NL8702293A - Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim. - Google Patents

Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim. Download PDF

Info

Publication number
NL8702293A
NL8702293A NL8702293A NL8702293A NL8702293A NL 8702293 A NL8702293 A NL 8702293A NL 8702293 A NL8702293 A NL 8702293A NL 8702293 A NL8702293 A NL 8702293A NL 8702293 A NL8702293 A NL 8702293A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
steam
formation
foam
surfactant
oil
Prior art date
Application number
NL8702293A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NL8702293A publication Critical patent/NL8702293A/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/594Compositions used in combination with injected gas, e.g. CO2 orcarbonated gas
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

- 1 -
K 9631 NET
WERKWIJZE VOOR HET WINNEN VAN OLIE MET BEHULP VAN STOOMSCHUIM
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het winnen van olie uit, of het verdringen van olie binnen een ondergrondse formatie met behulp van stoomschuim.
Bij deze methode wordt stoom geïnjecteerd in en fluïdum 5 gewonnen uit op horizontale afstand van elkaar gelegen lokaties binnen een deel van een olieformatie, waarbij de looprichting van een stoomstromingsweg wordt bepaald door zwaartekracht en/of olieverdeling. Nadat een stoomkanaal is gevormd, wordt de samenstelling van het te injecteren fluïdum ^0 gewijzigd van stoom in een stoomschuim-vormend mengsel door toevoeging van oppervlakactieve stoffen. De samenstelling van het mengsel staat in correlatie met de eigenschappen van het gesteente en de fluïda in de formatie, en wel zodanig dat de druk die vereist is voor het injecteren van het mengsel en het voortstuwen ervan door het kanaal hoger is dan die welke vereist is voor stoom alleen, doch lager dan de breekdruk van de formatie. De samenstelling en de injectiesnelheid van het mengsel worden vervolgens zodanig geregeld, dat een stroom van stoomschuim in het kanaal wordt aangehouden met een betrekkelijk hoog drukgradiënt, waarbij de olieverdringings-en kanaaluitbreidingsinvloeden aanzienlijk groter zijn dan die welke worden veroorzaakt door stoom alleen. Olie wordt gewonnen uit het fluïdum dat geproduceerd wordt uit de formatie.
De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op een verbetering in een oliewinningmethode waarbij stoom in kringloop geïnjecteerd wordt in, en fluïdum met de terugstroom gewonnen wordt uit een formatie die zware olie bevat, en welke gevoelig is voor zwaartekrachtoverheersing, waardoor een 30 olielaag komt te grenzen aan een gas- of damphoudende nagenoeg van olie gedesatureerde zone, waarbij een ongewenste hoeveelheid van het geïnjecteerde fluïdum in de gedesatureerde zone wordt opgenomen en vastgehouden. Bij een dergelijke methode wordt de samenstelling van de te injecteren stoom 8702293 % - 2 - gewijzigd van stoom in een stoomschuim-vormend mengsel door toevoeging van oppervlakactieve stoffen die in de formatie samen een stoomschuim vormen dat zodanige fysische en chemische eigenschappen heeft, dat het (a) in de formatie kan worden geïnjecteerd zonder dat enig deel van de formatie verstopt raakt bij een druk die hoger is dan die welke vereist is voor het injecteren van de stoom doch lager dan de breekdruk van de formatie, en (b) welk stoomschuim door aanraking met de formatie-olie chemisch zodanig wordt verzwakt dat het in dit oliehoudende zand mobieler is dan in zand dat nagenoeg vrij is van deze olie. De oppervlakactievestof-bevattende stoom wordt in de formatie geïnjecteerd met een snelheid die langzaam genoeg is om bij te dragen tot het verdringen van een voorste deel van het stoomschuim langs de ^ oliehoudende randgedeelten van de olie-gedesatureerde zone en niet langs het centrale deel van die zone. En fluïdum wordt uit de formatie teruggevoerd op een moment dat de stoom geheel of gedeeltelijk gecondenseerd is in het stoomschuim in de formatie.
2o υ De hier gebruikte navolgende uitdrukkingen hebben de volgende betekenis: "stoomschuim" heeft betrekking op een schuim, dat wil zeggen gas-vloeistofdispersie, dat/die (a) in staat is de effectieve mobiliteit te verlagen, of een vermindering te veroorzaken in het gemak waarmee een dergelijk schuim of dispersie in een permeabel poreus medium zal stromen, en (b) stoom in de gasfase ervan bevat. "Mobiliteit" of "permeabiliteit" heeft betrekking op een effectieve mobiliteit of gemakkelijke stroming van een schuim binnen een permeabel poreus medium. Een "permeabiliteitsvermindering" of "mobiliteitsvermindering" heeft betrekking op het verminderen van de gemakkelijke stroming van een dergelijk schuim ten gevolge van een verhoging in de effectieve viscositeit van het fluïdum en/of een verlaging in de effectieve permeabiliteit van het poreuze medium. Een vermindering in een dergelijke ^ mobiliteit of permeabiliteit kan worden waargenomen en/of bepaald door het meten van verschillen in inwendige druk
6- / V fc is O
- 3 - binnen een kolom van een permeabel poreus materiaal gedurende een constante homogene stroming van een fluïdum door een kolom van een dergelijk materiaal. De "stoomkwaliteit" van elk stoom-bevattend fluïdum heeft betrekking op het 5 gewichtspercentage aan water in dat fluïdum dat bij het kookpunt van dat water en bij de druk van het fluïdum in de dampfase van het fluïdum verkeert. Bijvoorbeeld: in een uit ëén component bestaand stoom-bevattend fluïdum dat geheel uit water bestaat en een stoomkwaliteit van 50% heeft» verkeert de 10 helft van het gewicht van het water in de dampfase; en in een uit meerdere componenten bestaand stoom-bevattend fluïdum dat in de dampfase stikstof en in de vloeibare fase opgeloste of gedispergeerde oppervlakactieve stoffen en elektrolyt bevat en een stoomkwaliteit van 50% heeft, verkeert de helft van het 15 gewicht van het water in het uit meerdere componenten bestaande fluïdum in de dampfase. De stoomkwaliteit van een stoom-bevattend fluïdum kan derhalve worden berekend als, bijvoorbeeld, 100 maal de massa (of massastromingssnelheid) van de waterdamp in dat fluïdum gedeeld door de som van de 20 massa (of massastromingssnelheid) van zowel de waterdamp als het vloeibare water in dat fluïdum. "Stoomschuim-vormend mengsel" (of compositie) heeft betrekking op een mengsel van stoom en een waterige vloeibare oplossing (of dispersie) van oppervlakactieve stoffen, waarbij een deel of het geheel van 25 de stoom aanwezig is in de gasfase van een stoomschuim. De gasfase kan ook niet-condenseerba(a)r(e) gas(sen) zoals stikstof bevatten.
Het doel van de uitvinding is het verbeteren van een werkwijze voor het verdringen van olie binnen een oliehoudende 30 ondergrondse formatie door in genoemde formatie een stoom-bevattend fluïdum tezamen met een oppervlakactieve stof door een zone met een relatief grote stoompermeabiliteit te voeren.
De oppervlakactieve stof volgens de uitvinding wordt voor 35 een aanzienlijk deel gevormd door ten minste één sulfonaat met de formule RSO^X, waarin R dialkylaryl is, waarbij aryl ( / V ί iif 4 - 4 - gelijk is aan fenyl, toluyl of xylyl, met daaraan gehecht twee lineaire alkylgroepen van gelijke of verschillende ketenlengte, doch die elk 11-20 koolstofatomen in de alkylketen bevatten, en waarin X gelijk is aan natrium, 5 kalium, lithium of ammonium. Dergelijke sulfonaten zullen hierna worden aangeduid als C^-C^g-dialkylareen-sulfonaten.
Het dialkylareensulfonaat-bevattende stoomschuim-vormende mengsel omvat geschikt een waterige oplossing van elektrolyt 10 en omvat met voordeel tevens een.nagenoeg niet-condenseerbaar gas; waarbij elk van de componenten - t.w. oppervlakactieve stof, elektrolyt en gas - aanwezig is in hoeveelheden die doeltreffend zijn voor de vorming van stoomschuim in aanwezigheid van de formatie-olie. De uitvinding heeft ook 15 betrekking op de hier beschreven dialkylareensulfonaat-bevattende stoomschuim-vormende mengsels.
De uitvinding is nuttig wanneer het wenselijk is olie te verwijderen uit, of te verdringen binnen een ondergrondse formatie. De uitvinding kan, bijvoorbeeld, worden toegepast 20 voor het verwijderen van olie of een emulsie van olie en water uit een putboorgat tijdens putreinigingswerkzaamheden, en/of het verdringen van olie naar een produktielokatie tijdens oliewinningswerkzaamheden.
De onderhavige uitvinding, welke in het bijzonder 25 betrekking heeft op een werkwijze voor het winnen van olie uit een ondergrondse formatie, bestaat uit de volgende stappen: het injecteren van stoom en het produceren van fluïdum op horizontaal van elkaar gescheiden lokaties binnen een deel van een olieformatie, waarin de looprichting van een 30 stoomstromingsweg niet wordt bepaald door de meest permeabele laag formatiegesteente, doch door de zwaartekracht en/of olieverdeling; - het met voordeel aanhouden van zodanige stoominjectie-en fluïdumproduktiesnelheden dat een stoomkanaal wordt 35 gevormd dat zich uitstrekt vanaf de injectielokatie; 8702 293 9 - 5 - - het overgaan van het injecteren van stoom naar het injecteren van een stoomschuim-vormend mengsel dat gevormd wordt door het toevoegen van een lineaire
Cj j”C2o"dialkylareensulfonaat-bevattende verbinding, 5 terwijl de produktie van fluïdum uit de formatie wordt voortgezet; - het aanpassen van de samenstelling van het stoomschuim-vormende mengsel aan de eigenschappen van het gesteente en de fluïda in de formatie, zodat de druk die 10 vereist is om het mengsel en het schuim dat het vormt of bevat in en door het kanaal te injecteren, hoger is dan de druk die benodigd is voor het injecteren van stoom alleen, doch lager is dan de breekdruk van de formatie; en 15 “ het zodanig regelen van de samenstelling van het in het kanaal te injecteren fluïdum dat het kanaal niet verstopt raakt, doch stoom en schuim in het kanaal blijven stromen bij een betrekkelijk hoge drukgradiënt waarbij olieverdringing en uitbreiding van het kanaal aanzienlijk 20 groter is dan wanneer alleen stoom zou worden toegepast.
De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het winnen van olie waarbij stoom in kringloop geïnjecteerd wordt in, en fluïdum met de terugstroom gewonnen wordt uit een ondergrondse formatie die zware olie bevat, en welke gevoelig 25 is voor zwaartekrachtoverheersing, waardoor ongewenst grote hoeveelheden van het geïnjecteerde fluïdum worden opgenomen en vastgehouden. Deze werkwijze omvat: - het injecteren van stoom gemengd met een lineaire C j j-CjQ-dialkylareensulfonaat-bevattende 30 stoomschuim-vormende verbinding, waardoor een stoomschuim wordt gevormd dat a) door de poriën van de formatie kan worden verdrongen zonder dat enig deel van de formatie verstopt raakt, bij een druk die hoger is dan die welke benodigd is voor het verdringen van stoom door de formatie, doch welke 35 lager is dan de breekdruk van de formatie, en b) dat door aanraking met de formatie-olie zodanig kan worden verzwakt dat o/\.· d ï - 6 - het verzwakte schuim in oliehoudende poriën van een poreus medium mobieler is dan in olie-vrije poriën van dat medium; - het injecteren van het stoomschuim-vormende mengsel met een snelheid die gelijk is aan die welke langzaam genoeg is om 5 ervoor te zorgen dat het door dat mengsel gevormde schuim zich sneller verplaatst door de poriën van een permeabel medium dat formatieolie bevat dan door de poriën van een nagenoeg olie-vrij permeabel medium; - het terugstromen van fluïdum uit de formatie na een 10 stoomdoorwarmingsperiode die voldoende is voor het condenseren van een deel of het geheel van de stoom in het geïnjecteerde stoomschuim-vormende mengsel. Het stoomschuim-vormende mengsel omvat bij voorkeur stoom, een niet-condenseerbare gas, een lineaire C^-C2Q-dialkylareensulfonaat-bevattende 15 oppervlakactieve stof en een elektrolyt.
De uitvinding verschaft onopvallende en nuttige voordelen bij olieverdringingsmethoden door het gebruik van de dialkylareensulfonaat-bevattende oppervlakactieve stof in de stoomschuim-vormende composities. Wanneer, bijvoorbeeld, een 20 stoomschuim-vormend mengsel een dergelijke oppervlakactieve stof en een elektrolyt bevat in hoeveelheden die nagenoeg optimaal zijn voor schuimvorming, dan verschaffen de onderhavige oppervlakactieve stoffen buitengewoon krachtige stoomschuimen met mobiliteiten die vele malen kleiner zijn dan 25 die van stoomschuimen waarvoor andere oppervlakactieve stoffen zijn gebruikt. Bovendien wordt een aanzienlijke vermindering in de mobiliteit van de stoomschuimen bereikt bij concentraties die veel lager zijn dan die welke benodigd zijn voor gelijke mobiliteitsvermindering van de oppervlakactieve 50 stoffen die vroeger beschouwd werden als de beste die voor een dergelijk doel te verkrijgen waren. Het gebruik van de onderhavige dialkylareensulfonaat-bevattende oppervlakactieve stoffen brengt geen problemen met betrekking tot thermische of hydrolytische stabiliteit met zich mee. Men heeft' in de 55 onderhavige alkylareensulfonaat-bevattende oppervlakactieve stoffen die tegelijk met de fluïda uit de ondergrondse 8 7 0 2 2 δ 3 # - 7 - fonnaties gewonnen werden, geen chemische of fysische achteruitgang kunnen waarnemen. In elk van dit soort sulfonaat-bevattende oppervlakactieve stoffen zijn de zwavelatomen van de sulfonaatgroep direkt gebonden aan 5 koolstofatomen. De oppervlakactieve stoffen die tijdens de olieproduktie werden gewonnen en beproefd hadden zich bij stoomtemperaturen over aanzienlijke perioden en afstanden door de formaties verplaatst.
Het is gebleken dat de onderhavige 10 Cjj-Cjg-dialkylareensulfonaat-bevattende stoomschuimen een aanzienlijke verbetering in mobiliteitsvermindering te zien geven in vergelijking met schuimen die gebaseerd zijn op de mono-alkylarylsulfonaten, bijvoorbeeld dodecylbenzeensulfonaten. De schuimen die volgens de 15 onderhavige uitvinding dienen te worden gebruikt, geven ook een aanzienlijke verbetering te zien in vergelijking met de CT, ~C7a-alfa-olefine-sulfonaat-bevattende schuimen, lo io
De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op composities welke ten minste één 20 C^j-C20“dialkylareensulfonaat, alsmede stoom en eventueel elektrolyt, en eventueel niet-condenseerbaar gas bevatten, welke stoffen geschikt zijn voor gebruik bij olieverdringing-en/of oliewinningmethoden. Van bijzonder belang in dit opzicht zijn stoomschuim-vormende composities welke in hoofdzaak 25 bestaan uit: (a) water, dat in de compositie aanwezig is bij een temperatuur die nagenoeg gelijk is aan bet kookpunt ervan, bij de druk van de compositie, zowel in een vloeibare fase als in een dampfase; (b) een oppervlakactieve stof die in de vloeistoffase van de compositie aanwezig is in een hoeveelheid 30 variërend van 0,01 tot 10 gew.%, berekend op het gewicht van de vloeistoffase, waarbij genoemde oppervlakactieve stof voor een aanzienlijk deel gevormd wordt door ten minste één Cjj-C2Q-dialkylareensulfonaat; (c) een elektrolyt dat in de vloeistoffase van de compositie aanwezig is in een 35 hoeveelheid variërend van 0,001 gew.% (berekend op het gewicht van de vloeistoffase) tot een hoeveelheid die leidt tot de 8 7 0 Λ ?9 5 - 8 - scheiding van de oppervlakactieve stof in een afzonderlijke vloeistoffase; en (d) een niet-condenseerbaar gas dat in de dampfase aanwezig is in een hoeveelheid variërend van ongeveer 0,0001 tot 0,3 mol.%, berekend op het totaal aantal molen in 5 de dampfase.
Typerend voor de dialkylareensulfonaat-bevattende oppervlakactieve stoffen die op geschikte wijze worden toegepast bij stoomschuimstuwingsmethoden van verhoogde kwaliteit volgens de uitvinding, zijn de dialkylareen-sulfonaten welke verkregen zijn door een lineair Cjj-i^Q-dialky!lbenzeen, lineair Cjj-^Q-dialkyltolueen en/of lineair ^-^Q-dialkylxyleen in reactie te brengen met zwaveltrioxide, gevolgd door neutralisatie van het sulfonzuur. In het bijzonder geschikt voor het doel van de 15 uitvinding is een sulfonaat dat afgeleid is van een in hoofdzaak lineair C^^-C^p-dialkylbenzeen.
Verschillende formatiematerialen hebben verschillende verzwakkende invloeden op de kracht van het stoomschuim. Er dienen derhalve proeven te worden uitgevoerd teneinde te 20 bepalen welke sulfonaten of sulfonaat-bevattende stoomschuim-vormende composities optimaal in een gegeven formatie functioneren. Dit wordt bij voorkeur gedaan door het bepalen van de invloed van specifieke sulfonaten op de mobiliteit van een stoom-beva11end fluïdum dat de 25 stoomkwaliteit heeft welke gekozen is voor gebruik in de formatie in aanwezigheid van het formatiemateriaal.
Dergelijke proeven worden bij voorkeur uitgevoerd door stoom-bevattende fluïda door een zandpakking te stuwen. De permeabiliteit van de zandpakking en schuim-afbrekende 50 eigenschappen van de olie in de zandpakking dienen ten minste nagenoeg gelijk te zijn aan die van de te behandelen formatie. Er worden vergelijkende onderzoeken gedaan naar de mobiliteit van het stoom-bevattende fluïdum met en zonder de oppervlakactieve stof. De mobiliteit wordt aangegeven door O c J middel van de nagenoeg gelijkblijvende drukval tussen een paar punten die gelegen zijn tussen het toevoer- en afvoergedeelte &7Ö2 293 - 9 - van de zandpakking op plaatsen die nagenoeg vrij zijn van eindinvloeden op de druk.
Thans zullen enkele laboratoriumproeven die uitgevoerd zijn voor het bepalen van de stoommobiliteit nader worden 5 beschreven aan de band de figuren 1 en 2.
Figuur 1 toont schematisch een inrichting voor het beproeven van een zandpakking, welke inrichting kan worden samengesteld uit heden ten dage beschikbare onderdelen. De inrichting bestaat uit een cilindervormige buis 1 die 400 mm 10 lang is en een dwarsdoorsnede-oppervlak van 8 cm2 heeft. Een dergelijke buis is bij voorkeur opgesteld voor horizontale stroming van fluïdum van een toevoeropening 2 naar een afvoeropening 3. De buis is bij voorkeur voorzien van vijf drukkranen 4, 5, 6, 7 en 8. De eerste drukkraan 4 bevindt zich 15 0p een afstand van 150 mm van de toevoeropening 2. De plaatsen van de andere kranen zijn zodanig gekozen, dat het deel van de buis 1 dat zich achter kraan 4 bevindt wordt verdeeld in gelijke delen van 50 mm. De buis 1 bevat een permeabele en poreuze kolom van geschikt materiaal, zoals een zandpakking, 20 welke een geschikt, realistisch laboratoriummodel van een ondergrondse formatie verschaft.
Aan het toevoereinde 2 is de zandpakking of een gelijkwaardige kolom van permeabel materiaal zodanig aangebracht dat hierdoor afzonderlijke stromen kunnen worden 25 opgenomen, zoals stoom, niet-condenseerbaar gas zoals stikstof, en één of meer waterige vloeistofoplossingen of dispersies welke een te beproeven oppervlakactieve stof bevatten en/of een opgelost of gedispergeerd elektrolyt.
Enkele of al deze componenten worden geïnjecteerd met
OA
J constante massastromingssnelheden in zodanige verhoudingen dat stoom van een gekozen kwaliteit, of een gekozen stoom-bevattend fluïdum of compositie, of een stoomschuim-vormend mengsel van een gekozen stoomkwaliteit kan worden geïnjecteerd, en nagenoeg homogeen zal zijn zodra het o e het oppervlak van de zandpakking binnentreedt.
870 2 29 3 - 10 -
Bij deze proeven worden stoomschuim-vormende mengsels waaraan wel en geen oppervlakactieve stoffen zijn toegevoegd met elkaar vergeleken door het meten van drukgradiënten die in een zandpakking gevormd zijn gedurende de tijd dat deze 5 mengsels met dezelfde nagenoeg constante massastromingssnelheden door de pakking zijn gevoerd.
Talrijke proeven zijn uitgevoerd met verschillende stoomschuim-vormende mengsels waarbij gebruik is gemaakt van zandpakkingen die samengesteld zijn uit formatiezand en die een hoge permeabiliteit, bijvoorbeeld 10 darcy, hebben. De drukken werden gemeten met (niet in tekening weergegeven) drukmeters (zoals piëzo-elektrische apparaten) die aangebracht zijn bij de toevoeropening 2 en bij de kranen 4, 5, 6, 7 en 8 van buis 1. Het is gebleken dat de resultaten van dergelijke ^ proeven in het algemeen vergelijkbaar zijn met de in het veld verkregen resultaten,
Bij de laboratoriumproeven werden de stoomschuim-vormende mengsels met constante massastromingssnelheden geïnjecteerd totdat nagenoeg gelijkblijvende drukken bij de toevoer en bij 20 de kranen werden verkregen. De verhouding tussen de gelijkblijvende drukken bij de kranen gedurende de stroming van stoom gemengd met de schuim-vormende oppervlakactieve stof en de gelijkblijvende drukken bij de kranen gedurende de stroming van de stoom alleen is een aanwijzing voor de 25 mobiliteitsvermindering, Hoe hoger deze verhouding, des te krachtiger is het stoomschuim en des te groter is de door het stoomschuim-vormende mengsel veroorzaakte mobiliteitsvermindering.
Figuur 2 toont de resultaten van vergelijkende proeven 30 met stoom en verschillende stoomschuim-vormende mengsels in zandpakkingen die Oude Pekela formatiezand met een permeabiliteit van 7 darcy bevatten. De tegendruk was 21 bar, hetgeen overeenkomt met een temperatuur van 215°C. De stoominjectiesnelheid was 600 cm3/min, waarbij in de 0,5 gew.% 35 natrium-bevattende waterfase
Cg-CiQ-dialkylbenzeensulfonaat aanwezig was. De figuur 8 7 0 2 ?. 9 3 - 11 - toont het verloop in drukverschil aangegeven in bar (vertikale=Y-as) ten opzichte van afstand aangegeven in centimeter (horizontale=X-as) van de pakkingtoevoeropening 2. De drukken werden gemeten bij de toevoeropening 2, bij de ^ kranen 4, 5, 6, 7 en 8 en bij de afvoeropening 3 van de buis 1 van figuur 1. Kromme A heeft betrekking op de verdringing waarbij een mengsel met een stoomkwaliteit van 85%, en met Cg-Cio“dialkylbenzeensulf°naat in de 0,5 gew.% natrium-bevattende waterfase, als verdringingscompositie werd 10 gebruikt.
Kromme B heeft betrekking op het gebruik van een stoom-bevattend fluïdum met een stoomkwaliteit van 85% en een waterfase welke 0,5 gew.% van een oppervlakactieve stof bevat.
Bij de proef aangeduid door kromme B, was de oppervlakactieve ^ stof een lineair natrium-C ^-C^-dialkylbenzeensulfonaat.
Kromme C heeft betrekking op het gebruik van het mengsel zoals toegepast voor kromme B met uitzondering dat de oppervlakactieve stof een lineair natrium-Cj ^-C^-dialkylbenzeensulfonaat was.
^ Aan alle oppervlakactievestof-bevattende oplossingen was 0,25 gew.% natrium-C,,-C,--alfa-olefinesulfonaat 14 16 toegevoegd, teneinde de oplosbaarheid van de natrium-dialkylbenzeensulfonaten te vergroten.
De enorme verbetering in gedrag met betrekking tot 25 stoompermeabiliteitsvermindering van de thans beschreven Cj j-C^-dialkylareensulfonaat-bevattende oppervlakactieve stof blijkt duidelijk uit de krommen B en C in vergelijking met de kromme A in figuur 2.
Preparaten en methoden welke geschikt zijn voor gebruik in de
Ofj onderhavige uitvinding
Voor het doel van de onderhavige uitvinding wordt de oppervlakactieve stof van het stoomschuim-vormend mengsel noodzakelijkerwijs voor een aanzienlijk deel gevormd door lineair C^ ^-^Q-dialkylareensulfonaat. Materialen van deze 870 2293 - 12 - klasse doch met een veel kortere alkylketen hebben tot nu toe commerciële toepassing gevonden, bijvoorbeeld in wasmiddelpreparaten voor industrieel en huishoudelijk gebruik en in persoonlijke huidverzorgingsartikelen.
5 Een voor de onderhavige uitvinding zeer geschikte klasse van dialkylareensulfonaten is die welke is afgeleid van een bijzondere klasse van olefinen, welke olefinen voor de thans beoogde doeleinden kunnen worden gedefinieerd met betrekking tot de configuratie en het aantal koolstofatomen in hun 10 moleculaire structuur. Deze olefinen hebben een koolstofgetal van 13 - 14.
Met betrekking tot hun moleculaire structuur, zijn deze olefinen alifatisch en in hoofdzaak lineair. Voor de alkyleringsroute die gekozen wordt voor de vervaardiging van 15 de volgens de uitvinding te gebruiken produkten worden hetzij alfa-olefinen hetzij niet-eindstandige olefinen geschikt geacht. Voor het doel van de bereiding van derivaten van de dialkylareensulfonaten voor toepassing bij de werkwijze volgens de uitvinding, worden met voordeel olefinen toegepast 20 waarin ten minste 90% van de moleculen alfa-olefinen zijn.
Bijzonder aantrekkelijk zijn sulfonaten afgeleid van de SHOP alfa-olefinen (handelsmerk) geleverd door Shell Chemical UK, ten dele vanwege hun lineaire structuur en hun hoog alfa-olefinengehalte, te weten in beide gevallen meer dan 95%. 25 De SHOP alfa-olefinen worden bereid door etheenoligomerisatie. Produkten met een hoog gehalte aan niet-eindstandige Cjj-C2Q--olefinen worden ook op commerciële schaal vervaardigd, bijvoorbeeld door chlorering-dehydrochlorering van paraffinen of door dehydrogenering van paraffinen, en 30 kunnen ook worden bereid door isomerisatie van alfa-olefinen. Produkten die rijk zijn aan niet-eindstandige olefinen worden vervaardigd en verkocht door, bijvoorbeeld, Shell Chem. UK.
Voor de bereiding van dialkylareensulfonaten, worden de hierboven beschreven olefinen onderworpen aan een reactie met 35 benzeen, tolueen of xyleen. De dialkylbenzeen-, dialkyltolueen- of dialkylxyleenisomeren worden in reactie 870 2 29 3 - 13 - gebracht met zwaveltrioxide. Onder de term "zwaveltrioxide" zoals deze In het onderhavige octrooischrift en in de conclusies wordt gebruikt, worden ook alle verbindingen of complexen die SO^ bevatten of voor een sulfoneringsreactie 5 opleveren, alsmede SO^ op zich begrepen. Deze reactie kan worden uitgevoerd volgens methoden die in de chemische industrie algemeen bekend zijn, gewoonlijk door het in contact brengen van een stroom verdunde SO^-damp met een dunne film van vloeibaar alkylaat bij een temperatuur in het traject van 10 ongeveer 5 to 50eC. Door de reactie tussen het SO^ en het alkylaat wordt een sulfonzuur verkregen dat geneutraliseerd wordt door het in reactie te brengen met een base, bij voorkeur een alkalimetaalhydroxide, oxide, of carbonaat.
Het is gebleken dat de specifieke samenstelling van 15 dialkylareensulfonaten die bereid zijn volgens de hier boven beschreven methode (en bijvoorbeeld ook volgens de methoden die gebruikt worden voor het sulfoneren, hydrolyseren en neutraliseren van de vermelde olefinen) geen factor van doorslaggevende betekenis is voor het gedrag van de 20 oppervlakactieve stof in de stoomschuim-methode volgens de uitvinding. In dit verband is het waargenomen dat factoren die tot nu toe de keuze van sulfoneringscondities (zoals kleur, helderheid en geur van het produkt) hebben bepaald, voor de bereiding van dialkylareensulfonaten voor toepassing bij de 25 werkwijze volgens de uitvinding niet van hetzelfde belang zijn als dat wat daaraan wordt toegekend bij de wasmiddelfabricage. Dientengevolge, worden reactiecondities buiten die welke tot nu wenselijk werden geacht voor alkylaatsulfonering, op geschikte wijze toegepast bij de bereiding van 30 oppervlakactieve stoffen die geschikt zijn voor gebruik in het stoomschuim-vormende mengsel.
Voor doeleinden waarvoor produktstabiliteit van belang is, levert de conventionele fabricage gewoonlijk een verdunde oplossing of dispersie van de dialkylareensulfonaten, 35 bijvoorbeeld produkten met een gehalte aan actieve stof in water van 15-30 gew.%. Dergelijke produkten kunnen direkt h /1* ^ L é ó - 14 - worden toegepast bij de bereiding van stoOmschuim-vormende mengsels voor doeleinden van deze uitvinding.
Geschikte alkylareensulfonaten, gewoonlijk bereid volgens bovengenoemde methoden, zijn zelf in de handel verkrijgbare 5 produkten.
De kracht van het schuim dat bereid is met behulp van de stoomschuim-vormende compositie en dat tevens dialkylareensulfonaat bevat, zal toenemen naarmate de hoeveelheid oppervlakactieve stof en/of elektrolyt in de *0 compositie toeneemt. Ook zal er een optimale verhouding tussen oppervlakactieve stof en elektrolyt ontstaan waarbij de oppervlakactiviteit van de compositie maximale hoogte heeft bereikt.
De stoomschuim-vormende compositie volgens de onderhavige uitvinding kan een stoomschuim vormen dat in staat is de effectieve mobiliteit van de stoom te verminderen tot minder dan ongeveer l/10de en zelfs tot l/50ste - l/75ste van de mobiliteit die deze zou hebben in een permeabel poreus medium bij afwezigheid van de oppervlakactieve stof.
20 De bij de onderhavige werkwijze gebruikte stoom en/of composities kan/kunnen worden gegenereerd en toegevoerd in de vorm van nagenoeg elke droge, natte, oververhitte, of laagwaardige stoom, waarbij de stoomcondensaat- en/of vloeistofcomponenten verenigbaar zijn met, en niet belemmerend 25 werken op de schuim-vormende eigenschappen van de schuim-vormende componenten van een stoomschuim-vormend mengsel volgens de onderhavige uitvinding. De stoomkwaliteit van de gegenereerde stoom en/of de hoeveelheid waterige vloeistof waarmee deze wordt gemengd dient/dienen zodanig te ΟΛ υ zijn dat de stoomkwaliteit van het aldus verkregen mengsel bij voorkeur tussen 10 en 90% ligt. Het gewenste stoomschuim wordt met voordeel bereid door de stoom te mengen met (een) waterige oplossing(en) van de oppervlakactieve stof en eventueel een elektrolyt. Bij het bepalen van de stoomkwaliteit van het te oc vormen mengsel dient uiteraard rekening te worden gehouden met het watergehalte van deze waterige oplossingen.
$7 ö 2 k,'ê j £ - 15 -
Het niet-condenseerbare gas dat met voordeel gebruikt wordt in een stoomschuim-vormend mengsel volgens de onderhavige uitvinding kan op geschikte wijze nagenoeg elk gas bevatten dat (a) weinig of geen condensatie ondergaat bij de 5 temperaturen (100-350°C) en drukken (1-100 bar) waarbij het stoomschuim-vormende mengsel bij voorkeur geïnjecteerd wordt in en verdrongen wordt door de te behandelen formatie, en (b) in hoofdzaak inert is ten opzichte van, en verenigbaar is met de schuim-vormende oppervlakactieve stof en andere componenten van dat mengsel. Een dergelijk gas is bij voorkeur stikstof, doch kan ook andere in hoofdzaak inerte gassen bevatten, zoals lucht, ethaan, methaan, rookgas, stookgas en dergelijke.
Geschikte concentraties van niet-condenseerbaar gas in het stoomschuimmengsel variëren van 0,0001 tot 0,3 mol.%, 15 bijvoorbeeld 0,001 tot 0,2 mol.%, of tussen 0,003 en 0,1 mol.% van de gasfase van het mengsel.
Het te gebruiken elektrolyt dient, teneinde geschikt te zijn voor toepassing, een samenstelling te hebben die gelijk is aan, en te worden gebruikt in een verhouding die 20 vergelijkbaar is met, die welke in het Amerikaanse octrooischrift nr. 4.086.964 beschreven zijn als zijnde geschikte alkalimetaalelektrolyten. Er kan een waterige oplossing worden toegepast welke een zodanige hoeveelheid elektrolyt bevat dat het uitzoutingseffect ervan nagenoeg 25 gelijk is aan dat van een natriumchlorideconcentratie van 0,001 tot 10% (doch een te kleine hoeveelheid voor het bewerkstelligen van aanzienlijke uitzouting) van de vloeistoffase van de stoom. Een deel of het geheel van het elektrolyt kan een anorganisch zout zoals een 50 alkalimetaalzout, een alkalimetaalhalogenide en natriumchloride bevatten. Andere anorganische zouten, bijvoorbeeld halogeniden, sulfonaten, carbonaten, nitraten en fosfaten, in de vorm van zouten van aardalkalimetalen, kunnen ook worden gebruikt.
55 In het algemeen kan worden gesteld, dat een elektrolytconcentratie kan worden toegepast die nagenoeg ^/02^5 ♦ - 16 - hetzelfde effect op de mobiliteitvermindering van het schuim heeft als het effect van een natriumchlorideconcentratie van 0,001 tot 5 gew.% (doch minder dan een ultzouting-veroorzakende hoeveelheid) van de vloeistoffase van 5 het stoomschuim-vormende mengsel. De elektrolytconcentratie kan, berekend op dezelfde basis, variëren van 0,001 tot 10%.
Bij het samenstellen van een stoomschuim-vormend mengsel of compositie volgens de onderhavige uitvinding, kan de stoom door middel van nagenoeg elke in de handel verkrijgbare 10 inrichting en techniek worden gegenereerd. Een stroom van een stoom die in een formatie geïnjecteerd wordt, wordt - op elke geschikte plaats aan het oppervlak of op de putbodem - bij voorkeur gegenereerd en gemengd met gekozen hoeveelheden van in hoofdzaak niet-condenseerbaar gas, waterige 15 elektrolytoplossing, en schuim-vormende oppervlakactieve stof. In een dergelijk mengsel zijn de kwaliteit van de gegenereerde stoom en de concentratie van het elektrolyt en oppervlakactievestof-bevattende waterige vloeistof waarmee deze wordt gemengd bij voorkeur zodanig dat (1) de met de 20 droge stoom gemengde hoeveelheid waterige vloeistof die in de formatie geïnjecteerd wordt voldoende is voor het verschaffen van een stoom-bevattend fluïdum met een stoomkwaliteit van 10-90% (bij voorkeur 30-85%); (2) de in de waterige vloeistof opgeloste of gedispergeerde gewichtsverhouding van 25 oppervlakactieve stof variëert van 0,01 tot 10,0 (bij voorkeur van 1,0 tot 4,0); en (3) de hoeveelheid niet-condenseerbaar gas 0,0003 tot 0,3 mol. fractie van de gasfase van het mengsel bedraagt.
i 7 ö 2 ά ** ύ

Claims (7)

1. Werkwijze voor het verdringen van olie binnen een oliehoudende ondergrondse formatie door in genoemde formatie een stoom-bevattend fluïdum samen met een oppervlakactieve stof door een zone met een relatief grote stoompermeabiliteit 5 te voeren, met het kenmerk, dat een oppervlakactieve stof wordt gebruikt welke voor een aanzienlijk deel gevormd wordt door ten minste één sulfonaat met de formule RSO^X, waarin R dialkylaryl is, waarbij aryl gelijk is aan fenyl, toluyl of xylyl, met daaraan gehecht twee lineaire arylgroepen van 10 gelijke of verschillende ketenlengte, doch die elk 11-20 koolstofatomen in de alkylketen bevatten, en waarin X gelijk is aan natrium, lithium, kalium of ammonium.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de stroom binnen de formatie een elektrolyt in combinatie met een 15 stoom-bevattend fluïdum wordt toegepast.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in de stroom binnen de formatie een in hoofdzaak niet-condenseerbaar gas in combinatie met het stoom-bevattende fluïdum wordt toegepast. 20
4, Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de oppervlakactieve stof voor een aanzienlijk deel gevormd wordt door sulfonaat dat verkregen is door een lineair dialkylbenzeen, lineair dialkyltolueen en/of lineair dialkylxyleen, waarvan elke alkylketen 11 tot 20 25 koolstofatomen heeft, in reactie te brengen met zwaveltrioxide, gevolgd door neutralisatie van het sulfonzuur.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het sulfonaat is afgeleid van lineair C13-C14 -dialkyltolueen, Cj^-Cj^-dialkylbenzeen of C^-C^-dialkylxyleen.
6. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de waterige vloeistoffase van de stoomschuim-vormendê compositie tussen ongeveer 0,01 en 10 gew.% alkylareensulfonaat bevat. f 7 O ·;? s ' * i' ! . t. v; 9 - 18 -
7. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat naast of in plaats van stikstof of een ander niet-condenseerbaar gas een hoeveelheid elektrolyt van ten hoogste 10% in de vloeistoffase wordt toegepast teneinde ^ het gedrag van de oppervlakactieve stof te verbeteren. ft 7 v ; . ·, y / l* t.., o w
NL8702293A 1986-10-10 1987-09-25 Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim. NL8702293A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8624361 1986-10-10
GB8624361A GB2196665B (en) 1986-10-10 1986-10-10 Steam foam process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8702293A true NL8702293A (nl) 1988-05-02

Family

ID=10605556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8702293A NL8702293A (nl) 1986-10-10 1987-09-25 Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim.

Country Status (4)

Country Link
CA (1) CA1295118C (nl)
DE (1) DE3734075C2 (nl)
GB (1) GB2196665B (nl)
NL (1) NL8702293A (nl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967837A (en) * 1989-03-31 1990-11-06 Chevron Research Company Steam enhanced oil recovery method using dialkyl aromatic sulfonates
US7809538B2 (en) 2006-01-13 2010-10-05 Halliburton Energy Services, Inc. Real time monitoring and control of thermal recovery operations for heavy oil reservoirs
US7832482B2 (en) 2006-10-10 2010-11-16 Halliburton Energy Services, Inc. Producing resources using steam injection
US7770643B2 (en) 2006-10-10 2010-08-10 Halliburton Energy Services, Inc. Hydrocarbon recovery using fluids
CN102838978B (zh) * 2012-09-18 2014-12-24 济南大学 一种井下自生气泡沫复合驱油剂的制备方法及应用
CA2972203C (en) 2017-06-29 2018-07-17 Exxonmobil Upstream Research Company Chasing solvent for enhanced recovery processes
CA2974712C (en) 2017-07-27 2018-09-25 Imperial Oil Resources Limited Enhanced methods for recovering viscous hydrocarbons from a subterranean formation as a follow-up to thermal recovery processes
CA2978157C (en) 2017-08-31 2018-10-16 Exxonmobil Upstream Research Company Thermal recovery methods for recovering viscous hydrocarbons from a subterranean formation
CA2983541C (en) 2017-10-24 2019-01-22 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for dynamic liquid level monitoring and control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770056A (en) * 1971-07-02 1973-11-06 Continental Oil Co Method of increasing recovery of petroleum from subterranean formations
FR2521636A1 (fr) * 1982-02-18 1983-08-19 Exxon Production Research Co Procede de recuperation de petrole utilisant des sulfonates tensio-actifs derives de charges aromatiques extraites
GB2156400A (en) * 1984-03-26 1985-10-09 Shell Int Research Steam foam process
EP0158486A1 (en) * 1984-04-03 1985-10-16 Sun Refining and Marketing Company Stable forms of dialkylaromatic sulphonates

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4540050A (en) * 1984-02-03 1985-09-10 Texaco Inc. Method of improving conformance in steam floods with steam foaming agents
CA1247850A (en) * 1984-03-26 1989-01-03 Renee Janssen-Van Rosmalen Steam foam process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770056A (en) * 1971-07-02 1973-11-06 Continental Oil Co Method of increasing recovery of petroleum from subterranean formations
FR2521636A1 (fr) * 1982-02-18 1983-08-19 Exxon Production Research Co Procede de recuperation de petrole utilisant des sulfonates tensio-actifs derives de charges aromatiques extraites
GB2156400A (en) * 1984-03-26 1985-10-09 Shell Int Research Steam foam process
EP0158486A1 (en) * 1984-04-03 1985-10-16 Sun Refining and Marketing Company Stable forms of dialkylaromatic sulphonates

Also Published As

Publication number Publication date
GB2196665A (en) 1988-05-05
DE3734075A1 (de) 1988-04-14
CA1295118C (en) 1992-02-04
DE3734075C2 (de) 1996-10-17
GB8624361D0 (en) 1986-11-12
GB2196665B (en) 1990-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8201242A (nl) Werkwijze voor het verdringen van olie met behulp van stoomschuim.
CN1989313B (zh) 用于提高的油回收方法的烷基二甲苯磺酸盐
US4488976A (en) Olefin sulfonate-improved steam foam drive
CA1229477A (en) Polyalkoxy sulphonate, co.sub.2 and brine drive process for oil recovery
NL193731C (nl) Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim.
NL8702293A (nl) Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim.
CA1301636C (en) Gas flooding processing for the recovery of oil from subterranean formations
CA2672632A1 (en) Method and composition for enhanced hydrocarbons recovery
EA021454B1 (ru) Способ и композиция для повышения добычи углеводородов из пласта, содержащего сырую нефть с особыми группами растворимости и семействами химических соединений
JPS599716B2 (ja) 有機物質の水系ミクロエマルジヨン
NO172142B (no) Overflateaktive preparater for anvendelse ved oljeproduksjon
EP1778813B1 (en) Under-neutralized alkylxylene sulfonic acid composition for enhanced oil recovery processes
US3572439A (en) Concentrates for the preparation of ammoniated foamed circulation fluids and use thereof
CA2835957A1 (en) Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
GB2156400A (en) Steam foam process
US3610340A (en) Aqueous foamed well circulation fluids containing a base component and their use in the treatment of wells
NL192394C (nl) Werkwijze voor het winnen van olie met behulp van stoomschuim.
US5031698A (en) Steam foam surfactants enriched in alpha olefin disulfonates for enhanced oil recovery
CA1316681C (en) Process for recovering oil
GB2164978A (en) Steam foam process
US4562727A (en) Olefin sulfonate-improved steam foam drive
CA2871692A1 (en) Method for enhanced hydrocarbon recovery
US4911238A (en) Gas flooding with surfactants enriched in olefin disulfonate
EP0523111B1 (en) Branched ether surfactants and their use in an enhanced oil recovery process
CA1124259A (en) Petroleum sulfonates

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed
BV The patent application has lapsed