DE4230454A1 - Mehrwertige ionen tolerierende dampf-schaum-entwickelnde tensidzusammensetzung zur verwendung bei verbesserten oelgewinnungsverfahren - Google Patents

Mehrwertige ionen tolerierende dampf-schaum-entwickelnde tensidzusammensetzung zur verwendung bei verbesserten oelgewinnungsverfahren

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DE4230454A1
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Rawls H. Petaluma Calif. Us Frazier Jun.
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Description

Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur verbesserten Erdölgewinnung aus einer Öllager-Formation. Die Erfindung betrifft weiterhin eine mehrwertige Ionen tolerierende Dampf-Schaum-entwickelnde Tensidzusammensetzung zur Verwendung bei diesen verbesserten Ölgewinnungsverfahren.
Bei der Ölgewinnung aus Lagerstätten gewinnt man durch den Einsatz von primären Produktionstechniken (d. h. dem Einsatz von nur der anfänglichen Lagerstättenergie zur Gewinnung.des Rohöls), gefolgt von sekundären Techniken des Wasserflutens, nur einen Teil des ursprünglich in der Lagerstätte vorhandenen Öls.
Weiterhin ist es bekannt, bestimmte verbesserte Ölgewinnungstechniken (enhanced oil recovery techniques (EOR)) einzusetzen. Diese Techniken können im allgemeinen klassifiziert werden als einerseits auf einer thermischen Gewinnungstechnik basierenden Technik, z. B. unter Verwendung von Dampf, oder als ein Gasinjektionsverfahren (Gas-drive-Verfahren), das in einer Mischphasen- oder Nicht-Mischphasen-Technik betrieben werden kann.
Verfahren, bei denen Dampf eingesetzt wird, sind bei der verbesserten Ölgewinnung wirksam, da der Dampf die Lagerstätte erwärmt, die Viskosität des Öls erniedrigt und somit den Fluß des Erdöls durch ein Förderbohrloch verbessert. Überdies hinaus werden diese Verfahren zur verbesserten Gewinnung von Öl mit niedriger Schwere, Ölen mit hoher Viskosität bevorzugt, da Dampf wirksam Hitze auf solche Öle übertragen kann.
Jedoch ist es bei diesen auf Dampf beruhenden Techniken üblich, daß der Dampf Abkürzungen von dem Injektionsbohrloch zu einigen der Förderbohrlöcher findet, so daß das Öl umgangen wird, das in der Zone zwischen dem Injektionsbohrloch und dem Förderbohrloch vorhanden ist. Ebenso folgt nach dem anfänglichen Dampfinjektionsdurchbruch bei dem Förderbohrloch die Dampfinjektion vorzugsweise dem Weg des Durchbruchs. Diese Wege können die Form von Kanälen in der Lagerstätte einnehmen oder die Gravitation in dem oberen Teil der Öllagerschicht überwinden. Die Überwindung der Gravitation ergibt sich aus der niedrigeren Dichte und Viskosität des Dampfgases im Vergleich zu dem flüssigen Öl und Wasser. Somit ist der Gesamtumfang der Lagerstätte, der durch die Dampfinjektion gespült wird, begrenzt.
Es wurden verschiedene Verfahren zum Lindern des Verlustes des Dampfflusses und des Heizwertes in der Lagerstätte vorgeschlagen. Z.B. wurde eine Zahl von handelsüblichen Tensiden gemeinsam mit dem Dampf zur Bildung einer Dampf-Schaum-Flut injiziert. Der Schaum dient dazu, physikalisch die Volumina zu blockieren, durch die der Dampf die Abkürzungen findet und den Fluß des Dampfes in nicht gespülte Abschnitte der Lagerstätte umzuleiten.
Zusätzlich wurden verschiedene inerte und nicht kondensierbare Gase dem Dampf zugesetzt, sowohl in Anwesenheit als auch in Abwesenheit von schäumenden Tensiden, um die öltreibende Kraft bzw. die Lagerstättenergie aufrechtzuerhalten und zu verstärken.
Beispiele für diese Dampf-Schaum-Verfahren können den US-Patenten mit Nummern 40 86 964; 44 45 573; 43 93 937; 41 61 217 und 40 85 800 entnommen werden.
Insbesondere wurden bestimmte aromatische Alkylsulfonate als Tenside in den Dampf-Schaum-Drive-Systemen bzw. in den Dampf-Schaum-Injektions-Systemen eingesetzt. Diesbezüglich wird z. B. auf das kanadische Patent mit der Nummer 12 47 850 verwiesen.
Bei derartigen Gewinnungsverfahren ist es wichtig, das Tensid in einem Zustand zu halten, der für die Schaumentwicklung oder -bildung geeignet ist. Insbesondere sind Präzipitation, d. h. Fällung, Phasentrennung und ähnliches schädlich für die Herstellung eines einsetzbaren Schaums. Z.B., obwohl viele wässerige Tensidsysteme, wie die, die alkylaromatische Sulfonate verwenden, im allgemeinen als adäquate Schaumbildner angesehen werden, weisen sie jedoch gleichfalls eine relativ niedrige Toleranz bzw. Verträglichkeit gegenüber mehrwertigen Kationen auf. Derartigen Kationen und insbesondere bivalenten Kationen, z. B. Calcium oder Magnesiumsalzen oder dergleichen, begegnet man üblicherweise in Wässern oder Solen in unterirdischen Lagerstätten. Die mehrwertigen Kationen tendieren dazu, mit anionischen Tensiden oder den Bestandteilen von anionischen Tensidsystemen unter Bildung von Präzipitaten zu reagieren, so daß Phasentrennungen oder ähnliches resultieren und die Schaumbildung stark gehemmt ist.
Eine Vielzahl von Lösungen wurde vorgeschlagen mit dem Versuch, die Unverträglichkeitsprobleme mit den mehrwertigen Kationen, die mit solchen Tensidsystemen verknüpft sind, zu lösen. Diesbezüglich sei z. B. auf das US-Patent Nr. 48 20 429 verwiesen, gemäß dem ein Tensid, wie alkylierte Diphenyloxid-Tenside verwendet werden. Weiterhin wird auf das US-Patent Nr. 46 43 256 verwiesen, gemäß dem die Verwendung eines Alkylpolyalkoxyalkylens oder Alkylarylpolyalkoxyalkylensulfonat-Tensids vorgeschlagen wird.
Jedoch besteht weiterhin die Forderung nach einer Zusammensetzung, die zum Verhindern der unerwünschten Präzipitation von alkylaromatischen Sulfonaten, insbesondere C20-C24 linearen alkylaromatischen Sulfonaten geeignet ist und die eine adäquate thermische Stabilität aufweist, so daß sie bei relativ hohen Temperaturen, z. B. von 400-600°C eingesetzt werden kann, die bei verbesserten Gewinnungsverfahren üblich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erdölgewinnung aus einer Lagerstätte während Gasinjektion in diese Lagerstätte zur Verfügung zu stellen, das nicht die Nachteile des vorerwähnten Standes der Technik aufweist. Weiterhin soll eine mehrwertige Ionen tolerierende Dampf-Schaum-bildende Tensidzusammensetzung zur Verwendung in dem vorgenannten Verfahren zur Verfügung gestellt werden, die eine Präzipitation von anionischen Tensiden oder Komponenten von anionischen Tensidsystemen kontrolliert bzw. verhindert.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1 und durch die Zusammensetzung nach Anspruch 21 gelöst.
Die Erfindung basiert auf der Feststellung, daß überraschenderweise die Verwendung von bestimmten Präzipitations-Kontroll- bzw. Präzipitationsverhinderungs­ mitteln wirksam die unerwünschte Präzipitation bzw. Fällung von Dampf-Schaum-Umleitungs-Tensiden verhindert, während zur gleichen Zeit eine adäquate thermische Stabilität bereitgestellt wird.
Insbesondere stellt die Erfindung ein Verfahren zur Kohlenwasserstoffgewinnung aus einer Lagerstätte während der Gasinjektion in die Lagerstätte zur Verfügung. Dieses Verfahren umfaßt wenigstens das periodische Injizieren eines aus Gas und einer Zusammensetzung bestehenden Dampfes in eine Lagerstätte, die wenigstens ein mehrwertiges Kation enthält, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Dampf-Schaum-Umleitungs-Tensid umfaßt, so daß ein Schaum zur Verfügung gestellt wird. Diese Zusammensetzung besteht aus Wasser, einer wirksamen schaumbildenden Menge des Tensids, das vorzugsweise ein alkylaromatisches Sulfonat und einen Präzipitations-Kontroll- bzw. Verhinderungszusatz enthält. Dieses bevorzugte alkylaromatische Sulfonat besitzt ein mittleres Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 600 und weist wenigstens eine Alkylgruppe auf, die aus 16 bis 40 Kohlenstoffatomen besteht, während der Präzipitations- Kontroll-Zusatz aus einem α-Olefinsulfonatdimer besteht. Das Verfahren umfaßt ferner das Kontaktieren der Kohlenwasserstoffe in der Lagerstätte mit dem Schaum und. einem Gas, um so die Gewinnung der Kohlenwasserstoffe aus der Lagerstätte zu unterstützen.
Die Erfindung betrifft in einer bevorzugten Ausführungsform ein Verfahren zur verbesserten Erdölgewinnung aus Öllager- Formationen, die wenigstens ein mehrwertiges Kation, z. B. Ca2+, Mg2+ enthalten. Das Verfahren benutzt eine schaumbildende Zusammensetzung, die wirksam mit Dampf benutzt werden kann. Insbesondere umfaßt diese Zusammensetzung Wasser, wenigstens ein Tensid, und einen Präzipitations-Kontroll- bzw. Präzipitations-Verhinderungs­ zusatz, der in einer Menge vorhanden ist, die wirksam ist, um die unerwünschte Fällung bzw. Präzipitation des Tensids zu verhindern.
Die schaumbildende Zusammensetzung kann innerhalb einer Formation angewendet werden, die wenigstens ein mehrwertiges Kation, z. B. wenigstens ein bivalentes Kation wie Calcium oder Magnesium enthält.
Die Tenside schließen jegliche von solchen Dampf-Schaum- Umleitungs-Tensiden ein, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, wie α-Olefinsulfonate und alkylaromatische Sulfonate, wobei alkylaromatische Sulfonat-Tenside bevorzugt sind.
Die alkylaromatischen Sulfonate, die gemäß der Erfindung bevorzugt eingesetzt werden, haben ein mittleres Molekular­ gewicht von etwa 400 bis etwa 600, insbesondere von etwa 450 bis etwa 550 und ganz bevorzugt etwa 475 bis etwa 525, basierend auf deren Natriumsalzen.
Das erfindungsgemäß eingesetzte alkylaromatische Sulfonat umfaßt alkylaromatische Sulfonate, bei denen wenigstens eine der Alkylgruppen aus 16 bis 40 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aus 20 bis 30 Kohlenstoffatomen und ganz besonders bevorzugt aus 20 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht.
Die bevorzugte Alkylgruppe ist eine lineare Alkylgruppe die aus einem linearen α-Olefin abgeleitet ist (wie das, das von der Chevron Chemical Company, San Francisco, Californien verkauft wird).
Unter "lineare Alkylgruppe" ist eine Alkylgruppe zu verstehen, die hauptsächlich sekundäre Kohlenstoffatome (-CH2-) enthält. Die lineare Alkylgruppe kann ebenfalls eine zusätzliche Verzweigung aufweisen. Jedoch ist der Verzweigungsgrad derart, daß die lineare Alkylgruppe eine im wesentlichen gerade Kette ist, d. h. mehr als 80% der einzelnen Kohlenstoffatome in dem Alkylsubstituenten, vorzugsweise mehr als 85%, sind entweder primäre (CH3-) oder sekundäre (-CH2-) Kohlenstoffatome.
Beispiele für lineare Alkylgruppen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind:
n-Octadecyl,
n-Nonadecyl,
n-Icosyl,
n-Henicosyl,
n-Docosyl,
n-Tricosyl,
n-Tetracosyl.
Die eingesetzte Alkylgruppe kann ebenfalls eine verzweigte Alkylgruppe sein.
Unter "verzweigte Alkylgruppe" ist eine Alkylgruppe zu verstehen, die wenigstens eine Verzweigung von 1 (Methyl), 2 (Ethyl) oder mehreren Kohlenstoffatomen für jedes dritte Kohlenstoffatom entlang der längsten Kette oder der Alkylgruppe aufweist. Somit ist in bevorzugten, verzweigten Alkylgruppen die Zahl der Kohlenstoffatome in der längsten Kette durch drei teilbar (abgerundet auf die ganze Zahl) und es gibt dort wenigstens diese Anzahl von Verzweigungen in der Kette. Die erfindungsgemäß eingesetzten verzweigten Alkylgruppen können mehr oder weniger verzweigt sein im Vergleich zu den bevorzugt eingesetzten. Z.B. kann die Verzweigung durchschnittlich so häufig wie an jedem zweiten oder 2,5 Kettenkohlenstoff vorkommen oder es können so wenige Verzweigungen wie an jedem 3,5 oder vierten Kettenkohlenstoff vorkommen.
Beispiele von erfindungsgemäß eingesetzten verzweigten Alkylgruppen umfassen solche, die von der Polypropylen- und Butylen-Polymerisation, wie Tetramere und hochmolekulare Oligomere, abgeleitet sind.
Die erfindungsgemäß eingesetzten alkylaromatischen Sulfonate können relativ reine Verbindungen oder Mischungen von Verbindungen sein, wobei Mischungen von Verbindungen jedoch bevorzugt sind.
Die aromatische Komponente des alkylaromatischen Sulfonates besteht vorzugsweise aus Benzol, Ethylbenzol, Toluol, Xylol, Cumol und Naphthalin. Die Alkylierung von aromatischen Hälften liefert die alkylaromatische Komponente, wobei die bevorzugten Alkylierungskatalysatoren saure Katalysatoren sind. Die Zusammensetzung der alkylaromatischen Sulfonate hängt von der Zusammensetzung der Alkylierungsmittel ab. Nützliche Alkylierungsmittel umfassen Alkylhalogenide und Olefine, wobei Olefine bevorzugt sind.
Die zum Alkylieren der aromatischen Hälfte verwendeten Starter-Olefine können eine einfache Kohlenstoffzahl oder gemischte Kohlenstoffzahlen haben.
Sehr oft werden Mischungen aus Olefinisomeren zur Alkylierung der aromatischen Hälfte verwendet. Typischerweise sind die im Handel erhältlichen α-Olefine Mischungen aus Isomeren, die α-Olefine, Vinylidenolefine und innere (internale) Olefine umfassen.
Die Sulfonatkomponente kann entweder in einer wasserlöslichen Salzform vorliegen, die vorzugsweise aus Natrium, Kalium, Ammonium oder Alkylammonium besteht, oder sie kann in einer Säureform vorliegen.
Die gemäß der Erfindung eingesetzte schaumbildende Zusammensetzung umfaßt ebenso wenigstens ein Fallungs-Kontroll- bzw. einen Fällungs-Verhinderungszusatz in einer Menge, die wirksam ist, um die unerwünschte Fällung des Tensids während seines Einsatzes zu verhindern.
Der Präzipitations-Verhinderungszusatz bzw. das Präzipitations-Controll-Additiv (PCA) besteht aus einem α-Olefinsulfonatdimeren (AOSD). Das PCA kann z. B. 100% AOSD oder es kann eine wässerige Lösung z. B. eine wässerige 40%ige AOSD-Lösung sein. Die zugegebene PCA-Menge ist abhängig von der Menge an z. B. Ca2+-Ionen, die in der Formation vorhanden sind. Z.B. in einer Umgebung, die Calciumkationen in einer Konzentration von etwa 60 bis etwa 200 ppm enthält, ist das PCA in einer Menge anwesend, derart, daß das Verhältnis des Tensids, d. h. alkylaromatisches Sulfonat, zu dem AOSD nicht größer als etwa 5:1 ist und vorzugsweise etwa 5:1 zu etwa 5:3 ist, wobei etwa 10:3 bis etwa 5:2 besonders bevorzugt ist.
Das Präzipitations-Controll-Additiv kann mittels Verfahren hergestellt werden, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Z.B. sind geeignete α-Olefinsulfonatdimere solche, die beispielsweise in dem US-Patent Nr. 37 21 707 angegeben sind, auf das hier besonders Bezug genommen wird.
Aufgrund der hohen thermischen Stabilität, die mit dem AOSD verbunden ist, ist das PCA gemäß der Erfindung bei vielen, jedoch nicht bei allen Ölfeldern wirksam. Z.B. kann es bei Temperaturen von 400°C eingesetzt werden.
Die schaumbildende Zusammensetzung kann eine 100% aktive Lösung, d. h. zusammengesetzt aus nur den aktiven Komponenten, oder eine verdünnte Lösung sein, d. h. worin das Tensid in einer niedrigen Menge von etwa 0,1 Gew.-% vorhanden ist. Jedoch wird die schaumbildende Zusammensetzung vorzugsweise als ein Konzentrat hergestellt, das aus einem Zusatz aus Tensid und Wasser besteht. In einem Beispiel eines Konzentrats ist das alkylaromatische Sulfonat in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 12 Gew.-%, wobei 9 bis etwa 11 Gew.-% ganz besonders bevorzugt sind, vorhanden.
Bei der Verwendung wird das Konzentrat vorzugsweise mit zusätzlichem Wasser auf eine Arbeitskonzentration von etwa 0,05 bis etwa 5 Gew.-% an Tensiden, insbesondere bevorzugt etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% an Tensiden, bezogen auf das Gesamtgewicht, verdünnt.
Jegliches bekannte Verfahren zum Herstellen eines Konzentrat-Zusatzes aus Wasser und Tensid kann verwendet werden. Z.B. kann das Wasser mit 50% Natriumhydroxid und einem nichtionischen Dispersionsmittel gemischt werden. Die Mischung wird gemischt und auf eine Temperatur von z. B. etwa 70°C erwärmt, während eine alkylaromatische Sulfonsäure zu der Mischung mittels bekannter Vorrichtungen hinzugegeben wird, z. B. dadurch, daß es in die Mischung während einer kontrollierten Zeitspanne gepumpt wird. Das Präzipitations- Controll-Additiv wird dann dazugegeben.
Das Wasser, das effektiv gemäß der Erfindung eingesetzt wird, kann aus jeglichen natürlichen Quellen einschließlich Solen stammen.
Obwohl Wasser ein typisches Verdünnungsmittel ist, basiert die Auswahl eines besonderen Verdünnungsmittels auf den Erfordernissen der zu behandelnden Lagerstätte, der Rentabilität und Kompatibilität der Zusammensetzung während der Verdünnung.
Der Dampf, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, ist gut aus dem Stand der Technik, d. h. von Verfahren zur verbesserten Ölgewinnung, bekannt.
Z.B. wird in einem Dampfinjektions-Ölgewinnungsverfahren die flüssige Volumenfraktion oder LVF definiert als das Verhältnis des durch den Dampf in der flüssigen Phase eingenommenen Volumens zu dem Gesamtvolumen, das durch die Flüssigkeit und die Dampfphasen des Injektionsdampfes bei tiefen Bohrlochbedingungen eingenommen wird.
Zum Vergleich wird die Dampfqualitat definiert als Dampf­ gewichtsprozent, die in der Dampfphase der zwei Phasen (Flüssig und Gas) Dampf vorhanden ist, der injiziert wird.
Bei auf Dampf basierenden EOR-Verfahren variiert die Qualität des injizierten Dampfes im allgemeinen von etwa 50 bis etwa 80%, wobei der typische Bereich bei etwa 60 bis etwa 65% liegt. Da die Gasphase so viel Volumen relativ zu der flüssigen Phase einnimmt, resultiert ein Dampf mit einer 50 bis 80% Qualität in einer Flüssigvolumenfraktion im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 0,005 oder 0,1 bis 0,5 Vol.-% einer Flüssigkeit des injizierten Dampfes. Da die Dampfqualität die Gewichtsqualität des Dampfes in der Gasphase bemißt, korrespondiert eine höhere Dampfqualität mit niedrigeren Flüssigvolumenfraktionen.
Der in der Erfindung verwendete Dampf kann ebenfalls ein Gas wie Stickstoff, Methan, Röstgas, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Luft oder Mischungen davon, in einer Menge von etwa 0 bis etwa 50 Vol.-% umfassen.
Weiterhin kann die Wasserphase des Dampfes Elektrolyten wie Silikate und Natriumchlorid in einer Menge von z. B. etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% umfassen.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung für die verbesserte Gewinnung von Erdölprodukten kann der Schaum entweder außerhalb des Bohrlochs oder "in situ" (d. h. in der Formation) vorgebildet werden. Bei jedem Verfahren kann jegliche Methode, die im Stand der Technik zum Schauminjizieren in die Formation bekannt ist, angewendet werden.
Die Erfindung kann wirksam bei allen Öllagerformationen eingesetzt werden. Jedoch sind die auf Dampf basierenden Techniken besonders bei der verbesserten Gewinnung von Öl mit niedriger Schwere und hoher Viskosität aus Sedimentationsgesteinsformationen bevorzugt.
Insbesondere umfassen die auf Dampf basierenden Techniken, die vorzugsweise in der Erfindung angewendet werden, sowohl die cyclischen als auch die Dampfinjektionsverfahren. Jedes dieser Verfahren ist im Stand der Technik gut bekannt. Diesbezüglich sei z. B. auf die US-Anmeldung 07/4 09 595 als auch auf die US-Patente mit den Nummern 39 45 437; 40 13 569; 43 93 937 verwiesen.
Z.B. kann bei dem cyclischen Verfahren das Produktionsbohr­ loch das gleiche Bohrloch sein, durch das der Dampf periodisch injiziert wird, um den Erdölfluß aus der Lagerstätte zu stimulieren (populärerweise auch "huff and puff" genannt). Alternativ kann in dem Gasinjektions­ verfahren ein oder mehrere Produktionsbohrlöcher im Abstand von dem Injektionsbohrloch angeordnet sein, so daß der Injektionsdampf das Erdöl durch die Lagerstätte zu wenigstens einem derartigen Produktionsbohrloch treibt.
Als ein Beispiel für die Erfindung wird ein vorgebildeter Schaum wenigstens periodisch in die Formation injiziert. Diese periodische Injektion umfaßt vorzugsweise die wiederholte Injektion eines Flutwasser-Schaums in das Bohrloch während einer gewünschten Zeitspanne.
In einer Ausführungsform wird der Schaum in dem Bohrloch- Rohrstrang vorgeformt oder an der Oberfläche vorgebildet bevor die Mischung das Bohrloch erreicht. Vorzugsweise wird ein derartiger Schaum durch Einbringen der schaumbildenden Mischung und Wasser in einen Strom des Dampfes vorgebildet, der in die Lagerstätte durch den Dampfinjektionsbohrloch- Rohrstrang fließt. Dies stellt die Schaumproduktion vor der Injektion in die Produktionsformation sicher.
Die folgenden Beispiele erläutern die Vorteile der Erfindung näher. Die Beispiele sind nur zur Erläuterung gedacht und beschränken nicht die Erfindung.
BEISPIELE Beispiel 1
Dieses Beispiel erläutert die Effektivität der Erfindung bei der Kontrolle der Präzipitation eines Dampf-Schaum- Umleitungsmittels. Gemäß diesem Beispiel wurden 100 ml einer 0,5 Gew.-%igen alkylaromatischen Sulfonatlösung in einem Meßkolben durch den folgenden Ablauf hergestellt:
  • 1) Ein alkylaromatisches Sulfonat wurde zu dem Meßkolben hinzugegeben und mit einem Teil des Dampfgenerator- Speisewassers (SGFW) gelöst: 295 ppm NaCl, 11 ppm KCl, 334 ppm NaHCO3 und 61 ppm Na2SO4 werden dazugegeben.
  • 2) Eine gewünschte Menge AOSD, falls überhaupt eine Menge dazugegeben wird, wurde dazugegeben.
  • 3) Eine 10% Ca2+-Lösung wurde mit einem Teil des SGFW verdünnt und dann zu dem Meßkolben dazugegeben.
  • 4) Der Rest des SGFW wurde hinzugegeben, so daß 100 ml einer Lösung resultierten.
  • 5) Der Lösung wurde erlaubt über Nacht bei Raumtemperatur zu stehen und sie wurde dann bei 7000 r·min-1 (rpm) während 15 bis 20 Minuten in einer Beckman J2-21M Zentrifuge zentrifugiert und die Menge an vorhandenen Feststoffen wurde bestimmt (angegeben als ppm pro Volumen).
Eine typische Probenzubereitung (Probe Nr. 5) wird unten gezeigt. Die Bestandteile wurden gemischt in den Mengen, die aufgelistet sind, so daß sie die gewünschten Konzentrationen ergaben.
Es wurden sechs unterschiedliche Tensidsysteme hergestellt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Die Proben 1 und 2, die die Formulierungen A und B darstellen, wurden als Kontrollen für die Tensidsysteme, die ein C20-24 lineares Alkyltoluolsulfonat (LATS) enthalten, hergestellt. Probe 1 enthielt 7000 ppm Feststoffe, die nicht gekennzeichnet waren, aber es wurde als inertes Material, intrinsisch zu dem Material, betrachtet. Beispiel 3 zeigte, daß die Zugabe von 200 ppm Ca++ zu einer Formulierung A eine Präzipitation des Sulfonats verursachte, wie durch einen Anstieg von 5000 ppm an gebildeten Feststoffen nachgewiesen wurde. Beispiel 5 zeigte den maskierenden Effekt der Zugabe von α-Olefinsulfonatdimer, was nachgewiesen wurde durch eine Erniedrigung an Feststoffen von 12 000 ppm auf 6000 ppm Feststoffe, also eine Erniedrigung von 6000 ppm.
Beispiel 4 zeigte, daß die Zugabe von 200 ppm Ca++ in der Formulierung B eine Präzipitation des Sulfonats verursachte, die durch einen Anstieg von 9000 ppm auf 45 000 ppm an gebildeten Feststoffen nachgewiesen wurde. Beispiel 6 zeigte den maskierenden Effekt bei Zugabe von AOSD, wie durch eine Erniedrigung der Feststoffe von 45 000 ppm auf 6000 ppm Feststoffe nachgewiesen wurde.
Probe Nr. 5
Tabelle 1
Beispiel 2
Dieses Beispiel erläutert die überraschende Effektivität der Präzipitationskontrolle bzw. -Verhinderung, wenn das Präzipitationskontrollmittel in den effektiven Mengen angewendet wird, die vorher diskutiert wurden.
Insbesondere zeigt Tabelle 2 die Vorteile, die erreicht werden können, wenn eine effektive Menge eines Präzipitationsverhinderungs- α-Olefinsulfonatdimers zu einem alkylaromatischen Sulfonat hinzugegeben wird, zu dem eine AOSD-Viskositätskontrollmenge schon vorher gemäß der US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 07/4 09 595 zugegeben worden ist, d. h. eine Tensidzusammensetzung, die aus 0,5 Gew.-% eines C20-24-linearen Alkyltoluolsulfonats (LATS) besteht, die 0,04 Gew.-% AOSD enthält.
Jedes der Beispiele erläutert die entstehende Präzipitation, wenn verschiedene AOSD-Mengen zu dem Tensidsystem hinzugegeben werden. Wie in Tabelle 2 erläutert ist, kann in einer Umgebung mit einer Ca2+-Ionenkonzen­ tration von 180 ppm die Präzipitation wirksam kontrolliert bzw. unterbunden werden, wenn ein Tensid/AOSD-Verhältnis von nicht größer als 5:1 angewendet wird.
Tabelle 2

Claims (30)

1. Verfahren zur Kohlenwasserstoffgewinnung aus einer Lagerstätte während Gasinjektion in diese Lagerstätte, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
  • - wenigstens periodisches Injizieren von Gas, bestehend aus Dampf und einer schaumbildenden Zusammensetzung, die ein Dampf-Schaum-Umleitungs-Tensid enthält in die Lagerstätte, die wenigstens ein mehrwertiges Kation enthält;
  • - wobei die Zusammensetzung aus Wasser, einer wirksamen schaumbildenden Menge des Dampf-Schaum-Umleitungs-Tensids, und einer wirksamen maskierenden Menge wenigstens eines Präzipitationskontrollzusatzes besteht, der aus einem α-Olefinsulfonatdimer (AOSD) besteht,
  • - kontaktieren der Kohlenwasserstoffe in der Lagerstätte mit dem Schaum und dem Gas zur Unterstützung der Kohlen­ wasserstoffgewinnung aus der Lagerstätte.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Dampf-Schaum- Umleitungs-Tensid ein alkylaromatisches Sulfonat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 600 ist und wenigstens eine Alkylgruppe aus 16 bis 40 Kohlenstoffatomen besteht.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die wenigstens eine Alkylgruppe aus 20 bis 30 Kohlenstoffatomen besteht.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die wenigstens eine Alkylgruppe aus 20 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht.
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das alkylaromatische Sulfonat, als Natriumsalz, ein mittleres Molekulargewicht von etwa 450 bis 550 aufweist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das alkylaromatische Sulfonat, als Natriumsalz, ein mittleres Molekulargewicht von etwa 475 bis 525 aufweist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem das alkylaromatische Sulfonat, als Natriumsalz, ein mittleres Molekulargewicht von etwa 475 bis 525 aufweist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem wenigstens eine Alkylgruppe eine lineare Alkylgruppe oder eine verzweigte Alkylgruppe ist.
9. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das α-Olefinsulfonat­ dimer (AOSD) 16 bis 40 Kohlenstoffatome enthält.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das α-Olefinsulfo­ natdimer (AOSD) 16 bis 40 Kohlenstoffatome umfaßt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das wenigstens eine mehrwertige Kation Calcium umfaßt, das in einer Menge von etwa 60 bis etwa 200 ppm vorhanden ist, wobei das Verhältnis des Tensids zu wenigstens einem Präzipitationskontrollzusatz bzw. Präzipitationsverhinde­ rungszusatz etwa 5:1 bis etwa 5:3 ist.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das Verhältnis des alkylaromatischen Sulfonats zu dem α-Olefinsulfonat­ dimer (AOSD) etwa 10:3 bis etwa 5:2 ist.
13. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das alkylaromatische Sulfonat in einer Menge von etwa 0,3 bis 1,0 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist und der Präzipitationskontrollzusatz bzw. das Präzipitations­ verhinderungsmittel in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,4 Gew.-% der Mischung vorhanden ist.
14. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der aromatische Bestandteil des alkylaromatischen Sulfonats aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Benzol, Ethylbenzol, Toluol, Xylol, Cumol und Naphthalin besteht.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Sulfonatbestand­ teil des alkylaromatischen Sulfonats in einer wasserlöslichen Salzform vorliegt, die Natrium, Kalium, Ammonium oder ein Alkylammonium umfaßt.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Sulfonatbestand­ teil des alkylaromatischen Sulfonats in Säureform vorliegt.
17. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das wenigstens eine mehrwertige Kation wenigstens ein zweiwertiges Kation ist.
18. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem das wenigstens eine zweiwertige Kation Calcium- und/oder Magnesiumkationen sind.
19. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem das wenigstens eine Kation Calcium ist.
20. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das Gas weiterhin Stickstoff, Methan, Röstgas, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Luft, oder Mischungen davon umfaßt.
21. Schaumbildende Zusammensetzung umfassend:
  • - Wasser,
  • - eine wirksame schaumbildende Menge eines Dampf-Schaum- Umleitungs-Tensids, und
  • - eine effektive maskierende Menge wenigstens eines Präzipitationskontrollzusatzes bzw. eines Präzipitationsverhinderungszusatzes,
wobei der Präzipitationsverhinderungszusatz aus einem α-Olefinsulfonatdimer (AOSD) besteht, und
wobei das Dampf-Schaum-Umleitungs-Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus α-Olefinsulfonaten, alkylaromatischen Sulfonaten mit einem Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 600 oder Mischungen davon besteht,
wobei das Verhältnis der Tenside zu wenigstens einem Präzipitationskontrollzusatz weniger als etwa 5:1 ist.
22. Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, bei der das alkylaromatische Sulfonat wenigstens eine Alkylgruppe aufweist, die aus 16 bis 40 Kohlenstoffatomen besteht.
23. Zusammensetzung gemäß Anspruch 22, bei der die wenigstens eine Alkylgruppe aus 20 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht.
24. Zusammensetzung gemäß Anspruch 22, bei der das alkylaromatische Sulfonat, als Natriumsalz, ein mittleres Molekulargewicht von etwa 475 bis 525 hat.
25. Zusammensetzung gemäß Anspruch 24, bei der die wenigstens eine Alkylgruppe eine lineare Alkylgruppe oder eine verzweigte Alkylgruppe ist.
26. Zusammensetzung gemäß Anspruch 22, bei der das α-Olefinsulfonatdimer (AOSD) 16 bis 40 Kohlenstoffatome enthält.
27. Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, bei der das Verhältnis des Tensids zu dem α-Olefinsulfonatdimer (AOSD) etwa 5:1 bis etwa 5:3 beträgt.
28. Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, bei der das Verhältnis des Tensids zu dem α-Olefinsulfonatdimer (AOSD) etwa 10:3 bis etwa 5:2 beträgt.
29. Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, bei der das wenigstens eine Tensid ein alkylaromatisches Sulfonat ist, das in einer Menge von etwa 0,3 bis 1,0 Gew.-% in der Zusammensetzung vorhanden ist und der Präzipitations­ kontroll- bzw. verhinderungszusatz in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,4 Gew.-% in der Zusammensetzung vorhanden ist.
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