis 4000 Gew. Teilen einer Tensidmischung pro Million Gew. Teile Oel, wobei diese Mischung 30 bis 70 Gew. Teile eines anionischen oder amphoteren Tensids (A) ausgewählt aus solchen der Formeln und einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon; und 30 bis 70 Gew. Teile eines nichtionischen Tensids ausgewählt aus solchen der Formel enthält, wobei dieses Tensid (C) einen HLB-Wert von 10 bis 20 aufweist, Ar Octylphenyl oder Nonylphenyl ist,
n eine Zahl von 2 bis 10 ist,
p eine Zahl von 10 bis 100 ist,
m eine Zahl von 20 bis 40 ist,
r eine Zahl von 20 bis 50 ist,
R1 C8- bis C18-Alkyl ist und
R2 C12- bis C18-Alkyl ist.
Die Erfindung betrifft auch die durch diese Verfahren gebildeten Emulsionen.
Bei der obigen Emulsion und den Verfahren zu ihrer Verwendung beträgt die besonders bevorzugte Menge Wasser in der Emulsion 25 bis 50 Gew.% des viskosen Rohöls. Eine besonders bevorzugte Mischung von Tensiden besteht aus 50 Gew. Teilen dieses Tensids (A) und 50 Gew. Teilen dieses Tensids (B) oder dieses Tensids (C).
Eine besonders bevorzugte Menge dieser in der Emulsion verwendeten Tensidmischung beträgt 200 bis 1500 Gew. Teile dieser Mischung auf eine Million Gew. Teile dieses viskosen Rohöls.
Eine Klasse von besonders bevorzugten Tensidmischungen ist diejenige, bei der (A) ein anionisches Tensid ausgewählt aus (A1), (A2) oder (A3) gemäss obiger Definition oder ein Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist und dieses nichtionische Tensid (B) gemäss obiger Definition ist; in dieser Klasse werden auch Mischungen umfasst, worin (A) das anionische Tensid (A1) gemäss obiger Definition und dieses nichtionische Tensid (C) gemäss obiger Definition aber mit einem HLB-Wert von 12 bis 16 sind.
Spezifische Tensidmischungen, die für die Herstellung der erfindungsgemässen Emulsionen und zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren besonders bevorzugt sind, sind jene, die gleiche Gewichtsteile der folgenden aktiven Bestandteile aufweisen:
1. (A1) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)4OSO3H und (B) 4-C8H17C6H4(OCH2CH2)70OH; 2. (A1) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)4OSO3H und (B) 4-C8H17C6H4(OCH2CH2)30OH; 3. (A1) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)4OSO3H und mit einem HLB von 16;
4. (A1) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)4OSO3H und (B) 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)100OH; 5. (A1) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)4OSO3H und (B) 4-C8H19C6H4(OCH2CH2)10OH; 6. (A5) Das Natrium oder Ammoniumsalz des amphoteren Tensids worin R2 C12- bis C18-Alkyl ist und (B) 4-C8H17C6H4(OCH2CH2)30OH; 7. (A4) Das Dinatriumsalz von worin R1 C8- bis C18-Alkyl ist und (B) 4-C9H19C6H4(OCH2CH2)100OH;
8. (A2) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von 4-C8H17C6H4(OCH2CH2)4OCH2COOH und (B) 4-C8H17C6H4(OCH2CH2)30OH; 9. (A3) Das Natrium- oder Ammoniumsalz von C10H21(OCH2CH2)4OCH2COOH und (B) 4-C8H17C6H4(OCH2CH2)30OH.
Wie vorstehend ausgeführt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Förderleistungssteigerung bei viskosem Rohöl durch Verbesserung der Beweglichkeit des Oels am Bohrlochkopf und beim Transport durch Rohrleitungen, indem man mit gewissen neuen Tensidmischungen Oel-in-Wasser-Emulsionen bildet.
Die Tenside und die Mischungen davon werden zuerst im Laboratorium dahingehend ausgewählt, dass sie die Fähigkeit besitzen, Oel-in-Wasser-Emulsionen mit wesentlich verminderter Viskosität bei Umgebungstemperatur zu bilden und auch eine angemessene Stabilität aufweisen, damit die Emulsion an die Oelwiedergewinnungstelle transportiert werden kann. Die bevorzugten Emulsionen dürfen natürlich nicht so stabil sein, dass die nachfolgende Oeltrennung schwierig wird. Die ideale Emulsion ist deshalb eine solche, die bei der Umgebungstemperatur des Bohrlochkopfs und während des Transports sehr beweglich ist und die leicht eine im wesentlichen vollständige Oeltrennung an der Wiedergewinnungsstelle ergibt.
Die Laboruntersuchung wurde durchgeführt, indem man Oel- in-Wasser-Emulsionen mit Proben verschiedener viskoser Rohöle herstellt und ihre Viskosität und Emulsionsstabilität nach auf dem Fachgebiet gut bekannten Methoden misst. Diese Untersuchungen wurden unter Verwendung entweder von Wasser oder einer Salzlösung als wässriger Phase durchgeführt. Die verwendeten Salzlösungen waren entweder natürliche an der Bohrstelle gewonnene Salzlösungen oder synthetische Salzlösungen, die solche natürlichen Vorkommens simulierten.
Als Folge dieser Untersuchungen wurde gefunden, dass Gemische gewisser bekannter anionischer oder amphoterer Tenside, die hier als Tensid (A) bezeichnet werden, mit gewissen bekannten nichtionischen Tensiden, die hier entweder als Tensid (B) oder Tensid (C) bezeichnet werden, Wasser-in-Oel-Emulsionen ergaben, die erhöhte Beweglichkeit bei Umgebungstemperatur zeigten und die gewünschte oben angegebene Stabilität aufwiesen.
Das in der oben genannten Tensidmischung mit (A) bezeichnete anionische oder amphotere Tensid wird ausgewählt aus solchen der Formeln
(A1): Ar(OCH2CH2) n OSO3H, worin Ar Octylphenyl oder Nonylphenyl ist und n eine Zahl von 2 bis 10 ist, welches die Durchschnittszahl von Aethylenoxydeinheiten darstellt, einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon;
(A2): Ar(OCH2CH2) n OCH2COOH, einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon, worin Ar und n die vorstehend für (A1) definierte Bedeutung haben;
(A3): R1(OCH2CH2) n OCH2COOH, einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon, worin R1 ein geradkettiges oder verzweigtes C8- bis C18-Alkyl ist;
(A4): einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon, worin R1 ein geradkettiges oder verzweigtes C8- bis C18-Alkyl ist;
und (A5): einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon, worin R2 ein geradkettiges oder verzweigtes C12- bis C18-Alkyl ist.
Das in den oben erwähnten Tensidmischungen mit (B) bezeichnete nichtionische Tensid wird ausgewählt aus solchen der Formel Ar(OCH2CH2) p OH, worin Ar wie vorstehend definiert ist und p eine Zahl von 10 bis 100 ist, welches die Durchschnittszahl der Aethylenoxydeinheiten darstellt.
Das in den oben erwähnten Tensidmischungen mit (C) bezeichnete alternativ benützte nichtionische Tensid wird aus solchen der Formel ausgewählt, worin r die Durchschnittszahl von Aethylenoxydeinheiten und m die Durchschnittszahl von Propylenoxydeinheiten darstellen.
Beispiele geeigneter im Handel erhältlicher obiger Tenside (A1) umfassen Alipal®CO-433 und Alipal®CO-436, erhältlich von GAF Corporation, New York, NY 10020. Andere Lieferanten von Tensiden (A1), worin der Durchschnittswert von n 2 bis 10 beträgt, umfassen Witco Chemical Corporation, New York, NY 10022; Onyx Chemical Company, Jersey City, NJ 07302; Conoco Chemicals, Houston, Texas und Rohm und Haas Co., Philadelphia, PA 19105.
Beispiele geeigneter im Handel erhältlicher obiger Tenside (A2) sind Hüls®BW 1142 und dessen Homologe, erhältlich von Chemische Werke Hüls AG, Postfach 1230, D-4370, Marl, Bundesrepublik Deutschland.
Beispiele geeigneter im Handel erhältlicher obiger Tenside (A3) sind Hüls®BW 1109 und dessen Homologe, ebenfalls erhältlich von den Chemische Werke Hüls AG.
Beispiele geeigneter im Handel erhältlicher obiger Tenside (A4) umfassen Eleminol®MON-7 von Sanyo Chemical Industries, Ltd., Kyoto, Japan; und die Dowfax® Tenside 2A0, 2A1 und 3B2 von Dow Chemical U.S.A., Speciality Chemicals Department, Midland, Mischigan 48640.
Beispiele geeigneter im Handel erhältlicher obiger Tenside (A5) umfassen Miranol®C2MSF, Miranol®H2M, Miranol® L2M-SF, Miranol®O2M und Miranol®C2M erhältlich von Miranol Chemical Company, Dayton, NJ, 08810; und Cycloteric® DC-SF von Cyclo Chemical Corp., Miami, Florida.
Geeignete im Handel erhältliche Tenside (B) umfassen Triton® X-100, Triton®X-305, Triton®X-405, Triton®X-705 und Triton ®N-998, die im Durchschnitt 10, 30, 40, 70 bzw. 100 Oxyäthyleneinheiten aufweisen, erhältlich von Rohm and Haas Co., Philadelphia, PA 19105; T-DET®N-407 und T-DET®507 von Thomson Hayward, Kansas City, KS 66110 und Tergitol®NP-40 von Union Carbide Corp., Danbury, CT 06817.
Geeignete im Handel erhältliche obige Tenside (C) umfassen mehrere der Pluronic® Tenside von BASF Wyandotte Corp., Wyandotte, Michigan 48192, enthaltend Pluronic®L35 (HLB 18.5), L43 (HLB 12), L44 (HLB 16), P65 (HLB 17), L64 (HLB 17), L63 (HLB 11), P75 (HLB16.5), P85 (HLB 16), P84 (HLB 14), P94 (HLB 13.5), P104 (HLB 13) und P105 (HLB 15). Wie es gut bekannt ist auf dem Fachgebiet der oberflächenaktiven Stoffe, bezeichnet HLB das hydrophile-lipophile Gleichgewicht, welches ein Mass ist für die relative gleichzeitige Anziehung eines Emulgiermittels auf die zwei Phasen (Oel und Wasser) in einem Emulsionssystem. Die grösseren HLB-Werte sind indikativ für höhere Hydrophylität.
Unter der Annahme, dass die Phasen in jedem Fall leicht getrennt werden können, ist es für den Fachmann klar, dass der Wiedergewinnungsprozess umso leistungsfähiger sein wird, je höher der Gehalt an Oel in den Emulsionen ist. Aus diesem Grund sind leistungsfähige Emulsionen gemäss der Erfindung solche, die von 20 Gew. Teilen Oel und 80 Gew. Teilen Wasser bis zu 80 Gew. Teilen Oel und 20 Gew. Teilen Wasser enthalten. Besonders bevorzugte Emulsionen sind solche, die 50 bis 75 Gew. Teile Oel und 25 bis 50 Gew. Teile Wasser enthalten. Wie oben angegeben kann das in der Emulsion verwendete "Wasser" natürlich entweder frisches Wasser mit wenig oder keinen gelösten Feststoffen oder eine Salzlösung mit relativ hohen Mengen (bis zu 15 Gew.%) an total gelösten Feststoffen (TDS = total dissolved solids) unter Einschluss von gewöhnlichem Salz sein. In den meisten Fällen ist das in der Emulsion verwendete "Wasser" dasjenige, das zusammen mit dem schweren Rohöl an der Bohrstelle gewonnen wird.
In einigen Fällen ist die durch eine Bohrstelle geförderte Flüssigkeit eine sehr viskose Wasser-in-Oel Emulsion. Es wurde festgestellt, dass nach Einführung einer erfindungsgemässen Tensidmischung in den Ringraum hinunter unter mässiger Mischung im Bohrloch die viskose Wasser-in-Oel Emulsion in eine sehr niedrig viskose Oel-in-Wasser Emulsion umgewandelt werden kann.
Obwohl die Gehalte an Tensidmischung, die auf dem Oelgewicht basieren, in einem weiten Bereich variieren können, sind die bevorzugten Gehalte solche im Bereich von 170 bis 4000 Gew. Teilen Tensidmischung auf eine Million Gew. Teile Oel. Besonders bevorzugte Mischungen sind solche mit 200 bis 1500 Gew. Teilen Tensid auf eine Million Gew. Teile Oel. Bei allen hier angegebenen Fällen handelt es sich bei den Tensidteilen um Teile des aktiven Bestandteils unter Ausschluss von inerten Verdünnungsmitteln, die üblicherweise in ihren Formulierungen verwendet werden, z. B. Wasser.
Bevorzugte Tensidmischungen sind solche, die 30 bis 70 Gew. Teile Tensid (A) und 30 bis 70 Gew. Teile von entweder Tensid (B) oder Tensid (C) enthalten. Besonders bevorzugt sind solche mit 50 Gew. Teilen von jedem der aktiven Bestandteile (A) und (B) oder (A) und (C).
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Beispiel 1 Viskositätsreduktion und Emulsionsstabilität eines kalifornischen Rohöls von 13.5-15 API Dichte mit verschiedenen Emulgiermitteln
Methode:
Die Rohölprobe, 280 g, Salzlösung (die Salzlösung enthielt 10 Gew.% Total gelöste Feststoffe (TDS) und 1% Härte) 120 g, und Emulgiermittel, 0.224 g (800 ppm auf Oelgewichtsbasis), wurden in einen Mischer gegeben und mit einer hohen Schergeschwindigkeit während 30 Sekunden gemischt. Die Viskosität der erhaltenen Emulsion wurde mit einem Brookfield LVTD Viscometer bei Spindelgeschwindigkeiten von 6, 12, 30 und 60 Umdr./Min. gemessen. Alle Viskositätswerte waren ungefähr gleich. Eine 100 ml Portion der Emulsion wurden in einen Messzylinder gegossen und bei 25°C stehen gelassen. Nach 6 Sunden wurde jeder Messzylinder dreimal umgedreht, um die Mischung neuerlich zu dispergieren. Die Viskosität wurde neuerlich gemessen und als Viskosität nach 6 Stunden festgehalten. Das Ausmass der Viskositätsreduktion und die Leichtigkeit der Redispergierbarkeit nach Stehen sind ein Mass für die Grösse der Coaleszenz der Oelphase und deshalb ein Mass für die Stabilität der Emulsion. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 2
Die Wirkung verschiedener Verhältnisse an Tensid in Mischung 2 von Beispiel 1 wurde unter Verwendung des unten als Oel-Typ A bezeichneten gleichen kalifornischen schweren eines zweiten kalifornischen schweren Rohöls, Typ B, nach der Methode von Beispiel 1 bestimmt, mit der Ausnahme, dass das Verhältnis der Tenside in der Mischung wie unten angegeben war.
Beispiel 3
Die Wirkung der Aenderung des Gesamtgewichtes an Tensiden unter Verwendung von Mischung 2 des Beispiels 1 wurde mit einem zentralkalifornischen schweren Rohöl mit 12° API durchgeführt, das eine Brookfield Viskosität mPa · s
bei 25°C von ≦λτ20 000 mPa · s
bei 33°C von 18 500 mPa · s
bei 40°C von 6 320 mPa · s
und ein Paraffin/Asphalt-Verhältnis von 10.9 aufwies. Die verwendete Methode war die von Beispiel 1, jedoch wurde die Emulsionsstabilität statt nach 6 Stunden nach Stehen während 2 Stunden bestimmt. Die prozentuelle Phasentrennung, nachdem die Emulsion während zwei Stunden stand, wurde ebenfalls festgehalten. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefasst.
Wirkung der Konzentration von Mischung 2 auf die Emulsionsviskosität und -stabilität
Beispiel 4
Die Wirkung verschiedener Tennsidmischungen, jede mit 800 ppm (auf Oelgewichtsbasis), auf die Viskosität und Stabilität von 70 : 30 (Oel : Wasser) Emulsionen eines schweren Rohöls aus Nordmontana wurde nach der obigen Methode bestimmt. Das schwere Rohöl hatte die Viskosität
bei 70°F (22°C) von 12 000 mPa · s
bei 100°F (38°C) von 2 700 mPa · s
bei 120°F (49°C) von 1 100 mPa · s
In jedem Fall wurden Doppelemulsionen in einem Waring-Mischer bei 140°F (60°C) hergestellt, wobei Leitungswasser und eine Salzlösung mit 5 Gew.% total gelösten Feststoffen (TDS) verwendet wurde. Die Emulsionsviskosität wurde nach Kühlen auf 25°C und die Phasentrennung pro Stunde wurde während eine Zwei-Stundenperiode festgestellt. Die Ergebnisse sind unten zusammengefasst.
Beispiel 5
Ein stark Asphalt-haltiges schweres Rohöl aus Peru, 280 g, 10% TDS Salzlösung, 120 g, und 800 ppm einer 50/50 (Gew.) Tensidmischung wurden emulgiert und die Anfangsviskosität nach Brookfield gemessen wie in Beispiel 1, um die Verdünnungswirkung der Tensidmischung bei 25°C zu bestimmen. Die Emulsion wurde dann während 24 Stunden bei 27°C mit 150 Schüttelbewegungen pro Minute geschüttelt, um die Emulsionsstabilität auf Basis der Coaleszenz zu bestimmen, indem die Oelkügelchengrösse bestimmt wurde. Unter diesen Bedingungen erfüllt eine Kügelchengrösse von weniger als 2 Millimeter (Grösse 1) die Anforderung.
Beispiel 6 Die Wirkung der Gesamtkonzentration der Tensidmischung 2 auf die Emulsionsstabilität bei kalifornischem schweren Rohöl
Mischungen von 380 g Rohöl, 163 g 10%ige (Gew./Gew.) Salzlösung und 100, 200, 400 oder 800 ppm (Gew.) auf Oelgewichtsbasis von Tensidmischung 2 [eine 50/50 (Gew./Gew.) Mischung der Tenside I und II von Beispiel 1] wurden durch Pumpen der Mischung während 5 Minuten durch eine Rohrleitungsschleife mit 0.25 Zoll (0.635 cm) Durchmesser bei einem Wandscherwert von 1000 sec-1 emulgiert. Das Anfangsaussehen und die -viskosität wurden wie in Beispiel 1 erhalten und die Emulsion wurde dann durch das Rohr mit einem Wandscherwert von 500 sec-1 gepumpt und das Aussehen und der Wasseraustritt nach dem Durchfliessen von 25 Fuss des Rohres festgehalten. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefasst.
Beispiel 7 Emulsionsstabilität bei einem kalifornischen schweren Rohöl
Unter Verwendung eines schweren Rohöls von Cat Canyon, Kalifornien, mit einer Viskosiät von 7860 mPa · s bei 70°F (21°C) wurden 70 : 30 Oel/Salzlösungs-Emulsionen (die Salzlösung enthielt 6260 ppm TDS, 42 ppm Härte), enthaltend 200 bis 1000 ppm Tensidmischung, hergestellt, indem die Mischung bei 80°F (27°C) während 30 Sekunden durch eine Rohrleitungsschleife mit 0.25 Zoll (0.635 cm) Durchmesser mit einem Scherwert von 1000 sec-1 gepumpt wurde. Das Pumpen wurde dann mit einem Scherwert von 500 sec-1 fortgesetzt, bis die Emulsion brach. Die Zeiten bis zum Brechen der in dieser Weise geprüften Emulsionen sind unten zusammengefasst.
Beispiel 8 Verhalten bei südamerikanischem schweren Rohöl
Ein südamerikanisches Rohöl mit einer Brookfield Viskosität von 11 000 cps bei 20°C und 2800 mPa · s bei 27°C und einem Paraffin/Asphalt Verhältnis von 4.1 wurde in einer Salzlösung, enthaltend 6.7% oder 9.1% total gelöste Feststoffe, mit drei verschiedenen Tensidmischungen wie unten gezeigt emulgiert. In jedem Fall enthielten die Emulsionen 70% Oel und 30% (Gew.) Salzlösung und 800 ppm Tensidmischung. Die Emulsionen wurden in einem Waring-Mischer bei 60°C hergestellt, auf 25°C abgekühlt und die Anfangs-Brookfield Viskosität unter Verwendung der Spindel Nr. 3 bei 6 Umdr./Min. bestimmt. Die Emulsionsstabilität wurde durch die Oeltröpfchengrösse nach Schütteln während 24 Stunden bei 27°C wie in Beispiel 5 beschrieben bestimmt. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefasst.
Beispiel 9 Verhalten bei Bitumen aus Westkanada
Das Verfahren des Beispiels 8 wurde mit einem Bitumen aus Westkanada mit einer Brookfield Viskosität von 34 800 mPa · s bei 25°C wiederholt. Zusätzlich zur Anfangsviskosität und zur Emulsionsstabilität wurde die prozentuelle Trennung nach Stehen während 24 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 10 Verhalten der Tensidmischungen 2, 8 und 9 bei kalifornischem Rohöl Geisinger
Proben von schwerem Rohöl von Geisinger, Kalifornien, mit einer Brookfield Viskosität vom ≦λτ10 000 mPa · s (13.5°API) bei 25°C wurden in Salzlösung mit 10% total gelösten Feststoffen im Verhältnis von 70 Gew. Teilen Oel zu 30 Gew. Teilen Salzlösung mit den unten angegebenen Tensidmischungen mit 400 ppm jeder Komponente (gesamte Tensidmischung, 800 ppm auf Oelbasis) emulgiert. Die Anfangsviskosität (mPa · s) und die Phasentrennung nach Stehen bei 25°C wurde bestimmt. Die Ergebnisse sich unten zusammengefasst.
Beispiel 11 Bohrlochemulgierversuch in Reward Field, McKittrick, Kalifornien
Eine kaum noch produktive Bohrstelle wurde verwendet, die in einer Vorversuchsperiode von 26 Tagen eine durchschnittliche tägliche Oelfördermenge von 0.7 Barrels mit einer Durchschnittsdichte von 12°API [0.986 g/cm3] und einer durchschnittlichen Brookfield Viskosität von ≦λτ20 000 mPa · s hatte. Die Viskosität verschiedener Proben dieses Rohöls wurde mit 400-800 ppm Tensidmischung 2 nach der Methode von Beispiel 1 auf 130 bis 180 mPa · s erniedrigt. Während der 10-tägigen Versuchsperiode wurde eine wässrige Lösung der Mischung 2, enthaltend 250 ppm von jedem der zwei aktiven Tenside* kontinuierlich den Ringraum hinunter eingespritzt. Die während dieser Periode geförderte Flüssigkeit enthielt im Durchschnitt 36% wässrige Phase und 64% Oel (Gew.). Die durchschnittlich geförderte Flüssigkeitsmenge der Bohrstelle stieg um 240% und diejenige an Oel um 450%. Die durchschnittliche Temperatur am Bohlochkopf war 30°C. Zusätzlich wurde der Bodenfliessdruck von 300 psig in der Vorperiode auf 26 psig während der Versuchsperiode erniedrigt.
Während einer 15-tägigen Nachversuchsperiode fiel die Oelproduktion auf 1.2 bbl/Tag, was noch 70% über der Vorversuchsperiodenmenge liegt. Die Werte sind in der Tabelle unten zusammengefasst.
Beispiel 12 Bohrlochemulgierversuch im Midway-Sunset-Field, Fellows, Kalifornien
Dieser Versuch wurde mit einer Bohrstelle durchgeführt, die bereits mässig produktiv war und in einer 8-tägigen Vorversuchsperiode im Durchschnitt 6 Barrels Oel pro Tag mit einer konstanten Brookfield Viskosität von 29 000 mPa · s bei 40°C lieferte. Am 9. Tag wurde mit der kontinuierlichen Einspritzung von 440 ppm (auf Oelgewichtsbasis) von Tensidmischung 2 begonnen. Da die Viskosität hoch blieb (28 400 mPa · s) wurde die Menge der Mischung 2 am 10. Tag auf 650 ppm und am 11. Tag auf 740 ppm erhöht, während welcher Periode die Viskosität auf 12 800 mPa · s (10. Tag) und 12 cps (11. Tag) fiel. Die Dosierung wurde bei etwa 740 ppm aufrechterhalten, bis sie am 13. Tag weiter auf 1040 ppm erhöht wurde und dann bis zum Ende der Versuchsperiode am 18. Tag bei 1000 bis 1300 ppm gehalten wurde. Während der Tage 11-18 blieb die Viskosität niedrig (12-90 mPa · s), mit Ausnahme der Werte von 5200 und 2000 am 12. Tag. Während der 10-tägigen Versuchsperiode stieg die Flüssigkeitsförderung um 30% und die Oelförderung und 63% auf im Durchschnitt 9.8 Barrels im Tag. Während der Versuchsperiode betrug die Bohrlochkopftemperatur 39°C. Die Ergebnisse sind unten zusammengefasst.

Claims (24)

1. Verfahren zur Verbesserung der Beweglichkeit von viskosem Rohöl, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oel-in- Wasser-Emulsion gebildet wird mit diesem Oel und 20 bis 80 Gew.% Wasser in Gegenwart von 170 bis 4000 Gew. Teilen einer Tensidmischung pro Million Gew. Teile Oel, wobei diese Mischung 30 bis 70 Gew. Teile eines anionischen oder amphoteren Tensids (A) ausgewählt aus solchen der Formeln und einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon; und 30 bis 70 Gew. Teile eines nichtionischen Tensids ausgewählt aus enthält, wobei diese Tensid (C) eine HLB-Wert von 10 bis 20 aufweist, Ar Octylphenyl oder Nonylphenyl ist,
n eine Zahl von 2 bis 10 ist,
p eine Zahl von 10 bis 100 ist,
m eine Zahl von 20 bis 40 ist,
r eine Zahl von 20 bis 50 ist,
R1 C8- bis C18-Alkyl ist und R2 C12- bis C18-Alkyl ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wasser in einer Menge von 25 bis 50 Gew.% dieses Oels vorhanden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mischung aus 50 Gew. Teilen Tensid (A) und 50 Gew. Teilen Tensid (B) oder Tensid (C) besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Tensidmischung in einer Menge von 200 bis 1500 Gew. Teilen auf eine Million Gew. Teile dieses Oels vorhanden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (A) Ar(OCH2CH2) n OSO3H oder ein Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nichtionische Tensid (B) ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nichtionische Tensid (C) mit einem HLB-Wert von 12 bis 16 ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass (A) Ar(OCH2CH2) n OCH2COOH, R1(OCH2CH2) n OCH2COOH oder ein Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist.
9. Verfahren zum Transportieren von viskosem Rohöl durch eine Röhre, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oel-in-Wasser Emulsion gebildet wird mit diesem Oel und 20 bis 80 Gew.% Wasser in Gegenwart von 170 bis 4000 Gew. Teilen einer Tensidmischung pro Million Gew. Teile Oel, wobei diese Mischung 30 bis 70 Gew. Teile eines anionischen oder amphoteren Tensids (A) ausgewählt aus solchen der Formeln und einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon; und 30 bis 70 Gew. Teile eines nichtionischen Tensids ausgewählt aus enthält, wobei dieses Tensid (C) einen HLB-Wert von 10 bis 20 aufweist, Ar Octylphenyl oder Nonylphenyl ist,
n eine Zahl von 2 bis 10 ist,
p eine Zahl von 10 bis 100 ist,
m eine Zahl von 20 bis 40 ist,
r eine Zahl von 20 bis 50 ist,
R1 C8- bis C18-Alkyl ist und
R2 C12- bis C18-Alkyl ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wasser in einer Menge von 25 bis 50 Gew.% dieses Oels vorhanden ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mischung aus 50 Gew. Teilen Tensid (A) und 50 Gew. Teilen Tensid (B) oder Tensid (C) besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Tensidmischnung in einer Menge von 200 bis 1500 Gew. Teilen auf eine Million Gew. Teile dieses Oels verhanden ist.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass (A) Ar(OCH2CH2) n OSO3H oder ein Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nichtionische Tensid (B) ist.
15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nichtionische Tensid (C) mit einem HLB-Wert von 12 bis 16 ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass (A) Ar(OCH2CH2) n OCH2COOH, R1(OCH2CH2) n OCH2COOH oder eine Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist.
17. Oel-in-Wasser Emulsion, gekennzeichnet durch 20 bis 80 Vol.% viskoses Rohöl, 20 bis 80 Gew.% Wasser und von 170 bis 4000 Gew. Teilen einer Tensidmischung pro Million Gew. Teile Oel, wobei diese Mischung 30 bis 70 Gew. Teile eines anionischen oder amphoteren Tensids (A) ausgewählt aus solchen der Formeln und einem Natrium- oder Ammoniumsalz davon; und 30 bis 70 Gew. Teile eines nichtionischen Tensids ausgewählt aus enthält, wobei dieses Tensid (C) eine HLB-Wert von 10 bis 20 aufweist, Ar Octylphenyl oder Nonylphenyl ist,
n eine Zahl von 2 bis 10 ist,
p eine Zahl von 10 bis 100 ist,
m eine Zahl von 20 bis 40 ist,
r eine Zahl von 20 bis 50 ist,
R1 C8- bis C18-Alkyl ist und R2 C12- bis C18-Alkyl ist.
18. Emulsion nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wasser in einer Menge von 25 bis 50 Gew.% dieses Oels vorhanden ist.
19. Emulsion nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mischung aus 50 Gew. Teilen Tensid (A) und 50 Gew. Teilen Tensid (B) oder Tensid (C) besteht.
20. Emulsion nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Tensidmischung in einer Menge von 200 bis 1500 Gew. Teilen auf eine Million Gew. Teile dieses Oels vorhanden ist.
21. Emulsion nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass (A) Ar(OCH2CH2) n OSO3H oder ein Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist.
22. Emulsion nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nichtionische Tensid (B) ist.
23. Emulsion nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nichtionische Tensid (C) mit einem HLB-Wert von 12 bis 16 ist.
24. Emulsion nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass (A) Ar(OCH2CH2) n OCH2COOH, R1(OCH2CH2) n OCH2COOH oder ein Natrium- oder Ammoniumsalz davon ist.
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