RU2772807C2 - Solubility enhancers based on allyl alcohol for aqueous compositions of surfactants for enhancing oil extraction - Google Patents

Solubility enhancers based on allyl alcohol for aqueous compositions of surfactants for enhancing oil extraction Download PDF

Info

Publication number
RU2772807C2
RU2772807C2 RU2020106774A RU2020106774A RU2772807C2 RU 2772807 C2 RU2772807 C2 RU 2772807C2 RU 2020106774 A RU2020106774 A RU 2020106774A RU 2020106774 A RU2020106774 A RU 2020106774A RU 2772807 C2 RU2772807 C2 RU 2772807C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
surfactant
group
oil
surfactants
water
Prior art date
Application number
RU2020106774A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020106774A3 (en
RU2020106774A (en
Inventor
Кристиан Биттнер
Гюнтер Эттер
Джек Ф. Тинсли
Ханс-Кристиан РАТС
Марсель Патрик КИНЛЕ
Зебастиан Александер ВАЙССЕ
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
Priority claimed from PCT/EP2018/068745 external-priority patent/WO2019011965A1/en
Publication of RU2020106774A publication Critical patent/RU2020106774A/en
Publication of RU2020106774A3 publication Critical patent/RU2020106774A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2772807C2 publication Critical patent/RU2772807C2/en

Links

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the extraction of crude oil from underground oil-bearing reservoirs. A method for the extraction of crude oil from underground oil-bearing reservoirs includes: providing an aqueous composition containing water and a surfactant mixture, injecting the specified composition into an underground oil-bearing reservoir through at least one injection well, reducing the tension at the interface of crude oil-water to less than 0.1 mN/ m, and extracting crude oil from the reservoir through at least one producing well. The surfactant mixture contains at least surfactant (A) with the general formula
Figure 00000030
and a solubility enhancer (B) with the general formula
Figure 00000031
where R1 is a hydrocarbon fragment with from 8 to 36 carbon atoms, R2 is a hydrocarbon fragment with from 2 to 16 carbon atoms, R3 is selected from a simple bond group, an alkylene group -(CH2)o-, where o is from 1 to 3, a group -CH2-CH(OH)-CH2-, R4 is an allyl group H2C=CH-CH2-, Y- is an anionic group selected from -COO- or -SO3 -, M+ is at least cation selected from a group: H+, alkali metal ions, NH4 +, and organic ammonium ions, a is a number from 0 to 69, b is a number from 3 to 70, c is a number from 0 to 50, x is a number from 1 to 69, y is a number from 0 to 50, and where R3, Y- and M+ in (A) and (B) are identical, x<b, y=c, and the molar ratio of surfactant (A)/solubility enhancer (B) is from 98:2 to 60:40.
EFFECT: good solubility of surfactants for increasing oil extraction in reservoir water at a reservoir temperature, reduction in the surface tension at the interface between crude oil and reservoir water to a level of less than 0.1 mN/m.
17 cl, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к способу добычи сырой нефти из подземных нефтеносных пластов, включающему по меньшей мере следующие стадии обеспечения водной композиции поверхностно-активных веществ, содержащей воду и смесь поверхностно-активных веществ, нагнетания указанной композиции поверхностно-активных веществ в подземный нефтеносный пласт через по меньшей мере одну нагнетательную скважину, таким образом уменьшая натяжение на поверхности раздела сырая нефть-вода до менее 0.1 мН/м, и извлечения сырой нефти из пласта через по меньшей мере одну эксплуатационную скважину.The present invention relates to a method for extracting crude oil from a subterranean oil reservoir comprising at least the following steps of providing an aqueous surfactant composition comprising water and a mixture of surfactants, injecting said surfactant composition into a subterranean oil reservoir through at least at least one injection well, thereby reducing the tension at the crude oil-water interface to less than 0.1 mN/m, and extracting crude oil from the formation through at least one production well.

Настоящее изобретение, кроме того, относится к указанной водной композиции поверхностно-активных веществ и способам ее получения, а также к применению усилителя растворимости (В) для усиления растворимости анионного поверхностно-активного вещества (А).The present invention further relates to said aqueous surfactant composition and methods for preparing the same, and to the use of a solubility enhancer (B) to enhance the solubility of the anionic surfactant (A).

В природных месторождениях нефти нефть присутствует в полостях поровых коллекторах, уплотненных к поверхности земли непроницаемыми вышележащими пластами. Полости могут быть очень мелкими полостями, капиллярами, порами или тому подобным. Шейки мелких пор могут иметь диаметр, например, всего около 1 мкм. Наряду с нефтью, включая фракции природного газа, месторождение обычно также содержит воду с большим или меньшим содержанием соли.In natural oil fields, oil is present in the cavities of pore reservoirs, compacted to the surface of the earth by impermeable overlying layers. The cavities may be very small cavities, capillaries, pores, or the like. The necks of the fine pores may have a diameter of, for example, only about 1 µm. Along with oil, including natural gas fractions, the field usually also contains water with a higher or lower salt content.

Если месторождение нефти имеет достаточное автогенное давление, после бурения пласта нефть течет через скважину к поверхности сама по себе из-за автогенного давления (первичная добыча нефти). Однако даже если сначала присутствует достаточное автогенное давление, автогенное давление пласта в общем относительно быстро снижается в процессе извлечения нефти, и, таким образом, обычно могут быть получены только небольшие количества от количества нефти, присутствующего в пласте таким образом, в соответствии с типом пласта.If the oil field has sufficient autogenous pressure, after the formation is drilled, oil flows through the well to the surface on its own due to autogenous pressure (primary oil recovery). However, even if sufficient autogenous pressure is initially present, the reservoir autogenous pressure generally decreases relatively quickly during oil recovery, and thus only small amounts can usually be recovered from the amount of oil present in the reservoir in this way, according to the type of reservoir.

Поэтому, когда первичная добыча снижается, известным способом является бурение дополнительных скважин, так называемых нагнетательных скважин, в нефтеносном пласте, в дополнение к скважинам, которые служат для добычи нефти, так называемым эксплуатационным скважинам. Через такие нагнетательные скважины в пласт нагнетается вода для поддержания давления или его повторного повышения. Нагнетание воды заставляет нефть проходить через полости в пласте, постепенно переходя из нагнетательной скважины в направлении эксплуатационной скважины. Этот метод известен как заводнение водой и является одним из методов так называемой вторичной добычи нефти. Тем не менее, это работает только до тех пор, пока полости полностью заполнены нефтью, и более вязкая нефть выталкивается водой вперед. Как только подвижная вода прорывается через полости, она течет по пути наименьшего сопротивления с этого времени, то есть через образованный канал, и больше не толкает нефть дальше. При продолжающемся заводнении водой все больше и больше нефти задерживается в капиллярах в виде изолированных сферических капель, в то время как вода протекает через образовавшиеся каналы без эффекта. Следовательно, количество добываемой нефти из эксплуатационной скважины все больше и больше уменьшается, а количество воды все больше и больше увеличивается.Therefore, when primary production declines, it is a known method to drill additional wells, so-called injection wells, in the oil reservoir, in addition to wells that serve to produce oil, so-called production wells. Through such injection wells, water is injected into the formation to maintain pressure or re-increase it. Water injection causes oil to flow through the cavities in the formation, gradually moving from the injection well towards the production well. This method is known as waterflooding and is one of the so-called secondary oil recovery methods. However, this only works as long as the cavities are completely filled with oil and the more viscous oil is pushed forward by the water. Once the moving water breaks through the cavities, it flows along the path of least resistance from that time, i.e. through the formed channel, and no longer pushes the oil further. With continued waterflooding, more and more oil is retained in the capillaries as isolated spherical droplets while water flows through the formed channels without effect. Therefore, the amount of oil produced from the production well decreases more and more, and the amount of water increases more and more.

Если экономически целесообразная добыча нефти невозможна или более невозможна с помощью первичных или вторичных технологий добычи нефти для третичной добычи нефти, также известной как «Усовершенствованная добыча нефти (EOR)», она может применяться для увеличения добычи нефти. Третичное производство минеральных масел включает процессы, в которых подходящие химические вещества, такие как поверхностно-активные вещества и/или полимеры, используются в качестве вспомогательных веществ для добычи нефти. Обзор добычи третичной нефти с использованием химикатов можно найти, например, в статье D. G. Kessel, Journal of Petroleum Science and Engineering, 2 (1989) 81 - 101.When economically viable oil recovery is not possible or no longer possible using primary or secondary oil recovery technologies for tertiary oil recovery, also known as "Enhanced Oil Recovery (EOR)", it can be applied to increase oil recovery. The tertiary production of mineral oils includes processes in which suitable chemicals such as surfactants and/or polymers are used as oil recovery aids. An overview of tertiary oil recovery using chemicals can be found, for example, in D. G. Kessel, Journal of Petroleum Science and Engineering, 2 (1989) 81 - 101.

Технология третичной добычи нефти включают то, что называется «заводнением поверхностно-активного вещества». При заводнении поверхностно-активным веществом водные составы, содержащие подходящие поверхностно-активные вещества, вводят через нагнетательные скважины в подземный нефтеносный пласт. Поверхностно-активные вещества снижают е натяжение на границе раздела фаз нефти и воды и тем самым мобилизуют дополнительную нефть из пласта.Tertiary oil recovery technologies include what is called "surfactant flooding". In surfactant flooding, aqueous formulations containing suitable surfactants are injected through injection wells into a subterranean oil reservoir. Surfactants reduce the tension at the oil/water interface and thereby mobilize additional oil from the formation.

Технические требования к поверхностно-активным веществам для повышения извлечения высоки. Подземные нефтеносные пласты могут иметь различные температуры, например, температуры от 30 до 120°С, и, помимо сырой нефти, также могут содержать пластовую воду. Соленость пластовой воды может составлять до 350000 частей на миллион, и пластовая вода также может содержать двухвалентные катионы, такие как Mg2+ и Са2+. Широко распространено использование пластовой воды или морской воды для приготовления водной композиции поверхностно-активного вещества для повышения извлечения нефти. Следовательно, подходящие поверхностно-активные вещества для повышения извлечения нефти должны обладать хорошей растворимостью в пластовой воде при температуре пласта и должны снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз между сырой нефтью и пластовой водой до уровня менее 0,1 мН/м.The technical requirements for surfactants to improve recovery are high. Subterranean oil reservoirs may have different temperatures, for example, temperatures from 30 to 120°C, and, in addition to crude oil, may also contain formation water. The salinity of the formation water may be up to 350,000 ppm, and the formation water may also contain divalent cations such as Mg 2+ and Ca 2+ . It is common to use formation water or sea water to prepare an aqueous surfactant composition to enhance oil recovery. Therefore, suitable surfactants for enhancing oil recovery should have good solubility in the formation water at the formation temperature and should reduce the interfacial tension between the crude oil and the formation water to less than 0.1 mN/m.

Поверхностно-активные вещества часто либо имеют хорошую растворимость в пластовой воде при температуре пласта, либо дают низкое поверхностное натяжение на границе раздела фаз, но часто поверхностно-активные вещества не отвечают обоим требованиям одновременно. Чтобы выполнить оба требования, можно использовать смеси двух или более различных поверхностно-активных веществ, например, более гидрофильного и более гидрофобного поверхностно-активного вещества. Однако при использовании смесей поверхностно-активных веществ возникает дополнительная проблема, а именно то, что свойства смеси зависят не только от природы используемых поверхностно-активных веществ, но и от соотношения смешивания поверхностно-активных веществ.Surfactants often either have good solubility in formation water at formation temperature or exhibit low interfacial tension, but often surfactants do not meet both requirements at the same time. To fulfill both requirements, mixtures of two or more different surfactants can be used, for example a more hydrophilic and a more hydrophobic surfactant. However, when using mixtures of surfactants, an additional problem arises, namely that the properties of the mixture depend not only on the nature of the surfactants used, but also on the mixing ratio of the surfactants.

В то время как соотношение при смешивании может быть правильно отрегулировано без проблем при приготовлении водной композиции поверхностно-активных веществ для повышения извлечения нефти, может случиться так, что соотношение при смешивании не остается постоянным после введения в пласт, но соотношение при смешивании изменяется. Такой эффект может быть вызван следующим механизмом: при прохождении через подземный пласт два поверхностно-активных вещества могут стать хроматографически разделяемыми, если одно из двух поверхностно-активных веществ адсорбируется на поверхности пласта лучше, чем другое. Такое разделение может, в частности, произойти, если поверхностно-активные вещества являются химически очень различными или если они не образуют смешанные мицеллы друг с другом. Таким образом, для смеси поверхностно-активных веществ поверхностно-активные вещества либо не должны стать хроматографически разделяемыми, либо свойства смеси не должны изменяться, либо по меньшей мере не должны слишком сильно изменяться при изменении соотношения в смеси. Поиск смесей поверхностно-активных веществ, удовлетворяющих всем указанным требованиям, трудоемок и сложен.While the blending ratio can be properly adjusted without problems when preparing an aqueous surfactant composition to enhance oil recovery, it may happen that the blending ratio does not remain constant after injection into the formation, but the blending ratio changes. This effect can be caused by the following mechanism: when passing through a subterranean formation, two surfactants can become chromatographically separated if one of the two surfactants is adsorbed to the surface of the formation better than the other. Such a separation can particularly occur if the surfactants are chemically very different or if they do not form mixed micelles with each other. Thus, for a mixture of surfactants, the surfactants either should not become chromatographically separable, or the properties of the mixture should not change, or at least should not change too much when changing the ratio in the mixture. The search for mixtures of surfactants that meet all of these requirements is laborious and complex.

В US 4,448,697 раскрывается способ извлечения нефтепродуктов из подземного нефтегазоносного пласта, в котором применяется смесь анионного сульфатного или сульфонатного поверхностно-активного веществ в смеси с неионным поверхностно-активным веществом RO-(C4H8O)1-40(C2H4O)>10H. R выбрано из C16 алкила, фенила или толила.US 4,448,697 discloses a process for recovering petroleum products from an underground oil and gas reservoir using a mixture of an anionic sulfate or sulfonate surfactant in admixture with a non-ionic surfactant RO-(C 4 H 8 O) 1-40 (C 2 H 4 O ) >10 H. R is selected from C 1 -C 6 alkyl, phenyl or tolyl.

В US 4,542,790 раскрывается способ извлечения нефти из подземного отложения посредством введения смеси поверхностно-активных веществ, содержащей анионное поверхностно-активное вещество общей формулыUS 4,542,790 discloses a method for recovering oil from an underground deposit by injecting a mixture of surfactants containing an anionic surfactant of the general formula

R-(OCH2CH2)n-OCH2COOM and R-(OCH2CH2)nH,R-(OCH 2 CH 2 ) n -OCH 2 COOM and R-(OCH 2 CH 2 ) n H,

где n представляет собой от 1 до 30, и R выбирают из линейных или разветвленных алифатических групп с от 4 до 20 атомов углерода, или алкилфенильных или диалкилфенильных групп с от 1 до 14 атомами углерода в алкильных группах.where n is from 1 to 30, and R is selected from linear or branched aliphatic groups with 4 to 20 carbon atoms, or alkylphenyl or dialkylphenyl groups with 1 to 14 carbon atoms in the alkyl groups.

В WO 2012/158645 А1 раскрывается смесь поверхностно-активных веществ, подходящая для усиления извлечения нефти, содержащая пропоксилированный С1220 сульфат, С1220 внутреннего олефина сульфонат и сульфат этоксилированного С412 спирта.WO 2012/158645 A1 discloses a surfactant mixture suitable for enhanced oil recovery containing propoxylated C 12 -C 20 sulfate, C 12 -C 20 internal olefin sulfonate and ethoxylated C 4 -C 12 alcohol sulfate.

В WO 2013/090614 А1 раскрывается водная композиция без поверхностно-активного вещества, содержащая легкий сорастворитель, водорастворимый полимер и щелочной агент. Легкий сорастворитель может иметь формулуWO 2013/090614 A1 discloses a surfactant-free aqueous composition containing a light co-solvent, a water-soluble polymer and an alkaline agent. The light co-solvent may have the formula

H-(CH2)1-6(OCH2CHR)nOH,H-(CH 2 ) 1-6 (OCH 2 CHR) n OH,

где n представляет собой от 0 до 30, и R представляет собой Н, метил или этил. Смесь может применяться для получения нефти.where n is from 0 to 30 and R is H, methyl or ethyl. The mixture can be used to produce oil.

В WO 2015/048139 А1 раскрывается композиция для извлечения нефтепродуктов, содержащая два различных анионных поверхностно-активных вещества, выбранных из карбоксилатов пропоксилированных первичных спиртов или глицеролсульфонатов пропоксилированных первичных спиртов, где среднее число атомов углерода составляет от 12 до 30 атомов углерода, степень разветвления составляет от 0,5 до 3,5 и количество пропиленоксидных групп составляет от 1 до 20.WO 2015/048139 A1 discloses a petroleum recovery composition containing two different anionic surfactants selected from propoxylated primary alcohol carboxylates or propoxylated primary alcohol glycerol sulfonates, where the average carbon number is from 12 to 30 carbon atoms, the degree of branching is from 0.5 to 3.5 and the amount of propylene oxide groups is from 1 to 20.

В WO 2015/048142 А1 раскрывается композиция для извлечения нефтепродуктов, содержащая два различных анионных поверхностно-активных вещества, выбранных из карбоксилатов пропоксилированных первичных спиртов или глицеролсульфонатов пропоксилированных первичных спиртов и из карбоксилатов алкок-силированных первичных спиртов или глицеролсульфонатов алкоксилированных первичных спиртов.WO 2015/048142 A1 discloses an oil recovery composition containing two different anionic surfactants selected from propoxylated primary alcohol carboxylates or propoxylated primary alcohol glycerol sulfonates and from alkoxylated primary alcohol carboxylates or alkoxylated primary alcohol glycerol sulfonates.

В WO 2011/045254 А1 раскрывается, что аллиловый спирт может быть получен посредством перегруппировки пропиленоксида в присутствии КОН, и что такой аллиловый спирт затем может быть алкоксилирован и сульфатирован. Однако в указанной публикации также упоминается, что такие продукты не являются активными в качестве поверхностно-активных веществ.WO 2011/045254 A1 discloses that allyl alcohol can be obtained by rearrangement of propylene oxide in the presence of KOH, and that such allyl alcohol can then be alkoxylated and sulfated. However, said publication also mentions that such products are not active as surfactants.

Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении водной композиции поверхностно-активных веществ для EOR способов, удовлетворяющей требованиям, упомянутым выше оптимизированным образом, особенно с учетом свойств, растворимости и тому подобного поверхностно-активных веществ.It is an object of the present invention to provide an aqueous surfactant composition for EOR processes that meets the requirements mentioned above in an optimized manner, especially considering properties, solubility, and the like of surfactants.

Задача решается способом добычи сырой нефти из подземных нефтеносных пластов, предпочтительно посредствомнагнетания в пласт микроэмульсий типа III по классификации Винзора, включающим по меньшей мере следующие стадии:The problem is solved by a method for extracting crude oil from underground oil-bearing formations, preferably by injecting Winsor type III microemulsions into the formation, including at least the following stages:

(1) обеспечения водной композиции поверхностно-активных веществ, содержащей воду и смесь поверхностно-активных веществ,(1) providing an aqueous surfactant composition comprising water and a mixture of surfactants,

(2) нагнетания указанной композиции поверхностно-активных веществ в подземный нефтеносный пласт через по меньшей мере одну нагнетательную скважину, таким образом уменьшая натяжение на поверхности раздела сырая нефть-вода до менее 0.1 мН/м, и(2) injecting said surfactant composition into the subterranean oil formation through at least one injection well, thereby reducing the tension at the crude oil-water interface to less than 0.1 mN/m, and

(3) извлечения сырой нефти из пласта через по меньшей мере одну добывающую скважину,(3) extracting crude oil from the reservoir through at least one production well,

где смесь поверхностно-активных веществ содержит по меньшей мере поверхностно-активное вещество (А), имеющее общую формулуwhere the mixture of surfactants contains at least a surfactant (A) having the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

иand

усилитель растворимости (В), имеющий общую формулуsolubility enhancer (B) having the general formula

Figure 00000002
Figure 00000002

гдеwhere

R1 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 8 до 36 атомов углерода,R 1 is a hydrocarbon fragment having from 8 to 36 carbon atoms,

R2 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 2 до 16 атомов углерода,R 2 is a hydrocarbon fragment having from 2 to 16 carbon atoms,

R3 выбирают из группыR 3 is selected from the group

Figure 00000003
простой связи,
Figure 00000003
simple connection,

Figure 00000003
алкиленовой группы -(СН2)o-, где о представляет собой от 1 до 3,
Figure 00000003
alkylene group -(CH 2 ) o -, where o represents from 1 to 3,

Figure 00000003
группы -СН2-СН(ОН)-СН2-,
Figure 00000003
groups -CH 2 -CH (OH) -CH 2 -,

R4 представляет собой аллильную группу Н2С=СН-СН2-,R 4 is an allyl group H 2 C=CH-CH 2 -,

Y- представляет собой анионную группу, выбранную из -СОО- или - SO3 -,Y - is an anionic group selected from -COO - or -SO 3 - ,

М+ представляет собой по меньшей мере катион, выбранный из группы Н+, ионов щелочных металлов, NH4 +, и органических аммониевых ионов,M + is at least a cation selected from the group H + , alkali metal ions, NH 4 + , and organic ammonium ions,

а представляет собой число от 0 до 69,a is a number from 0 to 69,

b представляет собой число от 3 до 70,b is a number from 3 to 70,

с представляет собой число от 0 до 50,c is a number from 0 to 50,

х представляет собой число от 1 до 69,x is a number from 1 to 69,

у представляет собой число от 0 до 50,y is a number from 0 to 50,

и гдеand where

Figure 00000004
R3, Y-, и М+ в (А) и (В) являются идентичными,
Figure 00000004
R 3 , Y - , and M + in (A) and (B) are identical,

Figure 00000004
х<b,
Figure 00000004
x<b,

Figure 00000004
у=с, и
Figure 00000004
y=s, and

Figure 00000004
молярное отношение поверхностно-активного вещества (А)/усилителя растворимости (В) представляет собой от 98: 2 до 60: 40.
Figure 00000004
the molar ratio of surfactant (A)/solubility enhancer (B) is 98:2 to 60:40.

Задача также достигается посредством водной композиции поверхностно-активных веществ, как определено в настоящем документе, а также посредством применения усилителя растворимости (В) общей формулыThe object is also achieved by means of an aqueous composition of surfactants as defined herein, as well as by the use of a solubility enhancer (B) of the general formula

Figure 00000005
Figure 00000005

как определено в настоящем документе, для усиления растворимости анионного поверхностно-активного вещества (А) общей формулы (I)as defined herein, to enhance the solubility of the anionic surfactant (A) of general formula (I)

Figure 00000006
Figure 00000006

как определено в настоящем документе.as defined in this document.

Неожиданно было обнаружено, что усилитель растворимости (В) может действовать в качестве поверхностно-активного вещества и улучшать растворимость поверхностно-активного вещества (А) без значительного уменьшения поверхностного натяжения на границе раздела фаз, уменьшающего свойства поверхностно-активного вещества (А), особенно при ограничивающих характеристиках, таких как повышенная температура и содержание соли.Surprisingly, it has been found that the solubility enhancer (B) can act as a surfactant and improve the solubility of the surfactant (A) without significantly reducing the interfacial tension reducing the properties of the surfactant (A), especially when limiting characteristics such as elevated temperature and salt content.

Что касается настоящего изобретения, можно конкретно указать следующее:With regard to the present invention, the following can be specifically stated:

Для способа добычи сырой нефти из подземных пластов согласно настоящему изобретению применяют водную композицию поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению, содержащую по меньшей мере воду и смесь поверхностно-активных веществ, содержащую по меньшей мере поверхностно-активное вещество (А) и усилитель растворимости (В).For the method of extracting crude oil from underground formations according to the present invention, an aqueous surfactant composition according to the present invention is used, containing at least water and a mixture of surfactants containing at least a surfactant (A) and a solubility enhancer (B ).

Оба поверхностно-активных вещества (А) и (В) представляют собой алкоксилированные анионные поверхностно-активные вещества, где каждое поверхностно-активное вещество (А) и (В) представлено в смеси поверхностно-активных веществе определенным распределением в отношении степени каждой стадии алкоксилирования. Соответственно, поверхностно-активные вещества (А)/(В) могут рассматриваться как смеси различных поверхностно-активных веществ для каждого типа, (А) и (В). В случае поверхностно-активных веществ и упоминания в единственном числе, рассматривается основной компонент химических соединений с самой высокой молярной долей. Соответственно, для множества поверхностно-активных веществ общей формулы (I) или (II) числа а, b, с и х, у каждое представляет собой среднее значение для всех молекул поверхностно-активных веществ, поскольку алкоксилирование спирта с этиленоксидом или пропиленоксидом или высшими алкиленоксидами (например, от бутиленоксида до гексадеценоксида) в каждом случае обеспечивает определенное распределение длин цепей. Это распределение может быть описано образом, в принципе известным как так называемая полидисперсность D.D=Mw/Mn представляет собой соотношение средневесовой молярной массы и среднечисленной молярной массы. Полидисперсность может быть определена способами, известными специалистам в данной области, например, с помощью гельпроникающей хроматографии.Both surfactants (A) and (B) are alkoxylated anionic surfactants, where each surfactant (A) and (B) is present in the mixture of surfactants in a specific distribution with respect to the extent of each alkoxylation step. Accordingly, surfactants (A)/(B) can be considered as mixtures of different surfactants for each type, (A) and (B). In the case of surfactants and in the singular, the main component of the chemical compounds with the highest mole fraction is considered. Accordingly, for a plurality of surfactants of general formula (I) or (II), the numbers a, b, c and x, each represent the average value for all surfactant molecules, since the alkoxylation of alcohol with ethylene oxide or propylene oxide or higher alkylene oxides (for example, from butylene oxide to hexadecene oxide) in each case provides a certain distribution of chain lengths. This distribution can be described in a manner known in principle as the so-called polydispersity DD=M w /M n is the ratio of the weight average molar mass and the number average molar mass. Polydispersity can be determined by methods known to those skilled in the art, such as gel permeation chromatography.

Поверхностно-активные вещества (А) имеют общую формулуSurfactants (A) have the general formula

Figure 00000007
Figure 00000007

Поверхностно-активные вещества формулы (I) содержит углеводородныйфрагмент R1, алкиленоксигруппы -(CH2CH(R2)O)-, b пропиленоксигруппы-(СН2СН(СН3)O)-и с этиленоксигруппы -(СН2СН2О)-, которые предпочтительно расположены блочным образом, в порядке, указанном в формуле (I). Для специалиста в данной области техники очевидно, что из-за условий изготовления переход между блоками не обязательно должен быть резким, но также может быть постепенным, так что некоторое смешение между блоками может наблюдаться. Кроме того, а и с могут представлять собой 0, поэтому один или оба блока могут не присутствовать в определенных вариантах осуществления изобретения. Поверхностно-активные вещества, кроме того, включают анионную концевую группу -Y-M+, которая связана связующей группой R3 с этиленокси или пропокси блоком.The surfactant of formula (I) contains a hydrocarbon moiety R 1 , an alkyleneoxy group -(CH 2 CH(R 2 )O)-, b a propyleneoxy group-(CH 2 CH(CH 3 )O)- and an ethyleneoxy group -(CH 2 CH 2 O)-, which are preferably arranged in a block manner, in the order indicated in formula (I). It will be apparent to one skilled in the art that, due to manufacturing conditions, the transition between blocks need not be abrupt, but may also be gradual, so that some mixing between blocks may be observed. In addition, a and c may be 0, so one or both blocks may not be present in certain embodiments of the invention. Surfactants further include an anionic end group -Y - M + , which is linked by an R 3 linking group to an ethyleneoxy or propoxy block.

R1 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 8 до 36, предпочтительно от 12 до 32, более предпочтительно от 12 до 30, более предпочтительно от 14 до 28 атомов углерода. Углеводородный фрагмент может быть линейным или разветвленным, ненасыщенным или насыщенным, алифатическим и/или ароматическим. Разумеется, поверхностно-активные вещества (А) могут содержать два или более различных углеводородных фрагмента R1. Предпочтительно R1 является алифатическим, более предпочтительно насыщенным (алкил) и более предпочтительно линейным.R 1 is a hydrocarbon moiety having 8 to 36, preferably 12 to 32, more preferably 12 to 30, more preferably 14 to 28 carbon atoms. The hydrocarbon fragment may be linear or branched, unsaturated or saturated, aliphatic and/or aromatic. Of course, the surfactants (A) may contain two or more different R 1 hydrocarbon moieties. Preferably R 1 is aliphatic, more preferably saturated (alkyl), and more preferably linear.

Согласно одному варианту осуществления, R1 представляет собой ароматический углеводородный фрагмент или ароматический углеводородный фрагмент, замещенный алифатическими группами. Примеры замещенных ароматических групп включают алкилзамещенные фенильные группы, такие как додецилфенильная группа.According to one embodiment, R 1 is an aromatic hydrocarbon moiety or an aromatic hydrocarbon moiety substituted with aliphatic groups. Examples of substituted aromatic groups include alkyl-substituted phenyl groups such as a dodecylphenyl group.

Согласно другому варианту осуществления, R1 представляет собой линейный или разветвленный, насыщенный или ненасыщенный алифатический углеводородный фрагмент, имеющий от 8 до 36, предпочтительно от 12 до 32, более предпочтительно от 14 до 28 атомов углерода.According to another embodiment, R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon moiety having 8 to 36, preferably 12 to 32, more preferably 14 to 28 carbon atoms.

Согласно одному варианту осуществления R1 представляет собой линейный насыщенный или ненасыщенный, предпочтительно линейный насыщенный алифатический углеводородный фрагмент, имеющий от 12 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 18 атомов углерода и более предпочтительно от 16 до 18 атомов углерода. Предпочтительно число атомов углерода является четным. Такие углеводородные фрагменты могут быть получены из жирных спиртов. Примеры таких групп включают фрагменты н-додецил, н-тетрадецил, н-гексадецил, н-октадецил и н-эйкозил. Предпочтительно, поверхностно-активные вещества (А) могут содержать по меньшей мере два разных линейных алифатических насыщенных углеводородных фрагмента R1, число атомов углерода которых отличается на два. Примеры таких комбинаций содержат н-додецил и н-тетрадецил, н-тетрадецил и н-гексадецил, н-гексадецил и н-октадецил и н-октадецил и н-эйкозил. Предпочтительно, поверхностно-активные вещества (А) могут содержать н-гексадецильный и н-октадецильный фрагменты.In one embodiment, R 1 is a linear saturated or unsaturated, preferably a linear saturated aliphatic hydrocarbon moiety having 12 to 20 carbon atoms, preferably 14 to 18 carbon atoms, and more preferably 16 to 18 carbon atoms. Preferably the number of carbon atoms is even. Such hydrocarbon moieties may be derived from fatty alcohols. Examples of such groups include n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl moieties. Preferably, the surfactants (A) may contain at least two different linear aliphatic saturated hydrocarbon fragments R 1 whose carbon number differs by two. Examples of such combinations include n-dodecyl and n-tetradecyl, n-tetradecyl and n-hexadecyl, n-hexadecyl and n-octadecyl, and n-octadecyl and n-eicosyl. Preferably, the surfactants (A) may contain n-hexadecyl and n-octadecyl moieties.

Согласно другому варианту осуществления, R1 представляет собой разветвленную насыщенную алифатическую углеводородную группу, имеющую общую формулу CH2-CH(R5)(R6) (X), где R5 и R6 независимо друг от друга представляют собой линейные алкильные группы, имеющие от 4 до 16 атомов углерода, при условии, что общее число атомов углерода в таких фрагментах (X) является четным числом от 12 до 32, предпочтительно от 16 до 28 атомов углерода. Такие углеводородные фрагменты происходят из спиртов Гербе. Предпочтительно могут присутствовать две или более таких углеводородных фрагментов, полученных из спиртов Гербе.According to another embodiment, R 1 is a branched saturated aliphatic hydrocarbon group having the general formula CH 2 -CH(R 5 )(R 6 ) (X), where R 5 and R 6 are independently linear alkyl groups, having from 4 to 16 carbon atoms, provided that the total number of carbon atoms in such fragments (X) is an even number from 12 to 32, preferably from 16 to 28 carbon atoms. Such hydrocarbon moieties come from Guerbet alcohols. Preferably, two or more such hydrocarbon moieties derived from Guerbet alcohols may be present.

Согласно одному варианту осуществления, поверхностно-активные вещества (А) содержат углеводородные фрагменты R1, выбранные из группы, состоящей из 2-гексилдецила, 2-октилдецила, 2-гексилдодецила или 2-октилдодецила или их смеси.According to one embodiment, the surfactants (A) contain R 1 hydrocarbon moieties selected from the group consisting of 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-hexyldodecyl or 2-octyldodecyl, or mixtures thereof.

Согласно одному варианту осуществления, поверхностно-активные вещества (А) содержат углеводородные фрагменты R1, выбранные из группы, состоящей из 2-децилтетрадецила, 2-додецилтетрадецила, 2-децилгексадецила или 2-додецилтетрадецила или их смеси.According to one embodiment, the surfactants (A) contain hydrocarbon fragments R 1 selected from the group consisting of 2-decyltetradecyl, 2-dodecyltetradecyl, 2-decylhexadecyl or 2-dodecyltetradecyl, or mixtures thereof.

В формуле (I) R2 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 2 до 16 атомов углерода, например, группа-(CH2CH(R2)O)- происходит из бутиленоксида или высших алкиленоксидов. Углеводородные фрагменты, в частности, могут быть выбраны из линейных или разветвленных, ненасыщенных или насыщенных, алифатических углеводородных фрагментов, имеющих от 2 до 16 атомов углерода, предпочтительно насыщенных, более предпочтительно насыщенных и линейных углеводородных фрагментов, содержащих от 2 до 16 атомов углерода. Наиболее предпочтительными являются этильные фрагменты. Кроме того, углеводородные фрагменты могут быть выбраны из ароматических углеводородных фрагментов или углеводородных фрагментов, замещенных алифатическими группами, где общее число атомов углерода представляет собой от 6 до 10. Однако, предпочтительно R2 представляет собой алкильную группу, как указано выше.In formula (I), R 2 is a hydrocarbon fragment having from 2 to 16 carbon atoms, for example, the group-(CH 2 CH(R 2 )O)- is derived from butylene oxide or higher alkylene oxides. The hydrocarbon moieties may in particular be selected from linear or branched, unsaturated or saturated, aliphatic hydrocarbon moieties having 2 to 16 carbon atoms, preferably saturated, more preferably saturated and linear hydrocarbon moieties having 2 to 16 carbon atoms. Most preferred are ethyl moieties. In addition, the hydrocarbon moieties may be selected from aromatic hydrocarbon moieties or hydrocarbon moieties substituted with aliphatic groups where the total number of carbon atoms is from 6 to 10. However, preferably R 2 is an alkyl group as above.

В формулах (I) и (II) R3 выбирают из группы, состоящей изIn formulas (I) and (II), R 3 is selected from the group consisting of

Figure 00000008
простой связи,
Figure 00000008
simple connection,

Figure 00000008
алкиленовой группы -(СН2)0-, где о представляет собой от 1 до 3, и
Figure 00000008
alkylene group -(CH 2 ) 0 -, where o represents from 1 to 3, and

Figure 00000008
группы -СН2-СН(ОН)-СН2-.
Figure 00000008
groups -CH 2 -CH (OH) -CH 2 -.

Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения Y- представляет собой С(O)O- и R3 представляет собой -(СН2)o-, приводя к карбоксилату, где о представляет собой 1, 2 или 3, предпочтительно 1.According to a first embodiment of the present invention, Y - is C(O)O - and R 3 is -(CH 2 ) o - resulting in a carboxylate where o is 1, 2 or 3, preferably 1.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения Y- представляет собой SO3 - группу, и R представляет собой -(СН2)o- или -СН2СН(ОН)СН2-, приводя к сульфонатной группе, где о равно 2 или 3.According to another embodiment of the present invention, Y - is an SO 3 - group, and R is -(CH 2 ) o - or -CH 2 CH (OH) CH 2 -, leading to a sulfonate group, where o is 2 or 3.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения Y- представляет собой SO3 - группу, и R3 представляет собой простую связь, приводя к сульфатной группе.According to another embodiment of the present invention, Y - represents an SO 3 - group, and R 3 represents a single bond, leading to a sulfate group.

М+ представляет собой по меньшей мере катион, выбранный из группы ионов щелочных металлов, NH4 +, и органических аммониевых ионов. Предпочтительно М+ представляет собой Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4 +, N(CH2CH2OH)3H+, N(CH2CH[CH3]OH)3H+, N(CH3)(CH2CH2OH)2H+, N(CH3)2(CH2CH2OH)H+, N(CH3)3(CH2CH2OH)+, N(CH3)3H+, или N(C2H5)3H+. Более предпочтительно, M+ представляет собой Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, или NH4 +. Даже более предпочтительно, М+ представляет собой Na+или K+. Даже более предпочтительно М+ представляет собой Na+.M + is at least a cation selected from the group of alkali metal ions, NH 4 + , and organic ammonium ions. Preferably M + is Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + , NH 4 + , N(CH 2 CH 2 OH) 3 H + , N(CH 2 CH[CH 3 ]OH) 3 H + , N(CH 3 )(CH 2 CH 2 OH) 2 H + , N(CH 3 ) 2 (CH 2 CH 2 OH)H + , N(CH 3 ) 3 (CH 2 CH 2 OH) + , N( CH 3 ) 3 H + , or N(C 2 H 5 ) 3 H + . More preferably, M + is Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + , or NH 4 + . Even more preferably, M + is Na + or K + . Even more preferably, M + is Na + .

Переменная "а" представляет собой число высших алкоксилатов, как бутиленокси. Согласно предпочтительному варианту осуществления, а представляет собой 0.The variable "a" is the number of higher alkoxylates as butyleneoxy. In a preferred embodiment, a is 0.

Переменная "b" представляет собой число пропиленоксигрупп в формуле (I). Согласно предпочтительному варианту осуществления b представляет собой число от 5 до 60. Более предпочтительно, b представляет собой от 5 до 50, более предпочтительно b представляет собой от 5 до 40, более предпочтительно от 5 до 30, даже более предпочтительно от 6 до 20 и даже более предпочтительно b представляет собой от 6 до 10, даже более предпочтительно b=7.The variable "b" represents the number of propyleneoxy groups in formula (I). According to a preferred embodiment b is a number from 5 to 60. More preferably b is from 5 to 50, more preferably b is from 5 to 40, more preferably from 5 to 30, even more preferably from 6 to 20 and even more preferably b is 6 to 10, even more preferably b=7.

Переменная "с" представляет собой число этиленоксигрупп в формуле (I). Предпочтительно, с представляет собой число от 1 до 50, более предпочтительно от 2 до 40, более предпочтительно от 3 до 30, более предпочтительно от 5 до 20, даже более предпочтительно с=10.The variable "c" is the number of ethyleneoxy groups in formula (I). Preferably, c is a number from 1 to 50, more preferably from 2 to 40, more preferably from 3 to 30, more preferably from 5 to 20, even more preferably c=10.

Предпочтительно сумма a, b и с, предпочтительно b и с (а=0) представляет собой от 5 до 75. Более предпочтительно сумма представляет собой от 5 до 70, даже более предпочтительно от 6 до 60, даже более предпочтительно от 7 до 50, даже более предпочтительно от 8 до 40, даже более предпочтительно от 10 до 30 и даже более предпочтительно от 15 до 20.Preferably the sum of a, b and c, preferably b and c (a=0) is 5 to 75. More preferably the sum is 5 to 70, even more preferably 6 to 60, even more preferably 7 to 50, even more preferably 8 to 40, even more preferably 10 to 30, and even more preferably 15 to 20.

Усилитель растворимости (В) представлен формулой (II)The solubility enhancer (B) is represented by the formula (II)

R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-(CH2CH2O)y-R3-Y- М+. R 4 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) x -(CH 2 CH 2 O) y -R 3 -Y - M +.

В формуле (II) R4 представляет собой аллильную группу.In formula (II) R 4 represents an allyl group.

Переменная „х" представляет собой число пропиленоксигрупп в формуле (II). Предпочтительно х представляет собой число от 1 до 44, более предпочтительно от 1 до 40, более предпочтительно от 1 до 30, более предпочтительно от 1 до 20, даже более предпочтительно от 1 до 10, даже более предпочтительно от 1 до 5, даже более предпочтительно х=1.6.The variable "x" is the number of propyleneoxy groups in formula (II). Preferably x is a number from 1 to 44, more preferably from 1 to 40, more preferably from 1 to 30, more preferably from 1 to 20, even more preferably from 1 up to 10, even more preferably 1 to 5, even more preferably x=1.6.

Переменная „у" представляет собой число этиленоксигруппы в формуле (II). Предпочтительно, у представляет собой число от 1 до 50, более предпочтительно от 2 до 40, более предпочтительно от 3 до 30, более предпочтительно от 5 до 20, даже более предпочтительно у=10.The variable "y" is the number of the ethyleneoxy group in formula (II). Preferably, y is a number from 1 to 50, more preferably from 2 to 40, more preferably from 3 to 30, more preferably from 5 to 20, even more preferably y =10.

Для формулы (I) и (II) приведены следующие условия R3, Y-, и M+ в (А) и (В) являются идентичными: Соответственно для R3, Y-, и М+ тоже самое относится к формуле (II), которые описаны в настоящем документе для R, Y-, и М в формуле (I).For formulas (I) and (II), the following conditions are given R3, Y-, and M+ in (A) and (B) are identical: Respectively for R3, Y-, them+ the same applies to formula (II), which are described herein for R, Y-, and M in formula (I).

х<b. Соответственно степень пропоксилирования для усилителя (В) меньше, чем для поверхностно-активного вещества (А).x<b. Accordingly, the degree of propoxylation for the enhancer (B) is less than for the surfactant (A).

у=с: Соответственно, степень этоксилирования является одинаковой для (А) и (В).y=c: Accordingly, the degree of ethoxylation is the same for (A) and (B).

Молярное отношение поверхностно-активного вещества (А)/усилителя растворимости (В) представляет собой от 98:2 до 60: 40, предпочтительно от 95:5 до 65:35, более предпочтительно от 95:5 до 70:30, более предпочтительно от 90:10 до 80:20, даже более предпочтительно 85:15.The molar ratio of surfactant (A)/solubility enhancer (B) is from 98:2 to 60:40, preferably from 95:5 to 65:35, more preferably from 95:5 to 70:30, more preferably from 90:10 to 80:20, even more preferably 85:15.

Алкоксилаты (А) и (В) могут быть получены способами, известными в данной области, исходя из подходящего спирта R1OH, R4OH, соответственно, которые являются коммерчески доступными или могут быть синтезированы способами, хорошо известными специалисту в данной области техники. Также алкоксилирование и последующая функционализация для введения группы R3-Y-M+хорошо известны в данной области техники.The alkoxylates (A) and (B) can be prepared by methods known in the art, starting from the appropriate alcohol R 1 OH, R 4 OH, respectively, which are commercially available or can be synthesized by methods well known to the person skilled in the art. Also, alkoxylation and subsequent functionalization to introduce an R 3 -Y - M + group is well known in the art.

Количество алкоксигрупп можно регулировать молярным соотношением соответствующих исходных веществ. Алкоксилаты (А) и (В) могут быть получены отдельно и смешаны для получения желаемого соотношения.The number of alkoxy groups can be controlled by the molar ratio of the respective starting materials. Alkoxylates (A) and (B) can be obtained separately and mixed to obtain the desired ratio.

Альтернативно, путем выбора катализатора в ходе алкоксилирования алкоксилат может быть получен при получении (А) в качестве побочного продукта вследствие побочной реакции пропиленоксида с аллиловым спиртом. Преимущество этого состоит в том, что смесь поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению со смесью поверхностно-активных веществ может быть получена за одну стадию реакции («реакция в одном сосуде»). Однако реакция в одном сосуде ограничена в отношении выбора катализатора. Поскольку NaOH и KOH влияют на образование аллилового спирта при более высоких температурах с отношением (А) к (В), как указано в настоящей композиции, оно не может быть достигнуто с использованием двойного металлоцианидного катализатора (DMC), двойных гидроксидных глин или катализатора CsOH. Поскольку образование аллилового спирта начинается в ходе пропоксилирования спирта R1OH, степень пропоксилирования всегда ниже для (В) по сравнению с (А) (х<b). Однако этот эффект не повлияет на этоксилирование в ходе реакции в одном сосуде (у=с) и последующую дериватизацию (RR3, Y-, М+ в (А) и (В) являются идентичными). На степень образования аллилового спирта могут влиять количество катализатора, температура и количество пропиленоксида, используемого для образования РО. Степень образования аллилового спирта увеличивается с увеличением количества катализатора, с увеличением температуры и/или с увеличением количества пропиленоксида, используемого для образования РО. В случае а=0, низкого количества катализатора (менее 0,05 экв. КОН по отношению к количеству 1,0 экв. R1-OH), умеренной температуры (130°С и менее) и количества пропиленоксида от низкого до умеренного (менее 8 экв. пропиленоксида), используемого для образования РО, отношение (А) к (В) составляет 99,5: 0,5 и выше.Alternatively, by choosing a catalyst during alkoxylation, an alkoxylate can be obtained in the preparation of (A) as a by-product due to a side reaction of propylene oxide with allyl alcohol. This has the advantage that the mixture of surfactants according to the present invention with the mixture of surfactants can be obtained in one reaction step ("one-pot reaction"). However, the single vessel reaction is limited in terms of the choice of catalyst. Since NaOH and KOH affect the formation of allyl alcohol at higher temperatures with the ratio (A) to (B) as indicated in the present composition, it cannot be achieved using a double metal cyanide catalyst (DMC), double hydroxide clays, or a CsOH catalyst. Since the formation of allyl alcohol begins during the propoxylation of the alcohol R 1 OH, the degree of propoxylation is always lower for (B) compared to (A) (x<b). However, this effect will not affect the ethoxylation during the reaction in one vessel (y=c) and the subsequent derivatization (RR 3 , Y - , M + in (A) and (B) are identical). The degree of formation of allyl alcohol can be affected by the amount of catalyst, the temperature, and the amount of propylene oxide used to form PO. The degree of formation of allyl alcohol increases with an increase in the amount of catalyst, with an increase in temperature and/or with an increase in the amount of propylene oxide used to form PO. In the case of a=0, a low amount of catalyst (less than 0.05 eq. KOH relative to the amount of 1.0 eq. R 1 -OH), moderate temperature (130°C or less), and low to moderate propylene oxide (less 8 equivalents of propylene oxide) used to form RO, the ratio (A) to (B) is 99.5:0.5 and higher.

Другим объектом настоящего изобретения является способ получения композиции поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению, включающий по меньшей мере следующие стадииAnother object of the present invention is a process for preparing a composition of surfactants according to the present invention, comprising at least the following steps

(a) необязательно алкоксилирования спирта R1OH алкиленоксидами общей формулы(a) optionally alkoxylation of the alcohol R 1 OH with alkylene oxides of the general formula

Figure 00000009
Figure 00000009

таким образом, получая R1-O-(СН2СН(R2)O)аН (VI),thus obtaining R 1 -O-(CH 2 CH(R 2 )O) and H (VI),

(b) алкоксилирования спирта R1OH или алкоксилированного спирта R1-O-(CH2CH(R2)O)aH (VI) пропиленоксидом, таким образом, получая смесь(b) alkoxylation of the alcohol R 1 OH or the alkoxylated alcohol R 1 -O-(CH 2 CH(R 2 )O) a H (VI) with propylene oxide, thereby obtaining a mixture

Figure 00000010
Figure 00000011
и
Figure 00000010
Figure 00000011
and

Figure 00000010
Figure 00000012
Figure 00000010
Figure 00000012

(c) необязательно алкоксилирования смеси (V) и (VI) этиленоксидом, таким образом, получая смесь(c) optionally alkoxylating mixture (V) and (VI) with ethylene oxide, thus obtaining a mixture

Figure 00000010
Figure 00000013
и
Figure 00000010
Figure 00000013
and

Figure 00000010
Figure 00000014
Figure 00000010
Figure 00000014

(d) введения терминальных анионных групп -Y-M+ в смесь (VII) и (VIII), таким образом, получая смесь(d) introducing terminal anionic groups -Y - M + into the mixture (VII) and (VIII), thus obtaining a mixture

поверхностно-активного вещества (А), имеющего общую формулуsurfactant (A) having the general formula

Figure 00000015
Figure 00000015

иand

усилителя растворимости (В), имеющего общую формулуsolubility enhancer (B) having the general formula

Figure 00000016
Figure 00000016

где R1, R2, R3, R4, Y-, М+, а, b, с, х, и у имеют значения, как определено выше.where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y - , M + , a, b, c, x, and y are as defined above.

Необязательно стадию b) проводят в присутствии NaOH или KOH в качестве катализатора.Optionally, step b) is carried out in the presence of NaOH or KOH as a catalyst.

Предпочтительно смесь (VII) и (VIII) подвергают реакции с триоксидом серы или хлорсульфоновой кислотой и затем нейтрализуют основанием (например, гидроксидом щелочного металла, таким как NaOH). Альтернативно, смесь (VII) и (VIII) реагирует с сульфаминовой кислотой (SO3NH3).Preferably the mixture (VII) and (VIII) is reacted with sulfur trioxide or chlorosulfonic acid and then neutralized with a base (eg an alkali metal hydroxide such as NaOH). Alternatively, a mixture of (VII) and (VIII) is reacted with sulfamic acid (SO 3 NH 3 ).

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления смесь (VII) и (VIII) вводится в реакцию с ω-галогенированной карбоновой кислотой R5-(CH2)o-СООН или ее солью, где R5 выбирают из F, О, Br, или I и о представляет собой от 1 до 3, предпочтительно 1, таким образом, получая смесь поверхностно-активного вещества (А), имеющего общую формулуAccording to another preferred embodiment, a mixture of (VII) and (VIII) is reacted with an ω-halogenated carboxylic acid R 5 -(CH 2 ) o -COOH or a salt thereof, where R 5 is selected from F, O, Br, or I and o is 1 to 3, preferably 1, thus obtaining a mixture of surfactant (A) having the general formula

Figure 00000017
Figure 00000017

и усилителя растворимости (В), имеющего общую формулуand a solubility enhancer (B) having the general formula

Figure 00000018
Figure 00000018

Чтобы повысить количество (В) отдельно полученный (В) может быть добавлен в смесь поверхностно-активных веществ после реакции в одном сосуде.In order to increase the amount of (B), separately prepared (B) can be added to the surfactant mixture after the one-pot reaction.

Водная композиция поверхностно-активных веществ содержит воду и смесь поверхностно-активных веществ с по меньшей мере (А) и (В). Композиция может дополнительно содержать соли. Как правило, в водной композиции поверхностно-активных веществ применяют минерализованную воду. Минерализованная вода может, среди прочего, представлять собой речную воду, морскую воду, воду из водоносного слоя, близкого к пласту, так называемую нагнетательную воду, пластовую воду, так называемую попутную воду, которая снова повторно нагнетается, или смеси вышеописанных вод. Однако минерализованная вода также может быть той, которая была получена из более соленой воды: например, частичное опреснение, истощение поливалентных катионов или путем разбавления пресной водой или питьевой водой. Смесь поверхностно-активных веществ предпочтительно может быть представлена в виде концентрата, который в результате приготовления может также содержать соль.The aqueous composition of surfactants contains water and a mixture of surfactants with at least (A) and (B). The composition may further contain salts. Generally, saline water is used in the aqueous surfactant composition. Salt water can be, inter alia, river water, sea water, water from an aquifer close to the formation, so-called injection water, formation water, so-called produced water, which is re-injected again, or mixtures of the waters described above. However, mineralized water can also be that which has been derived from saltier water: for example, partial desalination, depletion of polyvalent cations, or by dilution with fresh water or potable water. The mixture of surfactants may preferably be presented as a concentrate, which may also contain salt as a result of preparation.

Другим объектом настоящего изобретения является применение усилителя растворимости (В) общей формулыAnother object of the present invention is the use of a solubility enhancer (B) of the general formula

Figure 00000019
Figure 00000019

как определено в настоящем документе для усиления растворимости анионного поверхностно-активного вещества (А) общей формулы (I)as defined herein to enhance the solubility of the anionic surfactant (A) of general formula (I)

Figure 00000020
Figure 00000020

как определено в настоящем документе. Предпочтительно, (А) и (В) применяют при соотношении, как описано в настоящем документе, более предпочтительно (А) и (В) применяют в водной композиции согласно настоящему изобретению.as defined in this document. Preferably, (A) and (B) are used in the ratio as described herein, more preferably (A) and (B) are used in the aqueous composition of the present invention.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способ добычи сырой нефти согласно настоящему изобретению представляет собой способ нагнетания микроэмульсии типа III по классификации Винзора, который известен в данной области техники.According to a preferred embodiment, the crude oil recovery process of the present invention is a Winsor type III microemulsion injection method, which is known in the art.

Микроэмульсия типа III по классификации Винзора находится в равновесии с избытком воды и избытком нефти. В этих условиях образования микроэмульсии поверхностно-активные вещества покрывают поверхность раздела нефть-вода и понижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз s, более предпочтительно до значений <10-2 мН/м (сверхнизкое поверхностное натяжение на границе раздела фаз). Чтобы достичь оптимального результата, доля микроэмульсии в системе вода-микроэмульсия-нефть для определенного количества поверхностно-активного вещества, естественно, должна быть максимальной, поскольку это позволяет снизить достигаемые поверхностные натяжения на границе раздела фаз в быть достигнутым.The Winsor type III microemulsion is in equilibrium with excess water and excess oil. Under these microemulsion conditions, the surfactants coat the oil-water interface and lower the interfacial tension s, more preferably to <10-2 mN/m (ultra low interfacial tension). In order to achieve an optimal result, the proportion of microemulsion in the water-microemulsion-oil system for a certain amount of surfactant must naturally be maximized, since this allows the reduction of interfacial tensions to be achieved.

Таким образом, можно изменить форму капель нефти (поверхностное натяжение на границе раздела фаз между нефтью и водой снижается до такой степени, что наименьшее поверхностное состояние больше не поддерживается, и сферическая форма больше не является предпочтительной), и их можно протолкнуть через капиллярные отверстия путем нагнетания воды.In this way, the shape of the oil droplets can be changed (surface tension at the interface between oil and water is reduced to such an extent that the smallest surface state is no longer maintained and a spherical shape is no longer preferred), and they can be forced through the capillary holes by injection water.

Когда все поверхности раздела нефть-вода покрыты поверхностно-активным веществом, в присутствии избыточного количества поверхностно-активного вещества образуется микроэмульсия типа III по классификации Винзора. Это, таким образом, составляет резервуар для поверхностно-активных веществ, которые вызывают очень низкое поверхностное натяжение на границе раздела фаз между нефтяной фазой и водной фазой. Благодаря тому, что микроэмульсия типа III по классификации Винзора имеет низкую вязкость, она также мигрирует через пористые пластовые породы в процессе нагнетания. Эмульсии, напротив, могут оставаться суспендированными в пористой матрице и блокировать пласты. Если микроэмульсия типа III по классификации Винзора встречает поверхность раздела нефть-вода, еще не покрытую поверхностно-активным веществом, то поверхностно-активное вещество из микроэмульсии может значительно снизить поверхностное натяжение на границе раздела фаз этой новой границы раздела фаз и привести к мобилизации нефти (например, путем деформации капель нефти).When all oil-water interfaces are coated with surfactant, in the presence of an excess amount of surfactant, a Winsor type III microemulsion is formed. This thus constitutes a reservoir for surfactants which induce very low interfacial tension between the oil phase and the water phase. Because the Winsor type III microemulsion has a low viscosity, it also migrates through porous reservoir rocks during the injection process. Emulsions, on the other hand, can remain suspended in the porous matrix and block the formations. If a Winsor Type III microemulsion encounters an oil-water interface not yet coated with a surfactant, then the surfactant from the microemulsion can significantly reduce the interfacial tension of this new interface and result in oil mobilization (e.g. , by deformation of oil droplets).

Капли нефти могут впоследствии объединяться, образуя непрерывный нефтяной вал. Это имеет два преимущества:The oil droplets may subsequently coalesce to form a continuous oil bank. This has two advantages:

Во-первых, когда непрерывный нефтяной вал продвигается через новую пористую породу, присутствующие там капли нефти могут сливаться с валом.First, when a continuous oil bank advances through new porous rock, the oil droplets present there may merge with the bank.

Кроме того, комбинация капель нефти с образованием нефтяного вала значительно уменьшает поверхность раздела нефть-вода и, следовательно поверхностно-активное вещество, которое больше не требуется, снова высвобождается. После этого высвобожденное поверхностно-активное вещество, как описано выше, может мобилизовать капли нефти, оставшиеся в пласте.In addition, the combination of the oil droplets to form the oil bank significantly reduces the oil-water interface and hence the surfactant, which is no longer needed, is released again. Thereafter, the released surfactant, as described above, can mobilize the oil droplets remaining in the formation.

Следовательно, нагнетание микроэмульсии типа III по классификации Винзора является исключительно эффективным процессом и требует гораздо меньшего количества поверхностно-активного вещества по сравнению с процессом нагнетания эмульсии. При нагнетании микроэмульсии поверхностно-активные вещества обычно необязательно вводят вместе с сорастворителями и/или основными солями (необязательно в присутствии комплексообразующих агентов). Затем раствор загущающего полимера вводят для контроля подвижности. Еще одним вариантом является введение смеси загущающего полимера и поверхностно-активных веществ, сорастворителей и/или основных солей (необязательно с комплексообразующим агентом), а затем раствора загущающего полимера для контроля подвижности. Эти растворы, как правило, должны быть прозрачными, чтобы предотвратить засорение резервуара.Therefore, Winsor type III microemulsion injection is an extremely efficient process and requires much less surfactant compared to the emulsion injection process. When injecting the microemulsion, surfactants are usually optionally added together with co-solvents and/or basic salts (optionally in the presence of complexing agents). The thickening polymer solution is then added to control mobility. Another option is to introduce a mixture of thickening polymer and surfactants, co-solvents and/or basic salts (optionally with a complexing agent), and then a solution of thickening polymer to control mobility. These solutions should generally be clear to prevent clogging of the tank.

В контексте способа согласно настоящему изобретению для добычи сырой нефти использование композиции поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению понижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз между нефтью и водой до значений <0,1 мН/м, предпочтительно до <0,05. мН/м, более предпочтительно до <0,01 мН/м. Таким образом, поверхностное натяжение на границе раздела фаз между нефтью и водой снижается до значений в диапазоне от 0,1 мН/м до 0,0001 мН/м, предпочтительно до значений в диапазоне от 0,05 мН/м до 0,0001 мН/м, более предпочтительно до значений в диапазоне от 0,01 мН/м до 0,0001 мН/м. Указанные значения относятся к преобладающей температуре пласта. Особенно предпочтительным вариантом осуществления является операция нагнетания в пласт микроэмульсии типа III по классификации Винзора, как описано выше.In the context of the method of the present invention for crude oil recovery, the use of the surfactant composition of the present invention lowers the interfacial tension between oil and water to values of <0.1 mN/m, preferably to <0.05. mN/m, more preferably up to <0.01 mN/m. Thus, the surface tension at the interface between oil and water is reduced to values in the range from 0.1 mN/m to 0.0001 mN/m, preferably to values in the range from 0.05 mN/m to 0.0001 mN /m, more preferably up to values in the range from 0.01 mN/m to 0.0001 mN/m. The indicated values refer to the prevailing formation temperature. A particularly preferred embodiment is the operation of injecting a Winsor type III microemulsion into the formation as described above.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, загущающий полимер из группы биополимеров или из группы сополимеров на основе акриламида добавляют в водную композицию поверхностно-активных веществ. Сополимер может состоять из следующих звеньев, среди прочего:According to another preferred embodiment of the present invention, a thickening polymer from the group of biopolymers or from the group of copolymers based on acrylamide is added to the aqueous surfactant composition. The copolymer may consist of the following units, among others:

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты- acrylamide and sodium salt of acrylic acid

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты и N-винилпирролидона- acrylamide and sodium salt of acrylic acid and N-vinylpyrrolidone

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты и AMPS (2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты натриевой соли)- acrylamide and sodium salt of acrylic acid and AMPS (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid sodium salt)

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты и AMPS (2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты натриевой соли) и N-винилпирролидона.- acrylamide and sodium salt of acrylic acid and AMPS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid sodium salt) and N-vinylpyrrolidone.

Сополимер также может дополнительно содержать ассоциативные группы. Предпочтительные сополимеры описаны в ЕР 2432807 или в WO 2014095621. Другие предпочтительные сополимеры описаны в US 7700702.The copolymer may also optionally contain association groups. Preferred copolymers are described in EP 2432807 or WO 2014095621. Other preferred copolymers are described in US 7700702.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, характерным признаком этого способа является то, что получение сырой нефти из подземных месторождений нефти является способом заводнения поверхностно-активным веществом или способом заводнения поверхностно-активным веществом/полимером и не является способом заводнения щелочью/поверхностно-активным веществом/полимером и не является способом заводнения, в котором Na2CO3 вводят в скважину.According to a preferred embodiment of the present invention, the characteristic feature of this method is that the production of crude oil from underground oil fields is a surfactant flooding method or a surfactant/polymer flooding method and is not an alkali/surfactant/flooding method. polymer and is not a waterflooding method in which Na 2 CO 3 is introduced into the well.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, характерным признаком этого способа является то, что получение сырой нефти из подземных месторождений нефти является способом заводнения микроэмульсией типа III по классификации Винзора или способом заводнения микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером и не является способом заводнения щелочью/ микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером и не является способом заводнения, в котором NaCO3 вводят в скважинуAccording to a particularly preferred embodiment of the present invention, the characteristic feature of this method is that the production of crude oil from underground oil fields is a Winsor type III microemulsion method or a Winsor type III microemulsion/polymer flooding method and is not an alkali/ Winsor type III microemulsion/polymer and is not a waterflooding method in which NaCO 3 is injected into the well

Подземные нефтеносные пласты обычно представляют собой залежные породы, которые могут быть песчаными или карбонатными.Underground oil reservoirs are usually fallow rocks, which may be sandy or carbonate.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, песчаное месторождение, где более 70 мас. процентов песка (кварц и/или полевой шпат) присутствует и до 25 мас. процентов других минералов, выбранных из каолинита, смектита, иллита, хлорита и/или пирита могут присутствовать. Предпочтительно более 75 мас. процентов песка (кварц и/или полевой шпат) присутствует, и до 20 мас. процентов других минералов, выбранных из каолинита, смектита, иллита, хлорита и/или пирита могут присутствовать. Особенно предпочтительно более 80 мас. процентов песка (кварц и/или полевой шпат) присутствует и до 15 мас. процентов других минералов, выбранных из каолинита, смектита, иллита, хлорита и/или пирита могут присутствовать.According to a preferred embodiment of the present invention, a sand deposit, where more than 70 wt. percent sand (quartz and/or feldspar) is present and up to 25 wt. percent of other minerals selected from kaolinite, smectite, illite, chlorite and/or pyrite may be present. Preferably more than 75 wt. percent sand (quartz and/or feldspar) is present, and up to 20 wt. percent of other minerals selected from kaolinite, smectite, illite, chlorite and/or pyrite may be present. Especially preferably more than 80 wt. percent sand (quartz and/or feldspar) is present and up to 15 wt. percent of other minerals selected from kaolinite, smectite, illite, chlorite and/or pyrite may be present.

Плотность в градусах API (плотность Американского нефтяного института) представляет собой условную единицу плотности, обычно используемую в США для сырой нефти. Она используется во всем мире для характеристики и в качестве стандарта качества сырой нефти. Плотность в градусах API рассчитывают из относительной плотности prel сырой нефти при температуре 60° F (15,56°С) на основе воды, используяAPI Gravity (American Petroleum Institute Gravity) is a standard unit of gravity commonly used in the US for crude oil. It is used throughout the world to characterize and as a quality standard for crude oil. API gravity is calculated from the relative density p rel of crude oil at 60° F (15.56° C) based on water using

Плотность в градусах API=(141.5 / prel) - 131.5.Density in degrees API=(141.5 / p rel ) - 131.5.

Согласно настоящему изобретению сырая нефть из месторождения должна иметь по меньшей мере 10°API. Предпочтительно по меньшей мере 12° API. Особенно предпочтительно по меньшей мере 15° API. Особенно предпочтительно по меньшей мере 20° API.According to the present invention, the crude oil from the field must have at least 10°API. Preferably at least 12° API. Particularly preferably at least 15° API. Particularly preferably at least 20° API.

Температура месторождения в месторождении нефти, в котором используется способ согласно настоящему изобретению, в соответствии с изобретением составляет от 15 до 150°С, особенно от 20 до 140°С, предпочтительно от 25 до 130°С, более предпочтительно от 30°С до 120°С и, например, от 35°С до 110°С.The field temperature in the oil field in which the method according to the present invention is used according to the invention is from 15 to 150°C, especially from 20 to 140°C, preferably from 25 to 130°C, more preferably from 30°C to 120 °C and, for example, from 35°C to 110°C.

Соли в воде месторождения могут быть в частности солями щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Примеры типичных катионов включают Na+, K, Mg2+ и/или Са2+, а примеры типичных анионов включают хлорид, бромид, гидрокарбонат, сульфат или борат. Количество ионов щелочноземельного металла может предпочтительно составлять от 0 до 53000 частей на миллион, более предпочтительно от 1 части на миллион до 20000 частей на миллион и даже более предпочтительно от 10 до 6000 частей на миллион.The salts in the deposit water may in particular be salts of alkali metals and alkaline earth metals. Exemplary cations include Na + , K, Mg 2+ and/or Ca 2+ and exemplary anions include chloride, bromide, hydrogen carbonate, sulfate or borate. The amount of alkaline earth metal ions may preferably be 0 to 53,000 ppm, more preferably 1 ppm to 20,000 ppm, and even more preferably 10 to 6,000 ppm.

В общем, присутствует по меньшей мере один или более ионов щелочных металлов, особенно по меньшей мере Na+. Кроме того, могут присутствовать ионы щелочноземельных металлов, и в этом случае массовое соотношение ионов щелочных металлов/ионов щелочноземельных металлов в общем составляет 3 2, предпочтительно 3 3. Присутствующие анионы в общем представляют собой по меньшей мере один или более чем один галогенидный ион, особенно по меньшей мере Cl-. Как правило, количество Cl составляет по меньшей мере 50 мас. %, предпочтительно по меньшей мере 60 мас. % в расчете на общую сумму всех анионов.In general, at least one or more alkali metal ions are present, especially at least Na + . In addition, alkaline earth metal ions may be present, in which case the mass ratio of alkali metal ions/alkaline earth metal ions is generally 3: 2, preferably 3 :3. The anions present are generally at least one or more than one halide ion, especially at least Cl - . Typically, the amount of Cl is at least 50 wt. %, preferably at least 60 wt. % based on the total amount of all anions.

Общее количество всех солей в пластовой воде может составлять до 350000 частей на миллион (мас. части), на основе общей суммы всех компонентов в составе, например от 2000 частей на миллион до 350000 частей на миллион, особенно от 5000 частей на миллион до 250000 частей на миллион. Если для нагнетания применяется морская вода, содержание солей может составлять от 2000 частей на миллион до 40000 частей на миллион, и, если применяется пластовая вода, содержание солей может составлять от 5000 частей на миллион до 250000 частей на миллион, например, от 10 000 частей на миллион до 200000 частей на миллион.The total amount of all salts in the formation water can be up to 350,000 ppm (wt. parts), based on the total sum of all components in the composition, for example, from 2000 ppm to 350,000 ppm, especially from 5000 ppm to 250,000 ppm per million. If sea water is used for injection, the salt content may be from 2000 ppm to 40,000 ppm, and if formation water is used, the salt content may be from 5000 ppm to 250,000 ppm, for example, from 10,000 ppm per million to 200,000 ppm.

Водная композиция поверхностно-активных веществ содержит (А) и (В) и может содержать другие поверхностно-активные вещества. Концентрация всех поверхностно-активных веществ вместе составляет от 0.05% до 0.49 мас. %, на основе общего количества вводимой общей композиции. Общая концентрация поверхностно-активных веществ составляет предпочтительно от 0.06% до 0.39 мас. %, более предпочтительно от 0.08% до 0.29 мас. %. Предпочтительно дополнительные поверхностно-активные вещества, отличные от (А) и (В), не присутствуют.The aqueous surfactant composition contains (A) and (B) and may contain other surfactants. The concentration of all surfactants together is from 0.05% to 0.49 wt. %, based on the total amount of total composition administered. The total concentration of surfactants is preferably from 0.06% to 0.39 wt. %, more preferably from 0.08% to 0.29 wt. %. Preferably no additional surfactants other than (A) and (B) are present.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере один органический сорастворитель может быть добавлен к заявленной смеси поверхностно-активных веществ. Они представляют собой предпочтительно смешивающиеся с водой растворители, но также можно использовать растворители, имеющие только частичную смешиваемость с водой. Как правило, растворимость должна быть по меньшей мере 50 г/л, предпочтительно по меньшей мере 100 г/л. Примеры включают алифатические С3-С8 спирты, предпочтительно С4-С6 спирты, более предпочтительно С3-С6 спирты, которые могут быть замещены от 1 до 5, предпочтительно от 1 до 3, этиленокси единицами для достижения достаточной растворимости в воде. Дополнительные примеры включают алифатические диолы, имеющие от 2 до 8 атомов углерода, которые могут необязательно также иметь дополнительное замещение. Например, сорастворитель может представлять собой по меньшей мере один, выбранный из группы 2-бутанола, 2-метил-1-пропанола, бутилэтиленгликоля, бутилдиэтиленгликоля или бутилтриэтиленгликоля.According to another preferred embodiment of the present invention, at least one organic co-solvent may be added to the inventive mixture of surfactants. They are preferably water-miscible solvents, but solvents having only partial miscibility with water can also be used. As a rule, the solubility should be at least 50 g/l, preferably at least 100 g/l. Examples include aliphatic C3-C8 alcohols, preferably C4-C6 alcohols, more preferably C3-C6 alcohols, which may be substituted with 1 to 5, preferably 1 to 3, ethyleneoxy units to achieve sufficient solubility in water. Additional examples include aliphatic diols having 2 to 8 carbon atoms, which may optionally also have additional substitution. For example, the co-solvent may be at least one selected from the group of 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, butylethylene glycol, butyldiethylene glycol or butyltriethylene glycol.

Соответственно, предпочтительно водная композиция поверхностно-активных веществ содержит как анионное поверхностно-активное вещество (А) общей формулы (I) и усилитель (В) общей формулы (II), так также сорастворитель, выбранный из группы алифатических спиртов, имеющих от 3 до 8 атомов углерода, или из группы алкилмоноэтиленгликолей, алкилдиэтиленгликолей или алкилтриэтиленгликолей, где алкильный радикал представляет собой алифатический углеводородный радикал, имеющий от 3 до 6 атомов углерода.Accordingly, preferably, the aqueous surfactant composition contains both an anionic surfactant (A) of general formula (I) and an enhancer (B) of general formula (II), as well as a co-solvent selected from the group of aliphatic alcohols having from 3 to 8 carbon atoms, or from the group of alkylmonoethylene glycols, alkyldiethylene glycols or alkyltriethylene glycols, where the alkyl radical is an aliphatic hydrocarbon radical having 3 to 6 carbon atoms.

Особое предпочтение отдается водной композиции поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению в форме концентрата, содержащего от 20 мас. % до 70 мас. % смеси поверхностно-активных веществ, от 10 мас. % до 40 мас. % воды и от 10 мас. % до 40 мас. % сорастворителя, в расчете на общее количество концентрата, где сорастворитель выбирается из группы алифатических спиртов, имеющих от 3 до 8 атомов углерода, или из группы алкилмоноэтиленгликолей, алкилдиэтиленгликолей или алкилтриэтиленгликолей, где алкильный радикал представляет собой алифатический гидрокарбильный радикал, имеющий от 3 до 6 атомов углерода, и концентрат является свободнотекучим при 20°С и имеет вязкость при 40°С<1500 мПа ⋅ с при 200 Гц.Particular preference is given to the aqueous composition of surfactants according to the present invention in the form of a concentrate containing from 20 wt. % up to 70 wt. % mixture of surfactants, from 10 wt. % up to 40 wt. % water and from 10 wt. % up to 40 wt. % co-solvent, based on the total amount of the concentrate, where the co-solvent is selected from the group of aliphatic alcohols having from 3 to 8 carbon atoms, or from the group of alkyl monoethylene glycols, alkyl diethylene glycols or alkyl triethylene glycols, where the alkyl radical is an aliphatic hydrocarbyl radical having from 3 to 6 atoms carbon, and the concentrate is free-flowing at 20°C and has a viscosity at 40°C<1500 mPa.s at 200 Hz.

Наиболее предпочтительно концентрат содержит бутилдиэтиленгликоль в качестве сорастворителя.Most preferably, the concentrate contains butyl diethylene glycol as a co-solvent.

Другим объектом настоящего изобретения является композиция согласно настоящему изобретению, дополнительно содержащая поверхностно-активные вещества (С), которые не идентичны поверхностно-активным веществам (А) или (В), иAnother object of the present invention is a composition according to the present invention further comprising surfactants (C) which are not identical to surfactants (A) or (B), and

- выбираются из группы алкилбензолсульфонатов, альфа-олефинсульфонатов, внутренних олефинсульфонатов, парафинсульфонатов, где поверхностно-активные вещества имеют от 14 до 28 атомов углерода; и/или- selected from the group of alkylbenzenesulfonates, alpha-olefinsulfonates, internal olefinsulfonates, paraffinsulfonates, where surfactants have from 14 to 28 carbon atoms; and/or

- выбираются из группы алкилэтоксилатов и алкилполигликозидов, где конкретный алкильный радикал имеет от 8 до 18 атомов углерода.- are selected from the group of alkyl ethoxylates and alkyl polyglycosides, where a specific alkyl radical has from 8 to 18 carbon atoms.

Для поверхностно-активных веществ (С) особое предпочтение отдается алкилполиглюкозидам, которые образованы из первичных линейных жирных спиртов, имеющих от 8 до 14 атомов углерода и имеющих уровень глюкозирования от 1 до 2, и алкилэтоксилатам, которые образовались из первичных спиртов, имеющих от 10 до 18 атомов углерода, и имеющих уровень этоксилирования от 3 до 25.For surfactants (C), particular preference is given to alkyl polyglucosides which are formed from primary linear fatty alcohols having from 8 to 14 carbon atoms and having a glucosation level from 1 to 2, and alkyl ethoxylates which are formed from primary alcohols having from 10 to 18 carbon atoms, and having an ethoxylation level of 3 to 25.

Поверхностно-активные вещества (А) и (В) согласно общим формулам (I) или (II) могут предпочтительно быть получены алкоксилированием, катализируемым основанием. В этом случае спирт R1OH может быть смешан в реакторе под давлением с гидроксидами щелочных металлов (например, NaOH, KOH, CsOH), предпочтительно гидроксидом калия, или с алкоксидами щелочных металлов, например метоксидом натрия или метоксидом калия. Вода (или МеОН), все еще присутствующая в смеси, может быть удалена посредством пониженного давления (например <100 мбар) и/или увеличения температуры (от 30 до 150°С). После этого спирт присутствует в форме соответствующего алкоксида. Затем следует инертизация инертным газом (например, азотом) и поэтапное добавление алкиленоксида (алкиленоксидов) при температуре от 60 до 180°С до давления не более 20 бар (предпочтительноне более 10 бар). Согласно предпочтительному варианту осуществления, алкиленоксид дозируется вначале при 120°С. В ходе реакции выделяемое тепло реакции вызывает повышение температуры до 170°С.Surfactants (A) and (B) according to the general formulas (I) or (II) can preferably be obtained by base-catalyzed alkoxylation. In this case, the alcohol R 1 OH can be mixed in a pressure reactor with alkali metal hydroxides (eg NaOH, KOH, CsOH), preferably potassium hydroxide, or with alkali metal alkoxides, eg sodium methoxide or potassium methoxide. Water (or MeOH) still present in the mixture can be removed by reduced pressure (eg <100 mbar) and/or increased temperature (30 to 150°C). The alcohol is then present in the form of the corresponding alkoxide. This is followed by inertization with an inert gas (eg nitrogen) and the gradual addition of alkylene oxide(s) at a temperature of 60 to 180°C to a pressure of not more than 20 bar (preferably not more than 10 bar). According to a preferred embodiment, the alkylene oxide is dosed initially at 120°C. During the reaction, the generated heat of reaction causes the temperature to rise to 170°C.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, сначала добавляют высший алкиленоксид (например, бутиленоксид или оксид гексадецена) при температуре в интервале от 100 до 145°С, затем пропиленоксид добавляют при температуре в интервале от 100 до 145°С и затем добавляют этиленоксид при температуре в интервале от 120 до 165°С. В конце реакции катализатор можно, например, нейтрализовать, добавляя кислоту (например, уксусную кислоту или фосфорную кислоту), и отфильтровывать при необходимости. Тем не менее, вещество также может оставаться не нейтрализованным.According to another preferred embodiment of the present invention, the higher alkylene oxide (for example, butylene oxide or hexadecene oxide) is first added at a temperature in the range of 100 to 145°C, then propylene oxide is added at a temperature in the range of 100 to 145°C, and then ethylene oxide is added at a temperature of in the range from 120 to 165°C. At the end of the reaction, the catalyst can, for example, be neutralized by adding an acid (eg acetic acid or phosphoric acid) and filtered if necessary. However, the substance may also remain unneutralized.

Алкоксилирование спиртов R1OH также можно производить другими способами, например, катализуемым кислотами алкоксилированием. Далее можно использовать, например, двойные гидроксиды глин как описывается в DE 4325237 А1, или можно применять биметаллические цианидные катализаторы (DMC-катализаторы). Подходящие DMC-катализаторы раскрыты, например, в DE 10243361 А1, особенно в главах [0029] - [0041], а также в упомянутой там литературе. Можно применять, например, катализаторы Zn-Co-типа. Для проведения реакции спирт R1OH можно смешать с катализатором, и из смеси удаляют воду, как описывается выше, и смешивают с алкиленоксидами, как описано. Обычно используют не более 1000 частей на миллион катализатора относительно смеси, и по причине этого незначительного количества катализатор может оставаться в продукте. Количество катализатора, как правило, может быть менее 1000 частей на миллион, например 250 частей на миллион, или менее.Alkoxylation of alcohols R 1 OH can also be carried out in other ways, for example, acid-catalyzed alkoxylation. Further, for example, clay double hydroxides as described in DE 43 25 237 A1 can be used, or bimetallic cyanide catalysts (DMC catalysts) can be used. Suitable DMC catalysts are disclosed, for example, in DE 10243361 A1, especially in chapters [0029] to [0041] and also in the literature cited there. For example, catalysts of the Zn-Co type can be used. To carry out the reaction, the alcohol R 1 OH can be mixed with a catalyst, and the mixture is removed from water, as described above, and mixed with alkylene oxides, as described. Generally, no more than 1000 ppm of catalyst is used relative to the mixture, and because of this small amount, the catalyst may remain in the product. The amount of catalyst can typically be less than 1000 ppm, such as 250 ppm or less.

Дальнейшая дериватизация может быть осуществлена способами, хорошо известными в данной области. Например, для получения карбоксилатов неиононое промежуточное соединение алкоксилирования может взаимодействовать при перемешивании с хлоруксусной кислотой или с натриевой солью хлоруксусной кислоты и в присутствии гидроксида щелочного металла или водного гидроксида щелочного металла с удалением реакционной воды, так что содержание воды в реакторе поддерживается на уровне от 0,2 до 1,7% (предпочтительно от 0,3 до 1,5%) в ходе карбоксиметилирования путем применения пониженного давления и/или пропускания азота.Further derivatization can be carried out by methods well known in the art. For example, to prepare carboxylates, a non-ionic alkoxylation intermediate may be reacted with stirring with chloroacetic acid or with sodium chloroacetic acid and in the presence of an alkali metal hydroxide or an aqueous alkali metal hydroxide to remove reaction water so that the water content in the reactor is maintained at a level between 0, 2 to 1.7% (preferably 0.3 to 1.5%) during carboxymethylation by applying reduced pressure and/or nitrogen bubbling.

Дополнительно, предпочтительно, способы согласно настоящему изобретению для добычи сырой нефти включают стадии способа способов добычи согласно настоящему изобретению, которые находятся выше по ходу потока от стадии нагнетания.Additionally, preferably, the methods of the present invention for the recovery of crude oil include process steps of the recovery methods of the present invention that are upstream of the injection stage.

Вышеописанный способ добычи сырой нефти с помощью водной композиции поверхностно-активных веществ (А) общей формулы (I) и (В) общей формулы (II) необязательно может быть осуществлен с добавлением дополнительных способов. Например, необязательно можно добавить полимер или пену для контроля подвижности. Полимер может необязательно вводиться в месторождение вместе с составом поверхностно-активных веществ, с последующим введением состава поверхностно-активных веществ. Он также может вводиться только с составом поверхностно-активных веществ или только после состава поверхностно-активных веществ. Полимеры могут быть сополимерами на основе акриламида или биополимера. Сополимер может состоять из следующих звеньев, среди прочего:The above-described method for recovering crude oil using an aqueous composition of surfactants (A) of general formula (I) and (B) of general formula (II) can optionally be carried out with the addition of additional methods. For example, a polymer or foam may optionally be added to control mobility. The polymer may optionally be introduced into the deposit along with the surfactant formulation, followed by the introduction of the surfactant formulation. It can also be administered only with a surfactant formulation or only after a surfactant formulation. The polymers may be acrylamide or biopolymer based copolymers. The copolymer may consist of the following units, among others:

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты- acrylamide and sodium salt of acrylic acid

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты and N-винилпирролидона- acrylamide and sodium salt of acrylic acid and N-vinylpyrrolidone

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты and AMPS (2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты натриевой соли)- acrylamide and sodium salt of acrylic acid and AMPS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid sodium salt)

- акриламида и натриевой соли акриловой кислоты and AMPS (2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты натриевой соли) and N-винилпирролидона.- acrylamide and sodium salt of acrylic acid and AMPS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid sodium salt) and N-vinylpyrrolidone.

Сополимер также может дополнительно содержать ассоциативные группы. Используемые сополимеры описаны в ЕР 2432807 или в WO 2014095621. Другие пригодные для использования сополимеры описаны в US 7700702.The copolymer may also optionally contain association groups. Useful copolymers are described in EP 2432807 or WO 2014095621. Other suitable copolymers are described in US 7700702.

Полимеры могут быть стабилизированы путем добавления дополнительных добавок, таких как биоциды, стабилизаторы, поглотители свободных радикалов и ингибиторы.The polymers can be stabilized by adding additional additives such as biocides, stabilizers, free radical scavengers and inhibitors.

Пена может быть получена на поверхности месторождения или на месте в месторождении путем ввода газов, таких как азот или газообразные углеводороды, такие как метан, этан или пропан. Пена может быть получена и стабилизирована путем добавления смеси поверхностно-активных веществ или еще других поверхностно-активных веществ.Foam can be produced at the surface of the reservoir or in situ in the reservoir by introducing gases such as nitrogen or gaseous hydrocarbons such as methane, ethane or propane. Foam can be obtained and stabilized by adding a mixture of surfactants or other surfactants.

Необязательно, также можно добавлять основание, такое как гидроксид щелочного металла или карбонат щелочного металла, к составу поверхностно-активных веществ, и в этом случае его комбинируют с комплексообразующими агентами или полиакрилатами, чтобы предотвратить осаждение в результате присутствия поливалентных катионов. Кроме того, также можно добавлять сорастворитель в состав.Optionally, it is also possible to add a base such as an alkali metal hydroxide or an alkali metal carbonate to the surfactant formulation, in which case it is combined with complexing agents or polyacrylates to prevent precipitation due to the presence of polyvalent cations. In addition, it is also possible to add a co-solvent to the composition.

Это приводит к следующим (комбинированным) способам:This leads to the following (combined) ways:

- заводнение поверхностно-активным веществом- surfactant flooding

- Заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора- Type III microemulsion flooding according to Winsor classification

- заводнение поверхностно-активным веществом/полимером- surfactant/polymer flooding

- Заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером- Flooding with Winsor type III microemulsion/polymer

- заводнение щелочью/поверхностно-активным веществом/полимером- alkali/surfactant/polymer flooding

- заводнение щелочью/микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером- Winsor Type III Alkali/Microemulsion/Polymer Flooding

- заводнение поверхностно-активным веществом/пеной- surfactant/foam flooding

- заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора/пеной- waterflooding with Winsor type III microemulsion/foam

- заводнение щелочью/поверхностно-активным веществом/пеной- alkali/surfactant/foam flooding

- заводнение щелочью/микроэмульсией типа III по классификации Винзора/пеной- Alkaline/Microemulsion Type III Winsor/Foam Flooding

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения применяют один из первых четырех способов (заводнение поверхностно-активным веществом, заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора, заводнение поверхностно-активным веществом/полимером или заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером). Особенно предпочтительным является заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером.According to a preferred embodiment of the invention, one of the first four methods is used (surfactant flood, Winsor type III microemulsion flood, surfactant/polymer flood, or Winsor type III microemulsion/polymer flood). Particularly preferred is a Winsor type III microemulsion/polymer flood.

При заводнении микроэмульсией типа III по классификации Винзора/полимером, на первой стадии, состав поверхностно-активных веществ вводят с полимером или без него. Состав поверхностно-активных веществ, при контакте с сырой нефтью, приводит к образованию микроэмульсии типа III по классификации Винзора. НА второй стадии вводят только полимер. На первой стадии в каждом случае можно использовать водные составы, имеющие более высокую соленость, чем на второй стадии. В качестве альтернативы, обе стадии также можно проводить с водой одинаковой солености.In Winsor type III microemulsion/polymer flooding, in the first step, the surfactant formulation is injected with or without polymer. The composition of surfactants, in contact with crude oil, leads to the formation of a type III microemulsion according to the Winsor classification. In the second stage, only the polymer is introduced. In the first stage, in each case it is possible to use aqueous compositions having a higher salinity than in the second stage. Alternatively, both steps can also be carried out with water of the same salinity.

Согласно одному варианту осуществления, способы, конечно, также могут быть объединены с заводнением водой. В случае заводнения вода закачивается в месторождение нефти через по меньшей одну нагнетательную скважину, а сырая нефть извлекается из месторождения через по меньшей мере одну добывающую скважину. Вода может быть пресной или соленой, такой как морская вода или вода месторождения. После заводнения водой может быть использован способ согласно настоящему изобретению.According to one embodiment, the methods can, of course, also be combined with waterflooding. In the case of flooding, water is injected into the oil field through at least one injection well and crude oil is extracted from the field through at least one production well. The water may be fresh or salty, such as sea water or mineral water. After waterflooding, the method according to the present invention can be used.

Для осуществления способа согласно настоящему изобретению одну добывающую скважину и по меньшей мере одну нагнетательную скважину обеспечивают в месторождение нефти. Как правило, месторождение обеспечено несколькими нагнетательными скважинами и несколькими добывающими скважинами. Водный состав описанных водорастворимых компонентов закачивают через по меньшей мере одну скважину в месторождении нефти, а сырая нефть извлекается из месторождения через по меньшей мере одну добывающую скважину. В результате давления, создаваемого закачиваемой водной композицией, называемой «заводнение», нефть течет в направлении добывающей скважины и добывается через добывающую скважину.To carry out the method according to the present invention, one production well and at least one injection well are provided to an oil field. As a rule, the field is provided with several injection wells and several production wells. An aqueous composition of the described water-soluble components is pumped through at least one well in an oil field, and crude oil is extracted from the field through at least one production well. As a result of the pressure generated by the injected aqueous composition, referred to as "flooding", oil flows towards the production well and is produced through the production well.

Термин «сырая нефть» или «нефть» в данном контексте, конечно, означает не только однофазную нефть; напротив, термин также охватывает обычные эмульсии сырой нефти и воды. Специалисту в данной области будет понятно, что месторождение нефти также может иметь определенное распределение температуры. Указанная температура месторождения основана на области месторождения между нагнетательной и добывающей скважинами, которая покрыта заводнением водными растворами. Способы определения температурного распределения месторождения нефти в принципе известны специалистам в данной области. Распределение температуры обычно определяется из измерений температуры на конкретных участках в пласте в сочетании с расчетами на основе моделирования; расчеты на основе моделирования также учитывают количества тепла, введенного в пласт, и количества тепла, отведенного из пласта.The term "crude oil" or "oil" in this context, of course, means not only single-phase oil; on the contrary, the term also covers conventional crude oil and water emulsions. A person skilled in the art will understand that the oil field may also have a certain temperature distribution. The specified field temperature is based on the area of the field between the injection and production wells that is covered by water flooding. Methods for determining the temperature distribution of an oilfield are known in principle to those skilled in the art. The temperature distribution is usually determined from temperature measurements at specific locations in the reservoir combined with simulation-based calculations; simulation-based calculations also take into account the amount of heat introduced into the reservoir and the amount of heat removed from the reservoir.

Способ согласно изобретению можно особенно применять в нефтяных месторождениях со средней проницаемостью 5 мД-4 Д, предпочтительно 50 мД-2 Д и более предпочтительно 200 мД-1 Д. Проницаемость нефтяного пласта указывается специалистом в единицах "дарси" (сокращенно "Д" или "мД" для "милидарси") и может определяться из скорости течения жидкой фазы в нефтяном пласте в зависимости от разности давлений. Скорость течения можно определить во время испытаний по заводнению с применением стержней с помощью кернов, извлеченных из пласта. Подробности этого описаны, например, в K. Wagen, G. Pusch, Н. Frisch Muller "Oil and Gas", pages 37 ff., Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Online Edition, Wiley-VCH, Weinheim 2010. Для специалиста очевидно, что проницаемость в нефтяном месторождении не должна быть неоднородной, а должна содержать определенное распределение, и соответственно этому данные о проницаемости нефтяного месторождения означают среднюю проницаемость.The method according to the invention can be particularly applied in oil fields with an average permeability of 5 mD-4 D, preferably 50 mD-2 D and more preferably 200 mD-1 D. The permeability of an oil reservoir is indicated by a person skilled in the art in units of "darcy" (abbreviated "D" or " mD" for "milidarcy") and can be determined from the flow rate of the liquid phase in the oil reservoir depending on the pressure difference. The flow rate can be determined during rod flooding tests using cores extracted from the formation. Details of this are described, for example, in K. Wagen, G. Pusch, H. Frisch Muller "Oil and Gas", pages 37 ff., Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Online Edition, Wiley-VCH, Weinheim 2010. that the permeability in an oil field should not be heterogeneous, but should contain a certain distribution, and accordingly, the oil field permeability data means the average permeability.

Добавки могут быть использованы, например, для предотвращения нежелательных побочных эффектов, например, нежелательного осаждения солей, или для стабилизации используемого полимера. Композиции, нагнетаемые в пласт в процессе заводнения, текут только очень постепенно в направлении добывающей скважины, что означает, что они остаются в пластовых условиях в пласте в течение длительного периода. Деградация полимеров приводит к снижению вязкости. Это либо необходимо учитывать при использовании большего количества полимера, либо следует признать, что эффективность метода будет ухудшаться. В каждом случае экономическая ценность метода ухудшается. Множество механизмов может быть ответственным за деградацию полимера. С помощью подходящих добавок разрушение полимера может быть предотвращено или по меньшей мере отложено в зависимости от условий.Additives can be used, for example, to prevent unwanted side effects, such as undesired precipitation of salts, or to stabilize the polymer used. The compositions injected into the formation during the waterflooding process only flow very gradually towards the producing well, which means that they remain at reservoir conditions in the reservoir for an extended period. The degradation of polymers leads to a decrease in viscosity. This either needs to be taken into account when using more polymer, or it should be recognized that the efficiency of the method will deteriorate. In each case, the economic value of the method deteriorates. A variety of mechanisms may be responsible for polymer degradation. With suitable additives, the degradation of the polymer can be prevented or at least delayed, depending on the conditions.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, используемая водная композиция дополнительно содержит по меньшей мере один поглотитель кислорода. Поглотители кислорода реагируют с кислородом, который может присутствовать в водной композиции, и, таким образом, предотвращают способность кислорода воздействовать на полимерные или простые полиэфирные группы. Примеры поглотителей кислорода включают сульфиты, например Na2SO3, бисульфиты, фосфиты, гипофосфиты или дитиониты.According to one embodiment of the present invention, the aqueous composition used further comprises at least one oxygen scavenger. Oxygen scavengers react with oxygen that may be present in the aqueous composition and thus prevent the ability of oxygen to attack the polymeric or polyether groups. Examples of oxygen scavengers include sulfites, such as Na 2 SO 3 , bisulfites, phosphites, hypophosphites or dithionites.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения применяемая водная композиция содержит по меньшей мере один акцептор свободных радикалов. Акцепторы свободных радикалов могут использоваться для противодействия деградации полимера свободными радикалами. Соединения такого типа могут образовывать стабильные соединения со свободными радикалами. Акцепторы свободных радикалов в принципе известны специалистам в данной области техники. Например,они могут представлять собой стабилизаторы, выбранные из соединений серы, вторичных аминов, стерически затрудненных аминов, N-оксидов, нитрозосоединений, ароматических гидроксильных соединений или кетонов. Примеры соединений серы включают тиомочевину, замещенные тиомочевины, такие как N,N'-диметилтиомочевина, N,N'-диэтилтиомочевина, N,N'-дифенилтиомочевина, тиоцианаты, например, тиоцианат аммония или тиоцианат калия, тетраметилтиурамдисульфид и меркаптаны, такие как 2-меркаптобензотиазол или 2-меркаптобензимидазол или их соли, например, соли натрия, диметилдитиокарбамат натрия, 2,2'-дитиобис(бензотиазол), 4,4'-тиобис(6-трет-бутил-м-крезол). Другие примеры включают феноксазин, соли карбоксили-рованного феноксазина, карбоксилированный феноксазин, метиленовый синий, дициандиамид, гуанидин, цианамид, параметоксифенол, натриевая соль параметоксифенола, 2-метилгидрохинон, соль 2-метилгидрохинона, 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол, бутилгидроксианизол, 8-гидроксихинолин, 2,5-ди(трет-амил)-гидрохинон, 5-гидрокси-1,4-нафтохинон, 2,5-ди(трет-амил)гидрохинон, димедон, пропил 3,4,5-тригидроксибензоат, аммония N-нитрозофенилгидроксиламин, 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилоксипиперидин, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин и 1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидинол. Предпочтительными являются стерически затрудненные амины, такие как 1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидинол и соединения серы, меркаптосоединения, особенно 2-меркаптобензотиазол или 2-меркаптобензимидазол или их соли, например, натриевые соли, и особенно предпочтительным является 2-меркаптобензотиазол или его соли.According to another embodiment of the present invention, the aqueous composition used contains at least one free radical scavenger. Free radical scavengers can be used to counteract free radical degradation of the polymer. Compounds of this type can form stable compounds with free radicals. Free radical scavengers are known in principle to those skilled in the art. For example, they may be stabilizers selected from sulfur compounds, secondary amines, hindered amines, N-oxides, nitroso compounds, aromatic hydroxyl compounds or ketones. Examples of sulfur compounds include thiourea, substituted thioureas such as N,N'-dimethylthiourea, N,N'-diethylthiourea, N,N'-diphenylthiourea, thiocyanates such as ammonium thiocyanate or potassium thiocyanate, tetramethylthiuram disulfide and mercaptans such as 2- mercaptobenzothiazole or 2-mercaptobenzimidazole or salts thereof, eg sodium salts, sodium dimethyldithiocarbamate, 2,2'-dithiobis(benzothiazole), 4,4'-thiobis(6-tert-butyl-m-cresol). Other examples include phenoxazine, carboxylated phenoxazine salts, carboxylated phenoxazine, methylene blue, dicyandiamide, guanidine, cyanamide, paramethoxyphenol, paramethoxyphenol sodium, 2-methylhydroquinone, 2-methylhydroquinone salt, 2,6-ditert-butyl-4-methylphenol, butylhydroxyanisole, 8-hydroxyquinoline, 2,5-di(tert-amyl)-hydroquinone, 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone, 2,5-di(tert-amyl)hydroquinone, dimedone, propyl 3,4,5- trihydroxybenzoate, ammonium N-nitrosophenylhydroxylamine, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyloxypiperidine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine and 1,2,2,6,6- pentamethyl-4-piperidinol. Hindered amines such as 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinol and sulfur compounds, mercapto compounds, especially 2-mercaptobenzothiazole or 2-mercaptobenzimidazole or salts thereof, such as sodium salts, are preferred, and particularly preferred is 2-mercaptobenzothiazole or its salts.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, применяемый водный состав содержит по меньшей мере один защитный реагент. Защитные реагенты могут реагировать со свободными радикалами и, таким образом, обезвреживать их. Примеры включают особенно спирты. Спирты могут окисляться свободными радикалами, например, до кетонов. Примеры включают одноатомные спирты и многоатомные спирты, например, 1-пропанол, 2-пропанол, пропиленгликоль, глицерин, бутандиол или пентаэритрит.According to another embodiment of the present invention, the aqueous composition used contains at least one protective agent. Protective agents can react with free radicals and thus render them harmless. Examples include especially alcohols. Alcohols can be oxidized by free radicals, for example, to ketones. Examples include monohydric alcohols and polyhydric alcohols, such as 1-propanol, 2-propanol, propylene glycol, glycerol, butanediol, or pentaerythritol.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, применяемая водная композиция дополнительно содержит по меньшей мере один комплексообразующий агент. Конечно возможно применение смесей различных комплексообразующих агентов. Комплексообразующие агенты в общем являются анионными соединениями, которые могут образовывать сложные ионы двухвалентных и высоковалентных металлов, например Mg2+ или Са2+. Таким образом, можно, например, предотвратить нежелательные осадки. Кроме того, можно предотвратить любые присутствующие поливалентные ионы металлов отсшивания полимера посредством присутствующих кислотных групп, особенно группы СООН. Комплексообразующие агенты могут особенно представлять собой производные карбоновой кислоты или фосфоновой кислоты. Примеры комплексообразующих агентов включают этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA), этилендиаминянтарную кислоту (EDDS), диэтилентриаминпентаметиленфосфоновую кислоту (DTPMP), метилглициндиуксусную кислоту (MGDA) и нитрилотриуксусную кислоту (NTA). Конечно, соответствующие соли каждой из них также могут быть вовлечены, например, соответствующие соли натрия. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, MGDA применяется в качестве комплексообразующего агента.According to another embodiment of the present invention, the aqueous composition used further comprises at least one complexing agent. It is, of course, possible to use mixtures of different complexing agents. Complexing agents are generally anionic compounds that can form complex divalent and high valent metal ions, such as Mg 2+ or Ca 2+ . Thus, it is possible, for example, to prevent unwanted precipitation. In addition, any polyvalent metal ions present in the crosslinking of the polymer can be prevented by the acidic groups present, especially the COOH group. The complexing agents may especially be derivatives of a carboxylic acid or a phosphonic acid. Examples of complexing agents include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), ethylenediaminesuccinic acid (EDDS), diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid (DTPMP), methylglycine diacetic acid (MGDA) and nitrilotriacetic acid (NTA). Of course, the corresponding salts of each of these may also be involved, for example the corresponding sodium salts. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, MGDA is used as a complexing agent.

В качестве альтернативы или в дополнение к вышеупомянутым комплексообразующим агентам также можно использовать полиакрилаты.As an alternative or in addition to the above complexing agents, polyacrylates can also be used.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, композиция дополнительно содержит по меньшей мере один органический сорастворитель, как отмечено выше. Они представляют собой предпочтительно смешивающиеся с водой растворители, но также можно использовать растворители, имеющие только частичную смешиваемость с водой. Как правило, растворимость должна быть по меньшей мере 50 г/л, предпочтительно по меньшей мере 100 г/л. Примеры включают алифатические С4-С8 спирты, предпочтительно С4-С6 спирты, которые могут быть замещены от 1 до 5, предпочтительно от 1 до 3, этиленокси единицами для достижения достаточной растворимости в воде. Дополнительные примеры включают алифатические диолы, имеющие от 2 до 8 атомов углерода, которые могут необязательно также иметь дополнительное замещение. Например, сорастворитель может представлять собой по меньшей мере один, выбранный из группы 2-бутанола, 2-метил-1-пропанола, бутилэтиленгликоля, бутилдиэтиленгликоля или бутилтриэтиленгликоля.According to another embodiment of the present invention, the composition further comprises at least one organic co-solvent as noted above. They are preferably water-miscible solvents, but solvents having only partial miscibility with water can also be used. As a rule, the solubility should be at least 50 g/l, preferably at least 100 g/l. Examples include aliphatic C4-C8 alcohols, preferably C4-C6 alcohols, which may be substituted with 1 to 5, preferably 1 to 3, ethyleneoxy units to achieve sufficient solubility in water. Additional examples include aliphatic diols having 2 to 8 carbon atoms, which may optionally also have additional substitution. For example, the co-solvent may be at least one selected from the group of 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, butylethylene glycol, butyldiethylene glycol or butyltriethylene glycol.

Нагнетание водной композиции может осуществляться с помощью обычных устройств. Композицию можно вводить в одну или более нагнетательных скважин с помощью обычных насосов. Нагнетательные скважины обычно содержат стальные цементированные трубы на месте, и стальные трубы перфорированы в желаемой точке. Состав входит в пласт нефти из нагнетательной скважины через перфорацию. Давление, прикладываемое с помощью насосов, известным в принципе способом, используется для фиксирования скорости потока состава и, следовательно, также напряжения сдвига, с которым водный состав поступает в пласт. Напряжение сдвига при входе в пласт может быть рассчитано специалистом в данной области техники способом, известным в принципе на основе закона Хагена-Пуазейля, используя площадь, через которую поток проходит при входе в пласт, среднее значение радиуса пор и объемный расход. Средняя проницаемость пласта может быть найдена, как описано известным способом. Естественно, чем больше объемный расход водной полимерной композиции, вводимой в пласт, тем больше напряжение сдвига.The injection of the aqueous composition can be carried out using conventional devices. The composition can be injected into one or more injection wells using conventional pumps. Injection wells typically contain steel cemented pipes in place and the steel pipes are perforated at the desired point. The composition enters the oil formation from the injection well through the perforation. The pressure applied by the pumps, in a manner known in principle, is used to fix the flow rate of the composition and hence also the shear stress with which the aqueous composition enters the formation. The formation shear stress can be calculated by one skilled in the art in a manner known in principle based on the Hagen-Poiseuille law using the area through which the flow passes at the formation entry, the average pore radius and the volumetric flow rate. The average permeability of the formation can be found as described in a known manner. Naturally, the greater the volumetric flow rate of the aqueous polymer composition introduced into the formation, the greater the shear stress.

Скорость нагнетания может быть фиксирована специалистом в данной области техники согласно условиям в пласте. Предпочтительно, скорость сдвига при входе водного состава полимера в пласт составляет по меньшей мере 30000 с-1, предпочтительно по меньшей мере 60000 с-1 и более предпочтительно по меньшей мере 90000 с-1 The injection rate can be fixed by one of ordinary skill in the art according to the conditions in the reservoir. Preferably, the shear rate upon entry of the aqueous polymer composition into the formation is at least 30,000 s -1 , preferably at least 60,000 s -1 and more preferably at least 90,000 s -1

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, способ согласно настоящему изобретению представляет собой способ заводнения, в котором используется основание и, как правило, комплексообразующий агент или полиакрилат. Это обычно тот случай, когда доля поливалентных катионов в пластовой воде низкая (100-400 частей на миллион). Исключением является метаборат натрия, который можно использовать в качестве основания в присутствии значительных количеств поливалентных катионов даже без комплексообразующего агента.According to one embodiment of the present invention, the method of the present invention is a waterflooding method that uses a base and typically a complexing agent or polyacrylate. This is usually the case when the proportion of polyvalent cations in the formation water is low (100-400 ppm). An exception is sodium metaborate, which can be used as a base in the presence of significant amounts of polyvalent cations even without a complexing agent.

Значение рН водного состава в общем составляет по меньшей мере 8, предпочтительно по меньшей мере 9, особенно от 9 до 13, предпочтительно от 10 до 12 и, например, от 10.5 до 11.The pH value of the aqueous composition is generally at least 8, preferably at least 9, especially 9 to 13, preferably 10 to 12 and for example 10.5 to 11.

В принципе, можно использовать любой тип основания, с помощью которого можно достичь желаемого значения рН, и специалист в данной области сделает подходящий выбор. Примеры подходящих оснований включают гидроксиды щелочных металлов, например, NaOH или KOH, или карбонаты щелочных металлов, например Na2CO3. Кроме того, основаниями могут быть основные соли, например, соли щелочных металлов и карбоновых кислот, фосфорная кислота, или особенно комплексообразующие агенты, содержащие кислотные группы в форме основания, такие как EDTANa4.In principle, any type of base that can achieve the desired pH can be used, and the person skilled in the art will make the appropriate choice. Examples of suitable bases include alkali metal hydroxides, eg NaOH or KOH, or alkali metal carbonates, eg Na 2 CO 3 . In addition, bases can be basic salts, for example alkali metal salts of carboxylic acids, phosphoric acid, or especially complexing agents containing acidic groups in base form, such as EDTANa 4 .

Минеральное масло обычно также содержит различные карбоновые кислоты, например, нафтеновые кислоты, которые превращаются в соответствующие соли с помощью основного состава. Соли действуют как естественные поверхностно-активные вещества и, таким образом, поддерживают процесс извлечения нефти.The mineral oil usually also contains various carboxylic acids, such as naphthenic acids, which are converted to the corresponding salts by the base formulation. The salts act as natural surfactants and thus support the oil recovery process.

Когда применяются комплексообразующие агенты предпочтительно предотвращать нежелательное осаждение труднорастворимых солей, особенно солей Са и Mg, когда щелочной водный состав вступает в контакт с соответствующими ионами металлов и/или водными составами для способа, включающего соответствующие соли. Количество комплексообразующих агентов выбирается специалистом в данной области. Например, оно может составлять от 0,1 до 4 мас. % в расчете на общую сумму всех компонентов водной композиции.When complexing agents are used, it is preferable to prevent undesired precipitation of sparingly soluble salts, especially Ca and Mg salts, when the alkaline aqueous composition comes into contact with the appropriate metal ions and/or aqueous compositions for a process involving the corresponding salts. The amount of complexing agents is chosen by a person skilled in the art. For example, it can be from 0.1 to 4 wt. % based on the total amount of all components of the aqueous composition.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, однако, применяется способ добычи сырой нефти, в котором основание (например, гидроксиды щелочных металловили карбонаты щелочных металлов) не применяются.According to another preferred embodiment of the present invention, however, a crude oil recovery process is used in which a base (eg, alkali metal hydroxides or alkali metal carbonates) is not used.

Настоящее изобретение проиллюстрировано более подробно посредством следующих примеров.The present invention is illustrated in more detail by means of the following examples.

Примеры синтеза:Synthesis examples:

Получение анионных поверхностно-активных веществ (А) и (В):Preparation of anionic surfactants (A) and (B):

Применяемые аббревиатуры:Abbreviations used:

ЕО этиленоксиEO ethyleneoxy

РО пропиленоксиPO propyleneoxy

Следующие спирты применяются для синтеза:The following alcohols are used for synthesis:

Figure 00000021
Figure 00000021

1 а) аллил - 1.6 РО - 10 ЕО - CH2CO2Na1 a) allyl - 1.6 PO - 10 EO - CH 2 CO 2 Na

соответствует усилителю растворимости (В) общей формулы (II) R4-O-(CH2C(CH3)HO)x(CH2CH2O)yR3-Y-М+ с R42С=СНСН2, х=1.6, у=10, R3=СН2, Y=CO2 и М=Na.corresponds to the solubility enhancer (B) of general formula (II) R 4 -O-(CH 2 C(CH 3 )HO) x (CH 2 CH 2 O) y R 3 -Y - M + c R 4 =H 2 C= CHCH 2 , x=1.6, y=10, R 3 =CH 2 , Y=CO 2 and M=Na.

В автоклав под давлением объемом 2 л с якорной мешалкой первоначально загрузили 116 г (2.0 моль) аллилового спирта, и мешалку включили. После этого добавляли 2,37 г трет-бутоксида калия (0,021 моль KOtBu). Сосуд продували три раза N2. После этого сосуд проверяли на герметичность, давление доводили до 0,5 бар (1,5 бар, абсолютное) и сосуд нагревали до 120°С. При 150 оборотах в минуту дозировали 186 г (3,2 моль) пропиленоксида при 120°С в течение 3 часов. Смесь перемешивали при 130°С в течение 3 часов. 881 г (20 моль) этиленоксида дозировали при 120°С в течение 24 часов. Смесь оставляли реагировать в течение еще 1 ч, охлаждали до 80°С и сбрасывали давление до 1,0 бар абсолютное. Азот барботировали через раствор в течение 15 минут. После переносили при 80°С в атмосфере N2. Анализ (масс-спектр, GPC, 1H ЯМР в CDCl3, 1H ЯМР в MeOD) подтвердил средний состав СН2=СН-CH2O - 1.6 РО - 10 ЕО - Н.A 2 L pressure autoclave with an anchor stirrer was initially charged with 116 g (2.0 mol) of allyl alcohol and the stirrer was turned on. Thereafter, 2.37 g of potassium tert-butoxide (0.021 mol KOtBu) was added. The vessel was purged three times with N 2 . After that, the vessel was checked for leaks, the pressure was brought to 0.5 bar (1.5 bar, absolute) and the vessel was heated to 120°C. At 150 rpm, 186 g (3.2 mol) of propylene oxide were dosed at 120° C. for 3 hours. The mixture was stirred at 130°C for 3 hours. 881 g (20 mol) of ethylene oxide were dosed at 120° C. for 24 hours. The mixture was allowed to react for another 1 hour, cooled to 80° C. and depressurized to 1.0 bar absolute. Nitrogen was bubbled through the solution for 15 minutes. After transferred at 80°C in an atmosphere of N 2 . Analysis (mass spectrum, GPC, 1H NMR in CDCl 3 , 1H NMR in MeOD) confirmed the average composition of CH 2 =CH-CH 2 O - 1.6 PO - 10 EO - H.

В тарелочный реактор объемом 250 мл с трехуровневой лопастной мешалкой загружали 130 г (0,22 моль, 1,0 экв.) СН2=СН-CH2O 1.6 РО-10 ЕО-Н и 35,3 г (0,297 моль, 1,35 экв.) натриевой соли хлоруксусной кислоты (чистота 98%), и смесь перемешивали при 45°С в течение 15 минут при 400 оборотах в минуту при стандартном давлении. Вводили 2,0 г (0,05 моль, 0,227 экв.) микродраже NaOH (диаметр 0,5-1,5 мм) и в течение 30 мин создавали вакуум 100 мбар. После этого шесть раз проводили следующую процедуру: вводили 1,645 г (0,0411 моль, 0,187 экв.) микродраже NaOH (диаметр 0,5-1,5 мм), для удаления воды реакции применяли вакуум 100 мбар, смесь перемешивали в течение 50 мин и затем вакуум нарушали с помощью N2. Всего было добавлено 11,88 г (0,297 моль, 1,35 экв.) микродраже NaOH. В течение первого часа этого периода скорость вращения была увеличена примерно до 1000 оборотов в минуту. После этого смесь перемешивали при 45°С и при 100 мбар в течение еще 10 часов. Вакуум нарушали с помощью N2, и эксперимент завершали (выход >95%).130 g (0.22 mol, 1.0 eq.) CH2=CH-CH2O 1.6 PO-10 EO-H and 35.3 g (0.297 mol, 1.35 eq.) of sodium salt of chloroacetic acid (purity 98%), and the mixture was stirred at 45°C for 15 minutes at 400 rpm at standard pressure. 2.0 g (0.05 mol, 0.227 eq.) of NaOH micropellets (diameter 0.5-1.5 mm) were introduced and a vacuum of 100 mbar was created for 30 min. After that, the following procedure was carried out six times: 1.645 g (0.0411 mol, 0.187 eq.) of NaOH micropellets (diameter 0.5-1.5 mm) were introduced, a vacuum of 100 mbar was used to remove reaction water, the mixture was stirred for 50 min and then the vacuum was broken with N2. A total of 11.88 g (0.297 mol, 1.35 eq.) of NaOH micropellets was added. During the first hour of this period, the rotation speed was increased to about 1000 rpm. The mixture was then stirred at 45° C. and at 100 mbar for another 10 hours. The vacuum was broken with N2, and the experiment was terminated (>95% yield).

Жидкость, которая является белой / желтоватой и вязкой при 20°С, была получена. Значение рН (5% в воде) составляло 8. Молярная доля натриевой соли хлоруксусной кислоты составляет около 6 мол. %. Молярная доля натриевой соли гликолевой кислоты составляет около 7 мол. %. Уровень карбоксиметилирования составляет 80% по данным 1Н ЯМР (1НЯМР с добавлением сдвигающего реагента трихлорацетилизоцианата). Содержание поверхностно-активного вещества составляет 83 мас. процентов.A liquid that is white/yellowish and viscous at 20°C was obtained. The pH value (5% in water) was 8. The molar fraction of the sodium salt of chloroacetic acid is about 6 mol. %. The mole fraction of the sodium salt of glycolic acid is about 7 mol. %. The level of carboxymethylation is 80% according to 1 H NMR ( 1 HNMR with the addition of a shift reagent trichloroacetyl isocyanate). The content of the surfactant is 83 wt. percent.

1 b) С16С18-7 РО-10 ЕО-CH2CO2Na1 b) C16C18-7 PO-10 EO-CH 2 CO 2 Na

Соответствует анионному поверхностно-активному веществу (А) общей формулы (I) R1-O-(CH2C(R2)HO)a-(CH2C(CH3)HO)b-(CH2CH2O)c-R3-Y- М+ с R116Н3318Н37, а=0, b=7, с=10, R3=СН2, Y=CO2 и М=Na.Corresponds to the anionic surfactant (A) of general formula (I) R 1 -O-(CH 2 C(R 2 )HO) a -(CH 2 C(CH 3 )HO) b -(CH 2 CH 2 O) c -R 3 -Y - M + c R 1 \u003d C 16 H 33 /C 18 H 37 , a \u003d 0, b \u003d 7, c \u003d 10, R 3 \u003d CH 2 , Y \u003d CO 2 and M \u003d Na.

В автоклав под давлением объемом 2 л с якорной мешалкой первоначально загрузили 304 г (1.19 моль) С16С18 спирта, и мешалку включили. После этого добавляли 4.13 г 50%-ого водного раствора KOH (0.037 моль KOH, 2.07 г KOH), создавали вакуум 25 мбар, и смесь нагревали до 100°С и поддерживали в течение 120 мин, чтобы отогнать воду. Сосуд продували три раза N2. После этого сосуд проверяли на герметичность, давление доводили до 1,0 бар (2,0 бар, абсолютное), сосуд нагревали до 130°С, и затем давление доводили до 2.0 бар, абсолютного. При 150 оборотах в минуту дозировали 482 г (8,31 моль) пропиленоксида при 130°С в течение 6 часов; pmax составляло 6.0 бар, абсолютное. Смесь перемешивали при 130°С в течение 10 часов; pmax составляло 5.0 бар, абсолютное. Смесь оставляли реагировать в течение 1 ч до тех пор, пока давление не становилось постоянным, охлаждали до 100°С, и давление сбрасывали до 1,0 бар, абсолютное. Вакуум составлял <10 мбар, и остаточный оксид удаляли в течение 2 часов. Вакуум нарушали с помощью N2, и продукт переносили при 80°С в атмосфере N2. Анализ (масс-спектр, GPC, 1Н ЯМР в CDCl3, 1H ЯМР в MeOD) подтвердил средний состав С16С18-7РО-10ЕО-Н.An autoclave under pressure with a volume of 2 l with an anchor stirrer was initially loaded with 304 g (1.19 mol) of C16C18 alcohol, and the stirrer was turned on. After that, 4.13 g of a 50% KOH aqueous solution (0.037 mol KOH, 2.07 g KOH) was added, a vacuum of 25 mbar was created, and the mixture was heated to 100°C and maintained for 120 min to drive off water. The vessel was purged three times with N 2 . Thereafter, the vessel was checked for leaks, the pressure was adjusted to 1.0 bar (2.0 bar absolute), the vessel was heated to 130° C., and then the pressure was adjusted to 2.0 bar absolute. At 150 rpm, 482 g (8.31 mol) of propylene oxide were dosed at 130° C. for 6 hours; p max was 6.0 bar absolute. The mixture was stirred at 130°C for 10 hours; p max was 5.0 bar absolute. The mixture was allowed to react for 1 hour until the pressure became constant, cooled to 100° C. and depressurized to 1.0 bar absolute. The vacuum was <10 mbar and the residual oxide was removed within 2 hours. The vacuum was broken with N 2 and the product was transferred at 80° C. under N 2 atmosphere. Analysis (mass spectrum, GPC, 1H NMR in CDCl 3 , 1H NMR in MeOD) confirmed the average composition of C16C18-7PO-10EO-H.

В тарелочный реактор объемом 250 мл с трехуровневой лопастной мешалкой загружали 165.3 г (0,150 моль, 1,0 экв.) С16С18 - 7 РО - 10 ЕО - Н, содержащего 0.005 моль С16С18 - 7 РО - 10 ЕО - K и 24.1 г (0.203 моль, 1.35 экв) натриевой соли хлоруксусной кислоты (98% чистота), и смесь перемешивали при 45°С при 400 оборотах в минуту при стандартном давлении в течение 15 мин. После этого следующую методику проводил восемь раз: 1.02 г (0.0253 моль, 0.1688 экв) микродраже NaOH (диаметр 0.5 - 1.5 мм) вводили, применяли вакуум 30 мбар для удаления воды реакции, смесь перемешивали в течение 50 мин, и затем вакуум нарушали с помощью N2. Всего было добавлено 8.1 г (0.203 моль, 1.35 экв.) микродраже NaOH за период около 6,5 ч. В течение первого часа этого периода скорость вращения была увеличена примерно до 1000 оборотов в минуту. После этого смесь перемешивали при 45°С и при 30 мбар в течение еще 3 часов. Вакуум нарушали с помощью N2, и эксперимент завершали (выход >95%).165.3 g (0.150 mol, 1.0 eq.) C16C18 - 7 RO - 10 EO - H containing 0.005 mol mol, 1.35 eq) of sodium salt of chloroacetic acid (98% purity), and the mixture was stirred at 45°C at 400 rpm at standard pressure for 15 min. After that, the following procedure was carried out eight times: 1.02 g (0.0253 mol, 0.1688 equiv) of NaOH micropellets (diameter 0.5 - 1.5 mm) was introduced, a vacuum of 30 mbar was applied to remove reaction water, the mixture was stirred for 50 min, and then the vacuum was broken with N2 . A total of 8.1 g (0.203 mol, 1.35 eq.) of NaOH micropellets was added over a period of about 6.5 hours. During the first hour of this period, the rotation speed was increased to about 1000 rpm. The mixture was then stirred at 45° C. and at 30 mbar for a further 3 hours. The vacuum was broken with N 2 and the experiment was terminated (>95% yield).

Жидкость, которая является белой/желтоватой и вязкой при 20°С, была получена. Значение рН (5% в воде) составляло 7,5. Содержание воды составляло 1,5%.A liquid that is white/yellowish and viscous at 20° C. was obtained. The pH value (5% in water) was 7.5. The water content was 1.5%.

Молярная доля натриевой соли хлоруксусной кислоты составляет около 2 мол. %. Содержание NaCl составляет около 6.0 мас. %. ОН число реакционной смеси сосотавляет 8.0 мг KOH/г. Молярная доля натриевой соли гликолевой кислоты составляет около 3 мол. %. Уровень карбоксиметилирования составляет 85%. 99 г бутилдиэтиленгликоля и 99 г воды добавляли. Содержание поверхностно-активного веществасоставляет 45 мас. процентов.The molar fraction of the sodium salt of chloroacetic acid is about 2 mol. %. The content of NaCl is about 6.0 wt. %. The OH number of the reaction mixture is 8.0 mg KOH/g. The molar fraction of the sodium salt of glycolic acid is about 3 mol. %. The level of carboxymethylation is 85%. 99 g of butyldiethylene glycol and 99 g of water were added. The content of surfactant is 45 wt. percent.

Испытания на применение:Application tests:

Определение растворимостиDetermination of solubility

Поверхностно-активные вещества смешивали (пример 3) и перемешивали с соответствующей солевой композицией при соответствующей концентрации для исследования в соленой воде при 20-30°С в течение 30 мин (альтернативно, поверхностно-активное вещество растворяли в воде, значение рН доводили, если требуется, до диапазона от 6,5 до 8 путем добавления водной соляной кислоты, и соответствующие количества соответствующей соли растворяли при 20°С). За этим следовало пошаговое нагревание до тех пор, пока не наступило помутнение или разделение фаз. За этим последовало осторожное охлаждение, и была отмечена точка, в которой раствор стал прозрачным или снова слегка рассеивающим. Это было записано как точка помутнения.Surfactants were mixed (Example 3) and mixed with the appropriate salt composition at the appropriate concentration for testing in salt water at 20-30°C for 30 min (alternatively, the surfactant was dissolved in water, the pH was adjusted if required , up to a range of 6.5 to 8 by adding aqueous hydrochloric acid, and appropriate amounts of the corresponding salt were dissolved at 20°C). This was followed by incremental heating until cloudiness or phase separation occurred. This was followed by gentle cooling, and the point was noted at which the solution became clear or again slightly diffuse. This was recorded as cloud point.

При определенных фиксированных температурах отмечалось проявление раствора поверхностно-активного вещества в соленой воде. Прозрачные растворы или растворы, которые слегка рассеиваются и снова становятся немного светлее в результате легкого сдвига (но со временем не становятся кремообразными), считаются приемлемыми. Указанные слегка рассеивающие растворы поверхностно-активных веществ фильтруют через фильтр с размером пор 2 мкм. Разделение вообще не наблюдалось.At certain fixed temperatures, the appearance of a solution of surfactant in salt water has been noted. Clear solutions or solutions that disperse slightly and become slightly lighter again with slight shearing (but do not become creamy over time) are considered acceptable. These slightly scattering surfactant solutions are filtered through a filter with a pore size of 2 μm. Separation was not observed at all.

Указанные количества поверхностно-активного вещества указаны как мас. проценты активного вещества (с поправкой на 100%-ное содержание поверхностно-активного вещества).The indicated amounts of surfactant are indicated as wt. percentages of active substance (adjusted for 100% surfactant content).

Определение поверхностного натяжения на границе раздела фазDetermination of surface tension at the interface

Поверхностные натяжения на границе раздела фаз сырой нефти относительно солевой воды в присутствии раствора поверхностно-активных веществ при температуре были определены методом вращающейся капли с использованием SVT20 от DataPhysics. Для этого каплю нефти впрыскивали в капилляр, заполненный солевым раствором поверхностно-активного вещества при температуре, и наблюдали расширение капли со скоростью около 4500 оборотов в минуту, и отмечали изменение поверхностного натяжения на границе раздела фаз со временем. Поверхностное натяжение на границе раздела фаз IFT (или s ll) вычисляли в данном случае - как описано Hans-Dieter Dorfler in "

Figure 00000022
und kolloid-disperse Systeme" [Interfaces and Colloidally Disperse Systems], Springer Verlag Berlin Heidelberg 2002 - по следующей формуле издиаметра цилиндра dz, скорости w, и дифференциальной плотностиThe interfacial tensions of crude oil versus salt water in the presence of a surfactant solution at temperature were determined by the spinning drop method using the SVT20 from DataPhysics. For this, a drop of oil was injected into a capillary filled with a saline solution of a surfactant at a temperature, and the expansion of the drop was observed at a speed of about 4500 rpm, and the change in surface tension at the interface with time was noted. The interfacial tension IFT (or s ll ) was calculated in this case - as described by Hans-Dieter Dorfler in "
Figure 00000022
und kolloid-disperse Systeme" [Interfaces and Colloidally Disperse Systems], Springer Verlag Berlin Heidelberg 2002 - according to the following formula from cylinder diameter d z , velocity w, and differential density

Figure 00000023
Figure 00000023

Указанные количества поверхностно-активного вещества указаны как мас. проценты активного вещества (с поправкой на 100%-ное содержание поверхностно-активного вещества).The indicated amounts of surfactant are indicated as wt. percentages of active substance (adjusted for 100% surfactant content).

Плотность в градусах API (плотность Американского нефтяного института) представляет собой условную единицу плотности, обычно используемую в США для сырой нефти. Она используется во всем мире для характеристики и в качестве стандарта качества сырой нефти. Плотность в градусах API рассчитывают из относительной плотности prel сырой нефти при температуре 60° F (15,56°С) на основе воды, используяAPI Gravity (American Petroleum Institute Gravity) is a standard unit of gravity commonly used in the US for crude oil. It is used throughout the world to characterize and as a quality standard for crude oil. API gravity is calculated from the relative density p rel of crude oil at 60° F (15.56° C) based on water using

Плотность в градусах API=(141.5 / prel) - 131.5.Density in degrees API=(141.5 / p rel ) - 131.5.

Экспериментальные результаты растворимости и поверхностного натяжения на границе раздела фаз через от 0.75 до 7.5 ч показаны в Таблице 1.Experimental results of solubility and interfacial tension after 0.75 to 7.5 hours are shown in Table 1.

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Как можно увидеть из сравнительного примера С1 в таблице 1, анионное поверхностно-активное вещество (А) дает желаемые поверхностные натяжения на границе раздела фаз <0,1 мН / м при 50°С при заданной высокой минерализации. Однако, если температура увеличивается до 85°С (сравнительный пример С2) при той же солености, анионное поверхностно-активное вещество (А) становится нерастворимым и уже невозможно достичь низких поверхностных натяжений на границах раздела фаз. Удивительно, но небольшое добавление усилителя растворимости (В) к анионному поверхностно-активному веществу (А) при 85°С и заданной высокой минерализации позволяет достичь как растворимости поверхностно-активных веществ, так и желаемых поверхностных натяжений на границы раздела фаз <0,1 мН/м (пример согласно изобретению 3). Небольшое добавление отражается в соотношении усилителя растворимости (В) к анионному поверхностно-активному веществу (А), равном 13:87 в расчете на массу или 15:85 в молярном выражении.As can be seen from Comparative Example C1 in Table 1, the anionic surfactant (A) gives the desired interfacial tensions of <0.1 mN/m at 50°C for a given high salinity. However, if the temperature is increased to 85° C. (comparative example C2) at the same salinity, the anionic surfactant (A) becomes insoluble and it is no longer possible to achieve low interfacial tensions. Surprisingly, a small addition of a solubility enhancer (B) to an anionic surfactant (A) at 85°C and a given high salinity achieves both surfactant solubility and desired interfacial tensions of <0.1 mN /m (example according to the invention 3). The slight addition is reflected in a ratio of solubility enhancer (B) to anionic surfactant (A) of 13:87 by weight or 15:85 by mole.

Claims (53)

1. Способ добычи сырой нефти из подземных нефтеносных пластов, включающий по меньшей мере следующие стадии:1. A method for extracting crude oil from underground oil reservoirs, including at least the following steps: (1) обеспечения водной композиции поверхностно-активных веществ, содержащей воду и смесь поверхностно-активных веществ,(1) providing an aqueous surfactant composition comprising water and a mixture of surfactants, (2) нагнетания указанной композиции поверхностно-активных веществ в подземный нефтеносный пласт через по меньшей мере одну нагнетательную скважину, таким образом уменьшая натяжение на поверхности раздела сырая нефть - вода до менее 0,1 мН/м, и(2) injecting said surfactant composition into the subterranean oil formation through at least one injection well, thereby reducing the tension at the crude oil-water interface to less than 0.1 mN/m, and (3) извлечения сырой нефти из пласта через по меньшей мере одну добывающую скважину,(3) extracting crude oil from the reservoir through at least one production well, где смесь поверхностно-активных веществ содержит по меньшей мереwhere the mixture of surfactants contains at least (A) поверхностно-активное вещество (А), имеющее общую формулу(A) a surfactant (A) having the general formula
Figure 00000026
Figure 00000026
иand (B) усилитель растворимости (В), имеющий общую формулу(B) a solubility enhancer (B) having the general formula
Figure 00000027
Figure 00000027
где R1 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 8 до 36 атомов углерода,where R 1 is a hydrocarbon fragment having from 8 to 36 carbon atoms, R2 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 2 до 16 атомов углерода,R 2 is a hydrocarbon fragment having from 2 to 16 carbon atoms, R3 выбирают из группы:R 3 is selected from the group: простой связи,simple connection, алкиленовой группы -(СН2)o-, где о представляет собой от 1 до 3,alkylene group -(CH 2 ) o -, where o represents from 1 to 3, группы -СН2-СН(ОН)-СН2-,groups -CH 2 -CH (OH) -CH 2 -, R4 представляет собой аллильную группу Н2С=СН-СН2-,R 4 is an allyl group H 2 C=CH-CH 2 -, Y- представляет собой анионную группу, выбранную из -СОО- или -SO3 -,Y - is an anionic group selected from -COO - or -SO 3 - , М+ представляет собой по меньшей мере катион, выбранный из группы: H+, ионов щелочных металлов, NH4 + и органических аммониевых ионов,M + is at least a cation selected from the group: H + , alkali metal ions, NH 4 + and organic ammonium ions, а представляет собой число от 0 до 69,a is a number from 0 to 69, b представляет собой число от 3 до 70,b is a number from 3 to 70, с представляет собой число от 0 до 50,c is a number from 0 to 50, х представляет собой число от 1 до 69,x is a number from 1 to 69, у представляет собой число от 0 до 50,y is a number from 0 to 50, и гдеand where R3, Y- и М+ в (А) и (В) являются идентичными,R 3 , Y - and M + in (A) and (B) are identical, х<b,x<b, у=с иy=s and молярное отношение поверхностно-активного вещества (А)/усилителя растворимости (В) представляет собой от 98:2 до 60:40.the molar ratio of surfactant (A)/solubility enhancer (B) is 98:2 to 60:40. 2. Способ по п. 1, где b представляет собой число от 5 до 60.2. The method according to claim 1, where b is a number from 5 to 60. 3. Способ по п. 1 или 2, где х представляет собой число от 1 до 44.3. The method according to claim 1 or 2, where x is a number from 1 to 44. 4. Способ по п. 1 или 2, где с представляет собой число от 1 до 50 и у представляет собой число от 1 до 50.4. The method according to claim 1 or 2, where c is a number from 1 to 50 and y is a number from 1 to 50. 5. Способ по п. 1 или 2, где а представляет собой 0.5. The method according to claim 1 or 2, where a is 0. 6. Способ по п. 1 или 2, где сумма b и с представляет собой от 5 до 75.6. The method according to claim 1 or 2, where the sum of b and c is from 5 to 75. 7. Способ по п. 1 или 2, где R1 представляет собой углеводородный фрагмент, имеющий от 12 до 32 атомов углерода.7. The method according to p. 1 or 2, where R 1 represents a hydrocarbon fragment having from 12 to 32 carbon atoms. 8. Способ по п. 1 или 2, где Y- представляет собой -СОО- группу и R3 представляет собой -(СН2)o-, где о представляет собой от 1 до 3, предпочтительно 1.8. The method according to claim 1 or 2, where Y - represents a -COO - group and R 3 represents -(CH 2 ) o -, where o represents from 1 to 3, preferably 1. 9. Способ по п. 1 или 2, где Y- представляет собой -SO3 - группу, и R3 выбирают из -(СН2)o-, где о представляет собой 2 или 3, и -СН2-СН(ОН)-СН2-.9. The method according to claim 1 or 2, where Y - represents a -SO 3 - group, and R 3 is selected from -(CH 2 ) o -, where o represents 2 or 3, and -CH 2 -CH (OH )-CH 2 -. 10. Способ по п. 1 или 2, где Y- представляет собой -SO3 - группу и R3 представляет собой простую связь.10. The method according to p. 1 or 2, where Y - represents a -SO 3 - group and R 3 represents a single bond. 11. Способ по п. 1 или 2, где молярное отношение поверхностно-активного вещества (А)/усилителя растворимости (В) составляет от 95:5 до 65:35.11. The method according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio of surfactant (A)/solubility enhancer (B) is from 95:5 to 65:35. 12. Способ по п. 1 или 2, где водная композиция поверхностно-активных веществ дополнительно содержит соли.12. The method of claim 1 or 2, wherein the aqueous surfactant composition further comprises salts. 13. Способ по п. 1 или 2, где способом является заводнение микроэмульсией типа III по классификации Винзора.13. The method of claim 1 or 2, wherein the method is Winsor type III microemulsion flooding. 14. Водная композиция поверхностно-активных веществ, как определено в п. 1 или 2.14. Aqueous composition of surfactants, as defined in paragraph 1 or 2. 15. Способ получения композиции поверхностно-активных веществ по п. 14, где в формуле (I) и формуле (II) а=0, с>0, у>0, включающий по меньшей мере следующие стадии:15. A method for producing a composition of surfactants according to claim 14, where in formula (I) and formula (II) a=0, c>0, y>0, including at least the following stages: (а) алкоксилирования спирта R1OH пропиленоксидом, таким образом получая R1-O-(CH2CH(CH3)O)b-H с последующим алкоксилированием R1-O-(CH2CH(CH3)O)b-H этиленоксидом, таким образом получая R1-O-(CH2CH(CH3)O)b-(CH2CH2O)cH с последующим введением терминальных анионных групп -R3Y-M+ в R1-O-(CH2CH(CH3)O)b-(CH2CH2O)cH, таким образом получая поверхностно-активное вещество (А), имеющее общую формулу (I), причем а=0, с>0;(a) alkoxylation of the alcohol R 1 OH with propylene oxide, thus obtaining R 1 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) b -H followed by alkoxylation of R 1 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) b -H with ethylene oxide, thus obtaining R 1 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) b -(CH 2 CH 2 O) c H followed by the introduction of terminal anionic groups -R 3 Y - M + into R 1 - O-(CH 2 CH(CH 3 )O) b -(CH 2 CH 2 O) c H, thereby obtaining a surfactant (A) having the general formula (I), wherein a=0, c>0 ; (b) алкоксилирования спирта R4OH пропиленоксидом, таким образом получая R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-H с последующим алкоксилированием R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-H этиленоксидом, таким образом получая R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-(CH2CH2O)yH с последующим введением терминальных анионных групп -R3Y-M+ в R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-(CH2CH2O)yH, таким образом получая усилитель растворимости (В), имеющий общую формулу (II), причем у>0;(b) alkoxylation of the alcohol R 4 OH with propylene oxide, thereby obtaining R 4 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) x -H followed by alkoxylation of R 4 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) x -H with ethylene oxide, thus obtaining R 4 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) x -(CH 2 CH 2 O) y H followed by the introduction of terminal anionic groups -R 3 Y - M + into R 4 - O-(CH 2 CH(CH 3 )O) x -(CH 2 CH 2 O) y H, thus obtaining a solubility enhancer (B) having the general formula (II), wherein y>0; (c) смешивания (А) и (В); (c) mixing (A) and (B); где R1, R2, R3, R4, Y-, М+, b, с, х и у имеют значения, как определено в п. 14.where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y - , M + , b, c, x and y have the meanings as defined in paragraph 14. 16. Способ по п. 15, где на стадии (a) R1-O-(CH2CH(CH3)O)b-(CH2CH2O)cH и на стадии (b) R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-(CH2CH2O)yH реагируют с ω-галогенированной карбоновой кислотой R5-(CH2)o-COOH или ее солью, где R5 выбирают из F, Cl, Br или I, и о представляет собой от 1 до 3, предпочтительно 1, таким образом получая 16. The method according to p. 15, where in stage (a) R 1 -O- (CH 2 CH (CH 3 )O) b - (CH 2 CH 2 O) c H and in stage (b) R 4 -O -(CH 2 CH(CH 3 )O) x -(CH 2 CH 2 O) y H are reacted with an ω-halogenated carboxylic acid R 5 -(CH 2 ) o -COOH or a salt thereof, where R 5 is selected from F, Cl, Br or I, and o is from 1 to 3, preferably 1, thus obtaining поверхностно-активное вещество (А), имеющее общую формулу (I), причем а=0, с>0, a surfactant (A) having the general formula (I), wherein a=0, c>0, и усилитель растворимости (В), имеющий общую формулу (II), причем у>0,and a solubility enhancer (B) having the general formula (II), wherein y>0, и причем R3 представляет собой алкиленовую группу -(СН2)o-, где о представляет собой от 1 до 3, Y- представляет собой анионную группу -СОО-.and moreover, R 3 represents an alkylene group -(CH 2 ) o -, where o represents from 1 to 3, Y - represents an anionic group -COO - . 17. Применение усилителя растворимости (В) общей формулы 17. Use of the solubility enhancer (B) of the general formula R4-O-(CH2CH(CH3)O)x-(CH2CH2O)y-R3-Y-М+ (II), как определено в п. 1 или 2, для усиления растворимости анионного поверхностно-активного вещества (А) общей формулы (I) R1-O-(CH2CH(R2)O)a-(CH2CH(CH3)O)b-(CH2CH2O)c-R3-Y-М+, как определено в п. 1 или 2.R 4 -O-(CH 2 CH(CH 3 )O) x -(CH 2 CH 2 O) y -R 3 -Y - M + (II), as defined in paragraph 1 or 2, to enhance the solubility of the anionic surfactant (A) of general formula (I) R 1 -O-(CH 2 CH(R 2 )O) a -(CH 2 CH(CH 3 )O) b -(CH 2 CH 2 O) c - R 3 -Y - M + as defined in paragraph 1 or 2.
RU2020106774A 2017-07-14 2018-07-11 Solubility enhancers based on allyl alcohol for aqueous compositions of surfactants for enhancing oil extraction RU2772807C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17181458 2017-07-14
EP17181458.5 2017-07-14
PCT/EP2018/068745 WO2019011965A1 (en) 2017-07-14 2018-07-11 Solubility enhancers on basis of allyl alcohol for aqueous surfactant formulations for enhanced oil recovery

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020106774A RU2020106774A (en) 2021-08-16
RU2020106774A3 RU2020106774A3 (en) 2021-11-08
RU2772807C2 true RU2772807C2 (en) 2022-05-25

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2062868C1 (en) * 1992-12-09 1996-06-27 Вениамин Дмитриевич Куртов Process of production of high-viscous oil
US20110083847A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Basf Se Process for tertiary mineral oil production using surfactant mixtures
WO2011110502A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Basf Se Method for producing crude oil using surfactants based on c16c18-containing alkyl-propoxy surfactants
WO2015048139A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-02 Shell Oil Company Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
WO2015048131A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-02 Shell Oil Company Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
WO2016079121A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-26 Basf Se Method of mineral oil production

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2062868C1 (en) * 1992-12-09 1996-06-27 Вениамин Дмитриевич Куртов Process of production of high-viscous oil
US20110083847A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Basf Se Process for tertiary mineral oil production using surfactant mixtures
WO2011110502A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Basf Se Method for producing crude oil using surfactants based on c16c18-containing alkyl-propoxy surfactants
WO2015048139A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-02 Shell Oil Company Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
WO2015048131A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-02 Shell Oil Company Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
WO2016079121A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-26 Basf Se Method of mineral oil production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10961432B2 (en) Method of mineral oil production
CN111566183A (en) Method for extracting petroleum from underground oil reservoir with high temperature and salinity
WO2012143433A1 (en) Method and composition for enhanced hydrocarbon recovery
EP3652268B1 (en) Solubility enhancers on basis of allyl alcohol for aqueous surfactant formulations for enhanced oil recovery
US11390794B2 (en) Robust alkyl ether sulfate mixture for enhanced oil recovery
WO2015048131A1 (en) Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
RU2478777C1 (en) Viscoelastic composition with improved viscosity
US20190093002A1 (en) Hydrocarbon recovery composition and a method for use thereof
RU2772807C2 (en) Solubility enhancers based on allyl alcohol for aqueous compositions of surfactants for enhancing oil extraction
WO2019011966A1 (en) Solubility enhancers on basis of allyl alcohol for aqueous surfactant formulations for enhanced oil recovery
EP3000862A1 (en) Surfactant composition and use thereof in enhanced oil recovery
EA041016B1 (en) STABLE ALKYLETHIR SULFATE MIXTURE FOR INCREASED OIL RECOVERY
CN106590589A (en) Oil displacement method
US20220002614A1 (en) Method for extracting petroleum from underground deposits having high salinity
US20170327730A1 (en) Hydrocarbon recovery composition and a method for use thereof