JPH06510594A - 高度に粘稠な石油生成物を回収及び流動化させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高度に粘稠な石油生成物を回収 及び流動化させる方法 本発明は、高度に粘稠な石油生成物を掘削油井の穿孔又はパイプラインを通って 回収及び流動化させる改善された方法に係る。

高度に粘稠な石油生成物又は残渣（特にＡＰＩ等級１５以下のもの）をダクト内 を流通させることは、高い粘度及びこれにより流動性が低いことにより困難であ る。

これらの高度に粘稠な生成物の流動性（及び回収性）を改善する方法は、軽質の 原油グレード（ｇｒａｄｅｓ）又は炭化水素を該生成物に添加することでなる。

このような配合は系の粘度を低下させ、従ってその流動性は増大するが、かなり 大きい設備コストを必要とし、かなり高価であるとの欠点を示す。さらに、常に 軽質フラクション又は原油グレードを利用できるものでもない。

パイプライン内における高度に粘稠な生成物の流動性を改善する他の方法は、パ イプラインに沿って一定間隔で多数の加熱手段を設置するものである。このよう にして加熱された原油又は石油生成物は低い粘度を有し、従って容易に運ばれる 。これらの加熱手段は運ばれている生成物の一部を燃料として作動される。この 技術では、輸送される生成物の１５〜２０％が失われる。

パイプラインを通って重質の石油生成物又は残渣を運ぶ方法は、多少流動性の水 性エマルジョンとしてパイプライン内をポンプ輸送するものである。かかるエマ ルジョンは水中油型（０／　ｆ）であり、運ばれるべき原油よりは明らかに流動 性である 乳化剤としては、高い油レベルを有する安定かつ流動性の水中油型エマルジョン を生成するものでなければならない。

有利な方法に関して、乳化剤は安価であり、ポンプ輸送の間に安定であるエマル ジョンを生成しうるちのであることが必要である。

これまでに提案された乳化剤は上述の要求を充分に満足するものではない。

たとえば、米国特許第４．２４６．９２０号、同第４．２８５．３５６号、同第 ４．２６５．２６４号及び同第４．２４９．５５４号は、油レベルわずか５０％ のエマルジョンを開示する。これらの条件下では、パイプラインの容積の半分は 石油の輸送に利用されないことを意味する。

一方、カナダ国特許第１．１０８．２０５号、同第１．１１３．５２９号及び同 第１．１１７．５６８号に開示された方法では、米国特許第４．２４６．９１９ 号と同様に粘度の低下はかなり小さく、しかも油割合は比較的低い。

これに対して、米国特許第４．７７０．１９９号には、カルボキシル化、エトキ ン化、プロポキシ化のものと非イオン系アルコキフル化界面活性剤との複雑なブ レンドでなる乳化剤が開示されている。このブレンドに含有される非イオン系界 面活性剤は温度に対して明らかに感受性であり、従って特定の温度条件下では水 に対して不溶性となる。さらに、上述の界面活性剤は非常に高価であり、方法の コストを増大させる。

最後に、ヨーロッパ特許第２３７．７２４号では、乳化剤としてカルボキシル化 エトキシレート及びスルフェートエトキシレートの混合物が使用されているが、 これら生成物は市販品ではなく、かなり高価である。

このように、本発明の目的は、非常に粘稠な石油生成物を回収及び流動化させる 方法にあり、該方法は従来法の上述の欠点を解消又は少なくとも部分的に低減さ せるものである。

これによれば、本発明の第１の態様は、高度に粘稠な石油生成物を回収及び流動 化させる方法において、前記高粘性石油生成物を、（Ａ）イオウ含量少なくとも １０％（好ましくは１１〜１８％）、（Ｂ）２０℃における水溶性少なくとも１ ５重量％（好ましくは２０〜６０重量％）、（Ｃ）濃度１重量％におけろ水の表 面張力の低下１０％以下（通常８％以下）の各特性を有する有機スルホネートの アルカリ金属塩又はアンモニウム塩（該スルホネートのナトリウム塩と対比され る）の中から選ばれるスルホネート分散剤の水溶液と接触させることにより水含 量少なくとも１５％の水性分散液として回収及び流動化させることを特徴とする 高粘性石油生成物の回収及び流動化法に係る。

「高度に粘稠な」又は「高粘性」石油生成物とは、通常の技術によって油井から 抽出されない非常に高度に粘稠な原油、又は各種の源からの石油残渣（たとえば 大気圧残渣又は減圧残渣）をいう。いずれの場合にも、かかる非常に粘稠な石油 生成物はＡＰＩ比重１５°以下、３０℃における粘度４００００ｍＰａｓ以上を 有する。

上述の特性（すなわち、水への溶解性、氷表面張力の低下が小さいこと、イオウ 含量）は、かかるスルホン化分散剤と通常のスルホン化界面活性剤とを明らかに 区別するものである。後者（通常の界面活性剤）は全（異った特性（すなわち、 水溶性に乏しいこと、氷表面張力をかなり低下させること、しばしば１０％以下 となるイオウ含量）を示す。特に、上述の特性のうち初めの２つは、分散剤を界 面活性剤から区別するために重要なものである。

上述の要求を満足するスルホネート分散剤の代表的な例は、（アルキル）ナフタ レンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合による生成物、スルホン化ポリスチ レン、リグノスルホネート、特殊な芳香族フラクションを二酸化イオウで処理す ることによって得られる酸化スルホン化反応生成物である。

一般に、分散技術を発揮する有機スルホネートは分子量１０００以上の物質であ る。水に対するかなり大きい溶解性及び無機塩（通常スルフェート）の存在のた め、これらの分子量の正確な測定は極めて困難である。

しかしながら、上記分散剤スルホネートは本来大きい分子量を有しくたとえばリ グノスルホネート）、又は分子量を増大させる方法によって調製される。たとえ ば、（アルキル）ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合反応から得 られる市販の分散剤が知られている。

「（アルキル）ナフタレンスルホン酸」とは、ナフタレンスルホン酸又はアルキ ルナフタレンスルホン酸（ナフタレン部分の１〜３個の水素原子が同数のＣｌ− ４アルキル基で交換されている）又はこれらの混合物をいう。

上述のホルムアルデヒド−ナフタレンスルホン酸縮合物は市場で容易に見られる 生成物である。さらに、その分子量、又は実際には構成するナフタレンスルホン 酸とホルムアルデヒドとの異なる比により異なる各種のものが使用できる。

（アルキル）ナフタレンスルホン酸−ホルムアルデヒド縮合物の塩（ｒＣＡＮＦ ’　ｓＪ）は、スルホン酸を（アルキル）ナフタレン酸と反応させ、ついで得ら れた（アルキル）ナフタレンスルホン酸をホルムアルデヒドと縮合させることに よって調製される。

ホルムアルデヒド／（アルキル）ナフタレンスルホン酸の比は、かかる比の値が 小さい場合には重合度が充分ではな（、大きすぎる値では縮合物を架橋して、得 られる生成物が水及び油の両方に対して不溶性となるため重要である。　代表的 なＣＡＮＦの調製法については、Ｕ１ｍａｎｎ’ｓ　Ｅｎｃｙｌｏｐｅｄｉａ　 ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｈｅ＋５ｉｓｔｒｙ、５ｔｈＥｄ、、　Ｖｏｌ 、　八８．　ｌ）、　５８７に報告されている。

ナフタレン及びアルキルナフタレンの混合物又は純度レベル１００％より小、常 に８５％以上を有するナフタレンに由来する生成物は有効に作用する。

上述の特性を示すスルホネート分散剤は、特殊なフラクション（主に芳香族性） の「酸化スルホン化反応」法によって調製されるものである。ここでは、上述の フラクションを３０３で処理して、スルホン化させるだけでなく、分子量を増大 させる方法を表示するものとして「酸化スルホン化反応」との表現を使用する。

上述の方法（ヨーロッパ特許公開第３７９．７４９号に開示）は、 一液状又はガス状の三酸化イオウを、水蒸気クラッキングからの燃料油の８０２ 溶液と、Ｓ０３：燃料油の重量比０．７：１〜１．７　：　１　、Ｓｏｗ　：　 ＳＯｓの重量比０．５：１〜１０：１、温度Ｏ〜１２０℃で８０３が完全に又は 実質的に完全に変化するまで接触させ； 一蒸発によってスルホン化燃料油から二酸化イオウを除去し； 一スルホン化燃料油をアルカリ金属又は水酸化アンモニウムの水溶液で中和し； 一中和されたスルホン化分散剤を回収する；ことからなる。

ここで、用語「水蒸気クラッキングからの燃料油」は、軽質オレフィン（特にエ チレン）を生成するために使用されるナフサ及び／又は軽油クラッキングからの 高沸点液状残渣を表示するものである。この燃料油は市販品の中には見られない ものであり、その価格はカロリー基準に基づいて算定される。

多くのエチレンは、世界的に、水蒸気の存在下において軽油及び／又はナフサを クラッキングすることによって生成されている（Ｕ１ｍａｎｎ’ｓ　Ｅｎｃｙｌ ｏｐｅｄｉａ　ｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ、ＡＩ Ｏ，ｐ、４７参照）。

反応生成物は、一部は水素、メタン、アセチレン、プロパン等の如きガス；２８ 〜２０５℃の範囲の沸点を有する液状フラクション；及び高沸点残渣（いわゆる 「水蒸気クラッキングからの燃料油（ＦＯＫ）Ｊ）で構成される。

この燃料油は、クラッキング装置の操作条件、中でも原料の種類を関数として各 種の収率で生成される。

燃料油の収率は、クラッキング装置に軽油を供給する場合には代表的には１５〜 ２０％であり、ナフサを供給する場合には２〜５％である。得られる燃料油の化 学組成も前記パラメーターを関数として多少の変化を示す。

いずれの場合にも、かかる生成物は芳香族化合物の最小含量７０％（通常８０〜 ９０％）　（ＡＳＴＭ　Ｄ２５４９ｉ：：従イカラムクロマトグラフィーによっ て測定）を含有し、残余が飽和化合物及び極性化合物でなる。　、。

ＦＯＫの芳香族化合物部分は、その少な（とも７５％が２以上の縮合環をもつ芳 香族及びアルキル芳香族化合物でなる。

ＦＯＫの少なくとも５０％は３４０℃より低い温度（３４０℃−）で沸騰する。

一般に、ＦＯＫの炭素含量は８０％以上であり、ＦＯＲの粘度（１５℃において ）は０．９７０＆ｖ／　ｄａ”である。

ＦＯＲを二酸化イオウに溶解し、得られた溶液を液状又はガス状の二酸化イオウ と接触させる。特に、０〜１２０℃の範囲の温度、反応混合物を液相に維持する 圧力（一般に１，５〜４５バール）、三酸化イオウ：　ＦＯＫの重量比０．７： ｌ〜１．７：１において同時に反応混合物を撹拌しながら反応を行う。１２０℃ より高い温度での操作は、得られるスルホネート分散剤の特性が完全には満足で きるものではないため不利である。

好適な具体例では、三酸化イオウ：　ＦＯＫの重量比０．８：１〜１．６：１に おいて反応温度は２０〜１００℃である。

二酸化イオウを反応混合物に徐々に添加して溶液中におけるＦＯＫ濃度を２０〜 ５０％に維持することが有利である。

二酸化イオウを完全に又は実質的に完全に変化させるために必要な反応時間は一 般に１０〜１２０分の範囲内であり、代表的には約７０分である。

スルホン化の終了時、圧力を減すること及び任意に反応混合物を通して不活性ガ ス（たとえば窒素）を流動させること（極微量の二酸化イオウをも除去するため ）によって反応混合物から二酸化イオウを除去する。

二酸化イオウを除去する間、反応混合物をスルホン化工程の間に採用したものと 同じ程度の温度に維持することが有利である。このようにして分離された二酸化 イオウは、予め凝縮された後、スルホン化工程に再循環されるか、又は他の用途 （たとえば硫酸製造設備）に送給される。いずれの場合にも、二酸化イオウは充 分な純度レベルを有しており、予め精製処理を行う必要がない。

二酸化イオウを分離した後に得られたスルボン化ＦＯＫを、アルカリ金属又はア ンモニウムの水溶液（好ましくは水酸化ナトリウム水溶液）での処理によって塩 化する。

得られた生成物は、実験条件下に応じて１００００〜４００００の分子量（Ｍｆ ）（２つの検出器（屈折率及び示差粘度計）による液相でのゲル浸透によって測 定）を有する。このような分子量の増大は反応条件下におけるＳ０３の酸化能力 （スルホン化能力以外に）によるものである。

このようにして、有機スルホネート１００ｇ当たりスルホン基０．３５〜０．７ ０モル（平均）を含有するスルホン化有機化合物７５〜８５％（乾燥基準）、残 余が少量の結晶水以外に硫酸塩又は亜硫酸塩でなるスルホン化分散剤の水溶液が 得られる。

本発明による方法に話を戻すと、用語「分散系」とは、１つの相が連続性であり 、少なくとも１つの他の相が微細に分散している多相系をいう。

「分散剤」とは、分散系の形成を促進するか又は分散系を安定化させる生成物又 は生成物のブレンドをいう。

本発明による分散系では、連続相が水であり、分散相（微細に分布している）が 重質石油生成物の粒子（固状又は液状）でなる。

本発明の水性分散液は、主に静電装置により、上述の如くして調製された分散剤 によって安定化される。

石油生成物：水の重量比は広い範囲で、たとえば９゜：１０〜１０：９０で変化 される。もちろん、明らかに経済的理由により、石油残渣を高レベルで使用する ことが好ましいが、この場合、得られる分散液は過剰に大きい粘度を有すること になる。

分散液の最適組成（流動化されるべき石油生成物の種類に左右される）は、分散 液の全重量に対して１５〜４０％の範囲の水を含有する。

分散剤の量も被流動化生成物の種類に左右される。

いずれの場合にも、安定かつ流動性の分散液を得るために必要な分散剤のレベル は０．２〜２．５％、好ましくは０．４〜１．５％である。（いずれの百分率値 も水及び石油生成物の合計量に対する分散剤の量に基づくものである。） 重質石油生成物の水性分散液は次の如（して調製される。

初めにスルホン化分散剤の塩（好ましくはナトリウム塩）を水に溶解させる。

ついで、分散剤水溶液を被流動化石油生成物に添加し、得られた相をタービンに より、又はパドル型撹拌機、又は遠心ポンプで撹拌することによって分散液を調 製する。

重質の原油（通常の技術では流動化されない）を収容する油井の場合には、原油 を上述の操作法によって回収する。

詳述すれば、分散剤水溶液を、回収ポンプよりも深′い位置又はこれと等しい位 置で原油と接触するように油井に注入する。

この場合、ポンプによって生ずる機械的な混合作用により、油井水頭で流動性の 水性分散液を十分に生成できる。

これに関して、原油を水性分散液として効果的に回収するために必要な良好なレ オロジー特性が、分散液の均質性及び水相中に分散される粒子（固状又は液状） のサイズに左右されないことは重要である。

換言すれば、本発明による方法は特殊な混合様式を必要としないし、分散された 粒子に関する特殊なサイズに左右されない。実際のところ、分散された重質油が 顕微鏡サイズの粒子状である場合にも原油は流動、回収される。

本発明による分散液は長い保存期間にわたって非常に保存安定性である（実際、 数百時間後でも相分離が観察されない）。

このように、上述の分散液は必要に応じて好適なタンク内で保存され、所望時に パイプライン又はタンカーに移される。

さらに、水性分散剤溶液を使用することによって前記重質の石油生成物を回収又 は流動化させる技術は、低コストの生成物（極めて入手容易な物質を出発原料と して得られる）（分散剤として使用）による利点を有量後に、従来の有用な界面 活性剤とは異なり、非常に高度に水溶性である分散剤が水の表面張力をあまり低 下させないため、本発明による石油残渣水性分散液への泡止め剤の添加は必要で はない。

本発明をさらに良好に説明するため以下の実施例を本発明による化合物の分散特 性を示すため、出所の異なる２種類の非常に粘稠な石油生成物について実験を行 った。

第１のものは、ＡＰＩ等級９；粘度（３０”Ｃにおいて）：本来の状態において １２００００ｍＰａｓ及び３０％軽油で希釈後８００ｍＰａ５を有するｒ　Ｇｅ １ａＪ原油である。

第２の生成物は、ＡＰＩ等級１３及び粘度（３０℃において）　８００００ｍＰ ａｓを有する＋３７０℃蒸留残渣ｒ　ＢｅｌａｙｍＪである。

融解させるために温度約６０℃まで加熱した石油生成物を分散剤の水溶液に添加 し、ついで得られた混合物を約１１０００Ｏｒｐで１０〜５０秒間タービン撹拌 機で撹拌することによって分散液を調製した。

得られた分散液を室温（約２０〜２２℃）に放置した。

時間毎に相分離について分散液をチェックし、分散液のレオロジー特性の測定を 行った。

これらの測定（その結果を表１に報告する）を行うため、降伏応力を示す物質に 代表的なスリップ現象を低減させるためにナールドポブ（ｋｎｕｒｌｅｄ　ｂｏ ｂ）を有するクエット形レオメータ−Ｂａａｋｅ　ＲＶ１２　（モデルＭＶＩＰ 。

ボブ半径２０．０４ｍｍ、トルク半径２１．００ｍｍ、ボブ高さ６０ｍｍ）を使 用した。このボブの分散液中への導入の間、エツジ効果を最少にさせる空気の泡 を保持するようにボブの底を後方に配置した。すべての測定を、ボブークエット システムの金属を湿潤させうるサンプル（相分離を生じさせない）のみを使用し て３０℃で実施した。

応力の測定については、非常に短い時間（５秒）でせん断速度を１００秒−１の 一定値まで増大させ、つづいて一定のせん新条件下で一定時間応力を変化させる ことによって測定を行った。

非常に短い時間で粘度が一定値に達した（表１に報告する）。

降伏応力（すなわち流動化原油の塊状物の流動を開始させるために必要な最小の 応力）を補性によって算定した。使用した方法はＣａ５ｓｏｎモデル（せん断速 度の平方根を関数として応力の平方根を示すチャートを作成し、ついで得られた 曲線をせん断速度０に直線的に補性することでなる）に基づくものである。せん 断速度Ｏにおけるインターセプト値の２乗が所望の降伏応力値である。

実施例１−８ これらの実施例において使用した分散剤は、ナフタレンスルホン酸とホルムアル デヒドとの縮合物のナトリウム塩（イオウ含量：１３．２％）である。その１０ ％水溶液の表面張力（２５℃において）は、純粋な水が７１，５ｄｙｎｅ／ｃｍ であるのに対し？０．５ｄｙｎｅ／　ｃｍである。該分散剤の２０℃における水 溶性は約４４．５％である。

実施例８は、これらの分散剤濃度レベルでは通常のポンプで送給するには高すぎ る粘性の安定な懸濁液が得られるため比較例と見なされる。

表　１ 実施例　原油　分散剤　Ｈ２Ｏ時間　粘度　降伏強さ 口Ｅ厘」（種類）（重量％）（重量％）（時間）　（ｍＰａｓ）２股Ｉ　Ｇｅ１ ａ　Ｏ，４２９，８１２０６７０１，６”　”　”　”　４８０　４５０　１． ０２　Ｇｅ１ａ　Ｏ，６３０，０１２０３９００，５〃”　”　〃３８４　３１ ０　０．６ ３　Ｇｅ１ａ　１．５　２９．６　７２　２７０　０．７”　”　”　’１２６ ４　４００　１．０４　Ｇｅ１ａ　１．５　２９．５　７２　２６０　０．９” 　”　”　”　２８８　３４０　１．１５　Ｇｅ１ａ　２．４　２９．６　９６ 　２２０　０．７”　”　”　”　２８８　２２０　０．５６　Ｇｅ１ａ　Ｏ， ９３６，３７２１０００，３”　”　”　”　２８８　１１０　０．４７　Ｂｅ ｌａｙｍ　１．０　２９．８　９６　１９５　０．３”　”　”　”　２８８　 １ｇ５　０．３８　Ｇｅ１ａ　Ｏ，１２９，９１２０９６０１，０／／”　”　 〃３８４　１０００　２．６実施例４のテストに当たっては、石油残渣に分散剤 の水溶液を添加することによって実施した。その結果（実施例３のものとほぼ等 しい）は、分散液を調製するための両方法は等しいことを示している。

実施例９−１２ 実施例１に示したものと同じ方法に従って操作することによって、ヨーロッパ特 許公開第３７９．７４９号に開示された分散剤（Ｐｒ１ｏｌｏ　（５ｉｃｉｌｙ ）のクラッキング装置で生成された水蒸気クラブキング燃料油を３０３でスルホ ン化し、得られたスルホン化物をＮａＯＨ水溶液で中和することによって得られ たちの；以下、簡略化のためｒ　ＦＯＫＰＪと表示する）を使用して分散液を調 製した。

特に実施例９ではＳＯｘ／　５０ｓ／　ＦＯＫＰの比＝　１．４７／　０．８０ ／１、Ｓ０３の添加中の温度２１〜３７℃、最終温度８０℃の条件下で調製した 分散剤を使用している。分散剤は、本来の状態では、活性成分７９重量％を含有 し、残余が硫酸塩及び亜硫酸塩１６．３重量％及び結晶水４．７重量％でなる。

実施例１０では、ＳＯｘ／　ＳＯｓ／　ＦＯＫＰの比＝　１．４８／　１．４９ ／１、Ｓ０３の添加中の温度１１〜３３℃、最終温度１００〜１０９℃の反応条 件下で調製した分散剤を使用した。該分散剤は、本来の状態では、活性成分７０ 重量％を含有し、残余が硫酸塩及び亜硫酸塩２５．２重量％及び結晶水４．８重 量％でなる。

実施例１１では、ＳＯ２／　ＳＯ３／　ＦＯＫＰの比＝　１．４８／　１．２９ ／１、ＳＯ３の添加中の温度１５℃（初期温度）以上、最大１１１℃以下の条件 下で調製した分散剤を使用した。該分散剤は、本来の状態では、活性成分７２． ９重量％を含有し、残余が硫酸塩及び亜硫酸塩２２．１重量％及び結晶水５．０ 重量％でなる。

実施例１２では、ＳＯ２／　ＳＯ３／　ＦＯＫＰの比＝　１．５５／　０．９７ ／１、ＳＯｌの添加中の温度１２〜３６℃、最終温度７９〜８３℃の各条件下で 調製した分散剤を使用した。該分散剤は、本来の状態では、活性成分７９．６重 量％を含有し、残余が硫酸塩及び亜硫酸塩１４．８重量％及び結晶水５．６重量 ％でなる。

ヨーロッパ特許公開第３７９．７４９号に開示された如（して調製した分散剤は いずれもイオウ１１．６〜１３．８％を含有し、水溶性４１〜４７％を有し、氷 表面張力の低下３〜８％を生ずる。

表２において、数字は異なる分散剤に係り、文字は異なる処方に係る。

表　２ 実施例　原油　分散剤　■２０　時間　粘度　降伏強さ く番号）（種類）（重量％）（重量％）（時間）　（＋ｌ’ａｓ）匣９ａ　Ｇｅ １ａ　１．０　２９．５　２６４　８００　２．０１　”　”　〃　５７６　１ １５０　２．０／／　／ｌ　／／　〃　１４６４　１３００　２．０９ｂ　”　 ０．６　３０．０　５０　２５０　１．０１０ａ　Ｇｅ１ａ　ＯＪ　３０．１　 １４４　６４０　０．４”　”　”　〃　３８４　５００　１．７１０ｂ　”　 ０．６　２９．７　７２　１９０　０．０〃　／／　〃　ｌ／　２８８　２０５ 　０．２１０ｃ　”　１，０　３０．３　２４　７０　０．０”　”　／’　〃 ３１２　９３　０．０”　”　”　〃９１２　７５　０．０ １０ｄ　Ｂｅ１ａｙ鳳　１．０　３０．０　９６　２８５　０．２”　”　”　 ／　２８８　２０５　０．０１１ａ　Ｇｅ１ａ　Ｏ，６３０，０５０２９００， ０１１ｂ　／　１．０　２９．４　２６４　２７０　０．０〃　／／　ｌ／　５ ７６　３４０　０．０／／　〃　〃　１４６４　２６０　０．０１１ｃ　／／　 １゜０　２９．９　６００　２００　０．０〃　ｌ／　／／　〃　９３６　２３ ０　０．０／／　／／　〃　〃　１００８　２９０　０．０１ｉｄ　〃　１．０ 　３０．２　６００　１５０　０．ＯＩ〆　〃　／ｌ　／ｌ　９３６　１５０　 ０，５”　”　”　”　１００８　１４０　０．０１２ａ　／１０．６　３０． ０　５０　２９０　０．３これらデータから、上述のスルホネートの流動化特性 及び得られる分散液の保存安定性が評価される。

実際の生産現場でのテストに係る実施例この実施例では、水性分散剤溶液を使用 してＧＥＬＡ１０５油井に関して実施した生産テストの傾向を報告する。

油井の状況を図１に報告する。

油井１０５は重質油を生産する井戸であり、原油に対して１ｏ容量％のレベルで 軽油をチュービングとケーシングとの間でなる環状領域（環部Ａ）に注入するこ とにより流動化され、深さ１１１５ｍに配置されかつ従来の種類の表面ユニット によって稼働されるロッドポンプ（Ｂ）によって人工的に回収される。軽油での 流動化におけるネットの油虫産量は約３０ｍ”７日である。

油井の設備に何ら変更を加えることなく、ただしテストの実施に当たり、軽油の 代わりに水性分散剤溶液を理論的０／ｌ比が７０／　３０となる流量で注入する ことにより水性分散液での生産テストを行った。

油井の条件の変化がほぼ無視できるものとなるようにすると共に、ネットの油の スルーブツトを一定に維持するよう試みた。かかる目的のため、軽油を分散剤の 水溶液に交換する前に、ロッドポンプのプランジャーのストロークを１７５ｃｍ 　（７０インチ）から２１２．５ｃ膳（８５インチ）に増大させたところ、理論 的油スルーブツトが２８ｍ”／日から３９．５ｍ’／日に増大した。

地上設備を図２に概略して示す。

以下の記載は、測定したパラメーター、採用した方法及びテストのタイムスケジ ュールを開示する。

測定したパラメーター テストの間に時間毎に次のパラメーター、すなわちグロスのスルーブツト；流動 化剤（軽油又はＤｆの流量）；油井水頭の温度及び圧力；含水率を測定した。

さらに、生成された流体サンプルを６時間毎に取り出し、粘度、含水率、軽質分 のレベル（％）について評価した。−６時間毎に集められたサンプル中の軽質成 分／軽油のレベル（％）をストリッピングによって測定した。テストの間に生成 された原油中の軽油流動化剤の含量（％）の評価を、流動化剤を含有しない原油 サンプルとの比較によって実施した。

−含水率をＭａｒｃｕｓｓｏｎ法によって測定した。

−粘度の測定を、ボブ−カップ形を有しかつナールドボブを使用する回転式粘度 計Ｈａａｋｅ　ＲＶ１２を使用することによって実施した。せん断速度を０〜４ ００秒−１の範囲内で変化させることによって流動曲線を測定した。集められた 分散液サンプルの均質性が巨視的に失われるため、すべてのサンプルをＵｌｔｒ ａｔｕｒｒａｘタービンを２００Ｏｒｐｍで使用することによって均質化した。

一各テスト工程の間に、機械形の動力計を使用してポンピングサイクルの記録を 行った。

測定した主なパラメーターの傾向を図３．４及び５に示す。

テストにおけるタイムスケジュール テストは次の５つのステップでなり、各ステップにおいて異なる状況が生ずる。

（Ｆｌ）：軽油（約１０％）で流動化させ、油井をポンプでの回収状態に保持す る。

（Ｆ２）：環流体（軽油）の１．２％Ｄ？による交換（注入量＝１６冨３／日） （分散剤の流量は０／ｌの比７０／３０を有する０／ｌ分散液の総重量に関する 。

従って、注入される溶液の真の濃度は示された濃度に１００／　３０＝　３．３ ３を掛けることによって得られる。） （Ｆ３）：１．０％ＤＷ（注入量：１３．５票３／日）で流動化させ、油井をポ ンプでの回収状態に保持する。

（Ｆ４）：０．６％ＤＷ（注入量：１３．５票３／日）で流動化させ、油井をポ ンプでの回収状態に保持する。

（Ｆ５）：流動化させずに油井をポンプでの回収状態に保持する。

表３に代表的なパラメーター及び生成された流体の特性を５つのテストステップ に関して報告する。

テストに関するコメント 一ホルムアルデヒドと縮合させたナフタレンスルホン酸のナトリウム塩（分散剤 ４０重量％を含有する濃縮溶液として供給）を真水で希釈することによって好適 な濃度のＤＷ浴溶液各々約３（ｂ３のバッチとして調製した。

一交換ステップの間に、ＤＷ　１．２％溶液を流量２４ｍ３／日で注入した。こ のステップの間における過剰濃度及び高い流量値は、念のため、特定量の添加剤 の使用を可能にし、プロダクションチュービングの壁のぬれ性を変化させつるよ うにするためのものである。

−環部内における軽油の交換の間に生ずる生産率の強力な増大（図３）は、この ステップの間に得られる０／ｆ分散液の極めて良好なレオロジー特性によるもの であろう。事実、注入されるＤＷの流量の値（２４ｍ３／日）及び回収された生 成物の流量の値（平均７０ｍ３／日）はＯ／ｆの比的６５／　３５を示し、これ は１５０ｍＰａ５よりも低い粘度、すなわち軽油によって流動化された油の約８ ０倍低い値に相当する。

−油井による油生産の突然の増大の場合には、地層水のスルーブツトの増大の危 険を回避するため油井水頭のチョークを部分的に閉じる。油井水頭チョークを部 分的に閉じたままでテストを続けた。

−生成する流体の粘度の時間に対する傾向を、含有される水の傾向と共に図５に 報告する。報告したすべての０／Ｗ比について、分散液が油井水頭に常に到達す るとのプラスの結果が強調される。特に、Ｏ／Ｗ比が８０／　２０であっても、 連続相は常に水であり、分析したサンプルのすべてについて軽油での希釈によっ て得られるものよりも良好なレオロジー特性が保持されていた。

一流動化の効果を評価するため、下記の式として定義される油井水頭生産インデ ックス（ｐｚ、、、、）によってテストの傾向を表すことが好適であると考えら れる。

Ｐ１□、、＝　Ｑ、、　、／　（ＳＴ）ＩＰ−ＦＴＩ（Ｐ）（式中、Ｑ。１１は ネットの油の流量であり、５ＴＯＰは静油井水頭圧であり：及びＦＴＨＰは流動 油井水頭圧である。） 各ステップについて、静圧５ＴＨＰは、チュービング内に収容された流体の静水 頭に基づいて算定される。

各テストステップの間におけるＰｌ、、、、の挙動（図６に報告する）から、Ｄ Ｗによる系の流動化によって誘発された生産率の増大が明確に認められる。軽油 流動化系（Ｐｌ、、、、＝２．５　（票３／日）（ｋｇ／Ｃ１す）を１重量％分 散剤によって分散させた系（ＰＩｂ、、ｄ＝４．５（翼３／日）０９／　ＣＩ” ））に交換する場合、ネットの油生産率は２倍となった。０．６重量％分散剤を 使用して分散液を生成する場合には、さらに生産率が増大した（Ｐｌ、、、、＝ 　５　（諷３／日）（Ｊ！９／　ｃａｂ”））。

−動力計による分析では、軽油による油の流動化及びＤＷによる油の流動化のい ずれの間においても、油井は自然に排出するが、流動化を行わない（ステップＦ ５）場合には、ポンプを稼働させる必要があることを示した。

この事実は、体積効率挙動（流動化剤（ＤＷ又は軽油）の存在下では１００％、 及び流動化剤が存在しない油については８０％である）によっても確認される。

いずれにしても、動力計での測定値から、両流勧化系（軽油又はＤｆによる）の 存在下におけるポンプ能率の重大な差異は観察されなかった。

−軽油によって流動化させた生成物の粘度と比較して、分散液の粘度の温度によ る影響がかなり少ないとの観察は重要である。かかる特徴は、両方の系に関して ２５〜５５℃の範囲内で移動する温度に対する粘度の挙動（図７に報告する）に よって証明される。

現地テストの結果、本発明による分散剤と混合した油の水性分散液として原油を 生成及び輸送することに関して、いずれも有効であることが認められた。特に、 下記の結論が導き出される。

原油生産の可能性 一ロッドボンプによって行われる機械的混合作用及び環部への水溶液の注入は、 流動性分散液の形成及び生成に充分である。

一〇／Ｗ比＝７０／３０を有する分散液の粘度は、１０〜１２重量％の軽油で希 釈された石油よりも３０〜５０倍低い（２５０〜４００ｍＰａ５に対して約１２ ５００＋Ｐａ５）。

−Ｏ／Ｗ比が８０／　２０に近いものである場合でも、油井から排出される生成 物は０／１分散液の特性を保持しており、軽油で流動化された石油よりも良好な レオロジー特性を発揮する。

一系を軽油による流動化から分散系に変換させる際に得られる粘度のかなりの低 下は、チュービングに沿った圧力低下をかなり低下させ、油井の高生産インデッ クスのため、ネットの石油生産量が３０ｍ”／日からピーク値１００■３／日以 上へと増大する。生産量を油井水頭チョークに関する作用によって初期の値に戻 した。

一油井の生産量は、ＰＩｈ＊ａ＜値が２．５（鳳３／日）（＆９／　ｃｍ２）か ら５　（、”／日）（ｋｇ／Ｃｌ２）に増大する際に急激に増大した。−生成さ れた分散液のレオロジー特性及びＰＫｅａｄ値は、分散剤添加剤を１重量％のレ ベルで使用する場合よりも０．６重量％のレベルで使用する場合に良好である。

フローライン内における分散液の輸送性−０／Ｗ分散液の良好なレオロジー特性 は、油井から原油貯蔵センターまでのフローライン（約ｌ　Ａｍ）においても圧 力低下値をかなり低下させる。事実、圧力低下は、流量３４ｍ”／日における３ ｋｙ／ｃ■２（軽油による流動化システム）から流量４３ｍ３／日における０、 　５ｈ９／　ｃｍ２（分散システムの場合）に低下する。

−〇／Ｗ分散液の粘度は、軽油で希釈した石油よりも温度変化に対する感受性が かなり小さい（図７）。

表　３ 生成物及び油井状況に関するデータの比較ポンプのストローク（インチ）　７０ 　８５　８５　８５理論的吐出量（冨’／ｄ）　２８　３９．５　３９．５　、 　３９．５流動化剤圧力（ｋｇ／Ｃ１ｌ”）　４３　２９　２６実際の吐出パラ メーター クロスのスルーブツト（冨”＃）　４２　６４．８　４３．２　３０ＴＨＰ（ｋ ｇ／　ｃｍ”）　４．２　７．２　６．２　１６ＴＨＴ（℃）　２６．５　２０ 　２１ 生成した流体 軽質乃クシ３ン（重量％）　１５．６　４．６　５．４　４．５水含量（重量％ ）　０．１　２９．８　２８．１　１．５フローラインへの輸送 グロスのスルー１フト（属”／ｄ）　３４　４３−３０圧力低下（７１９／Ｃｌ １１”）　３　０．５−１０Ｆ　１　：　１９９３年２月１９日午前１２：００ に集められた原油サンプル０Ｇ１０５；流動化剤：軽油 Ｆ　３　：　１９９３年２月２２日午後５二〇〇に集められた原油サンプル０Ｇ １０５；流動化剤：ＤＷ１％Ｆ　４　：　１９９３年２月２６日午後１＝００に 集められた原油サンプル０Ｇ１０５；流動化剤：Ｄ？０．６％Ｆ５：流動化剤の 添加を中止して４８時間後の１９９３年３月３日に集められた原油サンプルＯＧ 　１０５［１］：Ｎ＝ニュートン流体（せん断速度から独立した粘性を示す） Ｔ＝チキソトロピック流体（せん断速度の増大につれて又は一定のせん断速度条 件下において粘度が増大する） 図２ａの使用符号の説明 １−油性水頭 ２−ＤＷ注入ポンプ ３−ＤＷ輸送タンク ４−市販のＤＮＭ　５Ｈ４０溶液の貯蔵タンク５−ＤＷ調製タンク ６−水／ＤＮＭ　５Ｈ４０調製溶液用ポンプ７−チョークマニホルド ８−ヒーター ９−ツイン測定タンク １〇−生成した流体をＣＲＯ（原油センター）に輸送するためのポンプ １１−クラスター １２−含水率メーター 油井　ＧＥＬＡ　１０５ の概略ダイアグラム 禮 ［６／）…］　−＋ｃｗ−４１Ｍ ％ｉＩ 【龍ｄＬＬｌ］　ｌ轟 讃＊♀ （６υｄＬｕ）′ＸＩ界 国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　Ｓ Ｅ）、　ＢＲ，ＣＡ、ＪＰ、　ＫＺ、　ＮＯ，ＲＵ、　ＵＳ （７２）発明者　マルコツーリオ　アルマントイタリー国ミラノ州サンドナトミ ラネーゼイ−２００９７ビア　トレンド　４ （７２）発明者　ボルガレーロ　エンリーコイタリー国チューリン　イー１０１ ５１　コルソ　グロセット　２７４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高度に粘稠な石油生成物を回収及び流動化させる方法において、前記高粘性 石油生成物を、（Ａ）イオウ含量少なくとも１０％、（Ｂ）２０℃における水溶 性少なくとも１５重量％、（Ｃ）濃度１重量％における水の表面張力の低下１０ ％以下の各特性を有する有機スルホネートのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩 （該スルホネートのナトリウム塩と対比される）の中から選ばれるスルホネート 分散剤の水溶液と接触させることにより水含量少なくとも１５％の水性分散液と して回収及び流動化させることを特徴とする、高粘性石油生成物の回収及び流動 化法。 ２　請求項１記載の方法において、前記分散剤が、（Ａ）イオウ含量１１〜１８ ％、（Ｂ）２０℃における水溶性２０〜６０重量％、（Ｃ）濃度１重量％におけ る水の表面張力の低下８％以下の各特性を有するものである、高粘性石油生成物 の回収及び流動化法。 ３　請求項１又は２記載の方法において、前記分散剤が、（アルキル）ナフタレ ンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物のアルカリ金属塩又はアンモニウム 塩の中から選ばれるものである、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 ４　請求項１又は２記載の方法において、前記分散剤が、液状又はガス状の三酸 化イオウを、水蒸気クラッキングからの燃料油のＳＯ２溶液と、ＳＯ３：燃料油 の重量比０．７：１〜１．７：１、ＳＯ２：ＳＯ３の重量比０．５：１〜１０１ 、温度０〜１２０℃でＳＯ３が完全に又は実質的に完全に変化するまで接触させ 、蒸発によってスルホン化燃料油から二酸化イオウを除去し、スルホン化燃料油 をアルカリ金属又は水酸化アンモニウムの水溶液で中和し、中和されたスルホン 化分散剤を回収することによって得られたナトリウム又はアンモニウムスルホネ ートの中から選ばれるものである、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 ５　請求項４記載の方法において、スルホン化工程を、温度２０〜１００℃、三 酸化イオウ：燃料油の重量比０．８：１〜１．６：１で操作することによって行 う、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 ６　請求項１記載の方法において、分散液における水含量が分散液の全重量に対 して１５〜４０％の範囲内である、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 ７　請求項１記載の方法において、前記高粘性石油生成物がＡＰＩ１５°より低 い比重を有するものである、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 ８　請求項１記載の方法において、分散剤の量が分散液の全重量に対して０．２ 〜２．５％の範囲内である、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 ９　請求項８記載の方法において、分散剤の量が分散液の全重量に対して０．４ 〜１．５％の範囲内である、高粘性石油生成物の回収及び流動化法。 １０　ポンプ輸送可能な高粘性石油残渣の水性分散液において、非常に粘稠な石 油生成物６０〜８５％、請求項１記載の１以上の分散剤０．２〜２．５％を含有 し、残余が水でなることを特徴とする、ポンプ輸送可能な石油水性分散液。 １１　請求項１０記載のものにおいて、前記分散剤を０．４〜１．５％の量で含 有してなる、ポンプ輸送可能な石油水性分散液。