PL57598B1 - - Google Patents

Description

23.1.1967 Stany Zjednoczone Ameryki Opublikowano: 20.VI.1969 57598 KI. 5 a, 43/22 MKP E 21 b tyiOj UKD 622.245.544 Wspóltwórcy wynalazku: Stanley C. Jones, Lawrerice R. Sanders, Wil¬ liam C. Tosch, Charles B. Wenger Wlasciciel patentu: Marathon Oil Company, Findlay (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób wydobywania weglowodorów z roponosnych formacji podziemnych Wynalazek dotyczy sposobu wydobywania ropy naftowej z roponosnych formacji podziemnych.Wprawdzie sposób wedlug wynalazku nadaje sie szczególnie do wtórnego i trzeciorzednego wydo¬ bywania ropy, ale moze byc stosowany równiez przy wydobywaniu pierwotnym, na przyklad wte¬ dy, gdy preznosc gazu naturalnego nie jest dosta¬ teczna dla zapewnienia zadanej wielkosci wydo¬ bycia z formacji.Przy wydobywaniu ropy do formacji wtlacza sie róznego rodzaju czynniki, zwlaszcza oleje rozpusz¬ czalne. Pod okresleniem „oleje rozpuszczalne" ro¬ zumie sie zestawy znane pod nazwa „mikroemul- sji", „emulsji przezroczystych", „emulsji drobnych" itp. Zasadniczo oleje rozpuszczalne sa to klarow¬ ne, trwale dyspersje cieczy spolaryzowanej, na przyklad wody, w czynniku niepolarnym, na przy¬ klad w weglowodorze.Jak wiadomo, wydajnosc procesu wydobywania ropy jest okreslana iloscia ropy wydobytej w ope¬ racjach zalewania zloza w porównaniu do ilosci ropy w formacjach w momencie rozpoczynania zalewania. Aby uzyskac dobra wydajnosc, czyn¬ niki uzyte- do zalewania powinny miec ruchliwosc przynajmniej w fali czolowej, w przyblizeniu taka, lub nieco mniejsza niz ruchliwosc cieczy w for¬ macji, które maja byc przemieszczone.Takie rozpuszczalne oleje korzystnie skladaja sie z mieszaniny cieklej, surowej ropy lub jej frak¬ cji, wody oraz srodka powierzchniowo czynnego. 10 15 20 25 30 W wiekszosci takich rozpuszczalnych olejów sto¬ suje sie równiez dodatek wspóldzialajacego srodka powierzchniowo czynnego, na przyklad rozpusz¬ czalnego w wodzie alkoholu, aby uzyskac odpo¬ wiednia lepkosc i nadac preparatowi trwalosc w warunkach panujacych w zbiorniku.Jednakze niezaleznie od skladu kompozycji wstrzykiwanej poczatkowo, rozpuszczalny w wo¬ dzie alkohol czy inny rozpuszczalny w wodzie do¬ datkowy srodek powierzchniowo czynny ulega stopniowo wylugowywaniu z ladunku wstrzyki¬ wanego przez wode rodzima, zazwyczaj wystepu¬ jaca w formacjach roponosnych. Równiez i przy wydobywaniu trzeciorzednym taki dodatkowy sro¬ dek powierzchniowo czynny moze byc wylugiwany przez wode z wtórnego zalewania, co oczywiscie stanowi powazna wade znanych metod.Sposób wedlug wynalazku umozliwia unikniecie lub zmniejszenie tego wylugowywania dodatkowe¬ go srodka powierzchniowo czynnego z cieczy uzy¬ tej do zalewania i zwiazanej z tym utraty trwa¬ losci i lepkosci tego srodka. Sposób ten polega na tym, ze co najmniej czesc rozpuszczalnego w wodzie, dodatkowego srodka powierzchniowo czynnego zastepuje sie dodatkowym srodkiem po¬ wierzchniowo czynnym zasadniczo nierozpuszczal¬ nym w wodzie, a zasadniczo rozpuszczalnym w ropie naftowej. Dzieki temu, rozpuszczalna w ro¬ pie ciecz uzyta do zalewania nabiera bardzo do¬ brych wlasciwosci i moze byc przesylana przez 5759857598 3 4 formacje na znacznie wieksze odleglosci, nie ule¬ gajac przy tym szkodliwemu wymywaniu dodat¬ kowego srodka powierzchniowo czynnego przez rodzima wode, znajdujaca sie w formacji.Wedlug wynalazku, rozpuszczalna w ropie ciecz stosowana do wypychania ropy przez zalewanie formacji zawiera korzystnie okolo 20—80%, zwlasz¬ cza okolo 25—75%, a najkorzystniej okolo 30—70% objetosciowych weglowodoru, na przyklad surowej ropy naftowej, nafty, benzyny, propanu, butanów, pentanów lub ich mieszanin.Poza tym ciecz ta zawiera 2—20, korzystnie 3— 15, a najlepiej 5—12% objetosciowych niejonowe¬ go, kationowego lub anionowego srodka powierzch¬ niowo czynnego lub ich mieszanin. Takimi srod¬ kami powierzchniowo czynnymi sa na przyklad: siarczan monolaurynianu glicerylosodowego, bur- sztynian dwuheksylosodowy, naftalenosulfonian he- ksadecylu, sierczan dwuetylenoglikolu, monomiry- stynian dwusulfooctanu glicerolu, siarczanolaury- nian p-toluidyny, siarczanolaurynian p-chloroani- liny, sól sodowa p-siarczanu etyloanilidu oleino¬ wego, mirystynian trójetanoloaminy, oleoamid n- -metylotauryny, monostearynian pentaerytrytu, mo- nolaurynian poliglicerolu, oleinian trójetanoloami¬ ny, stearynian morfóliny, chlorek heksadecylotrój- metyloamoniowy, chlorek dwutetradecylodwume- tyloamoniowy, siarczan n-dodecylodwuetylenogli- kolu, siarczan monobutylofenylofenolosodowy i lau¬ rynian trójetanoloaminy.Jako anionowe srodki powierzchniowo czynne stosuje sie wedlug wynalazku na przyklad wyz¬ sze monosulfpniany alkiloarylowe, zwlaszcza mo- nosulfoniany alkilonaftenowe o przyblizonym wzo¬ rze CnH2n_io S08Na, w którym n oznacza liczbe 20- 30, a rodnik alkilowy zawiera 10—25 atomów we¬ gla. Szczególnie korzystne sa sole sodowe kwasów dwualkilobursztynowych, zwlaszcza te, w których rodnik alkilowy zawiera okolo 6—10 atomów we¬ gla.Rodzaj uzytego srodka powierzchniowego czyn- nejgo zalezy od temperatury formacji, jej twar¬ dosci, zasolenia oraz pH wody rodzimej i wody uzytej do wytworzenia cieczy do zalewania. Na przyklad srodek powierzchniowo czynny w posta¬ ci oleinianu sodu jest nieodpowiedni, jezeli for¬ macja zawiera stosunkowo wysokie stezenie jonów wapnia i magnezu, gdyz to powoduje wytracanie mydla wapniowego i magnezowego co z kolei przyczynia sie do zatkania formacji. Jezeli zas w surowej ropie znajduje sie naturalny srodek po¬ wierzchniowo czynny, to do cieczy do zalewania trzeba stosowac srodek powierzchniowo czynny o podobnym ladunku jonowym, aby uniknac wy¬ tracania nierozpuszczalnego produktu reakcji.Wedlug wynalazku stosuje sie do zalewania ciecz, która zawiera 5—70%, zwlaszcza 10—65%, a najkorzystniej 20—60% wody w stosunku objetos¬ ciowym. Mozna do tego celu stosowac wode za¬ solona. Poza tym ciecz, wedlug wynalazku zawiera 0,01—10%, korzystnie 0,05—5%, a najkorzystniej 0,1—2% dodatkowego srodka powierzchniowo czynnego, który powinien byc rozpuszczalny w ropie, a zasadniczo nierozpuszczalny w wodzie.Dopuszcza sie nieznaczna rozpuszczalnosc tego srodka w wodzie, nie przekraczajaca okolo 10*%, ale ogólnie biorac nalezy te rozpuszczalnosc uwzgledniac i dodawac pewna nadwyzke tego srod- 5 ka. Najbardziej odpowiednie sa srodki zupelnie nierozpuszczalne w wodzie, a calkowicie rozpusz¬ czalne w fazie weglowodorowej, to jest w weglo¬ wodorze stanowiacym skladnik cieczy do zalewa¬ nia.Takimi srodkami sa na przyklad: nonylofenol, 2-octanol, zwiazki nonylofenolopolioksyetylenowe o zawartosci okolo 40—50% wagowych tlenku ety¬ lenu, preparat OX-126 wytwarzany przez firme Aauaness Chemical Company, heksylokarbitol, glikol polipropylenowy sprzedawany pod nazwa Pluracol PI010 firmy Wyandotte Chemicals Corpo¬ ration, alkohol,n-amyIowy, alkohol heksadecylowy, cykloheksanol, izooktanol, alkohol benzylowy, al¬ kohol heksylowy, alkohol izoamylowy, alkohol izo- butylowy, krezol, oktylofenol oraz wiele innych produktów sprzedawanych pod róznymi nazwami.Srodkami tymi zastepuje sie calkowicie lub czes¬ ciowo znane srodki powierzchniowo czynne, takie jak nizsze alkohole, majace mniej niz okolo 4 ato¬ my wegla w glównym lancuchu, zwlaszcza alko¬ hol izopropylowy, metylowy, etylowy, II-rzedowy butylowy, III-rzedowy butylowy, III-rzedowy amy- lowy i niektóre ketony, na przyklad aceton.Ogólnie biorac, ciecz do zalewania wedlug wy¬ nalazku wytwarza sie w ten sposób, ze przygoto¬ wuje sie preparat wstepny, skladajacy sie z sul¬ fonianu oraz benzyny pierwszej destylacji lub in¬ nego weglowodoru i dodatkowego srodka powierz¬ chniowo czynnego rozpuszczalnego w oleju, a zasadniczo nierozpuszczalnego w wodzie. Ten wstepny preparat miesza sie nastepnie z woda, w celu otrzymania ostatecznego skladu cieczy do za¬ lewania formacji.Stosuje sie przy tym znane sposoby mieszania mechanicznego. W razie trudnosci w uzyskaniu dobrej mieszaniny mozna stosowac mieszanie sil¬ nie scinajace. Oczywiscie ciecze do zalewania we¬ dlug wynalazku powinny byc zestawiane tak, aby odpowiadaly cechom ogólnie wymaganym od te¬ go rodzaju substancji, na przyklad nie powinno w nich wystepowac zjawisko TyndalFa, a przy przechowywaniu powinny zachowac stalosc fazy.W praktyce te rozpuszczalne w ropie naftowej ciecze wtryskuje sie w znany sposób co najmniej w jeden otwór zasilajacy, umieszczony w formacji podziemnej, po czym przesuwa sie je poprzez for¬ macje tak, aby przemiescic rope naftowa w strone co najmniej jednego odwiertu wydobywczego.Przemieszczanie tej cieczy przeprowadza sie na przyklad za pomoca wody, roztworów wodnych o podwyzszonej lepkosci lub innych plynów, stoso¬ wanych jako czynniki przemieszczajace przy zna¬ nym wydobywaniu wtórnym lub trzeciorzedowym.Stosuje sie znane metody wtryskiwania, na przy¬ klad zalewanie znane pod nazwa „zalewania we¬ dlug schematu", to jest przez szereg otworów za¬ sil ajacvch, w celu utworzenia ruchomej sciany cie¬ czy, przy czym mozna stosowac plyn przepycha¬ jacy, lub inne znane metody. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6057598 Najkorzystniej jest wedlug wynalazku stosowac zasadniczo nierozpuszczalny w wodzie, a rozpusz¬ czalny w ropie naftowej srodek powierzchniowo czynny, gdyz wówczas unika sie nadmiernego wzrostu lepkosci olejów przy zetknieciu sie z ro¬ dzimymi solankami. Taki przyklad stosowania spo¬ sobu wedlug wynalazku jest podany ponizej.Przyklad. Przygotowuje sie wstepny pre¬ parat cieczy do zalewania formacji, zawierajacy w stosunku objetosciowym 17% sulfonianu alkilo- aryloamoniowego i 83% „ciezkiej" nafty. Do 28 czesci objetosciowych tego preparatu dodaje sie 12 czesci roztworu wodnego o zawartosci okolo 400 czesci rozpuszczonych cial stalych na milion czes¬ ci wody. Dodatkowo dodaje sie do tego roztworu wodnego, chlorku sodu, a nastepnie 8—10 czesci objetosciowych alkoholu izopropylowego. Do tak otrzymanego podstawowego preparatu dodaje sie rózne ilosci nonylofenolu, w celu otrzymania roz¬ puszczalnych olejów. Te rozpuszczalne oleje wy¬ trzasa sie z woda w której na milion czesci roz¬ puszczone jest lacznie okolo 30 000 czesci substan¬ cji stalych (okolo 18 000 czesci objetosciowych jo¬ nów chloru). Próbki te pozostawia sie do odstania, po czym na dnie tworza sie warstwy solanki, a powyzej warstwa cieczy do zalewania. Nastepnie mierzy sie lepkosc wspomnianej górnej warstwy.Wyniki pomiaru podano ponizej w tablicy. Wspom¬ niany wyzej nonylofenol dodaje sie w postaci roz¬ tworu, zawierajacego w stosunku objetosciowym 50% nonylofenolu i 50% „ciezkiej" nafty.Tablica Ilosc Na Cl w mg doda¬ na do 12 ml wody Ilosc roz¬ tworu nonylo¬ fenolu dodana do 40,8 ml roz- pusz- czalne- go oleju do zale¬ wania Leipkosc oleju do zalewa¬ nia przed zetknie¬ ciem sie z solan¬ ka cP Lepkosc oleju do zalewa¬ nia po zetknie¬ ciu sie z solan¬ ka cP Zawar¬ tosc wo¬ dy w oleju do zalewa¬ nia po zetknie¬ ciu sie z solan¬ ka .% obj. 0 0 0 o 50 50 50 0,00 0,08 0,12 0,16 0,00 0,08 0,12 21,3 26,2 29,5 37,5 24,9 36,0 48,1 570 107 46 23,7 545 103 40 25,7 21,4 21,1 19,8 25,3 21,1 19,2 Wyniki analizy solanki otrzymanej w dolnych warstwach próbek wykazuja, ze alkohol izopro¬ pylowy zostal wylugowany z rozpuszczalnych ole¬ jów. W próbkach, w których nie zastosowano roz¬ puszczalnego w ropie dodatkowego srodka po¬ wierzchniowo czynnego, lepkosc otrzymanej cie¬ czy jest bardzo wysoka, a mianowicie wynosi 570 i 545 cP. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wydobywania weglowodorów z ropo- nosnych formacji podziemnych, w których wy¬ konany jest co najmniej jeden odwiert wydo¬ bywczy i co najmniej jecen otwór zasilajacy, znamienny tym, ze do formacji podziemnej 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10. 11. 1
2. 2. 1
3. 3. 1
4. 4. wprowadza sie co najmniej jedna porcje cie¬ czy zawierajacej w stosunku objetosciowym okolo 20—80% weglowodorów, okolo 0,01—10% srodka powierzchniowo czynnego, rozpusz¬ czalnego w ropie, a slabo rozpuszczalnego w wodzie, okolo 2—20% zasadniczego srodka.po¬ wierzchniowo czynnego i okolo 5—70% wo¬ dy, przy czym te porcje cieczy przesuwa sie przez formacje w takim kierunku, aby prze¬ miescic rope w kierunku co najmniej jednego odwiertu wydobywczego, przez który jest ona wydobywana. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze porcje cieczy przesuwa sie przez formacje pod cisnieniem innej cieczy. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ciecz zawiera glównie wode. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze ciecz zawiera glównie roztwór wodny o pod¬ wyzszonej lepkosci. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zalewania formacji stosuje sie ciecz skla¬ dajaca sie w stosunku objetosciowym z okolo 25—75% weglowodorów, okolo 0,05—5% dodat¬ kowego srodka powierzchniowo czynnego nierozpuszczalnego w wodzie, okolo 3—15'% srodka powierzchniowo czynnego i okolo 10— 65% wody. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zalewania .formacji stosuje sie ciecz, która zawiera okolo 0,1—10% powierzchniowo czyn¬ nego rozpuszczalnego w wodzie i ropie nafto¬ wej. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera co najmniej jeden z nastepujacych zwiazków: nonylofenol, 2-oktanol, heksylokar- bitol, alkohol n-amylowy, alkohol heksodecy- lowy, glikol propylenowy oraz zwiazki nonylo¬ fenolu z polioksyetylenem, zawierajace okolo 40—50% tlenku etylenu i zasadniczo nieroz¬ puszczalne w wodzie alkohole alifatyczne. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie nonylofenol. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie 2-oktanol. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie heksylokarbitol. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy' srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie alkohol n-amylowy. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie alkohol heksadecylowy. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie glikol polipropylenowy. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowy srodek powierzchniowo czynny za¬ wiera glównie zwiazki nonylofenylu z polio- ksyetylenem. PL