RU2563642C2 - Oil production method using surfactants based on butylene-oxide-containing alkyl alkoxylates - Google Patents

Oil production method using surfactants based on butylene-oxide-containing alkyl alkoxylates Download PDF

Info

Publication number
RU2563642C2
RU2563642C2 RU2012142936/04A RU2012142936A RU2563642C2 RU 2563642 C2 RU2563642 C2 RU 2563642C2 RU 2012142936/04 A RU2012142936/04 A RU 2012142936/04A RU 2012142936 A RU2012142936 A RU 2012142936A RU 2563642 C2 RU2563642 C2 RU 2563642C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
groups
oil
surfactants
surfactant
stands
Prior art date
Application number
RU2012142936/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012142936A (en
Inventor
Кристиан Биттнер
Гюнтер ЕТТЕР
Джек ТИНСЛИ
Кристиан Шпиндлер
Габриэла АЛЬВАРЕЗ-ЮРГЕНЗОН
Зофи Маитро-Фогель
Original Assignee
Басф Се
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 Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of RU2012142936A publication Critical patent/RU2012142936A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2563642C2 publication Critical patent/RU2563642C2/en

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
    • C09K8/584Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds
    • C11D1/04Carboxylic acids or salts thereof
    • C11D1/06Ether- or thioether carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds
    • C11D1/12Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/29Sulfates of polyoxyalkylene ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds
    • C11D1/34Derivatives of acids of phosphorus
    • C11D1/345Phosphates or phosphites
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S507/00Earth boring, well treating, and oil field chemistry
    • Y10S507/935Enhanced oil recovery
    • Y10S507/936Flooding the formation

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention is referred to an oil production method by flooding with the Windsor III microemulsion, wherein at least through one injector an aqueous compound of surfactants is injected to the oil deposit in order to reduce surface tension between oil and water up to values less than 0.1 mN/m, and the above compound includes at least one surfactant, while from the oil deposit raw oil is extracted at least through one producer; the method is featured by the usage of the aqueous compound of surfactants containing at least one surfactant with the general formula of R1-O-(D)n-(B)m-(A)l-XY-M+, where R1 stands for a linear or branched saturated or unsaturated aliphatic and/or aromatic residue with the number of carbon atoms from eight up to thirty, A stands for an ethylene oxide group, B stands for a propylene oxide group and D stands for a butylene oxide group, l stands for a number from 0 up to 99, m stands for a number from 0 up to 99 and n stands for a number from 1 up to 99, X stands for an alkyl or alkylene group with the number of carbon atoms from 0 up to 10, M+ stands for a cation and Y- is selected from the following groups: sulphate groups, sulphonate groups, carboxylate groups and phosphate groups, at that A, B and D groups may have statistic or alternate distribution or they may be present as two, three, four or several units in any sequence, the amount of l+m+n lies within limits from 3 up to 99 and contents of 1,2-butylene oxide groups on the basis of the whole quantity of the butylene oxide groups is not less than 80%.
EFFECT: this substance features special efficiency when it is used at flooding with surfactants.
7 cl, 7 tbl

Description

Изобретение относится к способу добычи нефти с помощью заводнения микроэмульсией Винзор типа III, в соответствии с которым водный состав поверхностно-активных веществ, включающий не менее чем одно ионное поверхностно-активное вещество общей формулыThe invention relates to a method for oil production by flooding with a Winsor type III microemulsion, according to which the aqueous composition of surfactants, comprising at least one ionic surfactant of the general formula

R 1 -O-(D) n -(B) m -(A) l -XY - M +

Figure 00000001
R one -O- (D) n - (B) m - (A) l -XY - M +
Figure 00000001

закачивают под давлением в месторождение нефти через нагнетательные скважины и выкачивают из месторождения сырую нефть через эксплуатационные скважины. Изобретение относится также к соответствующим общей формуле ионным поверхностно-активным веществам и к способу их получения.pumped under pressure into the oil field through injection wells and pumped crude oil from the field through production wells. The invention also relates to the corresponding general formula for ionic surfactants and to a process for their preparation.

В естественных нефтяных месторождениях нефть находится в пустотах накапливающих ее пористых горных пород, которые закрыты на пути к поверхности непроницаемыми покрывающими пластами. Пустоты могут представлять собой очень мелкие просветы, капилляры, поры и т.п. Тонкие канальца пор могут иметь диаметр, например, всего лишь около 1 мкм. Вместе с нефтью и сопутствующим газом в нефтяном месторождении присутствует большее или меньшее количество воды с высоким содержанием солей.In natural oil fields, oil is located in the voids of the porous rocks accumulating it, which are closed on the way to the surface by impermeable overburden layers. Voids can be very small gaps, capillaries, pores, etc. Thin tubules of pores may have a diameter of, for example, only about 1 μm. Together with oil and associated gas in the oil field there is more or less water with a high salt content.

При добыче нефти в общем случае следует различать первичную, вторичную и третичную добычу. При первичной добыче нефть вытекает через пробуренные скважины на поверхность под действием собственного давления в нефтеносном пласте.In oil production, in general, primary, secondary and tertiary production should be distinguished. In primary production, oil flows through drilled wells to the surface under the influence of its own pressure in the oil reservoir.

В соответствии с этим вслед за первичной добычей начинается фаза вторичной добычи. При вторичной добыче в дополнение к скважинам, которые служат для извлечения нефти, их называют эксплуатационными скважинами, проводят бурение дополнительных скважин, достигающих нефтеносных формаций. Через эти так называемые нагнетательные скважины в месторождение нефти закачивают воду для поддержания пластового давления или для того, чтобы снова увеличить его. Следствием закачки воды становится медленное вытеснение нефти через пустые пространства в геологической формации по направлению от нагнетательных скважин к эксплуатационным скважинам. Однако это действует только до тех пор, пока эти пустые пространства полностью заполнены нефтью и вязкая нефть может проталкиваться водой. Как только легко текучая вода прорывается через просветы в породе, она начинает течь по пути наименьшего сопротивления, то есть через образовавшиеся каналы, и уже не проталкивает перед собой нефть.In accordance with this, after the primary production, the secondary production phase begins. In secondary production, in addition to the wells that are used to extract oil, they are called production wells, and additional wells are reached that reach oil formations. Through these so-called injection wells, water is pumped into the oil field to maintain reservoir pressure or to increase it again. The consequence of water injection is the slow displacement of oil through empty spaces in the geological formation in the direction from injection wells to production wells. However, this only applies as long as these empty spaces are completely filled with oil and viscous oil can be pushed with water. As soon as easily flowing water breaks through the gaps in the rock, it begins to flow along the path of least resistance, that is, through the formed channels, and no longer pushes oil in front of it.

Как правило, с помощью первичной и вторичной добычи можно извлечь только примерно 30-35% от всего количества залегающей в месторождении нефти.As a rule, using primary and secondary production, it is possible to extract only about 30-35% of the total amount of oil deposited in the field.

Известно, что выход нефти можно дополнительно повысить с помощью мероприятий, составляющих третичную фазу разработки нефтяного месторождения. Обзор по способам третичной добычи нефти можно найти, например, в «Journal of Petroleum Science of Engineering 19 (1998)» на страницах от 265 до 280. Третичная нефтедобыча может включать термические методы, в соответствии с которыми в нефтяное месторождение подают под давлением горячую воду или горячий пар. Следствием этого становится снижение вязкости нефти. В качестве заполняющих пустоты сред могут быть также использованы такие газы, как диоксид углерода или азот.It is known that the oil yield can be further increased with the help of measures that make up the tertiary phase of oil field development. An overview of tertiary oil production methods can be found, for example, in Journal of Petroleum Science of Engineering 19 (1998) on pages 265 to 280. Tertiary oil production may include thermal methods whereby hot water is supplied to an oil field under pressure. or hot steam. The consequence of this is a decrease in oil viscosity. Gases such as carbon dioxide or nitrogen may also be used as void-filling media.

К третичной добыче нефти относятся также способы, при реализации которых в качестве вспомогательных средств для извлечения нефти используют подходящие химикаты. С их помощью можно изменять складывающуюся в конце заводнения ситуацию и добывать удерживавшуюся до этого в горной породе нефть.Tertiary oil production also includes methods in which suitable chemicals are used as an aid to oil recovery. With their help, it is possible to change the situation at the end of water flooding and to extract oil that had been retained before in the rock.

На нефть, которая к концу вторичной добычи удерживается в порах горной породы месторождения, действуют силы вязкости и капиллярные силы, при этом соотношение этих двух сил определяет микроскопическое извлечение нефти. Роль этих сил описывают с помощью безразмерного параметра, так называемого капиллярного числа. Оно представляет собой отношение сил вязкости (произведение скорости и вязкости вытесняющей фазы) к капиллярным силам (произведение поверхностного натяжения между нефтью и водой и смачивания горной породы):Oil, which at the end of secondary production is retained in the rock pores of the field, is affected by viscosity and capillary forces, and the ratio of these two forces determines the microscopic extraction of oil. The role of these forces is described using a dimensionless parameter, the so-called capillary number. It is the ratio of the viscosity forces (the product of the velocity and viscosity of the displacing phase) to the capillary forces (the product of the surface tension between oil and water and the wetting of the rock):

N c = μ v σ cos θ

Figure 00000002
N c = μ v σ cos θ
Figure 00000002

В этом уравнении µ означает вязкость жидкости, которая приводит в движение нефть, v означает скорость Дарси (протекание через единицу поверхности), σ означает поверхностное натяжение между жидкостью, приводящей в движение нефть, и нефтью, а θ означает угол смачивания между нефтью и горной породой (C.Melrose, C.F. Brandner, J. Canadian Petr. Techn. 58, октябрь-декабрь, 1974). Чем выше капиллярное число, тем выше подвижность нефти и связанная с этим степень ее извлечения.In this equation, µ means the viscosity of the fluid that drives the oil, v means the Darcy velocity (flowing through a unit of surface), σ means the surface tension between the fluid that drives the oil and the oil, and θ means the contact angle between the oil and the rock (C. Melrose, CF Brandner, J. Canadian Petr. Techn. 58, October-December, 1974). The higher the capillary number, the higher the mobility of the oil and the associated degree of oil recovery.

Известно, что к концу вторичной добычи нефти капиллярное число составляет примерно 10-6, при этом для получения дополнительного количества нефти капиллярное число необходимо поднять до значения от примерно 10-3 до примерно 10-2.It is known that by the end of the secondary oil production, the capillary number is about 10 -6 , and in order to obtain additional oil, the capillary number must be raised to a value from about 10 -3 to about 10 -2 .

Для этого можно проводить специальный вид заводнения - так называемое заводнение микроэмульсией Винзор типа III. При заводнении микроэмульсией Винзор типа III закачиваемые поверхностно-активные вещества должны образовывать с присутствующей в нефтеносном пласте водной и масляной фазой микроэмульсию Винзор типа III. В случае микроэмульсии Винзор типа III речь идет не об эмульсии с особенно мелкими капельками, а о термодинамически стабильной жидкой смеси воды, нефти и поверхностно-активных веществ. Она имеет три преимущества:To do this, you can carry out a special type of water flooding - the so-called water flooding with Winsor type III microemulsion. When flooding with Winsor type III microemulsion, the injected surfactants must form a Winsor type III microemulsion with an aqueous and oil phase present in the oil reservoir. In the case of the Winsor type III microemulsion, this is not an emulsion with particularly small droplets, but a thermodynamically stable liquid mixture of water, oil and surfactants. It has three advantages:

- при ее образовании достигается очень низкое поверхностное натяжение σ между нефтью и водной фазой,- when it is formed, a very low surface tension σ is achieved between the oil and the aqueous phase,

- она, как правило, имеет очень низкую вязкость и поэтому не удерживается пористой матрицей,- it, as a rule, has a very low viscosity and therefore is not held by the porous matrix,

- она образуется уже при минимальных энергетических воздействиях и может оставаться стабильной в течение бесконечно длительного периода времени (классические эмульсии в отличие от этого требуют более значительных усилий сдвига, которые практически никогда не возникают в залежи, кроме того, они стабилизируются только кинетическими факторами).- it is formed even with minimal energy influences and can remain stable for an infinitely long period of time (classical emulsions, in contrast to this, require more significant shear forces that almost never occur in the deposit, in addition, they are stabilized only by kinetic factors).

Микроэмульсия Винзор типа III находится в равновесии с избыточной водой и избыточной нефтью. В таких условиях образования микроэмульсии поверхностно-активные вещества находятся на поверхности раздела фаз между нефтью и водой и в особо предпочтительном случае снижают поверхностное натяжение σ до значений менее 10-2 мН/м (сверхнизкое натяжение между фазами). Для получения оптимального результата доля микроэмульсии в системе вода-микроэмульсия-нефть при определенном количестве поверхностно-активного вещества должна быть, конечно, как можно более значительной, поскольку благодаря этому могут достигаться еще более низкие значения поверхностного натяжения.The Winsor Type III microemulsion is in equilibrium with excess water and excess oil. Under such conditions of microemulsion formation, surfactants are located on the interface between oil and water and, in a particularly preferred case, reduce the surface tension σ to values less than 10 -2 mN / m (ultralow tension between phases). To obtain an optimal result, the proportion of microemulsions in the water-microemulsion-oil system with a certain amount of surfactant should, of course, be as significant as possible, since even lower surface tension values can be achieved.

В результате этого капельки нефти могут изменять свою форму (поверхностное натяжение между нефтью и водой снижается настолько, что стремление к состоянию с наименьшей поверхностью раздела фаз уже отсутствует и правило предпочтительности шарообразной формы уже не действует) и поэтому они начинают протискиваться через капиллярные отверстия под действием закачиваемой воды.As a result of this, oil droplets can change their shape (the surface tension between oil and water decreases so much that the tendency to a state with the smallest interface is no longer present and the spherical shape preference rule no longer applies) and therefore they begin to squeeze through the capillary holes under the action of the injected water.

Микроэмульсия Винзор типа III образуется, когда все поверхности раздела фаз между нефтью и водой покрыты поверхностно-активным веществом и есть избыточное количество поверхностно-активного вещества. В соответствии с этим она представляет собой резервуар для поверхностно-активных веществ, которые устанавливают очень низкое значение поверхностного натяжения между нефтяной и водной фазами. Вследствие того, что микроэмульсия Винзор типа III имеет очень низкую вязкость, она в процессе заводнения проходит с водой через пористую породу месторождения (в отличие от этого эмульсии могут задерживаться в пористой матрице и закупоривать месторождения). Когда микроэмульсия Винзор типа III встречается с еще не покрытой поверхностно-активным веществом границей раздела фаз между нефтью и водой, поверхностно-активное вещество из микроэмульсии может значительно снижать поверхностное натяжение этой новой поверхности раздела фаз, что может приводить к улучшению подвижности нефти (например, в результате изменения формы капелек нефти).A Winsor type III microemulsion is formed when all the phase interfaces between oil and water are coated with a surfactant and there is an excess amount of surfactant. Accordingly, it is a reservoir for surfactants that set a very low surface tension between the oil and water phases. Due to the very low viscosity of the Winsor type III microemulsion, it passes through the porous rock of the deposit with water during water flooding (in contrast, emulsions can linger in the porous matrix and clog the deposits). When a Winsor type III microemulsion encounters a phase-boundary between oil and water not yet coated with a surfactant, a microemulsion surfactant can significantly reduce the surface tension of this new phase interface, which can lead to improved oil mobility (e.g., the result of a change in the shape of oil droplets).

Капельки нефти могут после этого объединяться с образованием непрерывного нефтяного поля. Это дает двойное преимущество:The oil droplets may then combine to form a continuous oil field. This gives a double advantage:

во-первых, при продвижении непрерывного нефтяного поля через новые пористые горные породы происходит слияние находящихся в них капелек нефти с нефтяным полем,firstly, when a continuous oil field is advanced through new porous rocks, oil droplets in them merge with the oil field,

кроме того, объединение капелек нефти в нефтяное поле значительно снижает поверхность раздела фаз между нефтью и водой, и в результате этого происходит высвобождение уже ненужного поверхностно-активного вещества. Высвободившееся поверхностно-активное вещество может после этого, как это представлено выше, улучшать подвижность остающихся в геологической формации нефтяных капелек.in addition, the combination of oil droplets in an oil field significantly reduces the interface between oil and water, and as a result, the release of an already unnecessary surfactant occurs. The released surfactant can then, as presented above, improve the mobility of the oil droplets remaining in the geological formation.

Из этого следует, что микроэмульсии Винзор типа III представляют собой исключительно эффективное средство, при этом в отличие от способа с эмульсионным заводнением они нуждаются в значительно меньшем количестве поверхностно-активного вещества. При микроэмульсионном заводнении поверхностно-активные вещества могут обычно закачиваться вместе с дополнительными растворителями и/или с основными солями (в случае необходимости в присутствии средств для образования хелатных структур). Вслед за этим закачивают раствор полимера, выполняющего роль загустителя для регуляции мобильности. Еще один вариант представлен закачкой смеси из полимера-загустителя и поверхностно-активных веществ, дополнительных растворителей и/или основных солей (в случае необходимости со средствами, образующими хелаты) с последующей закачкой раствора полимера-загустителя для регуляции мобильности. Как правило, эти растворы должны быть прозрачными для того, чтобы избежать закупоривания залежи.From this it follows that Winsor type III microemulsions are an extremely effective agent, and in contrast to the emulsion flooding method, they require significantly less surfactant. In microemulsion flooding, surfactants can usually be injected together with additional solvents and / or basic salts (if necessary in the presence of means for the formation of chelate structures). Following this, a polymer solution is pumped, which acts as a thickener for regulating mobility. Another option is represented by injecting a mixture of a thickening polymer and surfactants, additional solvents and / or basic salts (if necessary with chelating agents), followed by injecting a solution of a thickening polymer to regulate mobility. As a rule, these solutions should be transparent in order to avoid clogging of the deposit.

Требования к поверхностно-активным веществам для третичной добычи нефти значительно отличаются от требований к поверхностно-активным веществам, используемым по другому назначению: подходящие для третичной добычи нефти поверхностно-активные вещества должны снижать поверхностное натяжение между водой и нефтью (обычно оно составляет около 20 мН/м) до особенно низких значений, составляющих менее 10-2 мН/м, для того, чтобы придать нефти достаточную подвижность. Этот эффект должен проявляться при обычных для месторождений температурах от примерно 15°С до 130°С в присутствии воды с высоким содержанием солей, в частности, также в присутствии высоких концентраций ионов кальция и/или магния; поверхностно-активные вещества должны быть также растворимыми в пластовых водах с высоким содержанием солей.The requirements for surfactants for tertiary oil production are significantly different from the requirements for surfactants used for another purpose: surfactants suitable for tertiary oil production should reduce the surface tension between water and oil (usually it is about 20 mN / m) to particularly low values of less than 10 -2 mN / m in order to give the oil sufficient mobility. This effect should be manifested at temperatures typical of deposits from about 15 ° C to 130 ° C in the presence of water with a high salt content, in particular also in the presence of high concentrations of calcium and / or magnesium ions; surfactants must also be soluble in high salt formation waters.

Для приведения в соответствие с этими требованиями чаще всего предлагались смеси поверхностно-активных веществ, в частности смеси анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ.To bring them in line with these requirements, mixtures of surfactants, in particular mixtures of anionic and nonionic surfactants, were most often proposed.

В патенте США №3890239 представлено сочетание органических сульфонатов с алкилалкоксилатами типа C8-C20-AO-Н (AO означает алкиленоксид с числом атомов углерода от двух до шести) с анионными поверхностно-активными веществами типа С820-АО-сульфат или, соответственно, С8-С20-AO-сульфонат. Данные по алкиленоксидам в рамках описания патента США №3890239 выдержаны в самом общем виде. В то же время в примерах речь идет исключительно о этиленоксиде.US Pat. No. 3,890,239 teaches a combination of organic sulfonates with C 8 -C 20 -AO-H type alkyl alkoxylates (AO means alkylene oxide of two to six carbon atoms) with C 8 -C 20 -AO-sulfate anionic surfactants or, respectively, C8-C 20 -AO-sulfonate. The alkylene oxide data in the description of US Pat. No. 3,890,239 is presented in its most general form. At the same time, the examples are exclusively about ethylene oxide.

Патент США №4448697 относится к применению алкилалкоксилатов типа C1-C6-(AO)1-40-EO≥10-H в сочетании с одним анионным поверхностно-активным веществом. При этом АО может означать 1,2-бутиленоксид или 2,3-бутиленоксид.US patent No. 4448697 relates to the use of type C 1 -C 6 - (AO) 1-40 -EO ≥10 -H type alkyl alkoxylates in combination with one anionic surfactant. In this case, AO may mean 1,2-butylene oxide or 2,3-butylene oxide.

В патенте США №4460481 представлены поверхностно-активные вещества типа алкиларилалкокси-сульфатов или, соответственно, сульфонатов. Алкиленоксид может представлять собой этиленоксид, пропиленоксид или бутиленоксид. При этом действует условие, в соответствии с которым этиленоксид составляет основную часть алкиленоксидов. Более детальное описание бутиленоксида отсутствует.US Pat. No. 4,460,481 discloses surfactants such as alkylarylalkoxy sulfates or sulfonates, respectively. The alkylene oxide may be ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide. In this case, the condition is valid, according to which ethylene oxide constitutes the bulk of alkylene oxides. A more detailed description of butylene oxide is missing.

Такие параметры применения, как, например, вид, концентрация и соотношение используемых поверхностно-активных веществ в смеси, определяются специалистом в соответствии с условиями, существующими в конкретной нефтеносной геологической формации (например, это температура и содержание солей).Application parameters such as, for example, the type, concentration and ratio of the surfactants used in the mixture are determined by a specialist in accordance with the conditions existing in a particular oil-bearing geological formation (for example, temperature and salt content).

Как было представлено выше, производительность по нефти пропорциональна капиллярному числу. Она тем выше, чем ниже поверхностное натяжение между нефтью и водой. Низкие значения поверхностного натяжения становятся тем более труднодостижимыми, чем выше среднее число атомов углерода в сырой нефти. Для достижения низких значений поверхностного натяжения подходят поверхностно-активные вещества с длинным алкильным остатком. Чем длиннее алкильный остаток, тем эффективнее снижается поверхностное натяжение. Однако доступность таких соединений очень ограничена.As presented above, oil productivity is proportional to the capillary number. It is the higher, the lower the surface tension between oil and water. Low values of surface tension become all the more difficult to achieve, the higher the average number of carbon atoms in crude oil. To achieve low surface tension values, surfactants with a long alkyl residue are suitable. The longer the alkyl residue, the more effectively the surface tension is reduced. However, the availability of such compounds is very limited.

В соответствии с этим задача изобретения состояла в том, чтобы получить особенно эффективное поверхностно-активное вещество для применения его при заводнении с использованием поверхностно-активных веществ, а также в том, чтобы разработать улучшенный способ третичной добычи нефти.Accordingly, the object of the invention was to provide a particularly effective surfactant for use in flooding using surfactants, and also to develop an improved method for tertiary oil recovery.

В соответствии с этим разработан способ третичной добычи нефти с помощью заводнения с образованием микроэмульсии Винзор типа III, при реализации которого через не менее чем одну нагнетательную скважину в нефтяное месторождение закачивают водный состав поверхностно-активных веществ, содержащий по крайней мере одно ионное поверхностно-активное вещество, при этом поверхностное натяжение между нефтью и водой снижается до значений менее 0,1 мН/м, в предпочтительном случае до значений менее 0,05 мН/м, в особо предпочтительном случае до значений менее 0,01 мН/м, а из месторождения через не менее чем одну эксплуатационную скважину извлекают сырую нефть, при этом в составе с поверхностно-активными веществами есть по крайней мере одно поверхностно-активное вещество общей формулыIn accordance with this, a method for tertiary oil production using water flooding with the formation of a Winsor type III microemulsion is developed, during the implementation of which an aqueous composition of surfactants containing at least one ionic surfactant is pumped into the oil field through at least one injection well while the surface tension between oil and water is reduced to values less than 0.1 mN / m, preferably to values less than 0.05 mN / m, in a particularly preferred case to values enee 0.01 mN / m, and from the deposit through at least one production well recovered crude oil, with a composition to the surfactants is at least one surfactant of the general formula

R 1 -O-(D) n -(B) m -(A) l -XY - M +

Figure 00000003
R one -O- (D) n - (B) m - (A) l -XY - M +
Figure 00000003

гдеWhere

R1 означает линейный или разветвленный насыщенный или ненасыщенный алифатический и/или ароматический углеводородный остаток с числом атомов углерода от восьми до тридцати,R 1 means a linear or branched saturated or unsaturated aliphatic and / or aromatic hydrocarbon residue with the number of carbon atoms from eight to thirty,

А означает этиленоксидную группу,And means an ethylene oxide group,

В означает пропиленоксидную группу,B means propylene oxide group,

D означает бутиленоксидную группу,D is a butylene oxide group,

l означает число от 0 до 99,l means a number from 0 to 99,

m означает число от 0 до 99 иm means a number from 0 to 99 and

n означает число от 1 до 99,n means a number from 1 to 99,

X означает алкильную или алкиленовую группу с числом атомов углерода от 0 до 10,X is an alkyl or alkylene group with carbon numbers from 0 to 10,

M+ означает катион иM + means cation and

Y- выбирают из группы: сульфатные группы, сульфонатные группы, карбоксилатные группы и фосфатные группы, при этомY - selected from the group: sulfate groups, sulfonate groups, carboxylate groups and phosphate groups, while

группы А, В и D могут иметь статистическое или чередующееся распределение или же они могут присутствовать в виде двух, трех, четырех или нескольких блоков в любой последовательности, сумма l+m+n лежит в пределах от 3 до 99 и содержание 1,2-бутиленоксидных групп из расчета на общее количество бутиленоксидных групп составляет не менее 80%.groups A, B and D may have a statistical or alternating distribution, or they may be present in the form of two, three, four or several blocks in any sequence, the sum l + m + n lies in the range from 3 to 99 and the content is 1.2- butylene oxide groups based on the total number of butylene oxide groups is at least 80%.

Кроме того, для добычи нефти готовят смесь поверхностно-активных веществ, содержащую не менее чем одно ионное поверхностно-активное вещество, соответствующее представленной выше общей формуле.In addition, a surfactant mixture is prepared for oil production containing at least one ionic surfactant corresponding to the above general formula.

Далее приводятся более детальные характеристики изобретения.The following are more detailed characteristics of the invention.

При реализации представленного выше соответствующего изобретению способа добычи нефти путем заводнения микроэмульсией Винзор типа III используют водный состав поверхностно-активных веществ, содержащий не менее чем одно поверхностно-активное вещество приведенной общей формулы. Кроме того, состав может содержать другие поверхностно-активные вещества и/или другие компоненты.When implementing the method of oil production by flooding with the Winsor type III microemulsion as described above, an aqueous composition of surfactants is used containing at least one surfactant of the general formula given. In addition, the composition may contain other surfactants and / or other components.

В рамках соответствующего изобретению способа третичной добычи нефти путем заводнения микроэмульсией Винзор типа III благодаря применению соответствующего изобретению поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение между нефтью и водой снижается до значений менее 0,1 мН/м, в предпочтительном случае до значений менее 0,05 мН/м, в особо предпочтительном случае до значений менее 0,01 мН/м. В результате этого поверхностное натяжение между нефтью и водой снижается до значений в пределах от 0,1 до 0,0001 мН/м, в предпочтительном случае до значений в пределах от 0,05 мН/м до 0,0001 мН/м, в особо предпочтительном случае до значений в пределах от 0,01 мН/м до 0,0001 мН/м.In accordance with the invention, the method of tertiary oil production by water flooding with Winsor type III microemulsion due to the use of the surfactant according to the invention, the surface tension between oil and water decreases to values less than 0.1 mN / m, preferably to values less than 0.05 mN / m, in a particularly preferred case, to values less than 0.01 mN / m. As a result, the surface tension between oil and water decreases to values in the range from 0.1 to 0.0001 mN / m, in the preferred case to values in the range from 0.05 mN / m to 0.0001 mN / m, in particular preferably up to values ranging from 0.01 mN / m to 0.0001 mN / m.

Не менее чем одно поверхностно-активное вещество должно быть представлено общей формулой R 1 -O-(D) n -(B) m -(A) l -XY - M +

Figure 00000003
. At least one surfactant must be represented by the general formula R one -O- (D) n - (B) m - (A) l -XY - M +
Figure 00000003
.

В составе с поверхностно-активными веществами в соответствии со способами их получения могут также присутствовать другие различные поверхностно-активные вещества, соответствующие этой общей формуле.In the composition with surfactants in accordance with the methods for their preparation, other various surfactants corresponding to this general formula may also be present.

Остаток R1 представляет собой линейный или разветвленный алифатический и/или ароматический углеводородный остаток с числом атомов углерода от восьми до тридцати, в предпочтительном случае с числом атомов углерода от девяти до тридцати, в особо предпочтительном случае с числом атомов углерода от десяти до двадцати восьми.The residue R 1 is a linear or branched aliphatic and / or aromatic hydrocarbon residue with a carbon number of eight to thirty, preferably with a carbon number of nine to thirty, in a particularly preferred case of a carbon number of ten to twenty eight.

В соответствии с особо предпочтительным вариантом изобретения остаток R1 представляет собой гептадецильный остаток изомерного строения или остаток на основе поступающей на рынок смеси жирных спиртов с шестнадцатью и восемнадцатью атомами углерода (спирты C16H33/C18H37) или он является производным поступающего на рынок 2-гексадецил-1-ола, то есть гексадецилового спирта, получаемого по реакции Гербе, или поступающего на рынок 2-децил-тетрадеканола, то есть C24-спирта, получаемого по реакции Гербе, или же он является производным поступающего на рынок 2-додецил-гексадеканола, то есть C28-спирта, получаемого по реакции Гербе.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the residue R 1 is a heptadecyl residue of an isomeric structure or a residue based on a mixture of fatty alcohols with sixteen and eighteen carbon atoms entering the market (alcohols C 16 H 33 / C 18 H 37 ) or it is derived from market 2-hexadecyl-1-ol, i.e. hexadecyl alcohol, obtained by Guerbet reactions, or entering the market of 2-decyl-tetradecanol, i.e. C 24 -alcohol obtained by Guerbet reactions, or it is derived from the incoming and the market is 2-dodecyl-hexadecanol, i.e. C 28 -alcohol obtained by the Guerbet reaction.

Особо предпочтительно, когда в случае линейных спиртов n принимает значения от 3 до 10 и m принимает значения от 5 до 9, тогда как в случае разветвленных спиртов n принимает значения от 2 до 10 и m принимает значения от 5 до 9. При этом в каждом отдельном случае предпочтительно, когда D на более чем 80% состоит из 1,2-бутиленоксида, а алкиленоксиды, начиная от остатка спирта, имеют последовательность D-B-A. Алкиленоксиды на более чем 90% собраны в блоки.It is particularly preferred that, in the case of linear alcohols, n takes values from 3 to 10 and m takes values from 5 to 9, while in the case of branched alcohols n takes values from 2 to 10 and m takes values from 5 to 9. Moreover, in each In a separate case, it is preferable when D consists of more than 80% 1,2-butylene oxide, and alkylene oxides, starting from the alcohol residue, have a DBA sequence. Alkylene oxides are more than 90% assembled in blocks.

В особо предпочтительном случае речь идет о линейном или разветвленном алифатическом углеводородном остатке, в частности, о линейном или разветвленном алифатическом углеводородном остатке с числом атомов углерода от десяти до двадцати восьми.In a particularly preferred case, we are talking about a linear or branched aliphatic hydrocarbon residue, in particular, a linear or branched aliphatic hydrocarbon residue with the number of carbon atoms from ten to twenty eight.

Разветвленный алифатический углеводородный остаток имеет, как правило, степень разветвления от 0,1 до 5,5, в предпочтительном случае от 1 до 3,5. Понятие «степень разветвления» используется при этом принципиально известным образом как уменьшенное на единицу число метальных групп в молекуле спирта. Средняя степень разветвления представляет собой среднее статистическое значение степеней разветвления всех молекул в одной пробе.A branched aliphatic hydrocarbon residue has, as a rule, a degree of branching from 0.1 to 5.5, preferably from 1 to 3.5. The concept of “degree of branching” is used in this way in a fundamentally known way as the number of methyl groups in an alcohol molecule reduced by one. The average degree of branching is the average statistical value of the degrees of branching of all the molecules in one sample.

В представленной выше формуле А означает этиленоксидную группу, В означает пропиленоксидную группу и D означает бутиленоксидную группу.In the above formula, A is an ethylene oxide group, B is a propylene oxide group, and D is a butylene oxide group.

В представленной выше формуле 1, m и n означают целые числа. Однако специалисту в области полиалкоксилатов понятно, что это положение относится только к определению одного единственного поверхностно-активного вещества. В случае, когда речь идет о смесях поверхностно-активных веществ или, соответственно, о составах с поверхностно-активными веществами, которые включают несколько поверхностно-активных веществ этой общей формулы, числа 1, тип представляют собой средние значения по всем молекулам поверхностно-активных веществ, поскольку при алкоксилировании спирта этиленоксидом или, соответственно, пропиленоксидом, а также, соответственно, буталеноксидом в каждом отдельном случае получают определенное распределение по длинам цепей. Это распределение может быть представлено в общем известным способом в виде так называемой полидисперсности D. Когда D=Mw/Mn, она равна отношению среднемассовой молекулярной массы к среднечисловой молекулярной массе. Полидисперсность можно определить известными специалисту способами, например, с помощью гель-проникающей хроматографии.In the above formula, 1, m and n are integers. However, one skilled in the art of polyalkoxylates will understand that this provision only refers to the determination of a single surfactant. In the case of mixtures of surfactants or, respectively, compositions with surfactants, which include several surfactants of this general formula, the numbers 1, type are the average values for all molecules of surfactants , since when alkoxylating an alcohol with ethylene oxide or, respectively, propylene oxide, as well as, respectively, butalene oxide, in each case a certain distribution of chain lengths is obtained. This distribution can be represented in a generally known manner in the form of the so-called polydispersity D. When D = M w / M n , it is equal to the ratio of the mass-average molecular weight to the number-average molecular weight. Polydispersity can be determined by methods known to those skilled in the art, for example, by gel permeation chromatography.

В представленной выше общей формуле 1 означает число от 0 до 99, в предпочтительном случае от 1 до 40, в особо предпочтительном случае от 1 до 20.In the above general formula, 1 means a number from 0 to 99, preferably from 1 to 40, in a particularly preferred case from 1 to 20.

В представленной выше общей формуле m означает число от 0 до 99, в предпочтительном случае от 1 до 20, в особо предпочтительном случае от 5 до 9.In the above general formula, m means a number from 0 to 99, preferably from 1 to 20, in a particularly preferred case from 5 to 9.

В представленной выше общей формуле n означает число от 1 до 99, в предпочтительном случае от 2 до 30, в особо предпочтительном случае от 2 до 10.In the above general formula, n means a number from 1 to 99, preferably from 2 to 30, in a particularly preferred case from 2 to 10.

В соответствии с изобретением сумма 1+m+n равна числу, которое лежит в пределах от 3 до 99, в предпочтительном случае в пределах от 5 до 50, в особо предпочтительном случае в пределах от 8 до 39.In accordance with the invention, the sum of 1 + m + n is equal to a number that lies in the range from 3 to 99, preferably in the range from 5 to 50, in a particularly preferred case in the range from 8 to 39.

В соответствии с настоящим изобретением содержание 1,2-бутиленоксидных групп из расчета на общее количество бутиленоксидных групп (D) составляет не менее 80%, в предпочтительном случае не менее 85%, в более предпочтительном случае не менее 90%, в наиболее предпочтительном случае не менее 95% 1,2-бутиленоксидных групп.In accordance with the present invention, the content of 1,2-butylene oxide groups based on the total number of butylene oxide groups (D) is not less than 80%, preferably not less than 85%, more preferably not less than 90%, in the most preferred case not less than 95% of 1,2-butylene oxide groups.

Этиленоксидная группа (этиленоксидные группы) (А), пропиленоксидная группа (пропиленоксидные группы) (В) и бутиленоксидная группа (бутиленоксидные группы) (D) распределены в случайном (статистическом) порядке, они распределены, следуя одна за другой, или они находятся в виде двух, трех, четырех, пяти или же нескольких блоков, расположенных в любом порядке.The ethylene oxide group (ethylene oxide groups) (A), the propylene oxide group (propylene oxide groups) (B) and the butylene oxide group (butylene oxide groups) (D) are randomly (randomly) distributed, they are distributed one after the other, or they are in the form two, three, four, five or several blocks located in any order.

В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения предпочтительно, когда нескольких различных алкиленоксидных блоков в расположены в последовательности: R1, бутиленоксидный блок, пропиленоксидный блок, этиленоксидный блок. При этом используемый бутиленоксид должен содержать ≥80% 1,2-бутиленоксида, в предпочтительном случае более 90% 1,2-бутиленоксида.According to a preferred embodiment of the invention, it is preferred that several different alkylene oxide blocks are arranged in the sequence: R 1 , butylene oxide block, propylene oxide block, ethylene oxide block. The butylene oxide used should contain ≥80% of 1,2-butylene oxide, preferably more than 90% of 1,2-butylene oxide.

В представленной выше общей формуле X означает алкиленовую группу или алкениленовую группу с числом атомов углерода от 0 до 10, в предпочтительном случае от 0 до 3. Предпочтительно, когда алкиленовая группа представлена метиленовой, этиленовой или пропиленовой группой.In the above general formula, X represents an alkylene group or an alkenylene group with carbon numbers from 0 to 10, preferably from 0 to 3. Preferably, the alkylene group is represented by a methylene, ethylene or propylene group.

В цитированном уровне техники при описании четырехуглеродных эпоксидов часто не приводится никаких конкретных данных. В общем случае можно предполагать, что эти данные относятся к 1,2-бутиленоксиду, 2,3-бутиленоксиду, изобутиленоксиду или к смеси этих соединений. В общем случае состав может определяться используемым четырехуглеродным олефином, а также в определенной степени способом окисления.In the prior art cited, the description of tetracarbon epoxides often does not provide any specific data. In the general case, it can be assumed that these data relate to 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide, or a mixture of these compounds. In general, the composition can be determined by the four-carbon olefin used, as well as to some extent by the oxidation method.

В приведенной выше общей формуле Y означает сульфонатную, сульфатную или карбоксилатную группу или же фосфатную группу.In the above general formula, Y represents a sulfonate, sulfate or carboxylate group or a phosphate group.

В приведенной выше общей формуле М+ означает катион, в предпочтительном случае этот катион выбирают из группы: Na+, K+, Li+, NH4+, H+, Mg2+ и Ca2+.In the above general formula, M + means a cation, in a preferred case, this cation is selected from the group: Na + , K + , Li + , NH 4 + , H + , Mg 2+ and Ca 2+ .

Соответствующие общей формуле поверхностно-активные вещества могут быть получены в общем-то известным способом путем алкоксилирования соответствующих спиртов R1-OH. В принципе проведение таких реакций алкоксилирования специалисту известно. Специалисту известно также, что за счет выбора условий проведения реакций, в частности, за счет выбора катализатора, можно влиять на молекулярно-массовое распределение в алкоксилатах.Surfactants corresponding to the general formula can be obtained in a generally known manner by alkoxylation of the corresponding R 1 -OH alcohols. In principle, such alkoxylation reactions are known to the skilled person. The specialist is also aware that by choosing the reaction conditions, in particular by choosing a catalyst, it is possible to influence the molecular weight distribution in alkoxylates.

Соответствующие общей формуле поверхностно-активные вещества в предпочтительном случае получают путем алкоксилирования, катализируемого основаниями. При этом к спирту R1-OH в реакторе для работы под давлением можно прибавлять гидроксиды щелочных металлов, в предпочтительном случае гидроксид калия, или такие алкоголяты щелочных металлов, как, например, метилат натрия. При пониженном давлении (например, менее 100 мбар) и/или при повышенной температуре (от 30 до 150°C) можно удалять еще содержащуюся в смеси воду. После этого спирт оказывается в виде соответствующего алкоголята. Затем создают инертную атмосферу с помощью инертного газа (например, азота) и отдельными порциями подают алкиленоксид (алкиленоксиды) при температуре от 60 до 180°C до максимального давления 10 бар. В соответствии с предпочтительным вариантом проведения реакции алкиленоксид сначала подают при 130°C. По ходу реакции температура повышается до 170°C за счет выделяющегося тепла реакции. При этом в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом изобретения сначала подают бутиленоксиД при температуре в пределах от 135 до 145°C, затем подают пропиленоксид при температуре в пределах от 130 до 145°С и после этого подают этиленоксид при температуре в пределах от 125 до 145°C. К концу реакции катализатор можно нейтрализовать, например, путем прибавления кислоты (например, уксусной кислоты или фосфорной кислоты) и в случае необходимости профильтровать.The surfactants corresponding to the general formula are preferably obtained by alkoxylation, catalyzed by bases. In this case, alkali metal hydroxides, preferably potassium hydroxide, or alkali metal alkoxides such as sodium methylate can be added to the R 1 -OH alcohol in the pressure reactor. Under reduced pressure (for example, less than 100 mbar) and / or at elevated temperature (30 to 150 ° C), water still contained in the mixture can be removed. After that, the alcohol is in the form of the corresponding alcoholate. An inert atmosphere is then created using an inert gas (for example, nitrogen) and alkylene oxide (alkylene oxides) is supplied in separate portions at a temperature of 60 to 180 ° C to a maximum pressure of 10 bar. According to a preferred embodiment of the reaction, alkylene oxide is first supplied at 130 ° C. During the reaction, the temperature rises to 170 ° C due to the heat of reaction generated. Moreover, in accordance with another preferred embodiment of the invention, butyleneoxy is first supplied at a temperature in the range of 135 to 145 ° C., then propylene oxide is supplied at a temperature in the range of 130 to 145 ° C. and then ethylene oxide is supplied at a temperature in the range of 125 to 145 ° C. At the end of the reaction, the catalyst can be neutralized, for example, by the addition of an acid (for example, acetic acid or phosphoric acid) and, if necessary, filtered.

Однако алкоксилирование спиртов R1-OH можно проводить и другими способами, например, при алкоксилировании, катализируемом кислотами. Кроме того, могут быть использованы, например, глины из двойных гидроксидов, как это представлено в заявке на патент ФРГ №4325237 А1, или могут быть использованы двойные металлцианидные катализаторы (DMC-катализаторы). Подходящие двойные металлцианидные катализаторы представлены, например, в заявке на патент ФРГ №10243361 А1, в частности, в тексте от [0029] до [0041], и в цитированной при этом литературе. Так, например, могут быть использованы катализаторы цинк-кобальтового типа. Для проведения реакции можно к спирту R1-OH прибавлять катализатор, удалять из смеси воду так, как это представлено выше, и проводить взаимодействие с алкиленоксидами так, как это описано. Обычно используют не более 1000 частей на миллион катализатора из расчета на смесь, а катализатор, используемый в таком минимальном количестве, может оставаться в продукте. Как правило, количество катализатора может быть менее 1000 частей на миллион, например, это может быть 250 частей на миллион или еще меньше.However, alkoxylation of alcohols R 1 -OH can be carried out by other methods, for example, by alkoxylation catalyzed by acids. In addition, clays from double hydroxides can be used, for example, as presented in the German patent application No. 4325237 A1, or double metal cyanide catalysts (DMC catalysts) can be used. Suitable double metal cyanide catalysts are presented, for example, in the patent application of Germany No. 10243361 A1, in particular, in the text from [0029] to [0041], and in the literature cited therein. So, for example, zinc-cobalt type catalysts can be used. To carry out the reaction, it is possible to add a catalyst to the R 1 -OH alcohol, remove water from the mixture as described above, and react with alkylene oxides as described. Typically, no more than 1000 ppm of catalyst is used per mixture, and the catalyst used in such a minimum amount may remain in the product. Typically, the amount of catalyst may be less than 1000 ppm, for example, it may be 250 ppm or even less.

Анионную группу вводят в последнюю очередь. В принципе это известно специалисту. В случае сульфатной группы можно воспользоваться, например, реакцией с серной кислотой, с хлорсульфоновой кислотой или с триоксидом серы в реакторе с падающей пленкой с последующей нейтрализацией. В случае сульфонатной группы можно, например, проводить взаимодействие с пропансультоном с последующей нейтрализацией, с бутансультоном с последующей нейтрализацией, с натриевой солью винилсульфокислоты или с натриевой солью 3-хлор-2-гидроксипропансульфокислоты. В случае карбоксилатной группы можно, например, воспользоваться окислением спирта кислородом с последующей нейтрализацией или, соответственно, взаимодействием с натриевой солью хлоруксусной кислоты.The anionic group is introduced last. In principle, this is known to the specialist. In the case of the sulfate group, for example, a reaction with sulfuric acid, with chlorosulfonic acid or with sulfur trioxide can be used in a falling film reactor, followed by neutralization. In the case of the sulfonate group, it is possible, for example, to react with propansultone followed by neutralization, with butansultone followed by neutralization, with the sodium salt of vinyl sulfonic acid or with the sodium salt of 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonic acid. In the case of the carboxylate group, it is possible, for example, to take advantage of the oxidation of alcohol with oxygen, followed by neutralization or, accordingly, reaction with the sodium salt of chloroacetic acid.

Другие поверхностно-активные веществаOther surfactants

Вместе с соответствующими общей формуле поверхностно-активными веществами состав может в случае необходимости содержать также другие поверхностно-активные вещества. Они представляют собой, например, анионные поверхностно-активные вещества типа алкиларилсульфонатов или олефинсульфонатов (альфа-олефинсульфонаты или внутренние олефинсульфонаты) и/или неионогенные поверхностно-активные вещества типа алкилэтоксилатов или алкилполиглюкозидов. Эти другие поверхностно-активные вещества могут быть также представлены, в частности, олигомерными или полимерными поверхностно-активными веществами. С такими полимерными дополнительными поверхностно-активными веществами можно с успехом снижать необходимое для образования микроэмульсии количество поверхностно-активных веществ. Поэтому такие полимерные дополнительные поверхностно-активные вещества называют активаторами микроэмульсий (Mikroemulsionsbooster). Примеры таких полимерных поверхностно-активных веществ включают амфифильные блоксополимеры, в составе которых есть по крайней мере один гидрофильный и по крайней мере один гидрофобный блок. Примерами служат полипропиленоксид-полиэтиленоксидные блоксополимеры, полиизобутен-полиэтиленоксидные блоксополимеры, а также гребенчатые полимеры с полиэтиленоксидными боковыми цепями и гидрофобной главной цепью, при этом главная цепь в предпочтительном случае состоит из олефинов или (мет)акрилатов в качестве структурных единиц. При этом понятие «полиэтиленоксид» должно включать содержащие пропиленоксидные структурные единицы полиэтиленоксидные блоки в соответствии с приведенным выше определением. Более детальное описание таких поверхностно-активных веществ представлено в WO 2006/131541 А1.Together with the corresponding general formula of surfactants, the composition may, if necessary, also contain other surfactants. They are, for example, anionic surfactants such as alkylaryl sulfonates or olefin sulfonates (alpha olefin sulfonates or internal olefin sulfonates) and / or nonionic surfactants such as alkyl ethoxylates or alkyl polyglucosides. These other surfactants can also be represented, in particular, oligomeric or polymeric surfactants. With such polymeric additional surfactants, it is possible to successfully reduce the amount of surfactants necessary for the formation of a microemulsion. Therefore, such polymeric additional surfactants are called microemulsion activators (Mikroemulsionsbooster). Examples of such polymeric surfactants include amphiphilic block copolymers which comprise at least one hydrophilic and at least one hydrophobic block. Examples are polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymers, polyisobutene-polyethylene oxide block copolymers, and also comb polymers with polyethylene oxide side chains and a hydrophobic backbone, with the main chain preferably consisting of olefins or (meth) acrylates as structural units. Moreover, the term “polyethylene oxide” should include polyethylene oxide blocks containing propylene oxide structural units in accordance with the above definition. A more detailed description of such surfactants is presented in WO 2006/131541 A1.

Способ добычи нефтиThe method of oil production

При реализации соответствующего изобретению способа добычи нефти в нефтеносный пласт через не менее чем одну нагнетательную скважину закачивают подходящий водный состав соответствующих общей формуле поверхностно-активных веществ и отбирают через не менее чем одну эксплуатационную скважину сырую нефть. В этой связи следует, конечно, понимать, что термин «сырая нефть» не относится к нефти в виде чистой фазы, то есть при этом имеются в виду обычные эмульсии из сырой нефти и воды. Как правило, в месторождение пробурено несколько нагнетательных скважин и несколько эксплуатационных скважин.When implementing the method of oil production corresponding to the invention, an appropriate aqueous composition of surfactants corresponding to the general formula is pumped into the oil reservoir through at least one injection well and crude oil is taken through at least one production well. In this regard, it should, of course, be understood that the term "crude oil" does not refer to oil in the form of a pure phase, that is, it refers to ordinary emulsions from crude oil and water. As a rule, several injection wells and several production wells were drilled into the field.

Основное действие поверхностно-активных веществ направлено на снижение поверхностного натяжения между водой и нефтью, при этом желательно, чтобы оно было значительно ниже 0,1 мН/м. После закачивания состава поверхностно-активных веществ или так называемого тензидного заводнения, при этом предпочтение отдается заводнению с помощью микроэмульсии Винзор типа III, можно для поддержания давления закачивать в геологическую формацию воду (водное заводнение) или в предпочтительном случае более вязкий водный раствор полимера, обеспечивающего значительное повышение вязкости (полимерное заводнение). Известны также технологии, в соответствии с которыми сначала проводят однократное воздействие поверхностно-активных веществ на геологическую формацию. Еще одна известная технология представлена закачкой раствора поверхностно-активного вещества и полимера-загустителя с последующей закачкой раствора полимера-загустителя. Специалисту известны детали технического проведения тензидного заводнения, водного заводнения и полимерного заводнения, и в соответствии с этим он применяет соответствующую технологию в зависимости от специфики нефтяного месторождения.The main effect of surfactants is aimed at reducing the surface tension between water and oil, while it is desirable that it be significantly lower than 0.1 mN / m After injecting the composition of surfactants or so-called tensid flooding, with preference being given to flooding using a Winsor type III microemulsion, water (water flooding) can be pumped into the geological formation to maintain pressure or, in the preferred case, a more viscous aqueous polymer solution, which provides a significant viscosity increase (polymer flooding). Also known are technologies in accordance with which a single exposure to surfactants is first carried out on the geological formation. Another well-known technology is represented by the injection of a solution of a surfactant and a thickening polymer, followed by the injection of a solution of a thickening polymer. The specialist knows the details of the technical carrying out of tensid flooding, water flooding and polymer flooding, and in accordance with this, he applies the appropriate technology depending on the specifics of the oil field.

Для реализации соответствующего изобретению способа используют водный состав поверхностно-активных веществ приведенной общей формулы. Вместе с водой эти составы могут в соответствующих случаях содержать смешивающиеся с водой или по крайней мере диспергируемые в воде органические или иные средства. Такие добавки служат, в частности, для того, чтобы стабилизировать состав поверхностно-активных веществ во время хранения или, соответственно, в процессе транспортировки к нефтяному месторождению. Как правило, количество таких дополнительных растворителей не должно превышать 50 масс.%, в предпочтительном случае 20 масс.%. В особо целесообразном варианте изобретения для получения состава используют только воду. Примеры смешивающихся с водой растворителей включают, в частности, такие спирты, как метанол, этанол и пропанол, бутанол, втор-бутанол, пентанол, бутилэтиленгликоль, бутилдиэтиленгликоль или бутилтриэтиленгликоль.To implement the method according to the invention, an aqueous composition of surfactants of the general formula is used. Together with water, these compositions may, as appropriate, contain miscible with water, or at least dispersible in water, organic or other means. Such additives serve, in particular, in order to stabilize the composition of surfactants during storage or, accordingly, during transportation to an oil field. Typically, the amount of such additional solvents should not exceed 50 wt.%, Preferably 20 wt.%. In a particularly suitable embodiment of the invention, only water is used to prepare the composition. Examples of water miscible solvents include, in particular, alcohols such as methanol, ethanol and propanol, butanol, sec-butanol, pentanol, butylene ethylene glycol, butyl diethylene glycol or butyl triethylene glycol.

В соответствии с изобретением содержание соответствующих общей формуле поверхностно-активных веществ составляет не менее 30 масс.% из расчета на количество всех присутствующих в составе поверхностно-активных веществ, то есть на количество соответствующих общей формуле поверхностно-активных веществ и поверхностно-активных веществ, которые могли быть добавлены при необходимости. В предпочтительном случае это содержание составляет не менее 50 масс.%.In accordance with the invention, the content of the surfactants corresponding to the general formula is not less than 30 wt.% Based on the amount of all surfactants present in the composition, that is, the amount of surfactants and surfactants corresponding to the general formula, which could be added if necessary. In a preferred case, this content is at least 50 wt.%.

Применяемая в соответствии с изобретением смесь может быть с успехом использована для тензидного заводнения нефтеносных пластов. В частности, она подходит для заводнения микроэмульсиями Винзор типа III (заводнения в области существования Винзор типа III или, соответственно, в области существования бинепрерывной микроэмульсионной фазы). Технология микроэмульсионного заводнения была детально представлена выше.The mixture used in accordance with the invention can be successfully used for tensid flooding of oil-bearing formations. In particular, it is suitable for flooding with Winsor type III microemulsions (flooding in the region of existence of Winsor type III or, accordingly, in the region of existence of a bicontinuous microemulsion phase). The technology of microemulsion flooding was presented in detail above.

Наряду с поверхностно-активными веществами составы могут еще содержать другие компоненты, например, спирты с числом атомов углерода от четырех до восьми и/или основные соли (так называемое «щелочное тензидное заводнение»). С помощью таких добавок можно, например, сократить время удерживания в геологической формации. Количественное соотношение спиртов и общего количества поверхностно-активных веществ составляет, как правило, не менее 1:1, однако может иметь место и значительный избыток спирта. Количество основных солей может в типичном случае достигать от 0,1 масс.% до 5 масс.%.Along with surfactants, the compositions may also contain other components, for example, alcohols with the number of carbon atoms from four to eight and / or basic salts (the so-called "alkaline tensid flooding"). Using such additives, for example, it is possible to reduce the retention time in the geological formation. The quantitative ratio of alcohols to the total amount of surfactants is, as a rule, not less than 1: 1, however, a significant excess of alcohol may also occur. The amount of basic salts may typically reach from 0.1 mass% to 5 mass%.

Месторождения, на которых можно применять данный способ, имеют, как правило, температуру не менее 10°C, например, от 10 до 150°C, в предпочтительном случае эта температура составляет по крайней мере от 15°C до 120°C. Общая концентрация всех поверхностно-активных веществ составляет в сумме от 0,05 до 5 масс.%, в предпочтительном случае от 0,1 до 2,5 масс.% из расчета на всю массу водного состава поверхностно-активных веществ. Соответствующий выбор требуемых свойств относится к компетенции специалиста, учитывающего, в частности, соотношения в нефтеносной геологической формации. При этом специалисту понятно, что концентрация поверхностно-активных веществ может изменяться после закачки в геологическую формацию, поскольку состав может смешиваться с присутствующей в геологической формации водой или поскольку поверхностно-активные вещества могут сорбироваться твердыми поверхностями геологической формации. Серьезное преимущество применяемой в соответствии с изобретением смеси состоит в том, что ее поверхностно-активные вещества обеспечивают очень хорошее снижение поверхностного натяжения.The deposits where this method can be applied have, as a rule, a temperature of at least 10 ° C, for example, from 10 to 150 ° C, preferably this temperature is at least from 15 ° C to 120 ° C. The total concentration of all surfactants amounts to from 0.05 to 5 wt.%, Preferably from 0.1 to 2.5 wt.%, Based on the total weight of the aqueous composition of the surfactants. The appropriate choice of the required properties falls within the competence of a specialist, taking into account, in particular, the relationships in the oil-bearing geological formation. In this case, the specialist understands that the concentration of surfactants can change after injection into the geological formation, since the composition can be mixed with the water present in the geological formation, or since the surfactants can be sorbed by the solid surfaces of the geological formation. A serious advantage of the mixture used in accordance with the invention is that its surfactants provide a very good reduction in surface tension.

Само собой разумеется, что можно или даже желательно получать сначала концентрат, который уже на месте разбавляют до желаемой концентрации для закачки в геологическую формацию. Как правило, общая концентрация поверхностно-активных веществ в таком концентрате составляет от 10 до 45 масс.%.It goes without saying that it is possible or even desirable to first obtain a concentrate, which is already diluted in place to the desired concentration for injection into the geological formation. As a rule, the total concentration of surfactants in such a concentrate is from 10 to 45 wt.%.

Более детально изобретение иллюстрируется следующими далее примерами.The invention is illustrated in more detail by the following examples.

Часть I. Синтез поверхностно-активных веществPart I. Synthesis of surfactants

Общая методика 1. Алкоксилирование при катализе гидроксидом калия (в случае использования этиленоксида, пропиленоксида и/или 1,2-бутиленоксида).General Procedure 1. Alkoxylation by catalysis with potassium hydroxide (in the case of ethylene oxide, propylene oxide and / or 1,2-butylene oxide).

В автоклаве объемом 2 л к алкоксилируемому спирту (1,0 эквивалент) прибавляют водный раствор гидроксида калия с содержанием КОН 50 масс.%. При этом количество гидроксида калия составляет 0,2 масс.% из расчета на получаемый продукт реакции. При перемешивании из смеси удаляют воду в течение 2 часов при температуре 100°C и давлении 20 мбар. После этого три раза промывают азотом, подачей азота устанавливают начальное давление 1,3 бара и повышают температуру до 120-130°C. Подачу алкиленоксида проводят так, чтобы поддерживалась температура в пределах от 125°C до 135°C (для этиленоксида) или, соответственно, от 130 до 140°C (для пропиленоксида) и, соответственно, от 135 до 145°C (для 1,2-бутиленоксида). Затем продолжают перемешивание в течение 5 часов при температуре от 125 до 145°C, промывают азотом, охлаждают до 70°C и разгружают реактор. Сырой продукт, имеющий основную реакцию, нейтрализуют уксусной кислотой. В альтернативном варианте нейтрализацию можно также проводить поступающими на рынок силикатами магния, которые после этого отфильтровывают.Светлый продукт характеризуют данными спектра 1H ЯМР в дейтерохлороформе, данными гель-проникающей хроматографии и определением гидроксильного числа, рассчитывают выход.In an autoclave with a volume of 2 l, an aqueous solution of potassium hydroxide with a KOH content of 50 wt.% Is added to the alkoxylated alcohol (1.0 equivalent). The amount of potassium hydroxide is 0.2 wt.% Based on the resulting reaction product. With stirring, water is removed from the mixture for 2 hours at a temperature of 100 ° C and a pressure of 20 mbar. After that, it is washed three times with nitrogen, an initial pressure of 1.3 bar is set by feeding nitrogen, and the temperature is raised to 120-130 ° C. The alkylene oxide supply is carried out so that the temperature is maintained in the range from 125 ° C to 135 ° C (for ethylene oxide) or, respectively, from 130 to 140 ° C (for propylene oxide) and, accordingly, from 135 to 145 ° C (for 1, 2-butylene oxide). Then, stirring was continued for 5 hours at a temperature of 125 to 145 ° C, washed with nitrogen, cooled to 70 ° C, and the reactor was unloaded. The crude product having the main reaction is neutralized with acetic acid. Alternatively, neutralization can also be carried out on the market with magnesium silicates, which are then filtered off. The light product is characterized by 1H NMR spectrum in deuterochloroform, gel permeation chromatography and determination of hydroxyl number, yield is calculated.

Общая методика 2. Алкоксилирование при катализе двойными металлцианидными катализаторами для случая 2,3-бутиленоксида.General Procedure 2. Alkoxylation in catalysis by double metal cyanide catalysts for 2,3-butylene oxide.

В автоклаве объемом 2 л алкоксилируемый спирт (1,0 эквивалент) при 80°C смешивают с двойным металлцианидным катализатором (например, это DMC-катализатор фирмы BASF цинк-кобальтового типа). Для активирования катализатора выдерживают в вакууме около 20 мбар при температуре 80°C в течение одного часа. При этом количество DMC-катализатора составляет 0,1 масс.% и даже еще меньше из расчета на получаемый продукт реакции. После этого три раза промывают азотом, подачей азота устанавливают начальное давление около 1,3 бара и повышают температуру до 120-130°C. Подачу алкиленоксида проводят так, чтобы поддерживалась температура в пределах от 125°C до 135°C (для этиленоксида) или, соответственно, от 130 до 140°C (для пропиленоксида) и, соответственно, от 135 до 145°С (для 2,3-бутиленоксида). Затем продолжают перемешивание в течение 5 часов при температуре от 125 до 145°С, промывают азотом, охлаждают до 70°С и разгружают реактор. Светлый продукт характеризуют данными спектра 1HЯМР в дейтерохлороформе, данными гель-проникающей хроматографии и определением гидроксильного числа, рассчитывают выход.In a 2 liter autoclave, an alkoxylated alcohol (1.0 equivalent) at 80 ° C is mixed with a double metal cyanide catalyst (for example, it is a DMC catalyst from BASF zinc-cobalt type). To activate the catalyst, about 20 mbar is kept in vacuum at a temperature of 80 ° C for one hour. Moreover, the amount of DMC catalyst is 0.1 wt.% And even less based on the resulting reaction product. After that, it is washed three times with nitrogen, an initial pressure of about 1.3 bar is set by feeding nitrogen, and the temperature is raised to 120-130 ° C. The alkylene oxide supply is carried out so that the temperature is maintained in the range from 125 ° C to 135 ° C (for ethylene oxide) or, respectively, from 130 to 140 ° C (for propylene oxide) and, accordingly, from 135 to 145 ° C (for 2, 3-butylene oxide). Then stirring is continued for 5 hours at a temperature of from 125 to 145 ° C, washed with nitrogen, cooled to 70 ° C and the reactor is unloaded. The light product is characterized by 1 H NMR in deuterochloroform, gel permeation chromatography and determination of the hydroxyl number, yield is calculated.

Общая методика 3. Сульфатирование действием хлорсульфоновой кислоты.General procedure 3. Sulfation by the action of chlorosulfonic acid.

В круглодонной колбе объемом 1 л растворяют сульфатируемый алкилалкоксилат (1,0 эквивалент) в полуторакратном количестве дихлорметана (из расчета на массы) и охлаждают до температуры от 5 до 10°С. После этого прибавляют хлорсульфоновую кислоту (1,1 эквивалента) с такой скоростью, чтобы температура не превышала 10°C. Смеси дают нагреться до комнатной температуры и 4 часа перемешивают при этой температуре в токе азота, затем полученную реакционную смесь при температуре не выше 15°C прибавляют по каплям к водному раствору гидроксида натрия, объем которого в два раза меньше. Количество гидроксида натрия рассчитывают так, чтобы получился небольшой избыток из расчета на использованную хлорсульфоновую кислоту. Конечное значение рН составляет примерно от 9 до 10. Дихлорметан удаляют при небольшом вакууме в ротационном испарителе при температуре не более 50°C.In a 1-L round-bottom flask, dissolve sulfated alkyl alkoxylate (1.0 equivalent) in one and a half times the amount of dichloromethane (based on mass) and cool to a temperature of 5 to 10 ° C. Then, chlorosulfonic acid (1.1 equivalents) is added at such a rate that the temperature does not exceed 10 ° C. The mixture was allowed to warm to room temperature and stirred for 4 hours at a temperature in a stream of nitrogen, then the resulting reaction mixture at a temperature not exceeding 15 ° C was added dropwise to an aqueous solution of sodium hydroxide, the volume of which was half that. The amount of sodium hydroxide is calculated so that a slight excess is obtained based on the chlorosulfonic acid used. The final pH is from about 9 to 10. Dichloromethane is removed under slight vacuum in a rotary evaporator at a temperature of not more than 50 ° C.

Продукт характеризуют данными спектра 1Н ЯМР и определяют содержание воды в растворе (около 70%).The product is characterized by 1H NMR spectrum data and the water content in the solution is determined (about 70%).

Для синтеза использовались приведенные далее спирты.For the synthesis, the following alcohols were used.

СпиртAlcohol ОписаниеDescription Изо-С17 Iso-C 17 Гептадециловый спирт изомерного строения; оксоспирт, получаемый при гидроформилировании изогексадецена, который образуется при тетрамеризации бутена. Средняя степень разветвления спирта составляет 3,1.Heptadecyl alcohol of isomeric structure; oxoalcohol obtained by hydroformylation of isohexadecene, which is formed by tetramerization of butene. The average degree of branching of alcohol is 3.1. C16/C18 C 16 / C 18 Приобретаемая коммерческим путем смесь спиртов, состоящая из линейного гексадецилового и октадецилового спирта.A commercially available mixture of alcohols consisting of linear hexadecyl and octadecyl alcohol. C16 - спирт ГербеC 16 - Gerbe alcohol Приобретаемый коммерческим путем С16 - спирт, получаемый по реакции Гербе (2-гексилдекан-1-ол)Commercially Accepted C 16 is an alcohol obtained by the Gerbe reaction (2-hexyldecan-1-ol)

Опыты по техническому применениюTechnical Application Experience

Полученные поверхностно-активные вещества исследовались в представленных далее экспериментах для оценки пригодности их для третичной добычи нефти.The obtained surfactants were investigated in the experiments presented below to assess their suitability for tertiary oil production.

Описание способов определенияDescription of determination methods

Определение параметра солюбилизации (SP*)Determination of solubilization parameter (SP *)

а) Принципы определения параметраa) Principles for determining the parameter

Поверхностное натяжение между водой и нефтью определяют известным способом по данным измерения параметра солюбилизации SP*. Определение поверхностного натяжения через определение параметра солюбилизации SP* представляет собой принятый в кругу специалистов способ приблизительного определения поверхностного натяжения. Параметр солюбилизации SP* показывает сколько миллилитров нефти на миллилитр используемого поверхностно-активного вещества растворилось в микроэмульсии (Винзор типа III). Исходя из этого, поверхностное натяжение ст можно рассчитать по эмпирической формуле σ≈0,3/(SP*)2 при условии, что вода и нефть были взяты в равных объемах (С.Huh, J. Coll. Interf. Sc., Т.71, №2 (1979)).The surface tension between water and oil is determined in a known manner according to the measurement of the solubilization parameter SP *. The determination of surface tension through the determination of the solubilization parameter SP * is a method adopted by experts to approximately determine the surface tension. The solubilization parameter SP * shows how many milliliters of oil per milliliter of surfactant used was dissolved in the microemulsion (Winsor type III). Based on this, the surface tension c can be calculated using the empirical formula σ≈0.3 / (SP *) 2 provided that water and oil were taken in equal volumes (C. Huh, J. Coll. Interf. Sc., T .71, No. 2 (1979)).

б) Методика проведения экспериментаb) Methodology of the experiment

Для определения SP* в мерный цилиндр объемом 100 мл с магнитной мешалкой заливают 20 мл нефти и 20 мл воды. Сюда же прибавляют соответствующие поверхностно-активные вещества в разных концентрациях. После этого температуру ступенчато повышают от 20 до 90°C и визуально определяют в каком температурном интервале образуется микроэмульсия.To determine SP *, 20 ml of oil and 20 ml of water are poured into a 100 ml graduated cylinder with a magnetic stirrer. The corresponding surfactants in various concentrations are also added here. After that, the temperature is gradually increased from 20 to 90 ° C and visually determine in which temperature range the microemulsion is formed.

Образование микроэмульсии можно определять визуально или также путем измерения пропускания. Образуется трехфазная система, где верхняя фаза состоит из нефти, средняя фаза представляет собой микроэмульсию и нижняя фаза состоит из воды. Если верхняя и нижняя фаза имеют одинаковый объем и больше не изменяются в течение 12 часов, то это означает, что найдена оптимальная температура (Топт) микроэмульсии. Определяют объем средней фазы. Из этого объема вычитают объем добавленного поверхностно-активного вещества. Полученное значение после этого делят на 2. Этот объем делят теперь на объем добавленного поверхностно-активного вещества. Результат деления представляет собой параметр солюбилизации SP*.The formation of a microemulsion can be determined visually or also by measuring transmittance. A three-phase system is formed where the upper phase is composed of oil, the middle phase is a microemulsion and the lower phase is water. If the upper and lower phases have the same volume and no longer change within 12 hours, then this means that the optimum temperature (T opt ) of the microemulsion is found. The volume of the middle phase is determined. The volume of added surfactant is subtracted from this volume. The resulting value is then divided by 2. This volume is now divided by the volume of added surfactant. The result of the division is the solubilization parameter SP *.

Вид используемой для определения SP* нефти и воды определяется исследуемой системой. Можно использовать как саму нефть, так и моделирующее ее вещество, например, декан. В качестве воды можно использовать как чистую воду, так и соленую воду, это нужно для того, чтобы лучше моделировать условия, существующие в нефтеносной геологической формации. Состав водной фазы можно устанавливать, например, в соответствии с составом воды в определенном нефтяном месторождении.The type of oil and water used to determine SP * is determined by the system under study. You can use both the oil itself and the substance modeling it, for example, dean. Both pure water and salt water can be used as water, this is necessary in order to better simulate the conditions existing in the oil-bearing geological formation. The composition of the aqueous phase can be set, for example, in accordance with the composition of the water in a particular oil field.

Данные по используемой водной фазе и нефтяной фазе будут приведены далее при описании конкретных опытов.Data on the used aqueous phase and oil phase will be given later in the description of specific experiments.

Результаты испытанийTest results

К смеси декана и раствора хлорида натрия в соотношении 1:1 прибавляют бутилдиэтиленгликоль. Бутилдиэтиленгликоль (БДГ) представляет собой дополнительный растворитель и поэтому его при расчете значения SP* не учитывают. К этому составу прибавляют смесь поверхностно-активных веществ, состоящую из трех частей алкилалкоксисульфата и одной части додецилбензолсульфоната (Lutensit A-LBN 50 производства BASF). Общую концентрацию поверхностно-активных веществ указывают в процентах массы от всего объема.Butyl diethylene glycol is added to a mixture of decane and sodium chloride solution in a 1: 1 ratio. Butyl diethylene glycol (BDG) is an additional solvent and therefore it is not taken into account when calculating the SP * values. To this composition is added a surfactant mixture consisting of three parts of alkyl alkoxysulfate and one part of dodecylbenzenesulfonate (Lutensit A-LBN 50 manufactured by BASF). The total concentration of surfactants is indicated in percent by weight of the total volume.

В другом эксперименте к смеси декана и раствора хлорида натрия в соотношении 1:1 прибавляют бутилдиэтиленгликоль. Бутилдиэтиленгликоль представляет собой дополнительный растворитель и поэтому его при расчете значения SP* не учитывают. К этому составу прибавляют смесь поверхностно-активных веществ, состоящую из трех частей алкилалкоксисульфата и одной части вторичного алкансульфоната (Hostapur SAS 60 производства Clariant). Общую концентрацию поверхностно-активных веществ указывают в процентах массы от водной фазы.In another experiment, butyldiethylene glycol was added to a mixture of decane and sodium chloride solution in a 1: 1 ratio. Butyl diethylene glycol is an additional solvent and therefore is not taken into account when calculating the SP * values. A surfactant mixture consisting of three parts of an alkyl alkoxysulfate and one part of a secondary alkanesulfonate (Hostapur SAS 60 manufactured by Clariant) is added to this composition. The total concentration of surfactants is indicated as a percentage of the mass of the aqueous phase.

В дополнение к этому к смеси южногерманской сырой нефти (API 33°) и раствора хлорида натрия в соотношении 1:1 прибавляют бутилдиэтиленгликоль. Бутилдиэтиленгликоль представляет собой дополнительный растворитель и поэтому его при расчете значения SP* не учитывают. К этому составу прибавляют смесь поверхностно-активных веществ, состоящую из трех частей алкилалкоксисульфата и одной части додецилбензолсульфоната (Lutensit A-LBN 50 производства BASF). Общую концентрацию поверхностно-активных веществ указывают в процентах массы от всего объема.In addition to this, butyldiethylene glycol is added to a mixture of South German crude oil (API 33 °) and a sodium chloride solution in a 1: 1 ratio. Butyl diethylene glycol is an additional solvent and therefore is not taken into account when calculating the SP * values. To this composition is added a surfactant mixture consisting of three parts of alkyl alkoxysulfate and one part of dodecylbenzenesulfonate (Lutensit A-LBN 50 manufactured by BASF). The total concentration of surfactants is indicated in percent by weight of the total volume.

В двух других экспериментах готовят 1:1 смесь южногерманской сырой нефти (API 33°) и раствора хлорида натрия и, соответственно, 1:1 смесь канадской сырой нефти (API 14°) и раствора хлорида натрия, к каждой из этих смесей прибавляют бутилдиэтиленгликоль. Бутилдиэтиленгликоль представляет собой дополнительный растворитель и поэтому его при расчете значения SP* не учитывают. К каждому из этих составов прибавляют смесь поверхностно-активных веществ, состоящую из трех частей алкилалкоксисульфата и одной части вторичного алкансульфоната (Hostapur SAS 60 производства Clariant). Общую концентрацию поверхностно-активных веществ в каждом отдельном случае указывают в процентах массы от водной фазы.In two other experiments, a 1: 1 mixture of South German crude oil (API 33 °) and sodium chloride solution and, accordingly, a 1: 1 mixture of Canadian crude oil (API 14 °) and sodium chloride solution were prepared, butyl diethylene glycol was added to each of these mixtures. Butyl diethylene glycol is an additional solvent and therefore is not taken into account when calculating the SP * values. A surfactant mixture consisting of three parts of alkyl alkoxysulfate and one part of secondary alkanesulfonate (Hostapur SAS 60 manufactured by Clariant) is added to each of these formulations. The total concentration of surfactants in each case is indicated as a percentage of the mass of the aqueous phase.

Результаты, полученные на поверхностно-активных веществах на основе линейных и, соответственно, разветвленных спиртов приведены в таблицах от 1 до 7.The results obtained on surface-active substances based on linear and, accordingly, branched alcohols are given in tables 1 to 7.

Таблица 1Table 1 Поверхностно-активные вещества на основе линейных спиртов с шестнадцатью и восемнадцатью атомами углеродаLinear alcohol based surfactants with sixteen and eighteen carbon atoms ПримерExample Алкил-AO-SO4Na:C12H25-C6H4-SO3Na=3:1Alkyl-AO-SO 4 Na: C 12 H 25 -C 6 H 4 -SO 3 Na = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] T Топт [°C]T T opt [° C] SP*SP * σ [мН/м]σ [mN / m] V1V1 C16C18-7PO-SO4NaC 16 C 18 -7PO-SO 4 Na 2,52,5 22 55 4848 13,313.3 0,00170.0017 V2V2 C16C18-7PO-SO4NaC 16 C 18 -7PO-SO 4 Na 2,52,5 22 4four 6060 17,817.8 0,00090,0009 V3V3 C16C18-9PO-SO4NaC 16 C 18 -9 PO-SO 4 Na 2,52,5 22 55 5252 15,515,5 0,00120.0012 V4V4 C16C18-9PO-SO4NaC 16 C 18 -9 PO-SO 4 Na 2,52,5 22 4four 6767 17,817.8 0,00090,0009 55 C16C18-2«1,2-BuO»-PO-SO4NaC 16 C 18 -2 “1,2-BuO” -PO-SO 4 Na 2,52,5 22 55 4747 1616 0,00120.0012 66 C16C18-2«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -2 “1,2-BuO” -7PO-SO 4 Na 2,52,5 22 4four 6565 16,516.5 0,00110.0011 V7V7 C16Cl8-7PO-2«1,2-BuO»-SO4NaC 16 C l8 -7PO-2 “1,2-BuO” -SO 4 Na 2,52,5 22 4four 4646 11,811.8 0,00220.0022 V8V8 C16C18-7PO-2«1,2-BuO»-SO4NaC 16 C 18 -7PO-2 "1,2-BuO" -SO 4 Na 2,52,5 22 33 6868 14,314.3 0,00150.0015 V9V9 C16C18-9PO-SO4NaC 16 C 18 -9 PO-SO 4 Na 1,251.25 22 55 5252 14fourteen 0,00150.0015 V10V10 C16C18-9PO-SO4NaC 16 C 18 -9 PO-SO 4 Na 1,251.25 22 4four 6767 1313 0,00180.0018 11eleven C16C18-2«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -2 “1,2-BuO” -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 3,353.35 7272 15fifteen 0,00130.0013 V12V12 C16C18-2«2,3-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -2 “2,3-BuO” -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 4,54,5 7474 88 0,00470.0047 1313 C16C18-3«1,2-BuO»7PO-SO4NaC 16 C 18 -3 "1,2-BuO" 7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 33 6767 23,523.5 0,00050,0005 14fourteen C16C18-5«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -5 "1,2-BuO" -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 22 7777 34,534.5 0,00030,0003 15fifteen C16C18-5«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -5 "1,2-BuO" -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 2,152.15 7171 35,535.5 0,00020,0002 1616 C16C18-5«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -5 "1,2-BuO" -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 2,52,5 4949 30.530.5 0,00030,0003 AO - алкиленоксидный структурный элемент
Эксперименты с обозначением V представляют собой примеры сравнения.
AO - alkylene oxide structural element
The experiments with the designation V are examples of comparison.

Как показано в приведенных в таблице 1 примерах VI и V3 или, соответственно, в примерах сравнения V2 и VI4, различия по показателю SP* между C16C18-7PO-SO4Na и C16C18-9PO-SO4Na оказываются небольшими (EO и PO - этиленоксидные и пропиленоксидные структурные единицы). К тому же следует учитывать, что сравнение должно проводиться при одинаковых значениях Топт для того, чтобы исключить влияние температуры. У поверхностно-активных веществ с неионогенными элементами влияние температуры может оказаться достаточно значимым.As shown in Table VI of Examples VI and V3 or, respectively, in Comparative Examples V2 and VI4, differences in SP * between C 16 C 18 -7PO-SO 4 Na and C 16 C 18 -9PO-SO 4 Na are small (EO and PO - ethylene oxide and propylene oxide structural units). In addition, it should be borne in mind that the comparison should be carried out at the same values of T opt in order to exclude the influence of temperature. In surfactants with non-ionic elements, the influence of temperature can be quite significant.

Если же используются С16С18-алкоксисульфаты, содержащие бутиленоксидные группы (BuO), то проявляются неожиданные результаты. Примеры 5 и 6 показывают, что встраивание двух структурных единиц на основе 1,2-бутиленоксида между остатком жирного спирта с шестнадцатью и восемнадцатью атомами углерода и семью пропиленоксидными структурными единицами (7РО) приводит к удивительно стабильному значению SP*=16, которое не зависит от температуры, равной 47°C или 62°C. Аналогичная картина наблюдается и при снижении общего содержания поверхностно-активных веществ. По примеру 11 при температуре 72°C значение SP* равно 15. Соединения, содержащие только пропиленоксидные структурные единицы, при той же степени алкоксилирования показывают более серьезные отклонения (V3 и V4) или же при понижении общего содержания поверхностно-активных веществ значения SP* падают более заметно (V9 и V10).If C 16 C 18 alkoxysulfates containing butylene oxide groups (BuO) are used, unexpected results are manifested. Examples 5 and 6 show that the insertion of two structural units based on 1,2-butylene oxide between the residue of a fatty alcohol with sixteen and eighteen carbon atoms and seven propylene oxide structural units (7PO) leads to a surprisingly stable value of SP * = 16, which does not depend on temperature equal to 47 ° C or 62 ° C. A similar picture is observed with a decrease in the total content of surfactants. In Example 11, at a temperature of 72 ° C, the SP * value is 15. Compounds containing only propylene oxide structural units, at the same degree of alkoxylation, show more serious deviations (V3 and V4) or, when the total content of surfactants decreases, the SP * values fall more noticeable (V9 and V10).

Встраивание 1,2-бутиленоксидных структурных единиц между пропиленоксидным блоком и сульфатной группой, как это следует из показателей в примерах сравнения V7 и V8, оказывается в отличие от этого неблагоприятным. Значение SP* в этом случае лежит на несколько более низком уровне и показывает более сильные колебания при изменении температуры.The incorporation of 1,2-butylene oxide structural units between the propylene oxide block and the sulfate group, as follows from the indicators in the comparison examples V7 and V8, is in contrast unfavorable. The value of SP * in this case lies at a slightly lower level and shows stronger fluctuations with temperature.

Значительно хуже оказывается использование 2,3-бутиленоксида. Как показывает пример V12, значение SP*(SP*=8) оказывается почти в два раза ниже и поэтому хуже, чем в случае использования алкилпропоксисульфатов с одинаковой степенью алкоксилирования (V9). Неожиданно обнаруживается, что не только одно лишь число атомов углерода, но и их пространственное расположение оказывают большое влияние на способность поверхностно-активных веществ снижать поверхностное натяжение. Неблагоприятное расположение, как в 2,3-бутиленоксиде, оказывает даже отрицательное воздействие и приводит к более плохим показателям, чем у соответствующих поверхностно-активных веществ, полученных без участия алкиленоксида с четырьмя атомами углерода. В патентах США №3890239 или №4448697 это не описано.The use of 2,3-butylene oxide is significantly worse. As example V12 shows, the value of SP * (SP * = 8) is almost two times lower and therefore worse than in the case of using alkyl propoxysulfates with the same degree of alkoxylation (V9). It is unexpectedly discovered that not only the number of carbon atoms, but also their spatial arrangement have a great influence on the ability of surface-active substances to reduce surface tension. An unfavorable location, as in 2,3-butylene oxide, even has a negative effect and leads to poorer performance than the corresponding surfactants obtained without the participation of alkylene oxide with four carbon atoms. In US patent No. 3890239 or No. 4448697 this is not described.

Интересно, что скачкообразное улучшение достигается в случае, когда при линейном спирте с шестнадцатью и восемнадцатью атомами углерода содержание 1,2-бутиленоксидных структурных единиц достигает трех и более. По примеру 13 встраивание трех таких структурных единиц приводит к увеличению SP* до 23,5. Это значение можно увеличить даже еще больше путем введения пяти таких структурных единиц (примеры от 14 до 16). В этом случае значение SP* становится даже больше 30Interestingly, a stepwise improvement is achieved when the content of 1,2-butylene oxide structural units reaches three or more with linear alcohol with sixteen and eighteen carbon atoms. In Example 13, the incorporation of three such structural units leads to an increase in SP * to 23.5. This value can be increased even further by introducing five such structural units (examples 14 to 16). In this case, the SP * value becomes even greater than 30

Таблица 2table 2 Поверхностно-активные вещества на основе разветвленного изогептадецилового спиртаBranched isoheptadecyl alcohol surfactants ПримерExample Алкил-AO-SO4Na:C12H25C6H-SO3Na=3:1Alkyl-AO-SO 4 Na: C 12 H 25 C 6 H-SO 3 Na = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] Топт [°C]T opt [° C] SP*SP * σ[МММН/м]σ [MMMN / m] V1V1 изо-30-C17-7PO-SO4Naiso-30-C 17 -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 4four 77,577.5 10,510.5 0,00270.0027 22 изо-С17-7«1,2-BuO»-SO4Naiso-C 17 7 «1,2-BuO» -SO 4 Na 1,251.25 22 1one 82,582.5 32,532,5 0,00030,0003 V3V3 изо-C17-14PO-SO4Naiso-C 17 -14PO-SO 4 Na 1,251.25 22 4,44.4 7777 6,56.5 0,00710.0071 4four изо-С17-7«1,2-BuO»-SO4Naiso-C 17 7 «1,2-BuO» -SO 4 Na 1,251.25 22 1,651.65 74,574.5 1717 0,00100.0010 55 изо-С17-7«1,2-BuO»-7PO-SO4Naiso-C 17 7 «1,2-BuO» -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 2,52,5 67,567.5 31,531.5 0,00030,0003

Аналогичная картина представлена в таблице 2. В этом случае использовались алкилалкоксисульфаты на основе разветвленного изогептадецилового спирта для того, чтобы продемонстрировать, что речь идет об эффекте, который проявляется не только на спиртах линейного строения.A similar picture is presented in Table 2. In this case, branched isoheptadecyl alcohol-based alkyl alkoxysulfates were used in order to demonstrate that this is an effect that is not only manifested on linear alcohols.

Пример сравнения V1 и пример 2 очень убедительно показывают, что у поверхностно-активных веществ с одинаковой степенью алкоксилирования применение 1,2-бутиленоксида вместо пропиленоксида дает неоспоримые преимущества. При одинаковой температуре значение SP* увеличивается в три раза. Также расположение 1,2-бутиленоксидных структурных единиц непосредственно при алкильной части (как это следует из данных по примерам 5 и 6) обеспечивает более низкие значения поверхностного натяжения, чем иное их расположение, как в примере 4.Comparison example V1 and example 2 show very convincingly that for surfactants with the same degree of alkoxylation, the use of 1,2-butylene oxide instead of propylene oxide provides undeniable advantages. At the same temperature, the value of SP * increases three times. Also, the location of 1,2-butylene oxide structural units directly at the alkyl part (as follows from the data of examples 5 and 6) provides lower surface tension values than their other location, as in example 4.

Таблица 3Table 3 Поверхностно-активные вещества на основе разветвленного С16-спирта Гербе в сравнении с поверхностно-активными веществами на основе спиртов C16/C18 Surfactants based on branched C 16 alcohol Gerbe in comparison with surfactants based on C 16 / C 18 alcohols ПримерExample Алкил-AO-SO4Na:C12H25C6H-SO3Na=3:1Alkyl-AO-SO 4 Na: C 12 H 25 C 6 H-SO 3 Na = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] Топт [°C]T opt [° C] SP*SP * σ[мН/м]σ [mN / m] V1V1 C16C18-9PO-SO4NaC 16 C 18 -9 PO-SO 4 Na 1,251.25 22 4four 6767 1313 0,00180.0018 22 C16C18-2«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -2 “1,2-BuO” -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 3.353.35 7272 15fifteen 0,00130.0013 33 C16-гер6е-2«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 -her6e-2 "1,2-BuO" -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 2.852.85 6868 27,527.5 0,00040,0004 4four С16-Гербе-2«1,2-BuO»-7PO-S04NaWith 16 -Herbe-2 "1,2-BuO" -7PO-S0 4 Na 1,251.25 22 33 6464 23,523.5 0,00050,0005 55 C16C18-3«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -3 "1,2-BuO" -7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 33 6767 23,523.5 0,00050,0005 66 С16-Гербе-7«1,2-BuO»-7PO-10EO-SO4NaWith 16 -Herbe-7 "1,2-BuO" -7PO-10EO-SO 4 Na 0,400.40 22 4.54.5 7373 3131 0,00030,0003 V7V7 С16-Гербе-7PO-SO4NaC 16 -Herbe-7PO-SO 4 Na 1,251.25 22 55 7070 66 0,00830.0083 V8V8 С16-Гербе-9PO-SO4NaC 16 -Herbe-9PO-SO 4 Na 1,251.25 22 4four 7171 99 0,00370.0037 V9V9 С16-Гербе-6PO-SO4NaC 16 -Herbe-6PO-SO 4 Na 1,251.25 22 55 6464 55 0,01200.0120 V10V10 C16C18-6PO-SO4NaC 16 C 18 -6 PO-SO 4 Na 1,251.25 22 55 6464 1010 0,00300.0030 11eleven С16-Гербе-1«1,2-BuO»-7РО-SO4NaWith 16 -Herbe-1 "1,2-BuO" -7РО-SO 4 Na 1,251.25 22 3.33.3 7373 10,2510.25 0,00290.0029

Таблица 3 показывает, что и в этом случае наблюдается аналогичная картина. Если поверхностно-активное вещество на основе линейного спирта включает более двух структурных единиц на основе 1,2-бутиленоксида, то результатом этого становится заметное увеличение значения SP* и связанное с этим снижение поверхностного натяжения. Пример 2 в сравнении с примерами 3 и 4 показывает отличие поверхностно-активного вещества на основе линейных спиртов с шестнадцатью и восемнадцатью атомами углерода от поверхностно-активного вещества на основе разветвленного спирта Гербе с шестнадцатью атомами углерода. В случае поверхностно-активного вещества на основе продукта, получаемого по реакции Гербе, уже при встраивании двух структурных единиц из 1,2-бутиленоксида достигается значительно лучший показатель SP*, чем на основе линейного спирта с аналогичной длиной цепи. Однако при встраивании еще большего количества 1,2-бутиленоксида и в случае линейного спирта можно, как показывает пример 5, получить примерно одинаковый уровень SP*, аналогичный примеру 4.Table 3 shows that in this case a similar picture is observed. If a linear alcohol-based surfactant includes more than two structural units based on 1,2-butylene oxide, the result is a noticeable increase in the SP * value and a related decrease in surface tension. Example 2 in comparison with examples 3 and 4 shows the difference between a linear alcohol-based surfactant with sixteen and eighteen carbon atoms and a branched alcohol surfactant based on a branched alcohol with 16 carbon atoms. In the case of a surfactant based on a product obtained by the Gerbe reaction, already upon incorporation of two structural units from 1,2-butylene oxide, a significantly better SP * is achieved than on the basis of a linear alcohol with a similar chain length. However, with the incorporation of an even greater amount of 1,2-butylene oxide and in the case of a linear alcohol, it is possible, as Example 5 shows, to obtain approximately the same level of SP * similar to Example 4.

Пример 6 показывает, что путем встраивания между сульфатной группой и пропиленоксидным блоком десяти этиленоксидных структурных единиц (EO) может быть практически полностью компенсирована дополнительная гидрофобность от блока из семи бутиленоксидных структурных единиц и тогда становится возможным сопоставление с примером сравнения VI в аналогичных условиях (аналогичное содержание соли и та же самая оптимальная температура Топт).Example 6 shows that by incorporating ten ethylene oxide structural units (EO) between the sulfate group and the propylene oxide block, the additional hydrophobicity from the block of seven butylene oxide structural units can be almost completely compensated, and then it becomes possible to compare with comparison example VI under similar conditions (similar salt content and the same optimal temperature T opt ).

Без встраивания 1,2-бутиленоксида получают, как это следует из примеров сравнения V7 и V8, поверхностно-активное вещество со средними показателями. В примере 11 показано, что встраивание одного эквивалента 1,2-бутиленоксида приводит лишь к определенному улучшению SP*. Значительное улучшение достигается только путем встраивания двух эквивалентов 1,2-бутиленоксида в поверхностно-активное вещество, основанное на спирте Гербе с шестнадцатью атомами углерода (пример 3).Without incorporation of 1,2-butylene oxide, a surfactant with average values is obtained, as follows from the comparison examples of V7 and V8. Example 11 shows that incorporation of one equivalent of 1,2-butylene oxide only leads to a certain improvement in SP *. Significant improvement is achieved only by incorporating two equivalents of 1,2-butylene oxide into a surfactant based on the Hebrew alcohol with sixteen carbon atoms (Example 3).

Таблица 4Table 4 Опыты с южногерманской сырой нефтьюSouth German Crude Oil Experiments ПримерExample Алкил-AO-SO4Na:C12H25C6H-SO3Na=3:1Alkyl-AO-SO 4 Na: C 12 H 25 C 6 H-SO 3 Na = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] Топт [°С]T opt [° C] SP*SP * σ [мН/м]σ [mN / m] V1V1 C16Cl8-9PO-SO4NaC 16 C l8 -9PO-SO 4 Na 0,80.8 22 55 34,534.5 9,79.7 0,00320.0032 22 C16C18-3«1,2-BuO»-7PO-SO4NaC 16 C 18 -3 "1,2-BuO" -7PO-SO4Na 0,80.8 22 3,53,5 3131 15,915.9 0,00120.0012 V3V3 С16-Гербе-9PO-SO4NaC 16 -Herbe-9PO-SO 4 Na 0,80.8 22 5,15.1 3434 5,85.8 0,00890.0089 4four С16-Гербе-2«1,2-BuO»-7PO-SO4NaWith 16 -Herbe-2 "1,2-BuO" -7PO-SO 4 Na 0,80.8 22 3,53,5 3434 15fifteen 0,00130.0013

Как показывает таблица 4, с сырой нефтью наблюдается картина, практически идентичная той, которая была получена в опытах с моделирующим нефть деканом. Пример сравнения V1 показывает значительно более низкие значения SP* и поэтому имеет более высокое значение поверхностного натяжения, чем содержащее бутиленоксидные структурные элементы поверхностно-актавное вещество по примеру 2 при аналогичных температурах. Пример сравнения V3 и пример 4 таким же образом показывают преимущество 1,2-бутиленоксида.As Table 4 shows, a picture is observed with crude oil that is almost identical to that obtained in experiments with the oil modeling dean. The comparison example V1 shows significantly lower values of SP * and therefore has a higher surface tension than the surface-active substance containing butylene oxide structural elements of example 2 at similar temperatures. Comparative Example V3 and Example 4 in the same manner show the advantage of 1,2-butylene oxide.

Таблица 5Table 5 Опыты с деканом при аналогичной температуре и соленостиExperiments with a dean at a similar temperature and salinity ПримерExample Алкил-AO-SO4Na:C12H25C6H-SO3Na=3:1Alkyl-AO-SO 4 Na: C 12 H 25 C 6 H - SO 3 Na = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] Топт [°C]T opt [° C] SP*SP * σ [мН/м]σ [mN / m] V1V1 C16C18-7PO-0,1EO-SO4NaC 16 C 18 -7PO-0,1EO-SO 4 Na 0,40.4 22 4,74.7 59,959.9 18,318.3 0,00090,0009 22 C16C18-3«1,2-BuO»-7PO-10EO-SO4NaC 16 C 18 -3 "1,2-BuO" -7PO-10EO-SO 4 Na 0,40.4 22 4,74.7 64,864.8 3737 0,00020,0002

Водные растворы поверхностно-активных веществ в смеси с бутилдигликолем (БДГ) в оптимальных условиях (соленость и Топт) прозрачны и при добавлении масла они образуют трехфазную систему (Винзор типа III). Как показано в таблице 5, оптимальные условия (соленость и Топт) практически идентичны. При правильной установке степени алкоксилирования получают, как это показано в примере 2, поверхностно-активное вещество, которое имеет гидрофильно-гидрофобный баланс, аналогичный гидрофильно-гидрофобному балансу поверхностно-активного вещества по примеру сравнения V1. Однако значение SP* по примеру 2 намного больше. В соответствии с этим ниже и поверхностное натяжение.Aqueous solutions of surfactants in a mixture with butyldiglycol (BDH) are transparent under optimal conditions (salinity and T opt ) and, when added to oil, they form a three-phase system (Winsor type III). As shown in table 5, the optimal conditions (salinity and T opt ) are almost identical. When the degree of alkoxylation is correctly set, a surfactant is obtained, as shown in Example 2, that has a hydrophilic-hydrophobic balance similar to the hydrophilic-hydrophobic balance of the surfactant according to Comparative Example V1. However, the SP * value of Example 2 is much larger. In accordance with this below and surface tension.

Таблица 6Table 6 Опыты с южногерманской нефтью(API 33°) при аналогичных температуре и соленостиSouth German oil test (API 33 °) at similar temperature and salinity ПримерExample Алкил-AO-SO4:Hostgapur SAS 60=3:1Alkyl-AO-SO 4 : Hostgapur SAS 60 = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] Топт [°C]T opt [° C] SP*SP * σ [МН/м]σ [MN / m] VIVI C16C18-7PO-0,1EO-SO4NaC 16 C 18 -7PO-0,1EO-SO 4 Na 0,40.4 22 3,53,5 7373 24,524.5 0,00050,0005 22 C16C18-7«1,2-BuO»-7PO-10EO-SO4-NaC 16 C 18 -7 "1,2-BuO" -7PO-10EO-SO 4 -Na 0,40.4 22 3,53,5 78,578.5 3737 0,00020,0002

Водные растворы поверхностно-активных веществ в смеси с бутилдигликолем (БДГ) в оптимальных условиях (соленость и Топт) прозрачны и при добавлении нефти они образуют трехфазную систему (Винзор типа III). Как показано в таблице 6, оптимальные условия (соленость и Топт) практически идентичны. При правильной установке степени алкоксилирования получают, как это показано в примере 2, поверхностно-активное вещество, которое имеет гидрофильно-гидрофобный баланс, аналогичный гидрофильно-гидрофобному балансу поверхностно-активного вещества по примеру сравнения V1. Однако значение SP* по примеру 2 намного больше. В соответствии с этим ниже и поверхностное натяжение.Aqueous solutions of surfactants in a mixture with butyldiglycol (BDG) under optimal conditions (salinity and T opt ) are transparent and when oil is added they form a three-phase system (Winsor type III). As shown in table 6, the optimal conditions (salinity and T opt ) are almost identical. When the degree of alkoxylation is correctly set, a surfactant is obtained, as shown in Example 2, that has a hydrophilic-hydrophobic balance similar to the hydrophilic-hydrophobic balance of the surfactant according to Comparative Example V1. However, the SP * value of Example 2 is much larger. In accordance with this below and surface tension.

Таблица 7Table 7 Опыты с канадской нефтью (API 14°) при аналогичных температуре и соленостиCanadian oil test (API 14 °) at similar temperature and salinity ПримерExample Алкил-AO-SO4:Hostgapur SAS 60=3:1Alkyl-AO-SO 4 : Hostgapur SAS 60 = 3: 1 ПАВ [%]Surfactant [%] БДГ [%]BDG [%] NaCl [%]NaCl [%] Топт [°C]T opt [° C] SP*SP * σ [МН/м]σ [MN / m] V1V1 C16C18-7PO-0,1EO-SO4NaC 16 C 18 -7PO-0,1EO-SO 4 Na 0,40.4 22 77 5555 1212 0,00210.0021 22 C16C18-7«1,2-BuO»-7PO-10EO-SO4-NaCi6Cl8-7«1,2-BuO»-7PO-8EO-S04-Na=2C 16 C 18 -7 “1,2-BuO” -7PO-10EO-SO 4 -NaCi 6 C l8 -7 “1,2-BuO” -7PO-8EO-S0 4 -Na = 2 0,40.4 22 77 5757 19,519.5 0,00080,0008

Водные растворы поверхностно-активных веществ в смеси с бутилдигликолем (БДГ) в оптимальных условиях (соленость и Топт) прозрачны и при добавлении нефти они образуют трехфазную систему (Винзор типа III). Как показано в таблице 7, оптимальные условия (соленость и Топт) практически идентичны. При правильной установке степени алкоксилирования получают, как это показано в примере 2, поверхностно-активное вещество, которое имеет гидрофильно-гидрофобный баланс, аналогичный гидрофильно-гидрофобному балансу поверхностно-активного вещества по примеру сравнения VI. Однако значение SP* по примеру 2 намного больше. В соответствии с этим ниже и поверхностное натяжение.Aqueous solutions of surfactants in a mixture with butyldiglycol (BDG) under optimal conditions (salinity and T opt ) are transparent and when oil is added they form a three-phase system (Winsor type III). As shown in table 7, the optimal conditions (salinity and T opt ) are almost identical. When the degree of alkoxylation is correctly set, a surfactant is obtained, as shown in Example 2, which has a hydrophilic-hydrophobic balance similar to the hydrophilic-hydrophobic balance of the surfactant according to Comparative Example VI. However, the SP * value of Example 2 is much larger. In accordance with this below and surface tension.

Claims (7)

1. Способ добычи нефти путем заводнения микроэмульсией Винзор типа III, в котором через не менее чем одну нагнетательную скважину в нефтяное месторождение закачивают предназначенный для снижения поверхностного натяжения между нефтью и водой до значений менее 0,1 мН/м водный состав поверхностно-активных веществ, содержащий, по крайней мере, одно ионное поверхностно-активное вещество, а из месторождения через не менее чем одну эксплуатационную скважину добывают сырую нефть, отличающийся тем, что используют водный состав поверхностно-активных веществ, содержащий, по крайней мере, одно поверхностно-активное вещество общей формулы
R1-O-(D)n-(B)m-(A)l-XY-М+,
где
R1 означает линейный или разветвленный, насыщенный или ненасыщенный алифатический и/или ароматический углеводородный остаток с 8 до 30 атомов углерода,
А означает этиленокси-группу,
В означает пропиленокси-группу, и
D означает бутиленокси-группу,
l означает число от 0 до 99,
m означает число от 0 до 99, и
n означает число от 1 до 99,
X означает алкильную или алкиленовую группу с 0 до 10 атомов углерода,
М+ означает катион, иY- выбирают из группы: сульфатные группы, сульфонатные группы, карбоксилатные группы и фосфатные группы, при этом
группы А, В и D могут иметь статистическое или чередующееся распределение или же они могут присутствовать в виде двух, трех, четырех или нескольких блоков в любой последовательности, сумма l+m+n лежит в пределах от 3 до 99 и содержание 1,2-бутиленокси-групп из расчета на все количество бутиленокси-групп составляет не менее 80%.
1. A method of oil production by water flooding with a Vinsor type III microemulsion, in which an aqueous composition of surface-active substances is injected through at least one injection well into an oil field to reduce the surface tension between oil and water to less than 0.1 mN / m containing at least one ionic surfactant, and crude oil is extracted from the field through at least one production well, characterized in that the aqueous composition of the surfactant is used x substances containing at least one surfactant of the general formula
R 1 -O- (D) n - (B) m - (A) l -XY - M + ,
Where
R 1 means a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic and / or aromatic hydrocarbon residue from 8 to 30 carbon atoms,
And means an ethyleneoxy group,
B means propyleneoxy group, and
D means butyleneoxy group,
l means a number from 0 to 99,
m means a number from 0 to 99, and
n means a number from 1 to 99,
X is an alkyl or alkylene group from 0 to 10 carbon atoms,
M + means a cation, and Y - is selected from the group: sulfate groups, sulfonate groups, carboxylate groups and phosphate groups, while
groups A, B and D may have a statistical or alternating distribution, or they may be present in the form of two, three, four or several blocks in any sequence, the sum l + m + n lies in the range from 3 to 99 and the content is 1.2- butyleneoxy groups based on the total number of butyleneoxy groups is at least 80%.
2. Способ по п. 1, где сумма l+m+n лежит в пределах от 5 до 50.2. The method according to p. 1, where the sum l + m + n lies in the range from 5 to 50. 3. Способ по п. 1, где содержание 1,2-бутиленокси-групп из расчета на все количество бутиленокси-групп составляет не менее 90%.3. The method according to p. 1, where the content of 1,2-butyleneoxy groups based on the total number of butyleneoxy groups is at least 90%. 4. Способ по п. 1, где поверхностно-активное вещество общей формулы содержит от двух до пятнадцати 1,2-бутиленокси структурных единиц.4. The method according to claim 1, where the surfactant of the General formula contains from two to fifteen 1,2-butyleneoxy structural units. 5. Способ по п. 1, где концентрация всех поверхностно-активных веществ вместе составляет от 0,05 до 5 мас.% из расчета на все количество водного состава поверхностно-активных веществ.5. The method according to p. 1, where the concentration of all surfactants together is from 0.05 to 5 wt.% Based on the total amount of the aqueous composition of surfactants. 6. Способ по одному из пп. от 1 до 5, где
m означает число от 5 до 9,
n означает число от 2 до 10, и
Y- выбирают из группы: сульфатные группы, сульфонатные группы и карбоксилатные группы, при этом
группы А, В и D на более чем 80% находятся в виде блоков в последовательности D, В, А, начиная от R1, сумма l+m+n лежит в пределах от 7 до 49, и содержание 1,2-бутиленокси-групп из расчета на все количество бутиленокси-групп в молекуле составляет не менее 90%.
6. The method according to one of paragraphs. from 1 to 5, where
m means a number from 5 to 9,
n means a number from 2 to 10, and
Y - selected from the group: sulfate groups, sulfonate groups and carboxylate groups, while
groups A, B and D are more than 80% in the form of blocks in the sequence D, B, A, starting from R 1 , the sum l + m + n lies in the range from 7 to 49, and the content of 1,2-butyleneoxy groups based on the total number of butyleneoxy groups in the molecule is at least 90%.
7. Способ по п. 6, где R1 означает линейный углеводородный остаток, происходящий из жирного спирта с шестнадцатью или восемнадцатью атомами углерода, и n означает число от 3 до 10. 7. The method according to claim 6, where R 1 means a linear hydrocarbon residue derived from a fatty alcohol with sixteen or eighteen carbon atoms, and n means a number from 3 to 10.
RU2012142936/04A 2010-03-10 2011-03-04 Oil production method using surfactants based on butylene-oxide-containing alkyl alkoxylates RU2563642C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10002488 2010-03-10
EP10002488.4 2010-03-10
PCT/EP2011/053321 WO2011110503A1 (en) 2010-03-10 2011-03-04 Method for producing crude oil using surfactants based on butylene oxide-containing alkyl alkoxylates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012142936A RU2012142936A (en) 2014-04-20
RU2563642C2 true RU2563642C2 (en) 2015-09-20

Family

ID=43920929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012142936/04A RU2563642C2 (en) 2010-03-10 2011-03-04 Oil production method using surfactants based on butylene-oxide-containing alkyl alkoxylates

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP2545136A1 (en)
JP (1) JP2013528720A (en)
KR (1) KR20130016266A (en)
CN (2) CN104726084A (en)
AR (1) AR080479A1 (en)
AU (1) AU2011226215A1 (en)
BR (1) BR112012022670A2 (en)
CA (1) CA2791119C (en)
EA (1) EA201401362A1 (en)
EC (1) ECSP12012146A (en)
MX (1) MX340884B (en)
MY (1) MY161638A (en)
RU (1) RU2563642C2 (en)
WO (1) WO2011110503A1 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585322C2 (en) 2011-03-18 2016-05-27 Басф Се Method of producing integrated circuits, optical devices, micromachines and mechanical high-precision devices with layers of structured material with line spacing of 50 nm or less
US9475977B2 (en) * 2011-10-24 2016-10-25 Basf Se Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C28 Guerbet, C30 Guerbet, C32 Guerbet-containing hydrocarbyl alkoxylates
US9475978B2 (en) * 2011-10-24 2016-10-25 Basf Se Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C24 guerbet-, C26 guerbet-, C28-guerbet containing hydrocarbyl alkoxylates
IN2014CN02832A (en) 2011-10-24 2015-07-03 Basf Se
CN103998566A (en) * 2011-10-24 2014-08-20 巴斯夫欧洲公司 Method for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of c20-guerbet-, c22-guerbet-, c24-guerbet-containing hydrocarbon alkoxylates
US9475979B2 (en) * 2011-10-24 2016-10-25 Basf Se Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C20 Guerbet-, C22 Guerbet-, C24 Guerbet-containing hydrocarbyl alkoxylates
BR112014009825A2 (en) * 2011-10-24 2017-05-02 Basf Se surfactant mixture, aqueous surfactant formulation, processes for producing mineral oil and preparing a surfactant mixture, and use of a surfactant mixture
EP2877275B1 (en) * 2012-09-29 2020-03-25 Dow Global Technologies LLC Anionic surfactant compositions and use thereof
WO2014063933A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Basf Se Process for mineral oil production using surfactants based on anionic alkyl alkoxylates which have been formed from glycidyl ethers
WO2014064152A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Basf Se Process for mineral oil production using surfactants at least comprising a secondary alkanesulphonate and an alkyl ether sulphate/sulphonate/carboxylate/phosphate
WO2014134826A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Dow Global Technologies Llc Anionic surfactant compositions and use thereof
US20200239762A1 (en) * 2017-05-30 2020-07-30 Basf Se Method for extracting petroleum from underground deposits having high temperature and salinity
CA3075588A1 (en) 2017-09-21 2019-03-28 Basf Se Robust alkyl ether sulfate mixture for enhanced oil recovery
CN113797842B (en) * 2020-06-15 2023-08-29 中国石油化工股份有限公司 Hydrocarbyl aryl anionic nonionic surfactant and preparation method thereof
CN113801316B (en) * 2020-06-15 2024-01-26 中国石油化工股份有限公司 Alkoxy block polyether sulfonate anionic surfactant and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3843706A (en) * 1969-05-23 1974-10-22 Us Agriculture Long chain ether alcohol sulfates from propylene oxide and 1,2-butylene oxide
US4393935A (en) * 1980-05-30 1983-07-19 Basf Wyandotte Corporation Stimulation of gas wells with phosphate ester surfactants
US4460481A (en) * 1980-09-29 1984-07-17 Texaco Inc. Surfactant waterflooding enhanced oil recovery process
US4592875A (en) * 1984-06-25 1986-06-03 Atlantic Richfield Company Alkoxylated ether sulfate anionic surfactants from plasticizer alcohol mixtures
WO2009084729A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Kao Corporation Laundry detergent composition

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890239A (en) 1973-02-01 1975-06-17 Sun Oil Co Surfactant compositions useful in oil recovery processes
JPS5672092A (en) * 1979-11-16 1981-06-16 Kao Corp Detergent composition
US4448697A (en) 1982-01-22 1984-05-15 Texaco Inc. Secondary recovery process
DE4325237A1 (en) 1993-07-28 1995-02-02 Basf Ag Process for the preparation of alkoxylation products in the presence of mixed hydroxides modified with additives
CA2228133A1 (en) * 1995-08-04 1997-02-20 Witco Corporation Reducing estrogenicity of alkoxylated compounds and products thereof
FR2798849B1 (en) * 1999-09-29 2001-11-23 Oreal COMPOSITION FOR WASHING KERATIN MATERIALS, BASED ON A DETERGENT SURFACE-ACTIVE AGENT, A DIALKYL DIALLYL AMMONIUM HOMOPOLYMER AND AN ACRYLIC TERPOLYMER
CN1091085C (en) * 1999-12-03 2002-09-18 山东淄博新华-肯孚制药有限公司 Process for recovering nitrogen-contained organic alkali
DE10243361A1 (en) 2002-09-18 2004-04-01 Basf Ag Alkoxylate mixture used in laundry and cleaning detergents for washing and cleaning textiles contains alkoxylates of alkanols with different chain lengths with ethylene oxide and optionally other alkylene oxide(s)
DE102005026716A1 (en) 2005-06-09 2006-12-28 Basf Ag Surfactant mixtures for tertiary mineral oil production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3843706A (en) * 1969-05-23 1974-10-22 Us Agriculture Long chain ether alcohol sulfates from propylene oxide and 1,2-butylene oxide
US4393935A (en) * 1980-05-30 1983-07-19 Basf Wyandotte Corporation Stimulation of gas wells with phosphate ester surfactants
US4460481A (en) * 1980-09-29 1984-07-17 Texaco Inc. Surfactant waterflooding enhanced oil recovery process
US4592875A (en) * 1984-06-25 1986-06-03 Atlantic Richfield Company Alkoxylated ether sulfate anionic surfactants from plasticizer alcohol mixtures
WO2009084729A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Kao Corporation Laundry detergent composition

Also Published As

Publication number Publication date
CN102791824A (en) 2012-11-21
AR080479A1 (en) 2012-04-11
EP2545136A1 (en) 2013-01-16
MX2012010276A (en) 2012-09-28
CA2791119A1 (en) 2011-09-15
BR112012022670A2 (en) 2020-08-11
WO2011110503A1 (en) 2011-09-15
MX340884B (en) 2016-07-29
ECSP12012146A (en) 2012-10-30
CA2791119C (en) 2018-05-22
JP2013528720A (en) 2013-07-11
KR20130016266A (en) 2013-02-14
AU2011226215A1 (en) 2012-09-20
RU2012142936A (en) 2014-04-20
CN102791824B (en) 2016-03-02
EA201401362A1 (en) 2015-05-29
MY161638A (en) 2017-04-28
CN104726084A (en) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2563642C2 (en) Oil production method using surfactants based on butylene-oxide-containing alkyl alkoxylates
US8853136B2 (en) Process for tertiary mineral oil production using surfactant mixtures
US9145509B2 (en) Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C32 Guerbet-, C34 Guerbet-, C36 Guerbet-containing alkyl alkoxylates
US8607865B2 (en) Process for extracting mineral oil using surfactants based on butylene oxide-containing alkyl alkoxylates
EA023089B1 (en) Use of surfactant mixtures of polycarboxylates for microemulsion flooding
US8596367B2 (en) Process for producing mineral oil using surfactants based on C16C18-containing alkyl propoxy surfactants
EA020990B1 (en) Process for tertiary mineral oil production using surfactant mixtures
JP2017039930A (en) Method for producing mineral oil using surfactants based on c16c18-containing alkyl-propoxy surfactants
JP5961274B2 (en) Process for producing mineral oil using a hydrocarbyl alkoxylate mixed surfactant containing C28 gel, C30 gel and C32 gel
US20140116689A1 (en) Process for mineral oil production using surfactants based on anionic alkyl alkoxylates which have been formed from glycidyl ethers
US20140116690A1 (en) Process for mineral oil production using surfactants at least comprising a secondary alkanesulfonate as a cosurfactant
EA021238B1 (en) Method for producing oil
US8584751B2 (en) Process for mineral oil production using surfactant mixtures
US10155900B2 (en) Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C24 guerbet, C26 guerbet, C28 guerbet-containing hydrocarbyl alkoxylates
MX2014004890A (en) Method for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of c20-guerbet-, c22-guerbet-, c24-guerbet-containing hydrocarbon alkoxylates.
US9475979B2 (en) Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C20 Guerbet-, C22 Guerbet-, C24 Guerbet-containing hydrocarbyl alkoxylates
US9475977B2 (en) Process for producing mineral oil using surfactants based on a mixture of C28 Guerbet, C30 Guerbet, C32 Guerbet-containing hydrocarbyl alkoxylates
JP2014534994A (en) Method for producing mineral oil using hydrocarbyl alkoxylate mixture based surfactant containing C28 gel, C30 gel and C32 gel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190305