SU1378788A3

SU1378788A3 - Мицелл рный раствор дл вытеснени нефти из пласта

Info

Publication number: SU1378788A3
Application number: SU833540604A
Authority: SU
Inventors: Морита Хироси; Кавада Ясуюки; Ямада Юнити; Укигаи Тосиюки
Original assignee: Лион Корпорейшн (Фирма)
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1983-01-27
Publication date: 1988-02-28
Also published as: JPS58131295A; JPH0157235B2; US4532053A; US4555351A

Abstract

Изобретение относитс к нефтедобывающей пром-ти и предназначено дл добычи нефти из пластов Цель изобретени - повьачение нефтеотдачи. Дл приготовлени раствора используют в качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) сульфонат олефина с внутренней ненасьщенной св зью, содержащий 10-30 атомов углерода, а в качестве вспомогательного ПАВ - спирты общей формулы ()H, где п - число от О до 4; R - С,-алкил или Cg- Cj-алкенил, когда п равно О, и Cj-Cj-алкил или Cj-C,g-алкилфенил, когда п равно 1 - 4. Раствор содержит cлeдyюв ee соотношение компонентов, масо%: углеводород 4-70, сульфонат олефина с внутренней ненасьщенной св зью 3-30j вспомогательное ПАВ 0,1- 20J вода 15-92. Использование сульфо- ната оле4жна в растворе повышает его стойкость к жесткой воде. Раствор готов т путем первоначального смешени ПАВ с водой, затем добавл ют ПАВ соагента и углеводорода и смесь тп;а- тельно перемешивают. 6 абл. (О О) с

Description

00

СХ)

00

см

Изобретение относитс к нефтедобывающей промьшшенности, в частности к способам добычи нефти из пластов путем закачки в пласт мицелл рно- го раствора о

Цель изобретени - повышение нефтеотдачи .

В соответствии с изобретением предлагаетс мицелл рный блок, пред- назначенный дл извлечени нефти и состо щий из углеводорода, водной среды, поверхностно-активного соа- гента и поверхностно-активного агента , причем поверхностно-активный агент содержит в качестве необходимого компонента олефиновый сульфо- нат с внутренней ненасьщ1енной св зью содержащий от 10 до 30 атомов углерода о

Разработан также способ получени нефти из нефтесодержащих подземных резервуаров, в которые введены буровые скважины. Способ включает в себ стадии инжектировани через буровую скважину мицелл рного блока, состо щего практически из углеводорода, водной среды, поверхностно-активного агента и поверхностно-активного со- агента, причем указанный поверхност- но-активный агент содержит в качеств необходимого компонента внутренний (внутримолекул рный) олефиновьш суль фонат, содержащий от 10 до 30 атомов углеродаi инжектировани в подземный резервуар по меньшей мере одной движущейс жидкости, а также извлечение нефт1-г из подземного резервуара через выводные бзфовые скважины

Желательно использовать дл изв- лечени нефти такие мицелл рные блоки , которые представл ют собой прозрачные микроэмульсии, содержащие примерно , вес,%; углеводород 4-90j водна среда примерно 4-92J поверх- ностно-активный агент примерно 3-30, содержащий в свою очередь в качестве необходимого компонента внутренний олефийовый сульфонат, имеющий 10 - 30 атомов углерода, и поверхностно- ктивный соагент примерно 0,1-20,

Водной средой, котора может быть использована дл приготовлени предлагаемого мицелл рного блока, вл етс м гка вода и вода, содержаща неорганические соли в рассоле (например, дождева , речна , озерна , подземна aoAaj вода, наход

5 0

5 0 ,

о

0

5

ща с р дом с месторождением нефти, и морска вода),

В тех случа х, когда альфа-олефи- новый сульфонат, внутренние олефино- вые сульфонаты, имеюпдие хоро.шую стойкость по отношению к жесткой воде, используютс в качестве необходимого компонента (поверхностно-активного вещества) в мицелл рных блоках, обеспечиваетс получение мицелл рных блоков , характеризуемых превосходной стойкостью к жесткой воде, пор дка 5000 млноДо ионов магни (тое, примерно 2,6 вес„% сульфата магни MgSO),, Предлагаемые мицелл рные блоки характеризуютс также исключительно высокой стойкостью к сол м щелочных металлов и могут содержать воду в которой содержание солей щелочных металлов может составл ть до 10 весо% включительно независимо от типа солей щелочных металлов, В тех случа х, когда адекватное поверхностно-активное вещество использует- с вместе с внутренним олефиновым сульфонатом, или в тех случа х, когда выбираетс определенный тип поверхностно-активного соагента, рассол , содержащий примерно до 15 вес,% включительно неорганических солей, может быть использован дл приготовлени мицелл рного блока Увеличение в мицелл рных блоках концентрации неорганических солей приводит к дальнейшему снижению межфазного нат жени между нефтью и водой.

Таким образом, вода (или рассол), пригодна дл получени предлагаемых мицелл рных блоков может содержать примерно от О до 15 весД, предпочтительно от 0,5 до 12 вес.%, более предпочтительно от 1 до 10 вес.% неорганических солей. Типичными примерами неорганических солей, содержащихс в воде (или в рассоле) вл ютс такие соли как NaCl, KGl, NagSO и Так, например , морска вода, содержаща примерно 3,5 вес.% различных неорганических солей, содержит примерно 1600 мпНоДоСв пересчете на ионы магни ) ионов двухвалентных металлов Эта концентраци солей находитс внутри предпочтительного диапазона концентраций о

Внутренние олефиновые сульфонаты, пригодные дл использовага1 в качестве необходимого поверхностно-активного вещества, представл ют собой соединени , полученные путем сульфони- ровани внутренних олефинов, содержащих в качестве основного компонента моноолефин виниленового типа,.характеризуемый следующей общей формулой:

R-CH C-H-R ,

где R и R - независимо друг от друга линейные или разветвленные насьго1е ные углеводородные радикалы, имеющие 1 или несколько атомов углерода, при условии, что общее количество атомов углерода дл R и R должно находитьс в диапазоне от 8 до 28, предпочтительно от 10 до 24, и содержащих около 33 вес.% (примерно 1/3 от ко- личества олефинов) или менее моно- олефиНов трехзамещенного типа„ Производ т нейтрализацию сульфонированных продуктов с noMODtbm пригодных оснований и при необходимости гидролиза- цию нейтрализованных продуктов. Полученные таким образом внутренние оле- финовые сульфонаты обычно содержат примерно 20 - 60 вес.% алкинилсульфо- натов, имеюп{их двойные св зи, примерно 40-80 весо% оксиалкансульфонатов, а также примерно 80 весо% и более моносульфонатов и примерно 20 вес.% и менее дисульфонатов. Однако внутренние олефиновые сульфонаты, имеющие составы, отличающиес от указанных составов и соотношений, могут быть получены путем соответствующего подбора условий сульфонировани и условий гидролиза Увеличение количества атомов углерода оказывает вли ние (существует тенденци ) на увеличение соотношени состава ал- килсульфоната, а увеличение мольного соотношени между сульфонирующи агентом и внутренним олефйном во врем проведени реакции сульфонировани приводит к увеличению соотношени состава дисульфоната

Внутренний олефиновый сульфонат с ,относительно высокой липофильностью или внутренний олефиновьй сульфонат с относительно высокой гидрофйль- ностью могут быть использованы в предлагаемых мицелл рных блоках в зависимости от свойств нефт ных горизонтов и подземных резервуаров, используемой при этом воды (или рассола ) и поверхностно-активных соаген

10

- 15 20 25 зо

35

40

50

5

тов. Внутренние олефиновые сульфонл- ты должны содержать 12-26 атомов углерода, еще лучше, если 50 вг,с.% и более будут представл ть 006011 внутренние олефиновые сульфонап,, содержащие 14-22 атома углерода,

Внутрешше олефиновые сульфона1Ъ1 могут представл ть собой соли щелочных металлов, соли щелочно-земельных металлов, аммониевые соли, их органические аминовые соли Счетш.- ми катионами (учитываемыми) вл ютс катионы натри , кали , магни , кальци , аммони и алканоллммони , Натриевые соли вл ютс легкодоступными и имеют низкую стоимость,,

Примерами внутренних олефиновых сульфонатов, пригодных дл приготовлени мицелл рных блоков, вл ютс внутренние олефиновые сульфонаты, содержап№1е 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 12-16, 14-16, 14-18, 14-20, 15-18, 15-20, 16-18, 16-20, 18-20, 18-24, 20-24, 25-28, 20-30 атомов углерода Эти сульфонаты могут быть использованы в чистом виде или в виде смесей о

Мицелл рные блоки содержат примерно 3-30 вес,% поверхностно-активного вер1ества4 Однако желательно, чтобы эти мицелл рные блоки содержали примерно 5-25 весо% поверхностно-активного вещества, принима во внимание низкие межфазные нат жени и умеренную стоимость. Количес - во высших внутренних олефиновых сульфонатов, содержаш 5Х 10-30 атомов углерода, должно,по меньшей мере, составл ть 50 веСо% и более, желательно 60 вес.% или более по отношению к общему количеству поверхностно-активных веществ, содержащихс в мицелл рных блоках„

Углеводородами, используемыми в качестве нефт ных компонентов в мицелл рных блоках, вл ютс , например нефть, сжиженный нефт ной газ, неочищенный газолин (нафта, т желый бензин, лигроин), керосин, дизельное топливо и нефт ное топливо. Предпочтительно использовать извлеченную нефть вследствие ее низкой стоимости и доступности, поскольку ее состав аналогичен составу нефти, содержащей с в подземных резервуарах. Мицелл р ные блоки могут содержать примерно 4 - 90 вес,% углеводорода о, Желательна концентраци углеводородов должна находитьс в диапазоне примерно 5 - 40 вес.%, тем самым достигаетс получение эмульсии типа масла в воде, так как применение больших количеств углеводородов вл етс неэкономичным.

Поверхностно-активные соагенты, примен емые дл получени мицелл р- ных блоков,- вл ютс необходимыми компонентами дл получени микроэмуль сии, св занными с поверхностно-активными веществами Поверхностно-активные соагенты, пригодные дл использовани в соответствии с изобретением ,, вл ютс такими соединени ми, которые имеют спиртовую гидроксиль- ную группу. Необходимыми поверхностно-активными агентами вл ютс спирты , характеризуемые следующей общей формулой:

R OCCHgCH O) Н,

где п - число от О до примерно 4; R - алкил- или алкенил группа,

содержаща 2-8 атомов углерода, когда и равно О, и апкил-, алкенил- или алкилфенилгруппа, содержаща 6 - 18 атомов углерода, когда п не равно О о Алифатические группы R могут в- л тьс как линейными, так и разветвленными группами.

Примерами таких спиртов вл ютс этанол, пропанолы, бутанолы, пентано лы, гексанолы, 2-зтилгексанол или

другие октанолы, полиоксиэтиленгек- силовые простые эфиры (п 1), поли- оксиэтилендециловые простые эфиры (п 2), полиоксиэтилентридециловые простые эфиры (п 4), полиоксиэти- лен бутилфениловые простые эфиры (и. 2), полиоксиэтиленнонилфенило- вые простые эфиры (ii 3) и полиокси -этилендодецилфениловые простые эфиры (п 4) с,

Предлагаемые мицелл рные блоки могут содержать пр.имерно 0,1-20 вес.% поверхностно-активных соаген- тов. Однако требуема концентраци поверхностно-активных соагентов на- ходитс в диапазоне примерно 1 - 10 вес,% с точки зрени устойчивости микроэмульсий и уменьщающейс . способности межфазного нат жени между нефтью и водой.

Мицелл рные блоки содержат внутренние олефиновые сульфонаты в качестве необходимых или основных комс

0 5 0

5

О

,

дО 45

п

55

понентов поверхностно-активных веществ . Однако другие вспомогательные поверхностно-активные вещества могут также быть включены вместе с внутренними олефиновыми сульфонатами, принима в рассмотрение требуемое межфазное нат жение между нефтью и водой , требуемую в зкость, адсорбционную способность поверхностно-активных веществ к остальным породам, об- разуюпщм подземные резервуары, а также стоимость и доступность поверхностно-активных веществ.

Примерами таких вспомогательных поверхностно-активных веществ вл ютс анионные поверхностно-активные вещества и неионогенные поверхностно- активные вещества, такие как сульфонаты нефти (нефт ные сульфонаты), алкилбензолсульфонаты, сульфаты поли- оксиэтиленалкилового простого эфира, диалкилсульфосукцинаты, альфа-олефин- сульфонаты, парафиновые сульфонаты, низщие внутренние олефиновые сульфонаты , мыла, .-высшие спиртовые эток- силаты, алкилфенолэтоксилаты, поли- оль-сложные эфиры кислот жирного р да , алкилоль-амиды кислот жирного р да и полиоксиэтиленамиды кислот жирного р да.

В зкость, мицелл рных блоков . вл етс более низкой, чем в зкость мицелл рных блоков, приготовленных с использованием альфа-олефинсульфона- та,, В тех случа х, когда необходим мицелл рный блок, имеющий высокую в зкость, то пригодный сгуп1ающий агент, такой как, например, раство- pHMbrti в воде полимер, может быть добавлен к мицелл рному блоку. В качестве примеров сгущающих агентов, пригодных дл использовани при получении мицелл рных блоков, можно указать гетерополисахариды, полученные из микроорганизмов; конденсаты нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида , полиакриламиды, полиакри- латы, оксиэтилцеллюлозы и карбокси- метилцеллюлозы

Мицелл рные блоки могут быть приготовлены с помощью известных методов . Так, например углеводороды, поверхностно-активные вещества, водна среда и поверхностно-активные соагенты могут быть перемешаны с помощью любого способа смешени с использованием обычнь:х смесительных

71

устройств, температур смешени и дав лений смешени .

Пример 1. Готов т композиции мицелл рных блоков, содержащие анионные поверхностно-активные вещества , поверхностно-активные соагенты, углеводороды и водную среду.

-Используемые анионные поверхностно-активные вещества:

натрий С. внутренний олефи- новый сульфонат (lOS-Na);

натрий Cj Cj4 внутренний олефиновый сульфонат (lOS-Na);

натрий апьфа-олефиновый сульфонат (AOS-Na);

натрий альфа-олефиновый сульфонат (AOS-Na) или нефт ной суль фонат TRS-10, производимьй фирмой Witco Chemical Corp о

Состав

Анионное ПАВ (поверхностно-активное вещество )

С,4-С,8 lOS-Na

Cjo-C,4lOS-Na

С,4-С,8 AOS-Na Cjo-C,4 AOS-Na Нефт ной сульфонат оагент ПАВ

Амиловый спирт ,4

Изопрогошовый спирт.

глеводород

Керосин8

Нефт ное топливо ода

морска 72

м гка Свойства

Визуальна прозрачность о

16 16 16

1Д

8 8 8 24 24

72 72 56 56 72

X X

3787888

Используемыми при этом поверхностно-активными соагентами вл лись амиловый спирт или изопропиловый спирт. Углеводородами, которые использовались при этом, вл лись керосин или нефт ное топливо (ASTM № 2 нефт ное топливо). Водна среда представл ла собой морскую воду, характеризуемую 10 содержанием соли примерно 3,5% и концентрацией ионов щелочно-земель- ных металлов 1600 мпн.д,,или м гкую воду о

Мицелл рные блоки вначале были при- |5 готойЯены путем смешени поверхностно-активного вещества и водной среды , а затем путем добавлени поверхностно-активного соагента и углеводорода к смеси при их перемешивании, 20Составы и свойства мицелл рных блоков , приготовленных таким образом, приведены в табл„Г,

Таблица 1

JA

10,5

1Д

,10,5

10,5

4,5 4,5 4,5 4,5

25,5 25,6

8,5 8,5

59,5 59,5 76,5 76,5

о X о X

Показатели

Образец

IIj.Jl.TiriLLjLiIZLJ

0,6А 18

92

Показатели

.

,6

,24

71718 18

.

68 68 72 72 56

1378788

10

Продо-гисеине табл.1

Образец

10

0,69 22

96

0,12 - 19

98

0,11 5

95

15

Продолжение табл.1

14 14 14

14

14 14

6 6

40 24

24 40 50

40 40

56 40 30 «о 56 40 40

ооо оо к

0,31 0,230,070,06 0,050,82 161823 2755

969598 95

- сравнительные примеры.

7П

П р и м е р 4о Образцы мицелл р-Соагент были использованы дл уменьного блока были получены по методикешени в зкости мицелл рного блока, примера 1, за исключением того, чтоСоставы и свойства образцов пред- спирт и другой поверхностно-активныйставлены в табл.4.

Состав

Анионное ПАВ

С,4-С,в lOS-Na 1414

C,-C,10S-Na

6 5

24 22

Продолжение табл.3

25

Таблица 4

13 16 10,5 10,510,5 14

4,5 3

25,5 23,8 8

24

17

Показатели

38

Т 39 Т 40 ГАГ Г 42 f 43 J 44 Г 45

Вода

Морска

вода5656

Рассол

Этиленгликоль3

Пропилен- гликоль

Свойства

Визуальна

прозрачность о о

Межфазное

нат жение,

х10 дин/см 0,78 0,6

В зкость, сП 32 12

Извлечение

нефти,% 95 96

59,5 59,5 68

72 7256

0,4 32

98

0,53 6

95

96

1,5

1,78 1,8 0,57 0,4 7 4 5 25

97 98

П р и м е р 5, Образцы мицелл р- ного блока . были приготовлены по тодике примера 1, за исключением того , что противоионы внутренних оле- финовых сульфонатов были изменены.

Продолжение табл.4

Образец

1,5

96

1,78 1,8 0,57 0,42 7 4 5 25

97 98

Составы и свойства полученных при этом образцов указаны в табл.5 (в образцах 46-54 - моновалентные катионы, а в образцах 55-60 - двухвалентные катионы).

Пример Зо Образцы мицелл рно- го блока были получены по методике примера 1, за исключением того, что различные рассолы бьши получены путем добавлени 1 вес,% хлорида натри и хлорида магни и/или хлорида

,, lOS-Na Сао-CM lOS-Na

121216

10,51

Нефт ной суль- фонат

Соагент ПАВ Амиловый спирт

16 8,5 16

64 76,5

64

ион Са1500 Mg 2000 +-ИОН Са 1000- Свойства

Визуальна прозрачность

кальци с тем, чтобы обеспечить заданные значени концентраций иона бивалентного металла в деминерализованной воде.

Составы и свойства образцов представлены в табл.З,

Таблица 3

10,5

4,5 4

4,5

17 8

18

25,5

68

72

59,5

11 1

в табл о 1 и в последующих таблицах сокращени 10S и AOS относ тс к внутреннему олефиновому сульфонату и альфа-олефиновому сульфонату соответственно ,. Визуальный внешний вид был определен в соответствии со следующей градацией:

о - микроэмульси была получена;

X - была получена в большой степени суспензи , чем микроэмульси .

Межфазные нат жени , указанные в приводимых таблицах,относ тс к межфазному нат жению между мицелл р- ными блоками и нефтью. Извлечение

Показ атели

23 Т 24 I 25 I 26 Г 27 Т 28 Т 66 I 67 Т

a

- 16

3

16

6А

о

10,5

16

4,5

17

в8

72

1,4

8

95

0,10 0,27 0,95 0,52 18 12 42 19

97

95

98

сравнительные пгимеры.

88 12

нефти (%) было определено в соответствии с методом Ямазаки.

Образцы 1,5, 7, 9, 11, 13 и 15- 19 притотовленЬ в соответствии с изобретением, а образцы 2 - 4, 6, 8, 10, 12, 14 и 20-22 вл ютс сравнительными примерами.

П р и м е р 2о Образцы мицелл рно- го блока были получены по методике примера 1, за исключением того, что были использованы различные рассолы, полученные путем растворени хлорида натри в деминерапизованной воде до заданного значени концентрации соли. Состав и свойства полученных образцов указаны в табл.2.

Таблица 2

68

10,5

30

Н

10,5

4,5

S

0,1

20

4,5

8,5

25,5

4,9

20

17

59,5

6в

92

30

76, J

72

68

0,52 19

98

0,07 20

97

0,07 19

95

0,09 0,06 0,09 П 15 36

94

92

97

Пример 6. Образцы мицелл рно-новых сульфоната использовались вместо блока были приготовлены по мето-те. дике примера 1, за исключением того. Составы и свойства полученных что два или более внутренних олефи- образцов указаны в табл.6,

Таблицаб

Состав нионное ПАВ

С,3-С, lOS-Na

l°S-Mg lOS-Ca

С, ° С. lOS-Mg С.5-С.а OS-Na

6 5

5

C j-C IOS-NH, So-C,slOS-N

Coагент ПАВ Бутанол

Амиловый спирт

Углеводород Керосин Нефтетопливо

Вода

Рассол, NaCl 0,5% ,0%

Морска вода

Свойства

Визуальна прозрачность

5 1520 30 20

. -5 80 60 50

65 7569

20

69

Межфазное нат жение

В зкость

Извлечение нефти,%

0,34 0,08 0,02 0,24 0,040,160,07

812727221820

9698

97

9697

94

98

Claims

Формула изобретени

Мицелл рный раствор дл вытеснени нефти из пласта, включаюп5ий углеводород , поверхностно-активное вещество (ПАВ), вспомогательное ПАВ и воду, отличающийс тем, что, с целью повьпиени нефтеотдачи , в качестве поверхностно-активного вещества раствор содержит сульфонат олефина с внутренней нена- сьщенной св зью, содержащий 10 - 30 атомов углерода, а в качестве вспомогательного ПАВ - спирты,общей формулы -,

R 0(CH.jCHjO)H,

97

9697

94

98

где п - число от О до 4;

R - Сд-Сд-алкил или С -Сд-апке- нил, когда п равно О, и Cj-Cg- алкил или -ал- кенил или Cg-C j-алкилфенил, когда п равно 1-4,

при следующих соотношени х компонентов раствора, масД:

Углеводород4-70

Сульфонат олефина с внутренней нeнacьщ eннoй св зью3-30

Вспомогательное ПАВ.0,1-20

Вода15-92