MX2011009599A - Metodo para la extraccion de hidrocarburos a partir de materiales que contienen hidrocarburos y/o de procesamiento de materiales que contienen hidrocarburos. - Google Patents

Metodo para la extraccion de hidrocarburos a partir de materiales que contienen hidrocarburos y/o de procesamiento de materiales que contienen hidrocarburos.

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Liang-Tseng Fan
Mohammad Reza Shafie
Julius Michael Tollas
William Arthur Fitzhugh Lee
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Abstract

La presente invención se refiere a un método para la extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos, el cual incluye las etapas de proveer un primer líquido que comprende un líquido de aguarrás o trementina; poner en contacto el material que contiene hidrocarburos con el líquido de aguarrás para formar una mezcla de extracción; extraer el material de hidrocarburo dentro del líquido de aguarrás; y separar el material de hidrocarburo extraído a partir de un material residual no extraído.

Description

MÉTODO PARA LA EXTRACCION DE HIDROCARBUROS A PARTIR DE MATERIALES QUE CONTIENEN HIDROCARBUROS Y/O DE PROCESAMIENTO DE MATERIALES QUE CONTIENEN HIDROCARBUROS Campo de la Invención La presente invención se refiere al campo de la extracción de hidrocarburos a partir de materiales que los contienen.
Antecedentes de la Invención La licuefacción, solubilización y/o extracción de combustibles fósiles, también denominados materia orgánica que contiene hidrocarburos, en forma sólida, semi-sólida, altamente viscosa o viscosa (referida de manera individual y conjuntamente como combustibles fósiles de aquí en adelante) ha probado ser extremadamente desafiante y difícil. Como se utiliza aquí, tales combustibles fósiles incluyen, pero no se limitan a, materia orgánica que contiene hidrocarburos dentro de carbón de hulla, esquito bituminoso, arenas bituminosas, y arenas asfálticas (de aquí en adelante denominadas de manera conjunta como arenas bituminosas), así como también petróleo crudo, petróleo crudo pesado o extra pesado, betún crudo, kerógeno, asfalteno y/o asfalto natural. La dificultad puede atribuirse en parte al hecho de que estos combustibles fósiles incluyen polímeros orgánicos complejos unidos mediante enlaces de oxígeno y azufre, los cuales con frecuencia están incrustados en las matrices de compuestos inorgánicos. Existe la necesidad de producir materia prima de hidrocarburos líquidos, adicional para la fabricación de combustibles líquidos y gaseosos así como también para la producción de diversos productos químicos, materiales farmacéuticos y de diseño conforme aumenta la demanda y consumo de estos materiales a base de hidrocarburos.
Varias tecnologías o procesos han sido desarrollados para licuar, solubilizar y/o extraer los combustibles fósiles. Ninguna de las tecnologías o procesos de licuefacción, solubilización y extracción de la técnica anterior, sin embargo, ha demostrado ser comercialmente viable a gran escala para todos los tipos de combustibles fósiles que se conocen. Esto es debido al hecho de que todas las tecnologías y procesos de la técnica anterior para la licuefacción, solubilización o extracción de hidrocarburos desarrolladas hasta la fecha son caras para utilizarse y trabajarse. Adicionalmente, los procesos y tecnologías de la técnica anterior para la licuefacción, solubilización y/o extracción de hidrocarburos pueden ser difíciles de escalar, operar y/o controlar debido a una o más de las siguientes razones: (1) operación a una presión inmoderadamente elevada; (2) operación a una muy alta temperatura; (3) la necesidad de recipientes y equipo de procesamiento caros y que requieren el suministro externo de hidrógeno bajo condiciones extremas; (4) sometimiento a una mezcla, o composición, de dos o más reactivos, catalizadores y/o promotores, los cuales frecuentemente con altamente tóxicos y no son ni renovables ni reciclables; (5) requerimiento del suministro de una forma especial de energía, por ejemplo, radiación de microondas; (6) largos tiempos de procesamiento para licuefacción parcial, solubilización o extracción; (7) requerimiento de partículas extraordinariamente finas con un tamaño de aproximadamente malla 200 (0.074 mm), lo cual es profundamente difícil y costoso de fabricar y manejar; y (8) incapacidad de recuperar y reciclar los reactivos, catalizadores y/o promotores necesarios. De este modo, existe una necesidad de proveer técnicas y procesos adicionales para la recuperación aumentada de materiales de hidrocarburos.
En el pasado, experimentos a baja escala han demostrado que soluciones de d-limoneno pueden actuar como disolventes para materiales que contienen hidrocarburos. Sin embargo, el d-limoneno es solamente parcialmente exitoso en la solubilización de materiales que contienen hidrocarburos. Además, debido a que el d-limoneno es extraído a partir de cortezas de cítricos, éste está disponible solo en cantidades limitadas y a un costo elevado en comparación con otros disolventes.
Otros disolventes utilizados en el pasado incluyen soluciones alcalinas y mezclas de alcohol-agua. Estas composiciones son solo marginalmente útiles para la solubilización de materiales que contienen hidrocarburos debido a la baja solubilidad de los hidrocarburos en soluciones acuosas.
Otros métodos de la técnica anterior utilizan tolueno y/o xileno para re-licuar parafinas y aceite espeso a un material menos viscoso. Tales métodos re-licuan las parafinas usando uno o más productos químicos volátiles, muy peligrosos y causantes de cáncer. Estos productos contaminan potencialmente el agua subterránea y deben ser manejados con extrema precaución como se indica en cada Hoja de Información de Seguridad del Material de los productos químicos. Las parafinas y el aceite espeso se regresan a su estado original una vez que el producto ha sido re-volatilizado produciendo depósitos en las líneas de flujo o "pérdidas" en los tanques de almacenamiento.
Los materiales que contienen hidrocarburos "amargos" contienen más de aproximadamente 0.5% de azufre en peso. El gas "amargo" contiene más de 4 ppm de H2S y otra materia gaseosa sulfonada. Este azufre puede existir en la forma de azufre libre elemental, gas de sulfuro de hidrogeno, y varios otros compuestos de azufre, incluyendo pero no limitándose a, sulfuro, disulfuro, mercaptanos, tiofenos, benzotiofenos, y similares. Cada material o gas crudo puede tener diferentes cantidades de diferentes tipos de compuestos de azufre, pero típicamente la proporción, complejidad y estabilidad de los compuestos de azufre son mayores en las fracciones de petróleo crudo más pesadas. El gas de sulfuro de hidrogeno es un peligro para la salud porque es venenoso. Adicionalmente, el sulfuro de hidrogeno puede reaccionar con agua para formar ácido sulfúrico, el cual puede corroer el equipo, las líneas de las tuberías, tanques de almacenamiento, y similares. De este modo, es importante que aquellos materiales que contienen hidrocarburos que contienen azufre que son reactivos sean modificados para reducir los efectos corrosivos y para evitar los riesgos a la salud asociados con materiales que contienen hidrocarburos que contienen azufre, sin tratamiento.
Para las operaciones de perforación primaria, sería ventajoso emplear un proceso que mejorara la solubilización y que fomente el movimiento de materia orgánica que contiene hidrocarburos adicionales o atrapados que podrían ser recuperados posteriormente, permitiendo que los gradientes de presión existentes fuercen a la materia orgánica que contiene hidrocarburos a través del pozo. En particular, sería útil solubilizar hidrocarburos más pesados que los que usualmente permanecen en la reserva a través de las operaciones de perforación primaria.
Para las operaciones de recuperación de petróleo secundarias y terciarias o de mejoradas, sería ventajoso emplear un proceso que mejorara la solubilización del petróleo para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos en la reserva en una forma que sea rentable y que no dañe la reserva. Sí bien existen métodos efectivos y composiciones para operaciones terciarias, los métodos actuales sufren debido a lo costoso de las operaciones en comparación con el valor de la materia orgánica producida que contiene hidrocarburos.
Compendio de la Invención De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un método para la extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos, incluye los pasos de proveer un primer líquido que incluye un líquido de aguarrás y poner en contacto al material que contiene hidrocarburos con el líquido de aguarrás de forma tal que se forme una mezcla de extracción, así como también un material residual. La mezcla de extracción contiene cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos y el líquido de aguarrás. El material residual incluye material no soluble procedente del material que contiene hidrocarburos. El material residual también puede incluir una porción reducida de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en la circunstancia en donde todo el material que contiene hidrocarburos no ha sido solubilizado por el líquido de aguarrás y desplazado dentro de la mezcla de extracción. El material residual es entonces separado de la mezcla de extracción. La mezcla de extracción es separada adicionalmente en una primera porción y una segunda porción. La primera porción de la mezcla de extracción incluye un flujo de producto de hidrocarburo que incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos, extraída del material que contiene hidrocarburos. La segunda porción de la mezcla de extracción incluye cuando menos una porción del líquido de aguarrás. En una modalidad, cuando menos una porción del líquido de aguarrás es reciclado al líquido de extracción de hidrocarburos.
En otra modalidad, sustancialmente toda la materia orgánica que contiene hidrocarburos es extraída dentro de la mezcla de extracción. En tal modalidad, los materiales residuales están esencialmente libres de petróleo y pueden ser usados posteriormente o desechados sin impacto al medio ambiente.
En otra modalidad, la presente invención provee un método para reducir la velocidad de o inhibir la corrosión de una superficie o material corrosible. Durante la transportación, perforación, operaciones en el fondo del pozo, exploración, producción de hidrocarburos, almacenamiento, o manipulación del material que contiene hidrocarburos, por ejemplo por medio de líneas de tubería, cisternas, revestimientos, herramientas de pesca, o cabezas de perforación, las superficies de metal que hacen contacto con los compuestos que contienen azufre en los materiales que contienen hidrocarburos pueden corroerse. Por medio de la reducción de la velocidad de corrosión de las superficies corrosibles, se realizan ahorros importantes en los costos.
Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es un esquema de una modalidad de un aparato para la recuperación de hidrocarburos a partir de arenas bituminosas.
La Figura 2 es un esquema de una modalidad de un aparato para la recuperación de hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso La Figura 3 es un esquema para una modalidad de un aparato para la recuperación de hidrocarburos a partir de carbón.
La Figura 4 es un esquema para la recuperación mejorada de hidrocarburos a partir de la reserva subterránea.
La Figura 5 muestra el curso del tiempo del porcentaje de recuperación de bitumen versus tiempo de contacto con varios líquidos (d-limoneno, mezcla de líquidos de aguarrás, y agua) hasta por 30 segundos.
La Figura 6 muestra la cantidad de bitumen recuperado sobre un rango de proporciones de Líquido a Arenas Asfálticas de 1 : 1 a 6: 1 después de un tiempo de contacto de 97 segundos para la mezcla de líquidos de aguarrás y d-limoneno.
La Figura 7 muestra la cantidad de bitumen recuperado sobre un rango de proporciones de Líquido a Arenas Asfálticas de 1 : 1 a 6: 1 después de un tiempo de contacto de 5 minutos.
La Figura 8 muestra la cantidad de bitumen recuperado sobre un rango de proporciones de Líquido a Arenas Asfálticas de 1 : 1 a 3 : 1 después de un tiempo de contacto de 15 minutos.
Descripción Detallada de la Invención En un aspecto, la presente invención se relaciona con una composición de uso fácil para la extracción, licuefacción y/o solubilización de combustibles fósiles a partir de carbón, esquisto bituminoso, arenas bituminosas y similares, así como también de yacimientos.
De acuerdo con una modalidad, se provee un método que incluye los pasos de licuefacción, solubilización y/o extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos, tal como por ejemplo, carbón, esquisto bituminoso, arenas asfálticas, o un yacimiento que contiene petróleo crudo pesado, petróleo crudo, gas natural (el cual frecuentemente coexiste con los petróleos crudos y otros de dichos combustibles fósiles), o una combinación de estos. La materia orgánica que contiene hidrocarburos incluye, pero no se limita a, petróleo crudo pesado, petróleo crudo, gas natural, gas de petróleo, y similares. La materia orgánica que contiene hidrocarburos puede ser solida, semi-solida, líquida, fangosa, líquida viscosa, líquida o de forma gaseosa. Otros materiales que son materiales que contienen hidrocarburos, adecuados para tratamiento usando el método de esta invención incluyen líquidos y sólidos que incluyen materiales que contienen hidrocarburos así como también material residual. Materiales ejemplares que contienen hidrocarburos también pueden incluir fondos de tanques de petróleo, y mezclas de lechadas y lodos de fosos o estanques, desechos de comida, estiércol, abono, fangos de alcantarilla o basura municipal. La licuefacción, solubilización y/o extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos incluye el paso de proveer un líquido de extracción de hidrocarburo, poner en contacto el material que contiene hidrocarburo con el líquido de extracción de hidrocarburos de forma que se extraiga cuando menos Una porción de dicha materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de dicho material que contiene hidrocarburos dentro de dicho líquido de extracción de hidrocarburos para crear una mezcla de extracción que incluya la materia orgánica que contiene hidrocarburos que ha sido removida del material que contiene hidrocarburos y el líquido de extracción de hidrocarburos, y separar la materia orgánica extraída en el líquido de extracción de hidrocarburos de cualquier material residual no extraído. El líquido de extracción de hidrocarburos puede incluir una cantidad de un líquido de aguarrás, tal como por ejemplo, terpineol. El aguarrás derivado de fuentes naturales generalmente incluye una cantidad de terpeno. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye a-terpineol.
Otra modalidad de la invención comprende el poner en contacto el material que contiene hidrocarburos con una mezcla de líquido de aguarrás a la cual de aquí en adelante se referirá como la mezcla de líquidos de aguarrás. La mezcla de líquidos de aguarrás incluye a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, y p-cimeno. En una modalidad, el líquido de aguarrás de componentes múltiples incluye cuando menos 30% de a-terpineol, y cuando menos aproximadamente 15% de ß-terpineol. En otra modalidad, la mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 40-60%» de a-terpineol, aproximadamente 30-40% de ß-terpineol, aproximadamente 5-20% de ß-pineno, y aproximadamente 0-10% de p-cimeno. En otra modalidad, la mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 50% de a-terpineol, aproximadamente 35% de ß-terpineol, aproximadamente 10% de ß-pineno, y aproximadamente 5% de p-cimeno. En una modalidad alternativa, una mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 40-60% de a-terpineol, aproximadamente 30-40% de a-pineno, aproximadamente 5-20% de ß-pineno, y aproximadamente 0-10%» de p-cimeno. En otra modalidad, una mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 50%» de a-terpineol, aproximadamente 35%» de a-pineno, aproximadamente 10%» de ß-pineno, y aproximadamente 5% de p-cimeno.
En ciertas modalidades, la proporción del líquido de aguarrás al material que contiene hidrocarburos está en el rango de aproximadamente 1 :2 y 6: 1 en peso, o en un rango de aproximadamente 1 :2 y 4: 1 en peso. En otra modalidad la proporción del líquido de aguarrás al material que contiene hidrocarburos está en el rango de aproximadamente 1 : 1 y 3: 1 en peso. En modalidades relacionadas con la recuperación de yacimientos, la proporción puede ser mayor que o igual a aproximadamente 3: 1, y en otras modalidades relacionadas con la recuperación de reservas la proporción puede ser mayor que o igual a aproximadamente 4: 1. Para propósitos de la extracción a partir de un yacimiento, se utiliza el volumen de poro para determinar una medida estimada del material que contiene hidrocarburos. En otros aspectos de esta invención, tales como en el uso de asfálticas y carbón y esquisto bituminoso, el volumen del material que contiene hidrocarburos puede ser estimado más directamente.
En ciertas modalidades, la materia orgánica mínima contenida en el material que contiene hidrocarburos es mayor que o igual a aproximadamente 1% en peso, en otras modalidades mayor que o igual a aproximadamente 10% en peso, y aun en todavía otras modalidades adicionales mayor que o igual a aproximadamente 14% en peso del material que contiene hidrocarburos.
Las arenas asfálticas, carbón, esquisto bituminoso, gas natural, kerógeno, bitumen, asfalto, como se utilizan aquí, pueden contener tan poco como aproximadamente 1% de materia orgánica que contiene hidrocarburos que ocurre de manera natural. Los métodos y líquidos descritos son operables para la extracción de hasta aproximadamente 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de materiales que contienen hidrocarburos que contienen de muy poco a muy altas cantidades de hidrocarburos (esto es, material que incluye tan poco como aproximadamente 1% en peso de material de hidrocarburo hasta material que incluye hasta aproximadamente 100% en peso de material de hidrocarburo).
En una modalidad de la invención, un reactivo de licuefacción, solubilización o extracción de elección para la materia que contiene hidrocarburos es un aguarrás natural, sintético o mineral, el cual puede incluir a-terpineol o ser el a-terpineol mismo.
En ciertas modalidades, la licuefacción, solubilización y/o extracción de combustibles fósiles o materia orgánica que contiene hidrocarburos puede ser llevada a cabo a una temperatura dentro del rango de aproximadamente 2 °C a aproximadamente 300 °C. En ciertas modalidades, la materia orgánica o material es puesto en contacto con un líquido de aguarrás a una temperatura de menos de aproximadamente 300 °C, o menos de aproximadamente 60 °C. En otras modalidades, las temperaturas de licuefacción, solubilización y/o extracción pueden estar dentro del rango de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 200 °C. La presión bajo la cual la licuefacción, solubilización y/o extracción de combustibles fósiles es llevada a cabo puede típicamente estar dentro del rango de aproximadamente 1.0x104 Paséales (0.1 atm) a aproximadamente 5.0x106 Paséales (50.0 atm). En ciertas modalidades, el proceso puede ser llevado a cabo a una presión de entre aproximadamente 5.0x104 Pascales (0.5 atm) y aproximadamente 8.0x105 Pascales (8.0 atm). En ciertas modalidades, los combustibles fósiles o la materia orgánica que contiene hidrocarburos que va a ser licuada, solubilizada y/o extraída por medio de la inmersión en, o por contacto con, uno o más líquidos de aguarrás puede estar en la forma de partículas, piezas, trozos o bloques de combustibles fósiles cuyos tamaños están dentro del rango de aproximadamente 0.74 mm a aproximadamente 10 mm dentro de la porción interior de un recipiente de licuefacción, solubilización o extracción (referido de aquí en adelante como el reactor o recipiente de contacto, de manera intercambiable) que contiene uno o más de dichos reactivos de licuefacción, solubilización y/o extracción. En ciertas modalidades, los tamaños de partículas, piezas, trozos o bloques de combustibles fósiles están dentro del rango de aproximadamente 0.149 mm (malla 100) a aproximadamente 20 mm. En ciertas modalidades, las partículas, piezas, trozos o bloques de combustibles fósiles son agitados al hacer pasar el reactivo o reactivos de licuefacción, solubilización y/o extracción en la forma de un líquido a través de las partículas, piezas, trozos o bloques mediante la ebullición del reactivo o reactivos. En ciertas modalidades, la duración de la licuefacción, solubilización y/o extracción es desde aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 90 minutos. Los combustibles fósiles pueden ser parcialmente o completamente licuados, solubilizados y/o extraídos; el grado de licuefacción, solubilización y/o extracción puede ser efectuado controlando las condiciones de operación, tales como la temperatura, presión, intensidad de agitación y duración de la operación, y/o ajustando el tipo, cantidad relativa y concentración del reactivo o reactivos de licuefacción, solubilización o extracción en el reactor.
La base de un aspecto de la presente invención es el descubrimiento inesperado de que cuando fueron agregados aproximadamente 500 gramos del reactivo, a-terpineol, a aproximadamente 250 gramos de una muestra de carbón que tiene un diámetro de partícula de menos de aproximadamente 25 mm procedente de la veta Pittsburgh en el Condado de Washington de Pennsylvania, en una charola, el color del reactivo se volvió negro como el carbón casi inmediatamente, y permaneció así por varias horas. Esto indicó que el cambio de color no fue debido a la suspensión de las partículas de carbón, sino más bien fue indicativo de la extracción de materia orgánica que contenía hidrocarburos a partir del carbón. Subsecuentemente, esta mezcla 2: 1 de a-terpineol y la muestra de carbón fue transferida desde la charola a una jarra sellada ajustadamente y tapada y fue mantenida bajo condiciones ambientales de aproximadamente 20 °C y ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm) por aproximadamente 25 días. Se determinó que la conversión (esto es, el grado de licuefacción), de la muestra de carbono fue de aproximadamente 71% en peso después de filtrarse, lavarse con etanol, secarse y pesarse. Esta conversión de 71% en peso corresponde a casi todo el bitumen solubilizable (materia orgánica) presente en la muestra de carbón cuyo análisis aproximado fue de 2.00% en peso de humedad recibida, 9.25% de ceniza seca, 38.63% de materia volátil seca, y 50.12% de carbón fijado seco. Una serie de experimentos subsecuentes con carbón, así como con esquisto bituminoso y arenas asfálticas bajo varias condiciones de operación, ha mostrado que la familia de reactivos que incluye aguarrás natural y/o sintético que contienen pinenos, y alcoholes de pineno, esto es, terpineoles, son extremadamente efectivos en la licuefacción, solubilización y/o extracción de kerógeno (materia orgánica), bitumen (materia orgánica) y/o asfalteno (materia orgánica) en los combustibles fósiles, incluyendo carbón, esquisto bituminoso, arenas bituminosas, petróleo crudo pesado y/o petróleo crudo, sin requerir la ayuda de ningún catalizador o metales alcalinos. Estos reactivos, excepto el aguarrás mineral que se deriva del petróleo, son renovables y "verdes," esto es, bajos en toxicidad, y relativamente baratos, en comparación con todos los otros reactivos de licuefacción, solubilización y/o extracción para los combustibles fósiles, tales como la tetralina, xileno, antraceno, y varias soluciones o mezclas de estos reactivos con otros compuestos. Incluso el aguarrás mineral derivado del petróleo, aunque no es renovable, es relativamente bajo en toxicidad, es barato y reciclable. También se encontró que cualquiera de dichos reactivos de licuefacción, solubilización y/o extracción penetra o se difunde dentro de las partículas, piezas, bloques o trozos de combustibles fósiles a través de sus poros a velocidades apreciables, de este modo causando que estas partículas, piezas, trozos o bloques liberen subsecuentemente la fracción licuable, solubilizable o extraíble en ellos con frecuencia casi de manera completa incluso bajo las condiciones más benignas, por ejemplo la temperatura y presión ambientales, que aquellas requeridas por las invenciones recientes que tienen que ver con la licuefacción, solubilización y/o extracción de los combustibles fósiles, tales como el carbón, esquisto bituminoso, arenas asfálticas, petróleo crudo y petróleo crudo pesado.
Un aspecto de la presente invención provee un método de licuefacción, solubilización y/o extracción de combustibles fósiles o materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de material que contiene hidrocarburos, tales como carbón, esquisto bituminoso y arenas bituminosas, en donde una porción de los combustibles fósiles sólidos o semi sólidos es puesta en contacto con un líquido de aguarrás en una mezcla de extracción, la cual puede estar en la ausencia de un metal alcalino, catalizador, hidrogeno (¾) y/o monóxido de carbono (CO). Si bien el hidrogeno y el CO pueden ser útiles como agentes de mezclado, una modalidad de la invención incluye el proceso y la composición en ausencia de hidrogeno y CO.
En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de entre aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, polímeros de estos, y mezclas de estos. En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de ot-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l ,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos.
La presente invención evita las desventajas ambientales, económicas y prácticas que han afligido a los sistemas de extracción previos. A la fecha, los disolventes que comprenden varios tensoactivos, agentes activos de superficie, soluciones alcalinas o ácidas, sales, compuestos orgánicos volátiles, y alcoholes han sido usados con grados de éxito variables. Sin embargo, cada una de estas formulaciones de disolvente conocidas pueden tener ciertas desventajas que una o más modalidades de la presente invención superan. En una modalidad, los líquidos de extracción renovables y "verdes" de la presente invención se derivan naturalmente y están sustancialmente libres de tensoactivos. En otra modalidad, los líquidos de extracción están libres de tensoactivos. Adicionalmente, el uso de los líquidos de extracción de la presente invención para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de formaciones geológicas que ocurren naturalmente evitan los costos económicos y ambientales asociados con otros reactivos conocidos de licuefacción, solubilización, y/o extracción para combustibles fósiles.
En ciertas modalidades, un aspecto de la presente invención provee un método para extraer materiales que contienen hidrocarburos usando un líquido sustancialmente libre de surfactantes, no acuoso y que comprende un líquido de aguarrás. Los disolventes no acuosos tienen la ventaja de una menor fuga al medio ambiente, extracción incrementada de hidrocarburos, prevención de la formación de ácido sulfúrico al hacer contacto con los gases de sulfuro de hidrogeno y otros compuestos de azufre reactivos atrapados dentro de los materiales que contienen hidrocarburos, inhibición de la corrosión, reducción de la viscosidad, y eliminación del efecto de capilaridad.
De acuerdo con un aspecto, los combustibles fósiles sólidos o semi-sólidos u otros materiales que contienen hidrocarburos, tales como carbón, esquisto bituminoso, arenas asfálticas y petróleo crudo pesado, o por ejemplo fondos de los tanques de petróleo, lodos de fosos o piletas de petróleo, comida desechada, abono, fango de alcantarilla o basura municipal pueden ser provistos en cualquier tamaño que facilite el contacto con el líquido de aguarrás. Los combustibles fósiles o materiales que contienen hidrocarburos pueden ser provistos como partículas, piezas, trozos, o bloques, por ejemplo, grandes fragmentos o piezas de carbón o esquisto bituminoso. De acuerdo con un cierto aspecto de la invención, los combustibles fósiles o el material que contiene hidrocarburos es provisto como partículas. De acuerdo con un cierto aspecto de la invención, las partículas de combustible fósil o materiales que contienen hidrocarburos tienen un tamaño de partícula promedio de desde aproximadamente 0.01 mm a aproximadamente 100 mm. En ciertas otras modalidades, las partículas de combustible fósil tienen un tamaño de partícula promedio de desde aproximadamente 4 mm a aproximadamente 25 mm.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un segundo líquido puede ser agregado al líquido de aguarrás. De acuerdo con un cierto aspecto de la invención, el segundo líquido puede ser seleccionado a partir de alcoholes alifáticos inferiores, aléanos, aromáticos, aminas alifáticas, aminas aromáticas, bisulfuro de carbono y mezclas de estos. Las mezclas ejemplares incluyen disolventes fabricados en la refinación del petróleo, tales como petróleo decantado, petróleo de ciclo ligero y nafta, o disolventes fabricados en la destilación en seco de carbón y el fraccionamiento de carbono licuado.
Como se utiliza aquí, alcoholes alifáticos inferiores se refieren a alcoholes monohídricos y polihídricos primarios, secundarios y terciarios de entre 2 y 12 átomos de carbono. Como se utiliza aquí, aléanos se refieren a aléanos de cadena recta y cadena ramificada de entre 5 y 22 átomos de carbono. Como se utiliza aquí, aromáticos se refieren a compuestos monocíclicos, heterocílicos y policíclicos. Como se utiliza aquí, aminas alifáticas se refieren a aminas primarias, secundarias y terciarias que tienen sustituyentes alquilo de entre 1 y 15 átomos de carbono. En ciertas modalidades, se usa benceno, naftaleno, tolueno o combinaciones de estos. En otra modalidad, pueden usarse los alcoholes alifáticos inferiores anotados anteriormente. En una modalidad, el disolvente es seleccionado de etanol, propanol, isopropanol, butanol, pentano, heptano, hexano, benceno, tolueno, xileno, naftaleno, antraceno, tetralina, trietilamina, anilina, bisulfuro de carbono, y mezclas de estos, a una temperatura y presión operables para mantener el disolvente en forma líquida.
En ciertas modalidades, la proporción de líquido de aguarrás a cualquier otro disolvente miscible en aguarrás contenido en dicho fluido es mayor que o igual a aproximadamente 1 : 1, en ciertas modalidades mayor que o igual a aproximadamente 9:4. En ciertas modalidades, la proporción es mayor que o igual a aproximadamente 3: 1. En todavía otras modalidades, la proporción es mayor que o igual a aproximadamente 4: 1.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el combustible fósil y el líquido de aguarrás son puestos en contacto a una temperatura de desde aproximadamente 2 °C a aproximadamente 300 °C. En ciertas modalidades, el combustible fósil es puesto en contacto con el líquido de aguarrás a una temperatura de menos de aproximadamente 200 °C.
De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, el combustible fósil y el líquido de aguarrás son puestos en contacto a una presión de desde aproximadamente l .OxlO4 Paséales (0.1 atm) a aproximadamente 5.0xl06 Paséales (50 atm). De acuerdo con un aspecto, el método es ejecutado a una presión de desde aproximadamente 0.5 atm a aproximadamente 8 atm.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el método además incluye el proveer un recipiente de extracción dentro del cual el combustible fósil sólido o semi-sólido es puesto en contacto con el líquido de aguarrás. De acuerdo con un aspecto, se pueden proveer medios de agitación por medio de los cuales el combustible fósil y el líquido de aguarrás contenidos dentro del reactor o recipiente de extracción son mezclados y agitados.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el combustible fósil y el líquido de aguarrás pueden ser incubados en un tanque de retención, una línea de tubería, u otro recipiente apropiado de forma que se prolongue su tiempo de contacto. De acuerdo con un aspecto adicional, el grado de licuefacción, solubilización y/o extracción es controlado por medio de la longitud de tiempo que el combustible fósil sólido o semi- sólido está en contacto con el líquido de aguarrás y/o la temperatura de la mezcla del combustible fósil y el líquido de aguarrás.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el combustible fósil es puesto en contacto con un líquido heterogéneo que incluye un líquido de aguarrás y agua en ebullición como agitador. La acción de burbujeo del agua en ebullición causa la agitación incrementando de esta forma la superficie de contacto entre el combustible fósil y el líquido de aguarrás. De este modo, como resultado, se observa un grado mayor de extracción. Después de la extracción, el líquido de aguarrás que contiene hidrocarburos puede ser separado del agua usando la diferencia en las densidades de los líquidos, por ejemplo, en un tanque de sedimentación, decantador, u otro medio de separación conocido en la técnica.
En ciertas modalidades, la proporción del fluido de aguarrás a agua es mayor que o igual a aproximadamente 1 : 1 en volumen, para evitar la formación de lechada, la cual puede hacer la que sea difícil la separación de la materia orgánica extraída en el fluido que contiene líquido de aguarrás.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el combustible fósil entra en contacto con el líquido de aguarrás en la presencia de una entrada de energía seleccionada de energía térmica en exceso de aproximadamente 300 °C, presión en exceso de 50 atm, energía de microondas, energía ultrasónica, energía de radiación ionizante, fuerzas de corte mecánico, y mezclas de estas.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee un catalizador de licuefacción o solubilización a la mezcla del combustible fósil y el líquido de aguarrás.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la mezcla de reacción o de solubilización es suplementada por medio de la adición de un compuesto seleccionado de hidrogeno, monóxido de carbono, agua, óxidos de metal, metales, y mezclas de estos.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se incluye un microorganismo en la mezcla de reacción o de solubilización. Enlaces químicos seleccionados, por ejemplo, los enlaces cruzados de azufre y los enlaces cruzados de oxígeno, en los hidrocarburos de combustibles fósiles y otros materiales que contienen hidrocarburos son rotos por medio de tratamiento biológico con microorganismos termofílicos y quimiolitotróficos de tipo bacilo seleccionados de aislados que ocurren naturalmente derivados de manantiales de azufre caliente. El rompimiento de estos enlaces químicos selectos facilita la solubilización de hidrocarburos en los combustibles fósiles y otros materiales que contienen hidrocarburos.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se provee un método para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos que comprende un material de combustible fósil líquido viscoso, líquido o gaseoso. El método provee un primer líquido que incluye un líquido de aguarrás. El líquido de aguarrás es puesto en contacto con el material que contiene hidrocarburos in situ en una formación subterránea que contiene dicho material de combustible fósil, de este modo formando una mezcla de extracción de forma que se extraiga la materia orgánica que contiene hidrocarburos en dicho líquido de aguarrás y forme un líquido de extracción. El líquido de extracción es removido de dicha formación, en donde el líquido de extracción incluye el líquido de aguarrás que contiene la materia orgánica extraída que contiene hidrocarburos. La materia orgánica extraída que contiene hidrocarburos es separada de un material residual no extraído. El método puede incluir además la separación de dicho material orgánico extraído que contiene hidrocarburos, del líquido de aguarrás. El material de combustible fósil líquido viscoso, líquido o gaseoso puede ser petróleo crudo pesado, petróleo crudo, gas natural, o una combinación de estos. La formación subterránea puede ser una reserva de petróleo crudo o una reserva de gas natural, por ejemplo.
La presente invención puede ser puesta en uso fácilmente in situ para licuar y/o solubilizar directamente los combustibles fósiles en formaciones subterráneas, y extraer los productos líquidos resultantes a partir de tales formaciones.
Un reactivo de extracción ejemplar de la presente invención puede ser un fluido, por ejemplo, un líquido el cual puede tener una afinidad fisicoquímica muy fuerte con materia orgánica bituminosa, incluyendo bitumen, kerógeno y/o alquitrán, en carbón, esquisto bituminoso y arenas asfálticas. Cuando el reactivo de extracción de la presente invención y la materia orgánica bituminosa que comprende principalmente los hidrocarburos se ponen en contacto directo entre ellos, la materia orgánica es extraída en el reactivo de extracción de la presente invención, de este modo se licúa la materia orgánica. Al contacto, los hidrocarburos y el reactivo de extracción de la presente invención forman rápidamente una solución homogénea, esto es, un líquido de una fase.
Es posible sacar ventaja de la afinidad fisicoquímica entre el reactivo de extracción de la presente invención y la materia bituminosa para mejorar la recuperación de petróleo de reservas de petróleo bajo condiciones in situ. Las técnicas anteriores de recuperación in-situ aplicadas hasta la fecha en reservas de petróleo recurren principalmente al método llamado de desplazamiento frontal. Este proceso es estrictamente controlado por las características del flujo de fluido de fases múltiples en un medio poroso. Esto tiende a dejar una gran porción, que con frecuencia excede aproximadamente 40% del petróleo original, sin recuperar de la formación, incluso para los yacimientos de petróleo de baja viscosidad "buenos." El reactivo de extracción de la presente invención mejora la recuperación de petróleo superando el comportamiento complejo de las técnicas de flujo de fases múltiples previas que prevalecen en las condiciones in situ.
La presente invención provee un método mejorado para aumentar la fluidez y extracción de materiales que contienen hidrocarburos viscosos o inmovibles por medio del contacto de un material que contiene hidrocarburos con un líquido de aguarrás, el cual disminuye la viscosidad del material que contiene hidrocarburos. El flujo también es mejorado por la naturaleza no acuosa del líquido de aguarrás debido a la eliminación del efecto de capilaridad asociado con las soluciones acuosas. El contacto puede tener lugar in situ o ex situ.
La presente invención saca ventaja de la afinidad fisicoquímica muy fuerte del líquido de aguarrás.
Un método de la presente invención inyecta un reactivo de extracción de la presente invención en una reserva de petróleo o gas natural a través de un pozo de inyección.
El petróleo es extraído dentro del reactivo de extracción de la presente invención cuando los dos entran en contacto en una reserva de petróleo, de este modo dando lugar a una solución homogénea, esto es, un líquido de una fase. El reactivo de extracción de la presente invención no desplaza simplemente al petróleo conforme viaja desde el pozo de inyección hacia un pozo de producción en comunicación fluida con una formación subterránea. En vez de esto, la extracción del petróleo previamente atrapado dentro del reactivo de extracción de la presente invención continúa hasta que el reactivo de extracción es agotado completamente en la formación de la solución homogénea con el petróleo. Posteriormente, esta solución homogénea que incluye los hidrocarburos extraídos entonces fluye simplemente a través de los poros de la reserva como un líquido de una fase, eventualmente alcanzando un pozo de producción.
Los siguientes ejemplos ilustran tres modalidades específicas de métodos in situ para la recuperación de petróleo de la presente invención.
En una primera modalidad in situ, entre aproximadamente tres (3.0) a siete (7.0) volúmenes de poro de un reactivo de extracción de la presente invención son inyectados dentro de un yacimiento de petróleo que ha sido previamente inundado con agua hasta la saturación del petróleo residual mientras produce aproximadamente 51% del petróleo original en la reserva. La inyección subsecuente del reactivo de extracción puede producir inesperadamente aproximadamente un 41% adicional del petróleo original en la reserva. Esta modalidad del método fue validada experimentalmente, tal como se describe en el Ejemplo 22 que se presenta más adelante.
En una segunda modalidad in situ, entre aproximadamente dos (2.0) a cinco (5.0) volúmenes de poro de un reactivo de extracción de la presente invención son inyectados a un yacimiento de petróleo. Al inicio, la inyección del reactivo de extracción hace que se produzca petróleo solo hasta que se inyecta aproximadamente de un tercio (0.3) a tres cuartos (0.75) del volumen de poro del reactivo de extracción de la presente invención; a partir de entonces, se produce el reactivo de extracción de la presente invención dentro del cual el petróleo ha sido extraído. La mayoría del petróleo presente puede ser recuperado al inyectar entre aproximadamente uno y medio (1.5) a tres y medio (3.5) de volúmenes de poro total del reactivo. El método recupera inesperadamente aproximadamente 90% del petróleo original en la reserva. Esta modalidad del método también es validada experimentalmente, tal como se describe en el Ejemplo 22 descrito más adelante.
En una tercera modalidad in situ, un reactivo de extracción de la presente invención es inyectado para mejorar la recuperación de petróleo a partir de reservas de petróleo que contienen petróleo muy viscoso, por ejemplo, las reservas del "Cinturón de Petróleo del Orinoco" en Venezuela. El factor de recuperación para petróleo extra pesado con métodos de recuperación de la técnica anterior es bajo, típicamente dentro del rango de desde aproximadamente 10% a aproximadamente 15% del petróleo original en tales reservas. El aumento inesperado en la eficiencia de recuperación de estas reservas con la inyección del reactivo de extracción del líquido de aguarrás de la presente invención puede ser mejorado adicionalmente adoptando pozos horizontales tanto para el pozo de producción como para el pozo de inyección, y la humectación con vapor periódica de estos pozos.
La recuperación final de gas natural a partir de una gran reserva de gas puede ser aumentada con la inyección de un reactivo de extracción de la presente invención en un yacimiento. La producción de gas de tal reserva por lo general crea peligrosamente un hundimiento a gran escala sobre las superficies del campo de gas, por ejemplo, el campo "Groeningen" en los Países Bajos. Como tal, es frecuentemente necesario que la presión de la reserva sea mantenida por medio de la inyección de agua. El agua inyectada dentro de la reserva puede atrapar hasta aproximadamente 30% del gas in situ a alta presión debido al flujo de dos fases de agua y gas a través de la reserva con una baja permeabilidad. Con la inyección de un reactivo de extracción de la presente invención, sin embargo, el gas atrapado en la reserva es extraído dentro del reactivo y fluye hacia los pozos de producción. Por medio de la separación del reactivo y el gas en la superficie, el gas es recuperado y el reactivo es reciclado para su reutilización.
Los métodos de extracción de la presente invención pueden ser implementados después de que hayan sido realizados uno o más de los métodos conocidos para facilitar la producción de petróleo, por ejemplo, la inyección de C02 o gas natural y la adición de tensoactivos.
Aun otros aspectos y ventajas de la presente invención serán fácilmente claros para aquellos capacitados en la técnica a partir de esta descripción, en donde ciertas modalidades de la invención son mostrada y descritas simplemente a manera de ilustración del mejor modo contemplado para llevar a cabo la invención. Como se podrá notar, la invención es capaz de otras y diferentes modalidades, y sus varios detalles son capaces de ser modificados en varios aspectos obvios, sin alejarse de la invención. De acuerdo con esto, la descripción debe ser vista como ilustrativa en su naturaleza y no como restrictiva.
Modalidades Ejemplares para llevar a cabo la Invención Carbón En ciertas modalidades, carbón de antracita o bituminoso puede ser pulverizado a tamaños dentro del rango de desde aproximadamente 0.841 mm (malla 20) a aproximadamente 0.149 (malla 100), y subsecuentemente ser solubilizado y/o extraído, esto es, licuado, por medio de la inmersión en un líquido de aguarrás bajo una presión dentro del rango de desde aproximadamente l .OxlO5 Paséales (1 atm) a aproximadamente 2.0xl05 Paséales (2.0 atm). En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás puede ser aguarrás natural, sintético o mineral que incluya hasta aproximadamente 50-70% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 20-40% en volumen de ß-terpineol, y aproximadamente 10% en volumen de otros compuestos. Como se define aquí, el término "otros componentes" puede incluir aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir cuando menos un compuesto seleccionado de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En aun otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir cuando menos un compuesto seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. En ciertas modalidades, la cama de carbón de antracita o bituminoso pulverizado puede ser agitada por el paso de dicho líquido de aguarrás a una temperatura dentro del rango de entre 80 °C y aproximadamente 130 °C, o posiblemente hasta el punto de ebullición de dicho líquido de aguarrás. En ciertas otras modalidades, la duración de la solubilización y/o extracción, esto es, la licuefacción, puede estar dentro de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 40 minutos. En ciertas modalidades, el tiempo de contacto para la extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de carbón es menor de aproximadamente 5 minutos.
En algunas modalidades, puede molerse lignito, carbón café, o cualquier otro de los carbones de bajo rango a tamaños dentro del rango de desde aproximadamente 0.419 mm (mal 40) a aproximadamente 0.074 mm (mal 200), y subsecuentemente ser solubilizados y/o extraídos, esto es, licuados, por medio de su inmersión en un líquido de aguarrás bajo una presión dentro del rango de aproximadamente 1.0x105 Paséales (1 atm) a aproximadamente 2.0x105 Paséales (2.0 atm). En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás puede ser aguarrás natural, sintético o mineral que incluya aproximadamente 70-90% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 5-25% en volumen de ß-terpineol, y aproximadamente 5% en volumen de otros componentes. En otras modalidades, la cama de lignito pulverizado, carbón café o cualquier otro de los carbones de bajo rango puede ser agitada por medio del paso de dicho líquido de aguarrás a una temperatura en el rango de entre aproximadamente 80 °C y aproximadamente 130 °C, o posiblemente hasta el punto de ebullición de dicho líquido de aguarrás. En ciertas otras modalidades, la solubilización y/o extracción, esto es, la licuefacción, puede estar dentro de aproximadamente 20 minutos a aproximadamente 60 minutos. En ciertas modalidades, el tiempo de contacto para la extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de carbón es menor de aproximadamente 5 minutos.
Esquisto Bituminoso En ciertas modalidades, el esquisto bituminoso puede ser pulverizado a tamaños dentro del rango de desde aproximadamente 0.419 mm (malla 40) a aproximadamente 0.074 (mal 200), y subsecuentemente ser solubilizado y/o extraído, esto es, licuado, por medio de su inmersión en un líquido de aguarrás bajo una presión dentro del rango de aproximadamente l .OxlO5 Paséales (1 atm) a aproximadamente 2.0xl05 Paséales (2.0 atm). En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás puede ser natural, sintético o mineral que incluya aproximadamente 70-90% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 5-25% en volumen de ß-terpineol, y aproximadamente 5% en volumen de otros componentes. En ciertas otras modalidades, la cama de esquisto bituminoso pulverizado puede ser agitada por medio del paso de dicho líquido de aguarrás a una temperatura dentro del rango de entre aproximadamente 80 °C y aproximadamente 130 °C, o posiblemente hasta el punto de ebullición de dicho líquido de aguarrás. En otras modalidades, la solubilización y/o extracción, esto es, la licuefacción, puede ser de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 60 minutos. En ciertas modalidades, el tiempo de contacto para la extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso es menor a 5 minutos.
Arenas Asfálticas En ciertas modalidades, las arenas asfálticas pueden ser partidas a tamaños dentro del rango de desde aproximadamente 25.4 mm (malla 1) a aproximadamente 4.76 (malla 4), y subsecuentemente ser solubilizadas y/o extraídas, esto es, licuadas, por medio de su inmersión en un líquido de aguarrás bajo una presión dentro del rango de aproximadamente l .OxlO5 Paséales (1 atm) a aproximadamente 2.0xl05 Paséales (2.0 atm). En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede ser natural, sintético o mineral que incluya aproximadamente 40-60% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 30-50% en volumen de ß-terpineol, aproximadamente 5% en volumen de a y/o ß-pineno, y aproximadamente 5% en volumen de otros componentes. En otra modalidad, una cama de esquisto bituminoso pulverizado puede ser agitada por medio del paso de dicho líquido de aguarrás a una temperatura dentro del rango de entre aproximadamente 60 °C y aproximadamente 90 °C, o posiblemente hasta el punto de ebullición de dicho líquido de aguarrás. En otras modalidades, la solubilización y/o extracción, esto es, la licuefacción, puede ser de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 30 minutos. En ciertas modalidades, el tiempo de contacto para la extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas asfálticas es menor a 5 minutos.
Petróleo Crudo En ciertas modalidades, puede producirse petróleo crudo ligero y mediano in situ, esto es, retirado de una reserva subterránea, por recuperación primaria, secundaria o terciaria, por medio de la inyección de aproximadamente uno (1.0) a aproximadamente cinco (5.0) volúmenes de poro de un líquido de aguarrás. En otras modalidades, entre aproximadamente dos (2.0) y aproximadamente cuatro (4.0) volúmenes de poro de un líquido de aguarrás pueden ser inyectados. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede ser aguarrás natural, sintético o mineral que incluya aproximadamente 40-70% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 30-40% en volumen de ß-terpineol, aproximadamente 10% en volumen de a y/o ß-pineno y aproximadamente 10% en volumen de otros componentes. En ciertas modalidades, la inyección de un líquido de aguarrás puede ser seguida de la inundación con agua con aproximadamente uno (1.0) a aproximadamente tres (3.0) volúmenes de poro de agua.
En ciertas modalidades, puede producirse petróleo pesado y extra pesado in situ, esto es, retirado de una reserva subterránea, por recuperación primaria, secundaria o terciaria, por medio de la inyección de aproximadamente uno (1.0) a aproximadamente cinco (5.0) volúmenes de poro de un líquido de aguarrás. En otras modalidades, pueden inyectarse entre aproximadamente dos (2.0) y aproximadamente cuatro (4.0) volúmenes de poro de un líquido de aguarrás. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede ser aguarrás natural, sintético o mineral que incluya aproximadamente 50-70% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 20-35% en volumen de ß-terpineol, aproximadamente 10% en volumen de a y/o ß-pineno y aproximadamente 5% en volumen de otros componentes. En otras modalidades, el método puede ser usado en conjunto con la inyección de vapor previa a, durante, o después de la inyección de los líquidos de extracción de hidrocarburos.
Refiriéndonos a la Figura 1, se provee un aparato para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas asfálticas. El aparato 100 incluye un suministro de líquido de aguarrás 102, el cual puede opcionalmente estar acoplado a una bomba 104, para proveer líquido de aguarrás a un recipiente de contacto o recipiente de extracción 110. En ciertas modalidades, el suministro de líquido de aguarrás puede incluir medios para calentar el líquido de aguarrás. En ciertas modalidades, el recipiente de contacto puede ser un filtro rotatorio inclinado o tambor tamizador. La muestra de arena asfáltica 106 se provee al transportador 108 o aparato de alimentación similar para suministrar las arenas asfálticas a una entrada del recipiente de contacto 1 10. Opcionalmente, el transportador 108 puede incluir un tamiz de filtro o aparato separador similar para evitar que partículas de gran tamaño sean introducidas dentro del proceso. El recipiente de contacto 110 incluye cuando menos una entrada para que el líquido de aguarrás sea introducido y puesto en contacto con las arenas bituminosas. El recipiente de contacto 1 10 puede incluir una variedad de charolas o aletas 1 14 diseñadas para retener las arenas bituminosas en el recipiente de contacto por una cantidad de tiempo especificada, y para aumentar o controlar el contacto entre las partículas de arenas asfálticas y el liquido de aguarrás. En ciertas modalidades, el recipiente de contacto puede ser un filtro rotatorio inclinado. Una mezcla de extracción que incluye el líquido de extracción y la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída de las arenas asfálticas es removida del recipiente de contacto 1 10 por medio de la salida 116, la cual puede incluir un filtro 1 18 para prevenir la remoción de sólidos con la mezcla de extracción que incluye la materia orgánica que contiene hidrocarburos, extraída. La bomba 120 puede estar acoplada a la salida 116 para ayudar con el suministro de la mezcla de extracción al tanque de retención 122. La línea 124 puede estar acoplada al tanque de retención 1 12 para proveer la mezcla de extracción para un procesamiento adicional. Después de la extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos, los sólidos inorgánicos y otros materiales no solubles en el líquido de aguarrás pueden ser removidos del recipiente de contacto por medio del segundo transportador 126. Los líquidos de aguarrás operables para la recuperación de hidrocarburos a partir de arenas asfálticas que utiliza el aparato 100 pueden incluir, pero no se limitan a, líquidos que incluyen a-terpineol y ß-terpineol.
Refiriéndonos ahora a la Figura 2, se provee el aparato 200 para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso y otras formaciones de roca sedentaria que incluyen materiales de hidrocarburos recuperables. La muestra de esquisto bituminoso 202 es suministrada al triturador o pulverizador 204 para reducir el tamaño del esquisto bituminoso. En una modalidad, el triturador o pulverizador 204 reduce al esquisto bituminoso a aproximadamente 0.074 y 0.42 mm de diámetro. El esquisto bituminoso triturado puede opcionalmente ser suministrado a un filtro para asegurar un tamaño de partícula uniforme y/o de acuerdo con las necesidades. El primer transportador 206 provee partículas del triturador o pulverizador 204 al recipiente de contacto 208. El recipiente de contacto 208 está acoplado al suministro de líquido de aguarrás 210, el cual puede opcionalmente estar acoplado a una bomba, y la cual provee un líquido de aguarrás a cuando menos una entrada 212 acoplada al recipiente de contacto 208. En ciertas modalidades, el suministro de líquido de aguarrás puede incluir medios para calentar el líquido de aguarrás. El recipiente de contacto 208 puede incluir una pluralidad de charolas o aletas 214 diseñadas para retener las arenas asfálticas en el recipiente de contacto por una cantidad de tiempo especificada, y para aumentar o controlar el contacto entre las partículas de arenas asfálticas y el líquido de aguarrás. En ciertas modalidades, el recipiente de contacto puede ser un filtro rotatorio inclinado o tromel. Una corriente de mezcla de extracción que incluye el líquido de aguarrás y materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir del esquisto bituminoso es recolectada por medio de la salida 216 y es provista al tanque de retención 220. La bomba 218 está opcionalmente acoplada a la salida 216 para ayudar con el suministro de la corriente de la mezcla de extracción al tanque de retención 220. La corriente de la mezcla de extracción puede estar acoplada a la línea 222 para proveer el flujo de la mezcla de extracción para un procesamiento adicional. El segundo transportador 224 ayuda con la remoción de materiales inorgánicos o insolubles desde el recipiente de contacto 208. Los líquidos de aguarrás operables para la recuperación de hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso que utilizan el aparato 200 pueden incluir, pero no se limitan a a-terpineol y ß-terpineol.
Refiriéndonos ahora a la Figura 3, se provee el aparato 300 para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de carbón. La muestra de carbón 302 es suministrada al triturador o pulverizador 304 para reducir el tamaño del carbón. En una modalidad, el triturador o pulverizador 304 reduce al carbón a entre aproximadamente 0.01 y 1 mm de diámetro, dependiendo de la calidad de la muestra de carbón. En ciertas modalidades, el triturador o pulverizador 304 puede ser un pulverizador en húmedo. El carbón triturado puede opcionalmente ser provisto a un filtro para asegurar un tamaño de partícula uniforme y/o conforme a lo que se requiere. El carbón triturado es suministrado al primer recipiente de contacto 306. El primer recipiente de contacto 306 está también acoplado a un suministro de líquido de aguarrás 308, el cual puede estar opcionalmente acoplado a la bomba 310, y la cual provee el líquido de aguarrás al primer recipiente de contacto 306. En ciertas modalidades, el suministro de líquido de aguarrás puede incluir medios para calentar el líquido de aguarrás. El primer recipiente de contacto 306 incluye medios de mezclado 312 diseñados para agitar y mejorar o controlar el contacto entre las partículas del carbón sólido y el líquido de aguarrás. Un flujo de mezcla de extracción que incluye al líquido de aguarrás y la materia orgánica que contiene hidrocarburos, recuperada, del esquisto bituminoso es recolectada por medio de la primera salida 313 del recipiente de contacto y es suministrada a un segundo recipiente de contacto 316. La bomba 314 está opcionalmente acoplada a la salida 313 para ayudar con el suministro del flujo de la mezcla de extracción al segundo recipiente de contacto 316. El segundo recipiente de contacto 316 puede incluir una serie de charolas o aletas 318 diseñadas para aumentar o controlar la separación de los sólidos y los líquidos de aguarrás. Opcionalmente, el segundo recipiente de contacto 316 puede ser un filtro rotatorio inclinado o tromel. El flujo de la mezcla de extracción puede ser recolectado de la salida 320 del segundo recipiente de contacto, la cual puede opcionalmente estar acoplada a la bomba 322, para ayudar con el suministro de la mezcla de extracción al tanque de retención 324. El carbón líquido y cualquier líquido de aguarrás presentes en el tanque de retención 324 pueden ser suministrados a una refinería de carbón líquido o cualquier otro paso de procesamiento por medio de la línea 326. El transportador 328 puede estar acoplado al segundo recipiente de contacto 316 para la remoción y recuperación de los sólidos como un subproducto del proceso. Los líquidos de aguarrás operables para la recuperación de hidrocarburos a partir de carbón que utiliza el aparato 300 pueden incluir, pero no se limitan a, a-terpineol y ß-terpineol. El aparato 300 también puede ser usado para procesar esquisto bituminoso de alto o menor grado.
Refiriéndonos ahora a la Figura 4, se provee un proceso 400 para la recuperación mejorada de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de una formación subterránea que contiene hidrocarburos. La reserva que contiene hidrocarburos 404 es mostrada posicionada por debajo de la superficie 402. El pozo de producción 406 está ya en operación. Se provee el pozo de inyección 408 para la inyección de un líquido de aguarrás por medio de la línea 410. El líquido de aguarrás facilita la licuefacción, solubilización y/o extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos presente en la reserva, así como también provee la fuerza motriz para empujar la materia orgánica que contiene hidrocarburos en la formación hacia el pozo de producción. Se recolecta un flujo de producto de hidrocarburos que incluye líquido de aguarrás inyectado por medio de la línea 412. Los líquidos de aguarrás operables para la recuperación de hidrocarburos a partir de una formación subterránea que contiene hidrocarburos que utiliza el aparato 400 pueden incluir, pero no se limitan a, a-terpineol y ß-terpineol.
En ciertas modalidades, se provee el líquido de aguarrás para aumentar la producción de un pozo de petróleo, el cual incluye cuando menos aproximadamente 30% en volumen de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, o mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye aproximadamente 30% en volumen de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, o mezclas de estos. En aun otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 30% en volumen de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, o mezclas de estos.
En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 40% en volumen de a-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 25% en volumen de ß-terpineol. En aun otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 40% en volumen de a-terpineol, y cuando menos aproximadamente 25% en volumen de ß-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 50% de a-terpineol, y en ciertas modalidades también incluye ß-terpineol. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 20% en volumen de ß-terpineol. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 50 y 70% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 10 y 40% en volumen de ß-terpineol.
En otro aspecto, se provee un proceso para aumentar la producción de una reserva subterránea que contiene hidrocarburos que es sometida a operaciones de recuperación mejoradas, el cual incluye la inyección de un líquido de aguarrás dentro de la reserva a través de un pozo de inyección para estimular la producción del material que contiene hidrocarburos. El líquido de aguarrás puede incluir cuando menos un compuesto seleccionado de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir cuando menos un compuesto seleccionado de geraniol, 3 -careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En aun otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir cuando menos un compuesto seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. Un flujo de producción de materia orgánica que contiene hidrocarburos que incluye el líquido de aguarrás e hidrocarburos recuperados, se recupera de un pozo de producción asociado con la reserva que contiene hidrocarburos. El flujo de producción de materia orgánica que contiene hidrocarburos puede ser separado en un flujo de hidrocarburos recuperados y un líquido de aguarrás para reciclarse. En ciertas modalidades, el método puede además incluir el paso de inyectar el flujo de reciclaje del líquido de aguarrás dentro del pozo de inyección.
En otro aspecto, se provee un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de una formación subterránea rica en carbón que contiene hidrocarburos. El método incluye los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que consiste esencialmente en los pasos de obtener la muestra de carbón que incluye materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables y triturar el carbón para producir carbón triturado. El carbón triturado es filtrado y alimentado a un recipiente de contacto que incluye cuando menos una entrada para suministrar un líquido de extracción de hidrocarburo al recipiente de contacto. El carbón triturado es puesto en contacto con un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso y sustancialmente libre de tensoactivos que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo consistente en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos, de manera que se forma una mezcla de extracción y se forme un material residual. La mezcla de extracción incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de aguarrás, y el material residual incluye cuando menos una porción de material no soluble procedente del carbón que no es soluble en los líquidos de aguarrás. El material residual es separado de la mezcla de extracción, y la materia orgánica del material que contiene hidrocarburos es separada del líquido de aguarrás para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de aguarrás, en donde el flujo de producto de hidrocarburos incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos, procedente del carbón. Cuando menos una porción del flujo del líquido de aguarrás es reciclado al paso de contacto.
En otro aspecto, se provee un método para aumentar la producción de una formación de hidrocarburos subterránea que contiene hidrocarburos y que está sometida a operaciones de recuperación mejorada. El método incluye los pasos de inyectar un líquido de aguarrás dentro de la formación a través de un pozo de inyección. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 40% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 10% en volumen de ß-terpineol. El líquido de aguarrás solubiliza, extrae y/o desplaza los materiales que contienen hidrocarburos desde la formación, los cuales son recuperados subsecuentemente desde la formación con el líquido de aguarrás a través de un pozo de producción. En ciertas modalidades, el método además incluye el separar los hidrocarburos del líquido de aguarrás. En todavía otras modalidades, el método además incluye el reciclar el líquido de aguarrás al pozo de inyección. En ciertas modalidades, está presente el a-terpineol en una cantidad entre aproximadamente 40 y 70% en volumen. En ciertas otras modalidades, está presente el a-terpineol en una cantidad de cuando menos aproximadamente 70% en volumen. En todavía otras modalidades, el ß-terpineol está presente en una cantidad entre aproximadamente 10 y 40% en volumen. En otras modalidades, el líquido de aguarrás además incluye hasta aproximadamente 10% en volumen de ?-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir hasta aproximadamente 25% en volumen de un disolvente orgánico seleccionado de metanol, etanol, propanol, tolueno y xilenos. El método es útil para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos durante las operaciones de recuperación primaria, secundaria y terciaria, incluyendo las operaciones de recuperación después de la secundaria que incluyen la inundación con agua.
En otro aspecto, se provee un líquido de aguarrás para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas asfálticas. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 30% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 25% en volumen de ß-terpineol. En otra modalidad, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 30 y 70% en volumen de a-terpineol, entre aproximadamente 25 y 55% en volumen de ß-terpineol, hasta aproximadamente 10% en volumen de a-terpeno, y hasta aproximadamente 10% en volumen de ß-terpeno.
En otro aspecto, se provee un líquido de aguarrás para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de fuentes de carbón de alto grado, como por ejemplo, antracita o carbón bituminoso. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 45% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 15% en volumen de ß-terpineol. En otra modalidad, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 45 y 80%) en volumen de a-terpineol, entre aproximadamente 15 y 45% en volumen de ß-terpineol, hasta aproximadamente 10% en volumen de -terpeno, y hasta aproximadamente 10% en volumen de ß-terpeno.
En otro aspecto, se provee un líquido de aguarrás para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de fuentes de carbón de bajo grado. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol y hasta aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol. En otra modalidad, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 60 y 95% en volumen de a-terpineol, hasta aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol, hasta aproximadamente 5% en volumen de a-terpeno, y hasta aproximadamente 5% en volumen de ß-terpeno.
En otro aspecto, se provee un líquido de aguarrás para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso. Tal como se utiliza aquí, el esquisto bituminoso se refiere por lo general a cualquier roca sedimentaria que contiene materiales bituminosos. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol y hasta aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol. En otra modalidad, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 60 y 95% en volumen de a-terpineol, hasta aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol, hasta aproximadamente 5% en volumen de a-terpeno, y hasta aproximadamente 5% en volumen de ß-terpeno.
En otro aspecto, se provee un líquido de aguarrás para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de petróleo crudo ligero y mediano. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye cuando menos entre aproximadamente 40 y 70% en volumen de -terpineol y cuando menos entre aproximadamente 30 y 40% en volumen de ß-terpineol. En aun otra modalidad, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 40 y 70% en volumen de a-terpineol, entre aproximadamente 30 y 40% en volumen de ß-terpineol, hasta aproximadamente 10% en volumen de a-terpeno, y hasta aproximadamente 10% en volumen de ß-terpeno.
En otro aspecto, se provee un líquido de aguarrás para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de petróleo crudo pesado y extra pesado. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye cuando menos entre aproximadamente 50 y 70% en volumen de a-terpineol y cuando menos entre aproximadamente 30 y 40% en volumen de ß-terpineol. En otra modalidad, el líquido de aguarrás incluye entre aproximadamente 50 y 70% en volumen de a-terpineol, entre aproximadamente 30 y 40% en volumen de ß-terpineol, hasta aproximadamente 10% en volumen de a-terpeno, y hasta aproximadamente 10% en volumen de ß-terpeno.
En otro aspecto, se provee un método para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas bituminosas. El método incluye el obtener una muestra de arenas asfálticas, tales como por ejemplo, por medio de la explotación de una formación rica en arenas asfálticas para proveer una muestra de arenas asfálticas, en donde la muestra de arenas asfálticas incluye una materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables y material residual inorgánica o insoluble. La muestra de arenas asfálticas es suministrada a un recipiente de contacto, en donde el recipiente de contacto incluye cuando menos una entrada para proveer un líquido de extracción de hidrocarburo que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás para la recuperación de hidrocarburos a partir de arenas asfálticas. La muestra de arenas asfálticas es puesta en contacto con un líquido de extracción de hidrocarburos y agitada para extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de las arenas asfálticas para producir un material residual y una mezcla de extracción. La mezcla de extracción incluye el líquido de extracción de hidrocarburos y la materia orgánica que contiene hidrocarburos, recuperada, y el material residual que incluye cuando menos una porción de material no soluble. La mezcla de extracción es separada del material residual, y es adicionalmente separada en un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos, en donde el flujo de líquido de extracción de hidrocarburos incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos, extraída a partir de las arenas asfálticas. En ciertas modalidades, el método además incluye el paso de reciclar el flujo de líquido de aguarrás hacia el recipiente de contacto. En otras modalidades, la mezcla de extracción puede ser separada por medio de destilación para producir el flujo de producto de hidrocarburos y el flujo de reciclaje de líquido de aguarrás.
En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir a-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 40% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 10 y 40% en volumen de ß-terpineol. En ciertas modalidades, entre aproximadamente 0.5 y 4 equivalentes del líquido de aguarrás son usadas para ponerlo en contacto con las arenas asfálticas y recuperar los hidrocarburos. En ciertas modalidades, entre aproximadamente 0.5 y 2.0 equivalentes del líquido de aguarrás son usados para ponerlo en contacto con las arenas asfálticas y recuperar los hidrocarburos.
En otro aspecto, se provee un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un esquisto bituminoso rico en hidrocarburos. El método incluye la explotación de una formación rocosa que incluye materia orgánica que contiene hidrocarburos para producir un esquisto bituminoso que contiene hidrocarburos y que incluye un material de hidrocarburos recuperable y material inorgánico o insoluble. El esquisto bituminoso es pulverizado para producir esquisto bituminoso que contiene hidrocarburos, desmenuzado. El esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos es entonces filtrado con un tamiz de filtro para prevenir o controlar que las partículas excesivamente grandes sean provistas al proceso de extracción. El esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos es alimentado al recipiente de contacto, en donde el recipiente de contacto incluye cuando menos una entrada para el suministro de un líquido de extracción de hidrocarburos que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás para la recuperación de hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso triturado que contiene hidrocarburos. El esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos es puesto en contacto con el líquido de extracción de hidrocarburos de forma tal que se forma una mezcla de extracción y se forma un material residual, en donde la mezcla de extracción incluye cuando menos una porción de materia orgánica que contiene hidrocarburos en el disolvente de extracción de hidrocarburos y el material residual incluye cuando menos una porción del material no soluble procedente del esquisto bituminoso. La mezcla de extracción es separada del material residual. La materia orgánica que contiene hidrocarburos del líquido de extracción de hidrocarburos en la mezcla de extracción es separada de líquido de aguarrás para producir un flujo de producto de hidrocarburo que incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos y un flujo de liquido de extracción de hidrocarburos. En ciertas modalidades, el flujo de líquido de aguarrás es reciclado hacia el recipiente de contacto. En otras modalidades, el esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos tiene un tamaño de partícula promedio de menos de aproximadamente 0.4 mm de diámetro. En otras modalidades del método para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso, el líquido de aguarrás incluye cuando menos un compuesto seleccionado de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, o mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos un compuesto seleccionado de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos un compuesto seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir a-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir cuando menos aproximadamente 40% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 10 y 40% en volumen de ß-terpineol. En ciertas modalidades, se utilizan entre 0.5 y 4 equivalentes de líquido de aguarrás para ponerlo en contacto con el esquisto bituminoso y recuperar la materia orgánica que contiene hidrocarburos. En ciertas modalidades, se emplean entre 0.5 y 2.0 equivalentes del líquido de aguarrás para ponerlo en contacto con el esquisto bituminoso y recuperar hidrocarburos.
En otro aspecto, se provee un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de una formación subterránea rica en carbón. El método incluye obtener un carbón, tal como por ejemplo, por medio de la explotación minera de una formación subterránea para producir carbón, en donde el carbón incluye una materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables y material inorgánico o insoluble. El carbón es molido para producir carbón triturado y es filtrado para proveer una muestra de un tamaño uniforme o deseado. El carbón triturado es alimentado a un recipiente de contacto, en donde el recipiente de contacto incluye cuando menos una entrada para el suministro de un líquido de extracción de hidrocarburos que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás para la recuperación de hidrocarburos a partir de carbón triturado, y es puesto en contacto con el líquido de extracción de hidrocarburos de manera tal que se forma una mezcla de extracción y se forma un material residual, en donde la mezcla de extracción incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos. La mezcla residual incluye cuando menos una porción de material no soluble procedente del carbón. La materia residual es separada de la mezcla de extracción. La materia orgánica que contiene hidrocarburos es separada del líquido que contiene hidrocarburos para producir un flujo de producto de hidrocarburos que incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente del carbón y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos. En ciertas modalidades, el método además incluye el reciclado del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al recipiente de contacto. En todavía otras modalidades, el flujo de producto de carbón líquido es suministrado a una refinería de carbón líquido. En ciertas modalidades, la muestra de carbón incluye un carbón de bajo grado que tiene un tamaño de partícula promedio de menos de aproximadamente 0.4 mm. En ciertas modalidades, la muestra de carbón incluye un carbón de alto grado que tiene un tamaño de partícula promedio de menos de aproximadamente 1 mm.
En aun otras modalidades del método para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de carbón, el líquido de aguarrás incluye cuando menos un compuesto seleccionado de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, o mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos un compuesto seleccionado de geraniol, 3 -careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos un compuesto seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 45% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 15% en volumen de ß-terpineol. En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás incluye cuando menos aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol y hasta aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol. En ciertas modalidades se utiliza entre aproximadamente 0.5 y 4 equivalentes de líquido de aguarrás para ponerlo en contacto con el carbón y recuperar la materia orgánica que contiene hidrocarburos. En ciertas modalidades se emplea entre 0.5 y 2.0 equivalentes del líquido de aguarrás para ponerlo en contacto con el esquisto bituminoso y recuperar la materia orgánica que contiene hidrocarburos.
En otro aspecto, se provee un método para aumentar la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un pozo de producción, en donde el pozo de producción está acoplado a una formación subterránea que contiene hidrocarburos, que incluye material que contiene hidrocarburos. El método incluye los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que incluye los pasos de proveer un pozo de inyección que está en comunicación fluida con la formación subterránea. Se provee un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes, que incluye un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás que incluye terpineol. El líquido de extracción de hidrocarburos es inyectado a través del pozo de inyección y dentro de la formación, en donde el líquido de extracción de hidrocarburos y la materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de la formación subterránea que contiene hidrocarburos forman una mezcla de extracción que incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos de la mezcla de extracción en cuando una porción del líquido de aguarrás. La mezcla de extracción es recuperada de la formación a través del pozo de producción, y la mezcla de extracción para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de aguarrás.
En otro aspecto, se provee un sistema para recuperar material orgánico que contiene hidrocarburos a partir de arenas asfálticas. El sistema de recuperación de arenas asfálticas incluye un tanque para proveer un líquido de aguarrás y un recipiente de contacto, en donde el recipiente de contacto incluye cuando menos una entrada para introducir el líquido de aguarrás y cuando menos una salida para recuperar una mezcla de extracción procedente del recipiente de contacto. El sistema también incluye un primer transportador para proveer arenas bituminosas al recipiente de contacto. Se provee un tanque de retención que incluye una línea que conecta al tanque de retención con el recipiente de contacto, en donde la línea que conecta al recipiente de contacto y al tanque de retención incluye un filtro para prevenir el paso de sólidos al tanque de retención. El sistema también incluye un segundo transportador para la recuperación y transporte de los sólidos.
En una modalidad, el recipiente de contacto es un filtro inclinado rotatorio que incluye una serie de charolas o aletas para separar y/o controlar las arenas asfálticas. En otra modalidad, las charolas o aletas son provistas para aumentar o controlar el tiempo de contacto entre las arenas bituminosas y el líquido de aguarrás. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir a-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir entre aproximadamente 30% y aproximadamente 70% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 25% y aproximadamente 55% en volumen de ß-terpineol.
En otro aspecto, se provee un sistema para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir del esquisto bituminoso. El sistema incluye un tanque para proveer un líquido de aguarrás y un pulverizador para desmenuzar el esquisto bituminoso a un tamaño de partícula reducido. Se provee un recipiente de contacto que incluye cuando menos una entrada para introducir el líquido de aguarrás, cuando menos una entrada para recibir el esquisto bituminoso triturado, cuando menos una salida para recuperar sólidos del recipiente de contacto y cuando menos una salida para recuperar una mezcla de extracción procedente del recipiente de contacto. Se provee un primer transportador para proveer el esquisto bituminoso triturado a un recipiente de contacto. El sistema además incluye un tanque de retención, en donde el tanque de retención incluye una línea que conecta al tanque de retención con el recipiente de contacto, en donde la línea incluye un filtro para prevenir el paso de sólidos hacia el tanque de retención; un segundo transportador para recuperar sólidos. En ciertas modalidades, el sistema además incluye una línea para proveer una mezcla de reacción que incluye los hidrocarburos recuperados y el líquido de aguarrás a una refinería para la separación y/o procesamiento adicional. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir a-terpineol. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir entre aproximadamente 60% y aproximadamente 95% en volumen de a-terpineol y hasta aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol. En otras modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir entre aproximadamente 70% y aproximadamente 90% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% en volumen de ß-terpineol.
En otro aspecto, se provee un sistema para la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de carbón. El sistema incluye un tanque para proveer un líquido de aguarrás y un pulverizador para desmenuzar carbón para producir una materia de partículas de un tamaño reducido. Opcionalmente, el sistema puede incluir un filtro para restringir la introducción de grandes partículas. Se provee un recipiente de contacto que incluye cuando menos una entrada para introducir el líquido de aguarrás y cuando menos una salida para recuperar sólidos y líquidos del recipiente de contacto. El recipiente de contacto incluye también medios para agitar y para mezclar completamente el líquido de aguarrás y el carbón desmenuzado. Se provee un separador para separar los sólidos y líquidos, en donde el separador incluye una entrada, una salida y una línea que conecta la entrada del separador a la salida del recipiente de contacto. El sistema también incluye un tanque de retención, en donde el tanque de retención incluye una línea que conecta al tanque de retención con el separador, en donde la línea puede incluir un filtro para prevenir el paso de sólidos al tanque de retención.
En ciertas modalidades, el sistema además incluye un filtro para prevenir selectivamente que las partículas que tengan un diámetro promedio mayor de aproximadamente 1 mm sean introducidas al recipiente de contacto. En ciertas otras modalidades, el sistema además incluye una línea para proveer un producto de carbón líquido a una refinería para su procesamiento adicional. En ciertas modalidades, el sistema además incluye un primer transportador para proveer carbón triturado al recipiente de contacto. En otras modalidades, el sistema además incluye un segundo transportador para remover sólidos del separador. En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás puede incluir a-terpineol. En modalidades dirigidas a la recuperación de hidrocarburos a partir de carbón de alto grado, el líquido de aguarrás puede incluir entre aproximadamente 45% y aproximadamente 80% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 15% y aproximadamente 45% en volumen de ß-terpineol. En modalidades dirigidas a la recuperación de hidrocarburos a partir de carbón de bajo grado, el líquido de aguarrás puede incluir entre aproximadamente 60% y aproximadamente 95% en volumen de a-terpineol y entre aproximadamente 0% y aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol.
En ciertas modalidades, el líquido de extracción de hidrocarburos puede ser separado de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en, adyacente a, o en la proximidad cercana al sitio de extracción del material que contiene hidrocarburos, esto es, carbón, esquisto bituminoso, arenas alifáticas, petróleo crudo, petróleo crudo pesado, gas natural y gas de petróleo, bitumen crudo, kerógeno, asfalto natural y/o asfalteno.
En modalidades adicionales, el líquido de extracción de hidrocarburos puede ser parcialmente separado de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en, adyacente a, o en la proximidad cercana al sitio de extracción. En tales modalidades, a una porción del líquido de extracción de hidrocarburos se le permite permanecer en la materia orgánica que contiene hidrocarburos, de este modo reduciendo la viscosidad y previniendo la corrosión durante el almacenamiento y transporte.
En otras modalidades, la separación del líquido de extracción de hidrocarburos de la materia orgánica que contiene hidrocarburos ocurre en una instalación corriente abajo la cual puede estar distante del sitio de extracción, por ejemplo en una refinería.
En otro aspecto, la separación parcial o completa de los líquidos de extracción de hidrocarburos puede aplicarse a otros métodos de recuperación de hidrocarburos para obtener ventajas provistas por la presente invención.
En otro aspecto, se provee un método para optimizar un líquido de aguarrás para la extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de materia que contiene hidrocarburos. Generalmente, el método incluye proveer una muestra del material que contiene hidrocarburos y analizar el material de hidrocarburos para determinar el tipo de hidrocarburo que está siendo extraído. Se provee una formulación para la extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir del material de hidrocarburos, en donde la formulación es una función del tipo de formación, condiciones de operación generales, y el tamaño de las partículas del material de hidrocarburos. Generalmente, la formulación incluye cuando menos aproximadamente 40% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 10% en volumen de ß-terpineol. La cantidad de a-terpineol y ß-terpineol en la formulación es entonces ajustada sobre la base de los parámetros anotados anteriormente. En general, si bien el método anotado anteriormente provee un buen punto de inicio para determinar la formulación deseada para la extracción de varios materiales que contienen hidrocarburos, para otros materiales que contienen hidrocarburos y bajo condiciones de operación especificadas, puede llevarse a cabo ya sea una serie de experimentos diseñados estadísticamente o una serie de experimentos de acuerdo con un método de optimización para determinar la composición óptima del líquido de aguarrás.
Como se muestra en la Tabla 1 , la formulación específica para la extracción, licuefacción y/o solubilización de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas bituminosas varía en base al tamaño de partícula. En ciertas modalidades, el método para preparar un líquido de aguarrás para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas asfálticas incluye el ajustar la cantidad de a-terpineol y ß-terpineol en la formulación como una función del tamaño de las partículas sólidas ricas en hidrocarburos que van a ser extraídas. En otras modalidades, si la materia orgánica en forma de partículas que contienen hidrocarburos incluye un carbón de bajo grado o un esquisto bituminoso, la cantidad de -terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida. En otras modalidades, si la materia orgánica en forma de partículas que contienen hidrocarburos incluye arenas bituminosas, la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguanás es aumentada. En otras modalidades, si la materia orgánica en forma de partículas que contienen hidrocarburos incluyen arenas asfálticas y el diámetro promedio de la materia en partículas es menor a aproximadamente 4.76 mm, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada. En otras modalidades, si las partículas de materia orgánica que contiene hidrocarburos incluyen arenas asfálticas y el diámetro medio de las partículas de la materia es mayor a aproximadamente 25 mm (malla 1), entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada.
Tabla 1. Formulaciones para la Extracción de Arenas Bituminosas sobre la base del Tamaño de Partícula.
Tamaño de Partícula a-terpineol ß-terpineol a-/p-terpeno Otros (diámetro mm) < 5 mm 30-50% vol. 35-55% vol. 10% vol. 5% vol. 5 mm - 25 mm 40-60% vol. 30-50% vol. 10% vol. 5% vol. >25 mm 50-70% vol. 25-45% vol. 10% vol. 5% vol.
De manera similar a lo que se mostró anteriormente con respecto a la extracción de arenas bituminosas, como se muestra en las Tablas 2 y 3, la formulación para la extracción, licuefacción y/o solubilización del carbón depende del tamaño de partícula, calidad del carbón que está siendo extraído, y de las condiciones de operación generales. En una modalidad del método para preparar un líquido de aguarrás para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos, sí la materia que contiene hidrocarburos incluye antracita, carbón bituminoso, u otro carbón de alto grado y el diámetro promedio de las partículas de materia es menor que aproximadamente 0.1 mm, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada. En otras modalidades, sí las partículas de materia rica en hidrocarburos incluyen antracita, carbón bituminoso, u otro carbón de alto grado y el diámetro promedio de las partículas de materia es mayor que aproximadamente 1 mm, entonces la cantidad dé a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada. En otra modalidad, sí las partículas de materia rica en hidrocarburos incluyen carbón de bajo grado y el diámetro promedio de la materia en partículas es menor de aproximadamente 0.07 mm, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpinol en el líquido de aguarrás es aumentada. En otra modalidad, sí las partícula de materia rica en hidrocarburos incluyen carbón de bajo grado y el diámetro promedio de las partículas de materia es mayor que aproximadamente 0.4 mm, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada.
Tabla 2. Formulaciones para la Extracción de Carbón de Alto Grado basadas sobre el Tamaño de Partícula.
Tamaño de Partícula a-terpineol ß-terpineol a-/p-terpeno Otros (diámetro mm) < 0.15 mm 46-45% vol. 35-45% vol. 10% vol. 0% vol. 0.8 mm-0.15 mm 50-70% vol. 20-40% vol. 10% vol. 0% vol. >0.8 mm 60-80% vol. 15-35% vol. 10% vol. 0% vol.
Tabla 3. Formulaciones para la Extracción de Carbón de Bajo Grado basadas sobre el Tamaño de Partícula.
Tamaño de Partícula a-terpineol ß-terpineol a-/p-terpeno Otros (diámetro mm) < 0.07 mm 60-80% vol. 10-30% vol. 5% vol. 0% vol. 0.07 mm - 0.4 mm 70-90% vol. 05-25% vol. 5% vol. 0% vol. >0.4 mm 75-95% vol. 00-20% vol. 5% vol. 0% vol.
De manera similar a lo que se mostró anteriormente con respecto a la extracción de arenas bituminosas y carbón, como se muestra en la Tabla 4, la formulación para la extracción, licuefacción y/o solubilización de esquisto bituminoso depende del tamaño de partícula. En una modalidad del método para preparar una composición para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos, sí las partículas de materia rica en hidrocarburos incluyen esquisto bituminoso y el diámetro promedio de la materia en partícula es menor a aproximadamente 0.074 mm, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada. En otra modalidad, sí las partículas de materia rica en hidrocarburos incluyen esquisto bituminoso y el diámetro promedio de las partículas de materia es mayor que aproximadamente 0.42 mm, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada.
Tabla 4. Formulaciones para la Extracción de Esquisto Bituminoso basado sobre el Tamaño de Partícula.
Tamaño de Partícula a-terpineol ß-terpineol a-/p-terpeno Otros (diámetro mm) < 0.07 mm 60-80% vol. 10-30% vol. 5% vol. 0% vol. 0.07 mm - 0.4 mm 70-90% vol. 05-25% vol. 5% vol. 0% vol. >0.4 mm 75-95% vol. 00-20% vol. 5% vol. 0% vol.
La formulación para la extracción de petróleo crudo depende de manera similar del tipo petróleo crudo que está siendo extraído, licuado y/o solubilizado. Como se muestra en la Tabla 5, la formulación para la extracción, licuefacción y/o solubilización de petróleo crudo es una función tanto del tamaño del poro como de la calidad de la densidad de petróleo crudo que está siendo extraído. El método incluye proveer una formulación de líquido de aguarrás que incluye cuando menos aproximadamente 50% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 20% de ß-terpineol; ajustar la cantidad de a-terpineol y ß-terpineol en la formulación líquida de aguarrás sobre la base de la densidad del hidrocarburo líquido que está siendo extraído. En una modalidad, sí la gravedad API del hidrocarburo líquido a ser extraído es mayor que aproximadamente 22°, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada. En otra modalidad, sí la gravedad API del hidrocarburo líquido a ser extraído es menor a aproximadamente 22, entonces la cantidad de a-terpineol en el líquido de aguarrás es aumentada y la cantidad de ß-terpineol en el líquido de aguarrás es disminuida. Como se utiliza aquí, los petróleos ligeros tienen un grado API de cuando menos aproximadamente 31°, los petróleos crudos medios tienen un grado API de entre aproximadamente 22° y aproximadamente 31°, el petróleo pesado tiene un grado API de entre aproximadamente 10° y aproximadamente 22°, y el petróleo extra pesado tiene un grado API de menos de aproximadamente 10°.
Tabla 5. Formulaciones para la Extracción de Petróleo Crudo basadas sobre la Densidad API En otro aspecto, se provee un método para preparar un líquido de aguarrás para mejorar la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos, líquida, a partir de una formación subterránea. El método incluye el proveer una formulación que comprende cuando menos aproximadamente 50% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 20% en volumen de ß-terpineol, y ajustar la cantidad de a-terpineol y ß- terpineol en la formulación sobre la base de las características geológicas de la formación subterránea.
En otro aspecto, se provee una composición para limpiar y/o recuperar hidrocarburos de un recipiente que contienen hidrocarburos líquidos, en donde la composición incluye cuando menos un compuesto seleccionado de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß- terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, o mezclas de estos. En otras modalidades, la composición para limpiar y/o recuperar hidrocarburos incluye cuando menos un compuesto seleccionado de geraniol, 3 -careno, dipenteno (p- menta-l ,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p- mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En aun otras modalidades, la composición para limpiar y/o recuperar hidrocarburos incluye cuando menos un compuesto seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil- 1 ,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2- metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10- canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. En una modalidad, la composición incluye cuando menos un compuesto de los siguientes: a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, y ß-terpineol. En otra modalidad, la composición incluye cuando menos aproximadamente 25% en volumen de a-terpineol o ß-terpineol.
En otro aspecto, se provee un método para limpiar y/o recuperar hidrocarburos a partir de un recipiente que contiene hidrocarburos líquidos. El método incluye poner en contacto el interior del recipiente con una composición limpiadora de hidrocarburos que incluye cuando menos un compuesto seleccionado de a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, y ß-terpineol para crear una mezcla, en donde la mezcla incluye el residuo de hidrocarburo líquido y la composición de limpieza de hidrocarburos. La mezcla es recuperada y retirada del recipiente. En ciertas modalidades, la composición de limpieza incluye cuando menos aproximadamente 25% en volumen de a-terpineol o ß-terpineol. En ciertas otras modalidades, la composición de limpieza incluye cuando menos aproximadamente 25% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 25% en volumen de ß-terpineol.
En una modalidad, la presente invención provee un método de extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos, el cual comprende la extracción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que comprende, consiste esencialmente de, o consiste en proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás, poner en contacto al material que contiene hidrocarburos con un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso de manera tal que se forme una mezcla de extracción, la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso, y separar la mezcla de extracción de cualquier material residual que contenga material no soluble procedente del material que contiene hidrocarburos que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso.
En una modalidad adicional, la materia orgánica que contiene hidrocarburos se pone en contacto con el líquido de extracción de hidrocarburos in situ en una formación subterránea que contiene materia orgánica que contiene hidrocarburos, y se proveen medios para la extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de una formación subterránea.
En una modalidad adicional, la mezcla de extracción puede ser separada primero en una primera porción y una segunda porción, la primera porción de la mezcla de extracción comprendiendo un producto de hidrocarburo que comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos, la segunda porción de la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción del líquido de extracción de hidrocarburos.
En una modalidad, la cantidad de materia orgánica extraída del material que contiene hidrocarburos es menor a aproximadamente 50%. En otra modalidad, cuando menos aproximadamente 70% de la materia orgánica es extraída del material que contiene hidrocarburos. En una modalidad adicional desde aproximadamente 75-100% de materia orgánica es extraída del material que contiene hidrocarburos.
En otra modalidad, por ejemplo cuando el material es petróleo crudo súper pesado, por ejemplo, el crudo extra pesado venezolano, los métodos de la presente invención son operables para extraer cuando menos aproximadamente 30-35% de la cantidad de materia orgánica del material que contiene hidrocarburos.
En una modalidad adicional, cuando menos aproximadamente 80% de los hidrocarburos presentes en un material que contiene hidrocarburos y que son susceptibles de ser extraídos en el líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso pueden ser extraídos dentro del líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso dentro de aproximadamente 5 minutos a partir de que se ponen en contacto. En otras modalidades, cuando menos aproximadamente 80% de hidrocarburos presentes en un material que contiene hidrocarburos y que son susceptibles de ser extraídos en el líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso pueden ser extraídos dentro del líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso dentro de aproximadamente 3 minutos a partir de que se ponen en contacto.
En una modalidad, el material que contiene hidrocarburos es puesto en contacto con el líquido de extracción de hidrocarburos en una proporción de cuando menos 2: 1 de líquido de aguarrás a material que contiene hidrocarburos.
En ciertas modalidades con extracción, por ejemplo, a partir de carbón, los hidrocarburos que están siendo extraídos son predominantemente procedentes de porciones volátiles del carbón, de manera opuesta al carbono fijado en el carbón.
En una modalidad, el material que contiene hidrocarburos puede ser un material que contiene hidrocarburos, natural, procedente de una formación geológica que ocurre de manera natural. Algunos ejemplos de materiales naturales que contienen hidrocarburos son el carbón, petróleo crudo, bitumen, arenas asfálticas, esquisto bituminoso, arenas bituminosas, gas natural, gas de petróleo, bitumen crudo, kerógeno natural, asfalto natural, y asfalteno natural.
En una modalidad del método, la materia orgánica que contiene hidrocarburos es extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 1% a aproximadamente 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro del material natural que contiene hidrocarburos. En ciertas modalidades, cuando menos aproximadamente 40 o 50%, en una modalidad cuando menos aproximadamente 60%, en otra modalidad cuando menos aproximadamente 70%, en aun otra modalidad cuando menos aproximadamente 80%, y en otra modalidad cuando menos aproximadamente 90% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos originalmente contenida dentro del material natural que contiene hidrocarburos puede ser extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos. La extracción de alguna o la totalidad de la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente del material natural que contiene hidrocarburos dentro el líquido de extracción de hidrocarburos puede tener lugar desde aproximadamente 3 segundos a 180 minutos después de haberse puesto en contacto, entre desde aproximadamente 97 segundos y 30 minutos, o entre desde aproximadamente 15 y 30 minutos, en una modalidad dentro de menos de aproximadamente 10 minutos, en otra modalidad dentro de menos de aproximadamente 5 minutos, en otra modalidad dentro desde 3 segundos a aproximadamente 3 minutos a una temperatura de contacto en un rango de desde aproximadamente 10 a 400 °C, en una modalidad menos de 100 °C, en otra modalidad en un rango de desde aproximadamente 20-30 °C en una proporción en peso de líquido de extracción de hidrocarburos al material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 10% a aproximadamente 600%. En otra modalidad, la proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos al material natural que contiene hidrocarburos es desde aproximadamente 1 : 1 a 2: 1.
En una modalidad, la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente de carbón es extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 60 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de la muestra de carbón y/o el carbón total de cuando menos desde aproximadamente 30% a 90% de materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de la muestra de carbón dentro de aproximadamente 3 segundos a 3 minutos después de ponerse en contacto a una temperatura de contacto en un rango de desde aproximadamente 80 a 100 °C a una proporción en peso de líquido para la extracción de hidrocarburos a carbón de desde aproximadamente 1 : 1 a 2 : 1.
En otra modalidad, la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente de arenas asfálticas es extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 85 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de la muestra de arenas asfálticas dentro de aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de ponerse en contacto a una temperatura de contacto en un rango de desde aproximadamente 30 a 60 °C en una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburo a las arenas asfálticas de desde aproximadamente 1 :1 a 2: 1.
En otra modalidad, la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente de esquisto bituminoso es extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 50 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de la muestra de esquisto bituminoso dentro de aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de ponerse en contacto a una temperatura de contacto en un rango de desde aproximadamente 100 a 130 °C en una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburo a esquisto bituminoso de desde aproximadamente 1 :1 a 2:1.
En otra modalidad, el petróleo crudo en una formación subterránea es puesto en contacto con líquido de extracción de hidrocarburos in situ en la formación subterránea. Durante el contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente del petróleo crudo es extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 80 a 100% de materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de la muestra de petróleo crudo dentro de aproximadamente 3 segundos a 3 minutos después de ponerse en contacto en una proporción de desde aproximadamente 1 : 1 a 1 :2 del líquido de extracción de hidrocarburos al volumen de poro total de la formación subterránea.
En otra modalidad, la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente de gas natural es extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 50 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de la muestra de gas natural dentro desde aproximadamente 3 segundos a 60 minutos de ponerse en contacto a una temperatura de contacto en un rango de desde aproximadamente 10 a 300 °C en una proporción en peso de líquido de extracción de hidrocarburos a dicho material que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 0.1 a 600%.
En otra modalidad, la presente invención provee un método para modificar compuestos de azufre en un material que contiene hidrocarburos que contienen azufre a partir de una formación geológica natural por medio de la puesta en contacto o mezcla del material que contiene hidrocarburos con el líquido de extracción de hidrocarburos de forma tal que la interacción del líquido de aguarrás con azufre en el material que contiene hidrocarburos es funcional para modificar el material que contiene hidrocarburos, por ejemplo, por medio de la inhibición de los efectos tóxicos y corrosivos de las especies de azufre reactivas. Adicionalmente, esta modalidad de la invención puede ser aplicada al endulzado de un gas. El endulzado se logra a través del uso de un módulo de endulzado de una planta de procesamiento de gas y puede incluir charolas, empaques, o similares.
Los materiales que contienen hidrocarburos que contienen azufre pueden incluir, pero no se limitan a, gas natural, gas de petróleo, petróleo crudo, arenas asfálticas, esquisto bituminoso, y carbón. El azufre puede estar presente como azufre elemental, sulfuro de hidrogeno, sulfuros, disulfuros, mercaptanos, tiofenos, benzotiofenos, y similares.
En una modalidad adicional, los materiales que contienen hidrocarburos que contiene azufre en una forma gaseosa, tal como el gas natural o gas petróleo, pueden ser burbujeados a través del líquido de extracción de hidrocarburos para endulzar el gas.
En una modalidad, la presente invención provee un método de reducir la corrosión de una superficie corrosible. Durante la transportación, perforación, operaciones en el fondo del pozo, exploración, producción de hidrocarburos, almacenamiento, manejo, o producción de material que contiene hidrocarburos, por ejemplo, líneas de tubería, cisternas, revestimientos, herramientas de pesca, o cabezas de perforadoras, las superficies de metal que se ponen en contacto con compuestos que contienen azufre en los materiales que contienen hidrocarburos pueden corroerse. La presente invención provee un método para reducir significativamente la corrosión por medio de la adición de un líquido reductor de la corrosión a un material que contiene hidrocarburos. La corrosión uniforme y por picaduras puede ser inhibida por medio de los métodos de la presente invención. Cuando un material que contiene hidrocarburo es mezclado con el líquido que reduce la corrosión, formando de este modo una mezcla, la velocidad de corrosión de las superficies corrosibles puestas en contacto con la mezcla es sustancialmente reducida en comparación con la corrosión de esas superficies cuando se ponen en contacto con el material que contiene hidrocarburos en la ausencia del líquido de reducción de la corrosión. En una modalidad, el líquido reductor de la corrosión no produce un componente sulfonado estable. En otra modalidad, el azufre no se acumula en el líquido de extracción de aguarrás.
En algunas modalidades, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.0001 a 0.0002% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En otra modalidad, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.0005% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En una modalidad adicional, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.001% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En una modalidad adicional, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.0015% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En una modalidad adicional, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.001% a 0.002% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En otra modalidad, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.01% a 10% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En una modalidad adicional, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.1% a 5% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En aun otra modalidad, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 0.5% a 2% en volumen del líquido reductor de la corrosión. En una modalidad adicional, la mezcla comprende cuando menos desde aproximadamente 1% en volumen del líquido de reducción de la corrosión.
En una modalidad adicional, la velocidad de corrosión es reducida en cuando menos aproximadamente 2 veces en comparación con la corrosión de la superficie cuando se pone en contacto con un material que contiene hidrocarburos en la ausencia del líquido reductor de la corrosión.
En otra modalidad la velocidad de corrosión es reducida en cuando menos aproximadamente 3 veces. En una modalidad adicional, la velocidad de corrosión es reducida en cuando menos aproximadamente 4 veces en comparación con la corrosión de la superficie cuando se pone en contacto con un material que contiene hidrocarburos en la ausencia del líquido reductor de la corrosión.
En una modalidad, el líquido reductor de la corrosión incluye a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno y p-cimeno. En otra modalidad el líquido reductor de la corrosión incluye aproximadamente 40% a aproximadamente 60% de a-terpineol, aproximadamente 30% a aproximadamente 40% de ß-terpineol, aproximadamente 5% a aproximadamente 20% de ß-pineno, y aproximadamente 0 a aproximadamente 10% de p-cimeno. En una modalidad adicional, el líquido reductor de la corrosión comprende una mezcla de líquidos de aguarrás.
En ciertas modalidades, el material que contiene hidrocarburos, tratado con líquido reductor de la corrosión es petróleo crudo, petróleo crudo pesado, arenas bituminosas, arenas asfálticas, esquisto bituminoso, gas natural, gas de petróleo, o una combinación de estos.
En otra modalidad, la presente invención provee un método de preparación de un gas que contiene hidrocarburos por medio de la puesta en contacto de un material que contiene hidrocarburos con un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que incluye un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso, en donde el líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso incluye un líquido de aguarrás, formando una mezcla, en donde la mezcla comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos, y calentar la mezcla para formar un gas que contiene el material de extracción de hidrocarburos e hidrocarburos extraídos del material que contiene hidrocarburos.
En ciertas modalidades, el material que contiene hidrocarburos es petróleo crudo, petróleo crudo pesado, arenas bituminosas, arenas asfálticas, esquisto bituminoso, gas natural, gas de petróleo, o una combinación de estos.
La presente invención provee un método para aumentar la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos de un pozo de producción acoplado a una formación subterránea que contiene hidrocarburos que contiene material que contiene hidrocarburos. El método incluye: proveer un pozo de inyección en comunicación fluida con la formación subterránea, inyectar un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás, por ejemplo, terpineol, dentro de la formación para formar una mezcla de extracción que comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos de la mezcla de extracción en cuando menos una porción del líquido de aguarrás, recuperar la mezcla de extracción de la formación a través del pozo de producción, y separar la mezcla de extracción para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de aguarrás. El líquido de extracción de hidrocarburos puede ser reciclado para la reinyección.
La presente invención provee un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas asfálticas. El método involucra el obtener arenas asfálticas que comprenden materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables, proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos que comprende un líquido de aguarrás que comprende cuando menos uno de a- terpineol o ß-terpineol, proveer las muestras de arenas asfálticas a un recipiente de contacto, poner en contacto la muestra de arenas asfálticas con el líquido de extracción de hidrocarburos en un recipiente de contacto y agitar la muestra de arenas asfálticas con el líquido de extracción de hidrocarburos de manera tal que se forme una mezcla de extracción y se forme un material residual, separar la mezcla de extracción del material residual, separando la mezcla de extracción en un flujo de producto de hidrocarburo y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos, y reciclado de cuando menos una porción del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al paso de puesta en contacto. La mezcla de extracción incluye cuando menos una porción de materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos y el material residual incluye cuando menos una porción de material no soluble de las arenas asfálticas que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos y el flujo de producto de hidrocarburos incluye cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente de las arenas asfálticas.
La presente invención provee un método para recuperar materia orgánica que contienen hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos. El método involucra la puesta en contacto del esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos con un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo que consiste de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l ,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos, filtración del esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos, alimentación del esquisto bituminoso triturado que contiene hidrocarburos a un recipiente de contacto, poner en contacto al esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos con el líquido de extracción de hidrocarburos de manera tal que se forme una mezcla de extracción y se forme un material residual, separar la mezcla de extracción del material residual, separar la materia orgánica que contiene hidrocarburos del líquido de extracción de hidrocarburos en la mezcla de extracción para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos, el flujo del producto de hidrocarburos comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente del esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos, y reciclar cuando menos una porción del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al paso de contacto. La mezcla de la extracción comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos, el material residual comprendiendo cuando menos una porción de material no soluble procedente del esquisto bituminoso que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos.
La presente invención provee un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de una formación subterránea rica en carbón que contiene hidrocarburos. El método involucra el obtener y pulverizar carbón que comprende una materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables para producir carbón triturado, filtrar el carbón triturado, alimentar el carbón triturado a un recipiente de contacto, dicho recipiente de contacto el cual tiene cuando menos una entrada para proveer un líquido de extracción de hidrocarburos al recipiente de contacto, poner en contacto el carbón triturado con un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso sustancialmente libre de surfactantes que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l ,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos, de manera tal que se forme una mezcla de extracción y se forme un material residual, la mezcla de extracción comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos, el material residual comprendiendo cuando menos una porción de material no soluble del carbón que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos, separar el material residual de la mezcla de extracción, separando la materia orgánica que contiene hidrocarburos del líquido de extracción de hidrocarburos para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos, el flujo del producto de hidrocarburos comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos del carbón, y reciclar cuando menos una porción del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al paso de contacto, en donde dicho primer líquido no contiene agua o esencialmente nada de agua.
Ejemplos Ejemplo 1. En este ejemplo se licuó carbón procedente de la veta Pittsburgh en el Condado de Washington, Pennsylvania, con un reactivo de a-terpineol. La muestra de carbón fue obtenida del Coal Bank en la Universidad del Estado de Pennsylvania, la cual proveyó el siguiente análisis aproximados para esta; 2.00% en peso de humedad inicial, 9.25% en peso de ceniza seca, 38.63% en peso de materia volátil seca, y 50.12% en peso de carbón fijado seco. El tamaño de partícula de la muestra de carbón fue de aproximadamente mal 60. Aproximadamente 60 gramos de a-terpineol fueron agregados suavemente a aproximadamente 30 gramos de la muestra de carbón colocada en un recipiente de extracción, de este modo dando lugar a una proporción de reactivo a muestra de 2 a 1. El recipiente de extracción tapado, pero no sellado herméticamente que contenía la mezcla resultante de a-terpineol y carbón se mantuvo a una temperatura constante de aproximadamente 96 °C y se agitó continuamente. Sin hervir el a-terpineol, la presión en el recipiente de extracción permaneció a la presión ambiente de ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm). Después de 30 minutos, la mezcla fue filtrada y las partículas de carbón retenidas en el filtro fueron lavadas con etanol y secadas hasta un peso constante. Sobre la base de la pérdida de peso, se determinó que la conversión, esto es, el grado de licuefacción, de la muestra de carbón fue de aproximadamente 68% en peso.
Ejemplo 2. Este ejemplo es idéntico al Ejemplo 1 en todos los aspectos menos dos. Después de mantener la temperatura a aproximadamente 96 °C, por aproximadamente 30 minutos, tal como se hizo en el Ejemplo 1, el recipiente de extracción que contenía la muestra de carbón y a-terpineol se mantuvo a una temperatura de aproximadamente 135 °C por un periodo adicional de aproximadamente 30 minutos. La presión en el recipiente de extracción permaneció a la presión ambiente de ligeramente menos de l .OlxlO5 Paséales (1 atm). Se determinó que la conversión, esto es, el grado de licuefacción, de la muestra de carbón fue de aproximadamente 70% en peso.
Ejemplo 3. La muestra de carbón usada fue de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquel usado en los dos ejemplos anteriores. Aproximadamente 31 gramos de a-terpineol fueron agregados a aproximadamente 31 gramos de la muestra de carbón en un recipiente de extracción. La mezcla fue mantenida a aproximadamente 96 °C y una presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente 1.0 lxl O5 Pascales (1 atm) por aproximadamente 30 minutos. Se determinó que la conversión, esto es, el grado de licuefacción, de la muestra de carbón fue de aproximadamente 71% en peso mediante el pesado de la muestra después de la filtración, lavado, y secado tal como se hizo en los dos ejemplos anteriores.
Ejemplo 4. Este ejemplo es idéntico al Ejemplo 3, excepto porque aproximadamente 30% de a-terpineol fue reemplazado con hexano, proveyendo un reactivo que incluye 70% en peso de a-terpineol y 30% en peso de hexano. Esto redujo la conversión, esto es, el grado de licuefacción a aproximadamente 1.3% en peso.
Ejemplo 5. La fuente y el análisis aproximado de la muestra de carbón y las condiciones experimentales en términos de temperatura, presión y relación de reactivo a muestra para este ejemplo fueron las mismas que aquellas del Ejemplo 3. La duración de la extracción, sin embargo, se redujo desde aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 20 minutos. Adicionalmente, aproximadamente 30% en peso del a-terpineol fue reemplazado con 1-butanol, proveyendo un reactivo que incluye 70% en peso de a-terpineol y 30% en peso de 1-butanol. La cantidad de carbón licuado fue solo de aproximadamente 0.30 gramos, correspondiendo a una conversión de aproximadamente 1.0% en peso.
Ejemplo 6. Este ejemplo es el mismo que en el Ejemplo 3 en términos de la fuente y el análisis aproximado de la muestra de carbón y temperatura, presión y duración de la extracción. La cantidad de la muestra de carbón fue, sin embargo, aproximadamente 25 gramos y el reactivo comprendió aproximadamente 24 gramos (80% en peso) de a-terpineol y aproximadamente 6 gramos (20% en peso) de xilenos, proveyendo un reactivo que incluye 70% en peso de a-terpineol y 30% en peso de xilenos. El carbón licuado fue de aproximadamente 10.0 gramos, correspondiendo a una conversión de aproximadamente 40% en peso.
Ejemplo 7. En este ejemplo, carbón de la veta de Wyodak en el Condado de Campbell, Wyoming, fue licuado con reactivo a-terpineol. La muestra de carbón fue obtenida del Coal Bank en la Universidad del Estado de Pennsylvania, la cual proveyó los siguientes análisis aproximados para esta; 26.3% en peso de humedad inicial, 7.57% en peso de ceniza seca, 44.86% en peso de materia volátil seca y 45.67%) en peso de carbón fijado seco. El tamaño de partícula de la muestra de carbón fue de aproximadamente malla 20. Aproximadamente 60 gramos de a-terpineol fueron agregados suavemente a aproximadamente 30 gramos de la muestra de carbón colocada en un recipiente de extracción, en una proporción de reactivo a muestra de aproximadamente 2 a 1. El recipiente de extracción tapado, pero no sellado herméticamente que contenía la mezcla resultante de a-terpineol y carbón fue mantenido a una temperatura constante de aproximadamente 96 °C y se agitó continuamente. Sin hervir el a-terpineol, la presión en el recipiente de extracción permaneció a presión ambiente de ligeramente menos de aproximadamente 1.01x105 Paséales (1 atm). Después de 30 minutos, la mezcla en el recipiente de extracción fue filtrada y las partículas de carbón retenidas en el filtro fueron lavadas con etanol y secadas hasta un peso constante. En base de la pérdida de peso, se determinó que la conversión, esto es, el grado de licuefacción, de la muestra de carbón fue de aproximadamente 75% en peso.
Ejemplo 8. El experimento en este ejemplo fue llevado a cabo bajo condiciones idénticas a aquellas de los ejemplos anteriores excepto una. Aproximadamente 15 gramos de a-terpineol fueron agregados, en lugar de aproximadamente 60 gramos, tal como se hizo en el ejemplo anterior, a aproximadamente 30 gramos de la muestra de carbono, de este modo logrando una proporción de reactivo a carbón de 0.5 a 1. La conversión, esto es, el grado de licuefacción, de la muestra de carbón lograda disminuyó desde aproximadamente 75% en peso, alcanzada en el ejemplo anterior, a aproximadamente 69% en peso.
Ejemplo 9. En este ejemplo, aproximadamente 3 gramos de esquisto bituminoso procedente de la región del río Verde de Colorado fueron solubilizados con aproximadamente 9 gramos de a-terpineol, de este modo dando lugar a una proporción de reactivo a muestra de 3 a 1 , para extraer kerógeno (materia orgánica) y/o bitumen (materia orgánica) de esta. Se determinó que el contenido de carbón orgánico, incluyendo tanto carbón volátil como fijado, era de aproximadamente 22.66% en peso por medio de una compañía de análisis certificada. Se llevaron a cabo dos experimentos con las muestras de esquisto bituminoso, que tiene un tamaño de partícula de malla 60 mesh, bajo temperatura y presión ambientales de aproximadamente 25 °C y ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm), respectivamente. Se determinaron las pérdidas de peso de las muestras por medio de su pesado después de la filtrarlas, lavarlas con etanol y secarlas. Estas pérdidas fueron de aproximadamente 9% en peso después de aproximadamente 30 minutos y aproximadamente 17% en peso después de aproximadamente 45 minutos. A partir de estas pérdidas de peso, se estimó que la conversión, esto es, el grado de extracción de materia orgánica, esto es, kerógeno y/o bitumen, eran aproximadamente 40% en peso para la anterior y de aproximadamente 75% para la posterior.
Ejemplo 10. Este ejemplo duplicó el ejemplo anterior con la excepción de que un único experimento, que duró aproximadamente 15 minutos, se llevó a cabo a una temperatura de aproximadamente 96 °C, en lugar de aproximadamente 25 °C. La pérdida de peso de la muestra de esquisto bituminoso fue de aproximadamente 12% en peso, correspondiente a la conversión, esto es, el grado de extracción, de kerógeno (materia orgánica) de aproximadamente 53% en peso.
Ejemplo 11. En este ejemplo, el bitumen (materia orgánica) en arenas bituminosas de Alberta, Canadá, fue solubilizado y extraído con aguarrás sintético de grado comercial. La muestra de arenas bituminosas fue obtenida del Alberta Research Council, el cual proveyó los siguientes análisis aproximados para esta; 84.4% en peso de sólidos secos, 1 1.6% en peso de bitumen seco, y 4.0% en peso de humedad inicial. Aproximadamente 30 gramos de aguarrás sintético fueron añadidos suavemente a aproximadamente 15 gramos de la muestra de arenas asfálticas en un recipiente de extracción tapado, pero no sellado herméticamente, utilizando una proporción de reactivo a muestra de aproximadamente 2 a 1 en peso. Este recipiente de extracción, que contenía la mezcla resultante de aguarrás sintético y arenas bituminosas, fue mantenido a una temperatura constante de aproximadamente 96 °C y se agitó continuamente. Sin hervir el aguarrás sintético, la presión en el recipiente de extracción permaneció a presión ambiente de ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm). Después de aproximadamente 20 minutos, la mezcla en el recipiente de extracción fue filtrada y los sólidos (arenas bituminosas) retenidos en el filtro fueron lavados con etanol y secados hasta un peso constante. Sobre la base de la pérdida de peso, se determinó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen de la muestra de arenas asfálticas fue de aproximadamente 100% en peso.
Ejemplo 12. En este ejemplo, aproximadamente 60 gramos de la muestra de arenas asfálticas procedentes de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquel de los ejemplos anteriores fue extraída mediante aproximadamente 60 gramos de a-terpineol, en lugar de aguarrás sintético de grado comercial, el cual incluye a-terpineol. La proporción resultante de reactivo a muestra fue de 1 a 1 en lugar de 2 a 1 tal como en el ejemplo anterior. El experimento duró aproximadamente 30 minutos a una temperatura de aproximadamente 96 °C bajo una presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm). Se determinó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen (materia orgánica) en la muestra de arenas asfálticas era de aproximadamente 100% en peso.
Ejemplo 13. En este ejemplo, aproximadamente 60 gramos de la muestra de arenas asfálticas de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquellos dos ejemplos anteriores fueron extraídos por aproximadamente 60 gramos de aguarrás sintético, el cual es de grado comercial. La proporción resultante de reactivo a muestra, por lo tanto, fue de aproximadamente 1 a 1. El experimento se llevó a cabo por aproximadamente 30 minutos a una temperatura de aproximadamente 96 °C bajo presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente l.OlxlO5 Paséales (1 atm). Se determinó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen (materia orgánica) en la muestra de arenas bituminosas era de aproximadamente 70% en peso.
Ejemplo 14. El experimento en este ejemplo duplicó aquel en el Ejemplo 8 en todos los aspectos excepto porque la proporción de reactivo a muestra fue reducida desde aproximadamente 2 a 1 a aproximadamente 0.5 a 1 : Aproximadamente 60 gramos de la muestra de arenas bituminosas fueron extraídos por aproximadamente 30 gramos de aguarrás sintético, el cual es de grado comercial. La conversión, esto es, el grado de extracción, del bitumen (materia orgánica) disminuyó desde aproximadamente 100% en peso obtenido en el Ejemplo 9 a aproximadamente 70% en peso.
Ejemplo 15. El experimento en este ejemplo repitió aquel del ejemplo anterior con a-terpineol en lugar de aguarrás sintético de grado comercial. La conversión, esto es, el grado de extracción, del bitumen (materia orgánica) en la muestra de arenas bituminosas fue de aproximadamente 70% en peso como en el ejemplo anterior.
Ejemplo 16. El experimento en este ejemplo fue llevado a cabo bajo una presión ambiental de ligeramente menos de 1.0 lxl 05 Paséales (1 atm) con la muestra de arenas asfálticas de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquel en los ejemplos anteriores con arenas bituminosas. Aproximadamente 60 gramos de aguarrás sintético de grado comercial fueron agregados a aproximadamente 60 gramos de la muestra de arenas asfálticas, de este modo dando lugar a una relación de reactivo a muestra de aproximadamente 1 a 1. La temperatura de la muestra y el aguarrás sintético de grado comercial fue mantenido a aproximadamente 65 °C por aproximadamente 30 minutos seguido del enfriamiento a aproximadamente 15 °C dentro de aproximadamente 5 minutos. Subsecuentemente, la muestra de arenas asfálticas fue filtrada, lavada, secada y pesada. Sobre la base de la pérdida de peso, se determinó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen (materia orgánica) en la muestra de arenas bituminosas era de aproximadamente 70% en peso.
Ejemplo 17. El experimento en este ejemplo repitió aquel del ejemplo anterior con a-terpineol en lugar de aguarrás sintético de grado comercial. La conversión, esto es, el grado de extracción, del bitumen (materia orgánica) aumento a aproximadamente 90% en peso desde aproximadamente 70% en peso de los ejemplos anteriores.
Ejemplo 18. En este ejemplo, una muestra de arenas asfálticas, pesando aproximadamente 30 gramos, procedente de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquel de los Ejemplos 1 1 a 17, fue extraída con un líquido que incluyó aproximadamente 20 gramos (80% en peso) de a-terpineol y aproximadamente 5 gramos (20%) en peso) de tolueno a una temperatura de aproximadamente 96 °C bajo una presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente 1.01x10s Paséales (1 atm). La duración del experimento (tiempo de reacción o extracción) fue de aproximadamente 30 minutos. La pérdida de peso de la muestra fue de aproximadamente 10.2 gramos. A partir de esta pérdida de peso, se determinó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen (materia orgánica) fue de aproximadamente 33% en peso.
Ejemplo 19. Tres muestras de arenas asfálticas, todas de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquel usado en los ejemplos anteriores con arenas asfálticas fueron extraídas por reactivos que comprenden varias cantidades de a-terpineol y etanol a la temperatura de aproximadamente 15 °C bajo presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm). La duración de cada experimento (tiempo de reacción o extracción) fue de aproximadamente 15 minutos para cada muestra de arenas asfálticas. La primera muestra fue extraída con una mezcla que comprende aproximadamente 0 gramos (0% en peso) de a-terpineol y aproximadamente 15 gramos (100%) en peso) de etanol, esto es, con etanol puro. La segunda muestra fue extraída con una mezcla que comprende aproximadamente 7.5 gramos (50% en peso) de a-terpineol y aproximadamente 7.5 gramos de etanol (50% de etanol). La tercera muestra fue extraída con una mezcla que comprende aproximadamente 12 gramos (80% en peso) de a-terpineol y aproximadamente 3 gramos (20% en peso) de etanol. Las pérdidas de peso y las conversiones estimadas, esto es, los grados de extracción, de bitumen (materia orgánica) en las tres muestras fueron de aproximadamente 0.2 gramos (1.0% en peso), 0.6 gramos (3.0% en peso) y 0.9 gramos (4.5% en peso), para la primera, segunda y tercera muestra, respectivamente.
Ejemplo 20. Gránulos de forma irregular de asfalto grado comercial cuyo tamaño promedio era de aproximadamente 15 mm fueron solubilizados y extraídos con a-terpineol y a una temperatura ambiente de aproximadamente 22 °C bajo presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm). La primera muestra que pesaba aproximadamente 20 gramos fue solubilizada y extraída con aproximadamente 40 gramos de -terpineol, y la segunda muestra que también pesaba aproximadamente 20 gramos fue solubilizada y extraída con aproximadamente 20 gramos de a-terpineol. Los hidrocarburos en ambas muestras fueron extraídos completamente después de 30 minutos. Estos experimentos fueron llevados a cabo para simular la solubilización y extracción de petróleo crudo pesado, el cual tiende a ser rico en asfáltenos como el asfalto.
Ejemplo 21. En este ejemplo, bitumen (materia orgánica) en arenas asfálticas procedentes de la misma fuente con el mismo análisis aproximado que aquel usado en todos los ejemplos anteriores con arenas bituminosas fue solubilizado y extraído con dos variedades de aceites vegetales, aceite de de frijol de soya y aceite de maíz. Los aceites vegetales son completamente miscibles con líquido de aguarrás. En el primer experimento, una muestra de arena asfáltica que pesaba aproximadamente 15 gramos fue mezclada y agitada continuamente con aproximadamente 30 gramos de aceite de frijol de soya por aproximadamente 20 minutos a una temperatura de aproximadamente 96 °C bajo la presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente l.OlxlO5 Paséales (1 atm). La pérdida de peso fue de aproximadamente 0.5 gramos a partir de la cual se estimó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen en la muestra fue de aproximadamente 3.3% en peso. En el segundo experimento, una muestra de arenas bituminosas que pesa aproximadamente 30 gramos fue mezclada y agitada continuamente con aproximadamente 60 gramos de aceite de maíz por aproximadamente 30 minutos a la temperatura de aproximadamente 175 °C bajo la presión ambiental de ligeramente menos de aproximadamente l .OlxlO5 Paséales (1 atm). La pérdida de peso fue de aproximadamente 4.8 gramos a partir de la cual se determinó que la conversión, esto es, el grado de extracción, de bitumen en la muestra fue de aproximadamente 12% en peso.
Ejemplo 22. Se llevaron a cabo dos pruebas en muestras de pozo tapón de arenisca Berea para determinar el efecto de la inyección de reactivo en la recuperación de petróleo del pozo. La primera prueba fue diseñada para determinar el incremento en la recuperación de petróleo debido a la inyección de a-terpineol después de que un campo ha sido sometido a inundación de agua hasta el límite. El pozo seleccionado contenía 9.01 mL de petróleo de laboratorio que simulaba petróleo crudo. La inundación con una solución acuosa que contenía 3.0% de cloruro de potasio produjo 4.6 mL de petróleo. Cinco (5) volúmenes de poro de la inyección de a-terpineol produjeron 3.61 mL de petróleo, de este modo dejando al pozo con menos de 8.0% de petróleo remanente en el volumen original. La segunda prueba fue diseñada para representar la recuperación aumentada que podría esperarse de una reserva virgen con una inyección de a-terpineol. El pozo seleccionado contenía 8.85 mL de petróleo de laboratorio simulando petróleo crudo. La producción de petróleo comenzó después de aproximadamente 0.5 volúmenes de poro de inyección de a-terpineol, y continúo hasta que 3.5 volúmenes de poro de a-terpineol habían sido inyectados; sin embargo, la mayoría del petróleo fue recuperado después de solamente 2.5 volúmenes de poro de la inyección de a-terpineol. Un total de 7.94 mL de petróleo de laboratorio fueron recuperados, de este modo dejando al pozo con menos de 7.5% de petróleo remanente en el volumen original.
En un experimento, varias proporciones de un líquido de aguarrás a la muestra de arenas asfálticas fueron probadas. El líquido de aguarrás para cada uno de los experimentos provistos más adelante tenía la misma formulación, en donde la composición incluyó aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 20% en volumen de ß-terpineol, y aproximadamente 20% en volumen de ?-terpineol. Las arenas bituminosas fueron una mezcla diferente de minerales de Alberta, Canadá, que tenían un contenido de bitumen de aproximadamente 12% en peso y un contenido de agua de entre aproximadamente 4-5% en peso. Los experimentos fueron todos llevados a cabo a varias temperaturas tal como se enlista en la Tabla 6.
Como se muestra en la Tabla 6 siguiente, la recuperación de hidrocarburos a partir de arenas asfálticas a través de todas las proporciones provistas a continuación (esto es, relaciones de líquido de aguarrás a arenas bituminosas en un rango de desde aproximadamente 1 :2 a aproximadamente 2:1) resultó en una buena recuperación de hidrocarburos y en poca diferencia perceptible. Con respecto a la temperatura a la cual se llevó a cabo la extracción, se cree que la temperatura óptima para la extracción, solubilización y/o licuefacción de hidrocarburos a partir de arenas bituminosas es de aproximadamente 65 °C. Como se muestra en la tabla, a aproximadamente 130 °C, la cantidad de hidrocarburos recuperados de las arenas bituminosas se redujo. Se notó sin embargo, que para ciertos sólidos a partir de los cuales es particularmente difícil recuperar hidrocarburos, aumentando la temperatura del disolvente de extracción se puede aumentar la cantidad de hidrocarburos que son recuperados. Finalmente, se mostró que el tiempo de exposición tenía muy poco efecto sobre la cantidad de materiales que fueron extraídos. Esto es probablemente porque el tiempo de extracción más corto fue de aproximadamente 20 minutos, lo cual se cree es más que adecuado para la extracción de los hidrocarburos a partir de arenas asfálticas.
Tabla 6 Peso de Peso de Proporción Peso del Cantidad Tiempo de arenas HC de arenas % de HC Temperatura solvente de de HC Exposición, asfálticas extraíbles asfálticas a extraído (°C) extracción extraído (g) (minutos) (9) (9) disolvente 15 2.0 30.0 1 :2 3.2 161 96 20 60 7.8 120.0 1 :2 5.4 69 96 30 60 7.8 31.6 2: 1 9.6 123 96 30 60 7.8 60.0 1 : 1 7.6 97 65 30 60 7.8 60.0 1 : 1 4.0 51 130 30 60 7.8 60.0 1 :1 6.3 80 65 30 Se llevaron a cabo experimentos adicionales usando disolventes alternativos, es decir, etanol y aceite de maíz, los cuales fueron comparados con la composición que incluyó aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 20% de ß-terpineol, y aproximadamente 20% de ?-terpineol. Como se nota en la Tabla 7 provista a continuación, el rendimiento de etanol y aceite de maíz fue inesperadamente sustancialmente menor que la composición que incluía aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 20% en volumen de ß-terpineol, y aproximadamente 20% en volumen de ?-terpineol. Por ejemplo, en tanto que la composición de terpineol logró una extracción completa o casi completa de los hidrocarburos extraíbles, el etanol produjo solo aproximadamente 10% de los hidrocarburos recuperables y el aceite calentado produjo solo aproximadamente 33% de los hidrocarburos recuperables.
Tabla 7 Como se muestra en la Tabla 8 siguiente, el rendimiento de varias formulaciones de líquido de aguarrás, incluyendo formulaciones de líquido de aguarrás que incluyen solo a- terpineol y a-terpineol en combinación con varios disolventes orgánicos conocidos, son provistos. Las primeras tres composiciones presentadas en la tabla incluyen a-terpineol, ß- terpineol, y ?-terpineol. Por ejemplo, la primera incluye aproximadamente 60% en volumen de a-terpineol, aproximadamente 30% en volumen de ß-terpineol, y aproximadamente 10% en volumen de ?-terpineol. Los resultados mostraron inesperadamente que conforme la concentración de a-terpineol aumenta, el desempeño del líquido de aguarrás aumenta al punto en el que cuando el líquido de aguarrás incluye aproximadamente 70% de a- terpineol, se logra la extracción completa del material de hidrocarburos a partir de la muestra de arenas bituminosas.
El segundo conjunto de datos es presentado para la extracción de arenas asfálticas que contienen hidrocarburos, con a-terpineol puro. Como se muestra, se logra la extracción de más de 100%, probablemente debido a las inconsistencias en el contenido de hidrocarburos de las muestras. Sin embargo, los resultados generalmente demuestran el resultado inesperado de que el a-terpineol es capaz de extraer sustancialmente todo el hidrocarburo recuperable de una muestra de arenas asfálticas.
Los datos provistos en la Tabla 8 ilustran la efectividad de sistemas mezclados de a- terpineol y disolventes orgánicos conocidos. Tal como se muestra, se logra la recuperación sustancialmente completa de los hidrocarburos recuperables con una composición que incluye una proporción de aproximadamente 1 : 1 de a-terpineol a etanol. Esto es inesperado ya que el etanol puro solo removió aproximadamente 10% de los hidrocarburos recuperables totales. Adicionalmente, sistemas mezclados que incluyen ya sea una relación de 1 : 1 o de 3: 1 de a-terpineol a tolueno aun resultaron en la recuperación de aproximadamente 77% y 92% de los hidrocarburos recuperables totales. Esto fue un resultado inesperado.
Tabla 8 Ejemplo 23. Aproximadamente 30 gramos de arenas asfálticas fueron rociados con cada uno de los siguientes líquidos: d-limoneno, una mezcla de líquidos de aguarrás, y agua como un control. La temperatura fue mantenida a aproximadamente 18 °C. El porcentaje de bitumen recuperado fue medido después de un tiempo de contacto de aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, y 30 segundos. La mezcla de líquidos de aguarrás fue un extractor más efectivo que el d-limoneno, en tanto que el agua fue inefectiva (ver Figura 5).
Ejemplo 24. Aproximadamente 15 gramos de muestras de arenas asfálticas fueron rociadas con d-limoneno o una mezcla de líquidos de aguarrás y fueron dejadas en contacto con el líquido por 97 segundos. La proporción de líquido a arenas asfálticas varió dentro del rango de aproximadamente 1 :1 a aproximadamente 6:1. Desde la recuperación del 54% en una proporción de 1 :1 a la recuperación de 84% en una relación de 6:1 , la mezcla de líquidos de aguarrás extrajo más bitumen que el limoneno a través del rango de proporciones de mezclado (ver Figura 6).
Ejemplo 25. La efectividad de un número de combinaciones y especies de líquido de aguarrás para extraer hidrocarburos fue medida con relación a la habilidad de cada líquido para recuperar bitumen a partir de una muestra de arenas asfálticas. En cada prueba, una muestra de aproximadamente 15 gramos de arenas asfálticas fue tratada a aproximadamente 18 °C con uno de los siguientes líquidos de aguarrás: a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, a-pineno, p-cimeno, d-limoneno, y una mezcla de líquidos de aguarrás. El porcentaje de bitumen recuperado fue medido después de tiempos de contacto de aproximadamente 5 (Figura 7) y aproximadamente 15 (Figura 8) minutos. Los datos mostraron que todos los líquidos extrajeron una cantidad sustancial de bitumen de las arenas asfálticas. La mezcla de líquidos de aguarrás fue el extractor más efectivo a través del rango de proporciones de líquido a material, recuperando casi todo el contenido de bitumen dentro de aproximadamente 5 minutos del contacto (ver Figura 7).
Ejemplo 26. La cantidad de SAE 40 (un petróleo crudo de peso mediano) que pudo ser extraído por una mezcla de líquidos de aguarrás fue comparada en contra de n-butanol, ciclohexanol, y 1-heptanol. A 35 °C, se encontró que la cantidad de SAE 40 extraído en 100 mi de una mezcla de líquidos de aguarrás que consistió en aproximadamente 50% de a-terpineol, aproximadamente 35% de ß-terpineol, aproximadamente 10% de ß-pineno, y aproximadamente 5% de p-cimeno, fue de aproximadamente 8.14, 6.67, y 7.46 veces más que la cantidad de SAE 40 que fue extraída en 100 mi de n-butanol, 100 mi de ciclohexanol, y 100 mi de 1-heptanol, respectivamente. Cada una de las soluciones alcalinas contenía 150 mi de 97% de metasilicato de sodio.
Ejemplo 27. Muestras de aproximadamente 15 g y 30 g de cera de parafina, y muestras de aproximadamente lOOg de asfaltinas fueron extraídas en 100% de a-terpineol y 100% de una mezcla de líquidos de aguarrás a aproximadamente 60 °C por aproximadamente 15 minutos. La Tabla 9 muestra el porcentaje de sólidos de hidrocarburos que fueron extraídos en líquidos de aguarrás.
Ejemplo Comparativo. En un ejemplo comparativo, el uso de un líquido que consistía en aproximadamente 1/3 de terpenoides (limoneno, pineno), aproximadamente 1/3 de destilados de petróleo pesado, y aproximadamente 1/3 de destilados de petróleo ligeros para licuar ceras de parafina y asfáltenos fueron comparados contra a-terpineol y el sistema de aguarrás de componentes múltiples usando el mismo método que se describe en el Ejemplo 27. En la Tabla 9 se muestra una comparación del porcentaje de cera de parafina y asfaltinas extraídas.
Tabla 9 Ejemplo 28. La Tabla 10 muestra la disminución en viscosidad de petróleos de diferentes pesos después del contacto con líquidos de aguarrás. Las mediciones fueron tomadas dentro de 20 segundos a una temperatura de aproximadamente 21 °C. La caída de porcentaje más grande en viscosidad se obtuvo por medio de la puesta en contacto de petróleos más pesados con una mezcla de líquidos de aguarrás.
Tabla 10 Ejemplo 29. Prueba de Corrosión. Probetas de acero al carbón API X-65 (METAL SAMPLES COMPANY, Munford, Alabama, Estados Unidos de América) fueron expuestas a agua de mar sustituía ASTM con 500 ppm de Na2S, el pH se ajustó a aproximadamente 4.8 usando ácido acéíico, bajo un flujo continuo por dos semanas. Una muestra de control contenía solo una solución de línea base de agua de mar en la ausencia de un inhibidor de corrosión. Las muestras I, II, y III contenían aproximadamente 0.0005%, 0.001%, y 0.0015% en volumen de una mezcla de líquidos de aguarrás. Las velocidades de corrosión registradas coinciden directamente con la cantidad de ataque de corrosión observada en cada probeta de prueba. La muestra III, que consistía en aproximadamente 0.0015% en volumen de una mezcla de líquidos de aguarrás produjo la velocidad de corrosión promedió más baja (ver Tabla 1 1) sin corrosión por picaduras.
Tabla 11 Ejemplo 30. La capacidad de extracción de una mezcla libre de surfactantes de líquidos de aguarrás fue comparada con d-limoneno que contenía 0, 3, 9, y 12% de surfactante (Surfonic N-95 de Huntsman). La mezcla libre de surfactante de líquidos de aguarrás y d-limoneno con surfactante fueron puestos en contacto con 30 g de Super Pave Asphalt (peso del agregado: 92.9%, peso de asfalto: 6.6%, peso de polímero: 0.5%) por dos minutos, a una proporción 1 : 1 de líquido a asfalto a 45 °C. La cantidad de recuperación de asfalto para la mezcla libre de surfactante de líquidos de aguarrás fue de 8.3%, mientras que el d-limoneno recupero solo 4%, 6.3%, 5.3% y 5.7% de asfalto a 0, 3, 9, y 12% de surfactante, respectivamente. La mezcla libre de surfactante de líquidos de aguarrás extrajo más materia orgánica que contenía hidrocarburos del asfalto que el d-limoneno con o sin surfactantes.
Los resultados para la extracción de materia orgánica que contenía hidrocarburos a partir de material que contenía hidrocarburos descritos en la especificación y especialmente en los Ejemplos anteriores fueron inesperados.
Como se midió aquí, la recuperación, esto es, producción, en ciertas muestras supera el 100%) debido a que ciertos materiales que contienen hidrocarburos, por ejemplo, arenas asfálticas, comprenden mezclas heterogéneas e impuras de líquidos excesivamente viscosos y partículas sólidas relativamente gruesas, irregulares en forma y de tamaños variantes. De este modo, las mediciones de recuperación basadas en el valor promedio de la materia de hidrocarburos en los materiales que contienen hidrocarburos a veces exceden el 100% debido a estos factores variables naturalmente. Adicionalmente, algunos errores experimentales son inherentes a cualquier experimento.
Como se utilizan aquí, los términos alrededor de y aproximadamente deben ser interpretados como incluyentes de cualquier valor que esté dentro del 5% del valor recitado. Adicionalmente, la recitación del término alrededor de y aproximadamente con respecto a un rango de valores debe ser interpretada como incluyente de ambos extremos superior e inferior del rango recitado. Tal como se utilizan aquí, los términos primero, segundo, tercero y similares deben ser interpretados para identificar únicamente elementos y no implican o restringen a cualquier secuencia en particular de elementos o pasos.
Si bien la invención ha sido mostrada o descrita en solo alguna de sus modalidades, debe ser claro para aquellos capacitados en la técnica que esta no es limitada de esta forma, sino que es susceptible a varios cambios sin alejarse del alcance de la invención.

Claims (62)

Reivindicaciones
1. Un método de extracción de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos, el cual comprende los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que consiste esencialmente en: proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido extractor de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo formado por aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l ,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. poner en contacto el material que contiene hidrocarburos con dicho líquido de extracción de hidrocarburos de manera tal que se forme una mezcla de extracción, la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción de dicha materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos; y separar la mezcla de extracción de cualquier material residual que contenga material no soluble a partir del material que contiene hidrocarburos que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos.
2. El método de la reivindicación 1 , el cual además comprende el paso de: proveer medios para poner en contacto dicha materia orgánica que contiene hidrocarburos y dicho líquido de aguarrás in situ en una formación subterránea que contiene dicha materia orgánica que contiene hidrocarburos, y medios para extraer dicha materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de dicha formación subterránea.
3. El método de la reivindicación 1 , el cual además comprende el paso de: separar la mezcla de extracción en una primera porción y una segunda porción, la primera porción de la mezcla de extracción comprendiendo un producto de hidrocarburo que comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos, la segunda porción de la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción del líquido de aguarrás.
4. El método de la reivindicación 3, el cual además comprende el paso de: reciclar cuando menos una porción del líquido de aguarrás al líquido de extracción de hidrocarburos para su uso en el paso de contacto.
5. El método de la reivindicación 3, en donde la extracción es llevada a cabo en un sitio, y la separación es llevada a cabo en o adyacente al sitio de extracción.
6. El método de la reivindicación 3, en donde la extracción es llevada a cabo en un sitio, y la separación es llevada a cabo en una instalación corriente abajo distante del sitio de extracción.
7. El método de la reivindicación 3, en donde la extracción es llevada a cabo en un sitio, y el líquido de extracción de hidrocarburos es separado parcialmente de la materia orgánica que contiene hidrocarburos a o adyacente al sitio de extracción.
8. El método de la reivindicación 2, en donde el material que contiene hidrocarburos está en una formación subterránea y el contacto con el material que contiene hidrocarburos con dicho líquido de aguarrás ocurre in situ en la formación subterránea; y además comprende el paso de: recuperar la mezcla de extracción a través de un pozo de producción en comunicación fluida con la formación subterránea, en donde el material residual permanece in situ en la formación subterránea.
9. El método de la reivindicación 8 el cual además comprende el paso de inyectar un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos dentro de una formación subterránea para la extracción adicional de material de hidrocarburos.
10. El método de la reivindicación 1 en donde el líquido de aguarrás comprende cuando menos aproximadamente 30% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 15% de ß-terpineol.
11. El método de la reivindicación 1 en donde el líquido de aguarrás comprende cuando menos aproximadamente 50% en volumen de a-terpineol y cuando menos aproximadamente 20% de ß-terpineol.
12. El método de la reivindicación 1 en donde el aguarrás comprende adicionalmente cuando menos uno de a-terpeno, ß-terpeno o ?-terpeno.
13. El método de la reivindicación 1 en donde el líquido de aguarrás comprende a-terpineol y ß-terpineol, en donde la proporción de a-terpineol a ß-terpineol es de cuando menos aproximadamente 1.3:1.
14. El método de la reivindicación 1 en donde el líquido de aguarrás comprende a-terpineol y ß-terpineol, en donde la proporción de a-terpineol a ß-terpineol es de cuando menos aproximadamente 2: 1.
15. El método de la reivindicación 1, en donde el líquido de aguarrás consiste esencialmente en una mezcla de a-terpineol, ß-terpineol, a-terpeno, y ß-terpeno.
16. El método de la reivindicación 1, en donde el líquido de aguarrás consiste esencialmente en una mezcla de a-terpineol, y ß-terpineol.
17. El método de la reivindicación 1, en donde el primer líquido consiste esencialmente en una mezcla de a-terpineol, ß-terpineol, a-terpeno, y ß-terpeno.
18. El método de la reivindicación 1, en donde la cantidad de materia orgánica extraída del material que contiene hidrocarburos es de cuando menos aproximadamente 50%.
19. El método de la reivindicación 18, en donde la cantidad de materia orgánica extraída del material que contiene hidrocarburos es de cuando menos aproximadamente 70%.
20. El método de la reivindicación 19, en donde la cantidad de materia orgánica extraída del material que contiene hidrocarburos es de cuando menos aproximadamente 75%.
21. El método de la reivindicación 20, en donde la cantidad de materia orgánica extraída del material que contiene hidrocarburos es de cuando menos aproximadamente 90%.
22. El método de la reivindicación 21, en donde la cantidad de materia orgánica extraída del material que contiene hidrocarburos es aproximadamente 100%.
23. El método de la reivindicación 1, en donde cuando menos aproximadamente 80% de hidrocarburos presentes en dicho material que contiene hidrocarburos extraíble en dicho líquido de aguarrás, son extraídas dentro de dicho líquido de aguarrás dentro de aproximadamente 5 minutos de ponerse en contacto con dicho material que contiene hidrocarburos con dicho primer líquido.
24. El método de la reivindicación 1, en donde la cantidad de dicho líquido de aguarrás a cualquier otro disolvente miscible en aguarrás contenido en dicho primer líquido es de cuando menos aproximadamente 1 :1.
25. El método de la reivindicación 24, en donde la cantidad de dicho líquido de aguarrás a cualquier otro disolvente miscible en aguarrás contenido en dicho primer líquido es de cuando menos aproximadamente 9:4.
26. El método de la reivindicación 25, en donde la cantidad de dicho líquido de aguarrás a cualquier otro disolvente miscible en aguarrás contenido en dicho primer líquido es de cuando menos aproximadamente 3:1.
27. El método de la reivindicación 26, en donde la cantidad de dicho líquido de aguarrás a cualquier otro disolvente miscible en aguarrás contenido en dicho primer líquido es de cuando menos aproximadamente 4:1.
28. El método de la reivindicación 1, en donde dicho primer líquido consiste esencialmente en dicho líquido de aguarrás.
29. El método de la reivindicación 1, en donde el material que contiene hidrocarburos es puesto en contacto con dicho líquido de aguarrás en una proporción de cuando menos aproximadamente 2:1 de dicho líquido de aguarrás a dicho material que contiene hidrocarburos.
30. El método de la reivindicación 1 , en donde el material que contiene hidrocarburos es un material natural que contiene hidrocarburos proveniente de una formación geológica que ocurre de forma natural que contiene cuando menos uno de carbón, petróleo crudo, petróleo crudo extra pesado, bitumen, arenas asfálticas, esquisto bituminosos, arenas bituminosas, gas natural, bitumen crudo, kerógeno natural, asfalto natural, o asfalteno natural.
31. El método de la reivindicación 30, en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 30 a 100% de materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro desde aproximadamente 3 segundos a 180 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto dentro de un rango de desde aproximadamente 10 a 400 °C, con un proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos al material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 10% a 600%.
32. El método de la reivindicación 30, en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 75 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto dentro de un rango de desde aproximadamente 20 a 30 °C, con una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos al material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 1 : 1 a 2:1.
33. El método de la reivindicación 30, en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 85 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto dentro de un rango de desde aproximadamente 20 a 30 °C, con una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos al material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 1 : 1 a 2:1.
34. El método de la reivindicación 31, en donde el material que contiene hidrocarburos es carbón, y en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 60 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto dentro de un rango de desde aproximadamente 80 a 100 °C, con una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos al material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 1 : 1 a 2: 1.
35. El método de la reivindicación 31 , en donde el material que contiene hidrocarburos consisten en arenas asfálticas, y en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 85 a 100 % de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto dentro de un rango de desde aproximadamente 30 a 60 °C, con una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos a dicho material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 1 : 1 a 2 : 1.
36. El método de la reivindicación 31 , en donde el material que contiene hidrocarburos es esquisto bituminoso, y en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 50 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto dentro de un rango de desde aproximadamente 100 a 130 °C, con una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos a dicho material natural que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 1 : 1 a 2: 1.
37. El método de la reivindicación 30, en donde dicho material que contiene hidrocarburos es petróleo crudo en una formación subterránea y el contacto del petróleo crudo con el líquido de extracción de hidrocarburos ocurre in situ en la formación subterránea y en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 80 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 3 minutos de dicho contacto, en una proporción de desde aproximadamente 1 : 1 a 1 :2 del líquido de extracción de hidrocarburos al volumen de poro total de la formación subterránea.
38. El método de la reivindicación 30, en donde dicho material que contiene hidrocarburos es petróleo crudo extra pesado en una formación subterránea y el contacto del petróleo crudo con el líquido de extracción de hidrocarburos ocurre in situ en la formación subterránea, y en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 25 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 60 minutos de dicho contacto, en una proporción de desde aproximadamente 1 :1 a 1 :2 del líquido de extracción de hidrocarburos al volumen de poro total de la formación subterránea.
39. El método de la reivindicación 31, en donde dicho material que contiene hidrocarburos es gas natural o gas de petróleo, y en donde durante dicho contacto, la materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída en el líquido de extracción de hidrocarburos está en una cantidad que corresponde a una cantidad de desde aproximadamente 50 a 100% de la materia orgánica que contiene hidrocarburos contenida originalmente dentro de dicho material natural que contiene hidrocarburos, extraída dentro del líquido de extracción de hidrocarburos dentro de desde aproximadamente 3 segundos a 60 minutos de dicho contacto, a una temperatura de contacto en un rango de desde aproximadamente 10 a 300 °C, en una proporción en peso del líquido de extracción de hidrocarburos a dicho material que contiene hidrocarburos de desde aproximadamente 0.1 a 600%.
40. El método de la reivindicación 1 para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un material que contiene hidrocarburos, dicho material que contiene hidrocarburos comprende arenas asfálticas; en donde el contacto del material que contiene hidrocarburos con dicho líquido de extracción de hidrocarburos comprende el paso de proveer las arenas asfálticas a una porción interior de un recipiente de extracción y proveer el líquido de extracción de hidrocarburos a la porción interior del recipiente de extracción por un periodo de tiempo funcional para extraer una porción sustancial de la materia orgánica que contiene hidrocarburos del material que contiene hidrocarburos.
41. El método de la reivindicación 1 para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos de un material que contiene hidrocarburos, dicho material de hidrocarburos comprende esquisto bituminoso, el método además comprende el paso de; triturar la materia orgánica que contiene hidrocarburos para formar una pluralidad de partículas, las partículas definen un tamaño de diámetro promedio en el rango de 4 mm a 25 mm de forma que la pluralidad de partículas esté en contacto con el líquido de extracción de hidrocarburos.
42. El método de la reivindicación 1 para extraer materia orgánica que contiene hidrocarburos de un material que contiene hidrocarburos, dicho material de hidrocarburos comprende carbón, el método además comprende el paso de: triturar la materia orgánica que contiene hidrocarburos para formar una pluralidad de partículas, las partículas definen un tamaño de diámetro promedio en el rango de 0.01 mm a 1 mm de forma que la pluralidad de partículas esté en contacto con el líquido de extracción de hidrocarburos.
43. Un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de arenas bituminosas, el método comprende los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que consiste esencialmente en: obtener arenas asfálticas que comprenden materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables; proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos que comprende un líquido de aguarrás que comprende cuando menos uno de ot-terpineol o ß-terpineol. proveer la muestra de arenas asfálticas a un recipiente de contacto, dicho recipiente de contacto comprende cuando menos una entrada para proveer el líquido de extracción de hidrocarburos; poner en contacto a la muestra de arenas asfálticas con el líquido de extracción de hidrocarburos en un recipiente de contacto y agitar la muestra de arenas asfálticas con el líquido de extracción de hidrocarburos de manera que se forma una mezcla de extracción y se forme un material residual, la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos, el material residual comprendiendo cuando menos una porción de un material no soluble procedente de las arenas asfálticas que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos; separar la mezcla de extracción del residuo material; separar la mezcla de extracción en un flujo de producto de hidrocarburo y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburo, el flujo de producto de hidrocarburo comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos procedente de las arenas asfálticas; y reciclar cuando menos una porción del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al paso de contacto.
44. Un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos, el método comprende los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que consiste esencialmente en: proveer el esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos; proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un aguarrás líquido seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos. filtrar el esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos, alimentar el esquisto bituminoso que contiene hidrocarburos, triturado, a un recipiente de contacto, el recipiente de contacto comprende cuando menos una entrada para proveer el líquido de extracción de hidrocarburos al recipiente de contacto; poner en contacto al esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos con el líquido de extracción de hidrocarburos de manera tal que se forme una mezcla de extracción y se forme un material residual, la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos, el material residual comprendiendo cuando menos una porción de un material no soluble procedente del esquisto bituminoso que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos; separar la mezcla de extracción del material residual; separar la materia orgánica que contiene hidrocarburos del líquido de extracción de hidrocarburos en la mezcla de extracción para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos, el flujo del producto de hidrocarburos comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos del esquisto bituminoso desmenuzado que contiene hidrocarburos; y reciclar cuando menos una porción del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al paso de contacto.
45. Un método para recuperar materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de una formación subterránea rica en carbón que contiene hidrocarburos, el método comprende los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que consiste esencialmente en: obtener carbón, dicho carbón comprendiendo una materia orgánica que contiene hidrocarburos recuperables; triturar el carbón para producir carbón triturado; filtrar el carbón triturado; alimentar el carbón triturado a un recipiente de contacto, dicho recipiente de contacto comprendiendo cuando menos una entrada para proveer un líquido de extracción de hidrocarburos al recipiente de contacto; poner en contacto al carbón triturado con un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso y sustancialmente libre de surfactantes que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-?efe??, ?-?efe??, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-?ef????, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos de manera que se forme una mezcla de extracción y se forme un material residual, la mezcla de extracción comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos en el líquido de extracción de hidrocarburos, el material residual comprendiendo cuando menos una porción de material no soluble procedente del carbón que no es soluble en el líquido de extracción de hidrocarburos; separar el material residual de la mezcla de extracción; separar la materia orgánica que contiene hidrocarburos del líquido de extracción de hidrocarburos para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos, el flujo de producto de hidrocarburos comprendiendo cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos del carbón; y reciclar cuando menos una porción del flujo de líquido de extracción de hidrocarburos al paso de contacto, en donde el primer líquido no contiene agua o esencialmente nada de agua.
46. Un método para aumentar la recuperación de materia orgánica que contiene hidrocarburos a partir de un pozo de producción acoplado a una formación subterránea que contiene hidrocarburos, la formación subterránea comprende el material que contiene hidrocarburos, el método comprende los pasos de extraer la materia orgánica que contiene hidrocarburos por medio de un proceso que consiste esencialmente en: proveer un pozo de inyección, dicho pozo de inyección estando en comunicación fluida con la formación subterránea; proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás que contiene terpineol; inyectar el líquido de extracción de hidrocarburos a través del pozo de inyección y dentro de la formación, en donde el líquido de extracción de hidrocarburos y la materia orgánica que contiene hidrocarburos de la formación subterránea que contiene hidrocarburos forman una mezcla de extracción que comprende cuando menos una porción de la materia orgánica que contiene hidrocarburos de la mezcla de extracción en cuando menos una porción del líquido de extracción de hidrocarburos; recuperar la mezcla de extracción de la formación a través del pozo de producción; y separar la mezcla de extracción para producir un flujo de producto de hidrocarburos y un flujo de líquido de extracción de hidrocarburos.
47. Un método para modificar compuestos de azufre en un material que contiene hidrocarburos que contienen azufre a partir de una formación geológica natural, el cual comprende los pasos de: proveer un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes que comprende un líquido de extracción de hidrocarburos no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3 -careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos, y poner en contacto al material que contiene hidrocarburos con dicho líquido de extracción de hidrocarburos de forma que interactúe con azufre en dicho material que contiene hidrocarburos y de este modo modificar dicho material que contiene hidrocarburos; en donde dicho material que contiene hidrocarburos que contiene azufre es seleccionado del grupo que consiste en gas natural, gas de petróleo, petróleo crudo, arenas asfálticas, esquisto bituminoso, y carbón.
48. El método de la reivindicación 46, en donde dicho contacto incluye el mezclado.
49. El método de la reivindicación 46, en donde dicho gas natural o gas de petróleo es hecho burbujear a través de dicho líquido de aguarrás.
50. Un método de reducir la corrosión de una superficie corrosible de transportación, almacenamiento, o equipo de manejo para material que contiene hidrocarburos, el cual comprende los pasos de: formar una mezcla de un material que contiene hidrocarburos con una cantidad reductora de corrosividad de un líquido que reduce la corrosividad no acuoso que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l ,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos, poner en contacto dicha superficie corrosible con dicha mezcla, en donde la velocidad de corrosión de dicha superficie es sustancialmente reducida en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene hidrocarburos en la ausencia de dicho líquido reductor de corrosividad.
51. El método de la reivindicación 49, en donde la mezcla comprende más de aproximadamente 0.0005% de dicho líquido reductor de corrosividad.
52. El método de la reivindicación 50, en donde la mezcla comprende más de aproximadamente 0.001% de dicho líquido reductor de corrosividad.
53. El método de la reivindicación 51, en donde la mezcla comprende más de aproximadamente 0.0015% de dicho líquido reductor de corrosividad.
54. El método de la reivindicación 49, en donde dicho líquido reductor de corrosividad está en una cantidad que corresponde a una cantidad de cuando menos aproximadamente 0.001% a 0.002% de dicho material que contiene hidrocarburos.
55. EL método de la reivindicación 49, en donde la velocidad de dicha corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 2 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene hidrocarburos en la ausencia de dicho líquido reductor de corrosividad.
56. El método de la reivindicación 49, en donde la velocidad de dicha corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 3 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene hidrocarburos en la ausencia de dicho líquido reductor de corrosividad.
57. El método de la reivindicación 49, en donde la velocidad de dicha corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 4 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene hidrocarburos en la ausencia de dicho líquido reductor de corrosividad.
58. El método de la reivindicación 49, en donde dicho líquido reductor de corrosividad comprende a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, y p-cimeno.
59. El método de la reivindicación 49, en donde dicho líquido reductor de corrosividad comprende aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol, aproximadamente 30 a 40% de ß-terpineol, aproximadamente 5 a 20% de ß-pineno, y aproximadamente 0 a 10% de p-cimeno.
60. El método de la reivindicación 49, en donde el material que contiene hidrocarburos es seleccionado del grupo que consiste en petróleo crudo, petróleo crudo pesado, arenas asfálticas, arenas bituminosas, esquisto bituminoso, gas natural, gas de petróleo, y combinaciones de estos.
61. Un método para la preparación de un gas que contiene hidrocarburos, el cual comprende los pasos de: poner en contacto un material que contiene hidrocarburos con un primer líquido sustancialmente libre de surfactantes para formar una mezcla, el primer líquido comprendiendo un líquido de extracción de hidrocarburo no acuoso que consiste esencialmente en un material de líquido de aguarrás seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, citronelal, mentona, y mezclas de estos, formar una mezcla, en donde dicha mezcla comprende cuando menos una porción de dicha materia orgánica que contiene hidrocarburos extraída en el líquido de extracción de hidrocarburos; y calentar la mezcla para formar un gas que contiene el material de aguarrás e hidrocarburos a partir de dicho material que contiene hidrocarburos.
62. El método de la reivindicación 60, en donde el material que contiene hidrocarburos es seleccionado del grupo que consiste en petróleo crudo, petróleo pesado crudo, arenas asfálticas, arenas bituminosas, esquisto bituminoso, gas natural, gas de petróleo, y combinaciones de estos.
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