SU1473721A3

SU1473721A3 - Мицелл рна смесь дл добычи нефти

Info

Publication number: SU1473721A3
Application number: SU833564897A
Authority: SU
Inventors: Морита Хироси; Кавада Ясуюуки; Ямада Юниси; Юкигаи Тосиюуки
Original assignee: Лион Корпорейшн (Фирма)
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1989-04-15
Also published as: US4534411A; JPS58160491A

Abstract

Изобретение относитс к нефтедобывающей пром. Цель - повышение нефтевытесн ющей способности состава за счет снижени межфазного нат жени между мицелл рной смесью и нефтью и устойчивостью к жесткой воде. Смесь содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.% : углеводород 10-70

поверхностно-активное вещество (ПАВ) 6-14

спирт 0,8-6

вода 10-80. В качестве ПАВ используют смесь альфа-олефинового сульфоната. Он содержит 12-24 атомов углерода и этоксилата, выбранного из группы, состо щей из (I) полиоэксиэтиленалкилового эфира формулы R₁O - CH₂CH_2M - H, где R₁ - линейна или разветвленна алкильна или алкенильна группа, содержаща от 10 до 18 атомов углерода, M - число 1-10, или из группы (II) полиоксиэтиленалкилфенильного эфира, при массовом соотношении альфа-олефинового сульфоната и этоксилата 5,5-1,5 до 3:6. Данна смесь используетс дл добычи нефти и представл ет собой прозрачные микроэмульсии. Смесь обладает стойкостью к жесткой воде и устойчивостью к сол м щелочных металлов. 7 табл.

Description

1

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности, в частности к добыче нефти с применением мицелл рной смеси, способной образовывать, микроэмульсии с высокоминерализованной водой.

Цель изобретени - повышение нефтевытесн ющей способности состава за счет снижени межфазного нат жени между мицелл рной смесью и нефтью и устойчивости к жесткой воде.

Мицелл рна смесь дл добычи нефти состоит из углеводорода, воды и спирта, ПАВ, причем в качестве ПАВ

она содержит смесь с/-олефинового сульфоната и этоксилата, выбранного из группы, состо щей из (1)полиокси- этиленалкилового эфира формулы

ьЈь Ч

СО

ьэ

RCHCfyCHjO)-:- Н,

где R, - линейна или разветвленна алкильна или алкенильна группа, содержаща 10-18 атомов углерода; m - число 1-10,

или группа (И)полиоксиэтиленалкилфенильные эфиры формулы

ы

RЈO ° CHiCHi°HH,

Где ЬЦ - линейна и разветвленна ал кильна группа, содержаща 6-15 атомов углерода; п - число 1-15,

при массовом соотношении /-олефино- вого сульфоната к этоксилату 5,5:1,5 3:6 при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Углеводород 10-70

ПАВ6-14

Спирт0,8-6

Вода10-80

Мицелл рные смеси, используемые дл добычи нефти, представл ют собой прозрачные микроэмульсии Водна среда , используема при образовании ми- целл рной смеси, включает м гкую воду , воду, содержащую неорганические соли, и солевые растворы. Например, при образовании мицелл рной смеси могут использоватьс дождева вода, речна вода, озерна вода, подпочвенна вода, вода нефт ных пластов и морска вода.

Мицелл рные смеси обладают отличной стойкостью к жесткой воде и устойчивостью к сол м щелочных металлов . Дл получени мицелл рных смесей может использоватьс вода или солевой раствор (рассол), содержащий примерно 0-10 мас.%, преимущественно 0,1-8 мас.% неорганических солей. Ти личными примерами неорганических солей , содержащихс в воде (или рассоле ), вл ютс хлористый натрий, КС1, сульфат натри и сульфат кали . Например , морска вода содержит около 3,5 мас.% неорганических солей включающих около 1600 ч./млн.долей в расчете на ионы магни , ионы двухвалентного металла.

Подход щими сульфонатами -олефи на, содержащимис в качестве одного компонента смеси ПАВ в мицелл рных смес х, вл ютс сульфонаты, имеющие 10-30 углеродных атомов, выбираемые соответствующим образом в зависимости от характера нефт ных месторождений и подземных источников и от видов воды (или рассола) и используемых ПАВ. с{-0лефиновые сульфонаты представл ют собой преимущественно сульфонаты, содержащие 50 мас.% или более «(-олефиновых сульфонатов, имеющих 14-22 атома углерода.

to

15

, 737214

Ы-Олефиновыми сульфонатами могут быть их щелочно-металлические соли, аммониевые соли и соли органических аминов. В большинстве случаев контркатионами вл ютс натрий, калий, аммоний и алкеноламмоний. Легко доступными по низкой цене вл ютс натриевые соли.

Примерами с -олефиновых сульфона - тов,используемых при образовании ми целл рных смесей данного изобретени , вл ютс 1-додеценсульфонат, 1-тетрадеценсульфонат, 1-гексадецен- сульфонат, о -олефиновые сульфонаты (АОС), имеющие 10-14 атомов углерода , АОС, имеющие 14-16 атомов углеро- да, АОС, имеющие 14-18 атомов углерода , АОС, имеющие 16-18 атомов углерода , и АОС, имеющие 20-24 атомов углерода .

Этоксилаты, содержащиес в качестве другого компонента ПАВ в мицелл рных смес х, представл ют собой эток- имеющие следующие общие форсил а ты, мулы

Ro4cH2Crl20)-mH ,

I.

5

0

5

вг-С °НсНгШ2оЬпн, и

где R,, - алкильна или алкенильна

группа с пр мой или разветвленной цепью, содержаща 10- 18 атомов углерода; R2 - алкильна группа с пр мой

или разветвленной цепью, содержаща 6-15 атомов углерода;

m 1-10 п 1-15.

Типичными примерами полиоксиэти- ленаклиловых эфиров имеющих общую формулу I, вл ютс полиоксиэтилен- гексиловый эфир (т 1), полиокси- этиленоктиловый эфир (т 2), полиок- сиэтилендециловый эфир (т 2,5), по- лиоксиэтилендодециловый эфир (т 3), полиоксиэтилентетрадециловый эфир (т 3,5), полиоксиэтиленгексадецило- вый эфир (т 4) и полиоксиэтиленок-1 тадециловый эфир (т 5).

Типичными примерами полиоксиэти- леналкилфенильных эфиров, имеющих общую формулу II, вл ютс полиокси- этиленгексифениловый, эфир (п 1), полиоксиэтиленоктилфениловый эфир (п 2), полиоксиэтиленнонилфениловый эфир (п 4,5 и 6), полиоксиэтилен- децилфениловый эфир (п 6), полиок

5I/

сиэтилен гетрлдешшфеннловый эфир (п 7), полиоксиэтилентетрадешшфенило- вый эфир (п 8) и полиокснэтиленпен- тадецилфениловып эфир (п 10).

Интервалы состава мицелл рных смесей , способных образовывать микроэмульсии , измен ютс в зависимости от соотношени о -олефинсулъфоната и этоксилата в мицелл рных смес х. Мик- роэмульсии могут образовыватьс в широком интервале состава. Поэтому, когда миделл рные смеси инжектируютс под давлением в подземные резервуары , микроэмульсии могут в широком интервале состава удерживатьс от изменени их состава, вызываемого при смешении с нефтью и подземной водой. Весовое отношение -олефинсульфоната к этоксилату, составл ющее меньшее или большее, чем упом нутый интервал состава,приводит в результате к узкому интервалу состава, способному образовывать микроэмульсии, а поэтому вл етс непригодным дл практическо- го использовани .

Мицелл рные смеси содержат примерно 6-14 мас.% поверхностно-активного агента, принима во внимание как низкие нат жени на поверхности раздела , так и разумную стоимость.

Углеводороды, используемые в качестве нефт ного компонента, включают , например, нефть, ожиженный нефт ной газ, неочищенный бензин (наф- ту), керосин, дизельное масло и топливное масло. Извлеченна нефть используетс в большинстве случаев ввиду ее низкой стоимости и доступности, а также в виду ее состава, сходного с составом нефти, содержащейс в подземных источниках. Как упоминалось, мицелл рные смеси могут содержать 4- 90 мае. % углеводородов.Целесообразна концентраци углеводородов 10- 70 мас.%, благодар чему образуетс эмульси типа масло в воде (М/В), поскольку использование большого количества углеводородов вл етс неэкономичным .

Совместные ПАВ, используемые при образовании мицелл рных смесей данного изобретени , вл ютс существенным компонентом дл образовани микроэмульсий , ассоциированных с ПАВ, Используемые ПАВ представл ют собой спирты, например спирты, имеющие 2- - 8 атома углеводорода, этиленгликоле- вые моноэфиры спиртов, имеющих 1-5

15

20

73

Q 25

,

30

35

5

0

5

7216

атома углерода, и диэтиленгликолевые моноэфиры спиртов, имеющих 1-5 атома углерода. Примерами таких спиртов вл ютс этанол, пропанолы, бутанолы, пентанолы, гексанолы, 2-этилгекса- нол или другие октанолы, метоксиэта- нол, этоксиэтанол, пропоксиэтанол, бутоксиэтанол, диэтиленгликольмономе- тиловый эфир, диэтиленгликольмонобу- тиловый эфир.

Используемые ПАВ могут содержатьс в мицелл рных смес х в количестве 0,1-20 мас.%. Однако целесообразно использовать ПАВ в количестве 0,8- 6 мас.% с точки зрени стабильности микроэмульсии и способности понижени межфазного нат жени между нефтью и смесью.

Поскольку в качестве одного из компонентов ПАВ мицелл рных -смесей используетс этоксилат, мицелл рные смеси имеют отличную устойчивость к жесткой воде и выносливость к солености . Соответственно, когда мицелл рные смеси инжектируютс под давлением в подземные резервуары, микроэмульсии могут сохран тьс в широком -интервале составов без изменений их состава при смешении с нефтью и подземной водой. Кроме того, в зкость предложенной мицелл рной смеси может контролироватьс в широком интервале путем соответствующего подбора вида гидрофобной группы и подавлени количества молей окиси этилена этоксилата и соотношени состава. Учитыва , что микроэмульсии должны сохран тьс в подземных резервуарах, в зкость мицелл рных смесей должна быть несколько выше, чем в зкость нефти в подземных резервуарах.

Применение мицелл рной смеси по изобретению позвол ет достичь высокой эффективности нефтедобычи в сравнении с той, котора достигаетс с применением смесей, содержащих нефт ные сульфокислоты, путем использовани пластовой воды с высоким интервалом изменени концентрации солей, т.е. от низкой концентрации, при которой нефт ные сульфокислоты (типичные ПАВ дл мицелл рных вытесн ющих агентов) могут быть использованы, до высокой концентрации, при которой нефт ные использованы быть не могут.

При этом в зкость указанных мицелл рных смесей может нужным образом регулироватьс в широком интерва7 1473721

ле путем подбора соответствующего этоксидата. Дл этого к мицелл рным смес м могут добавл тьс обычные загущенные агенты. Примерами загущенных агентов, используемых при образовании мицелл рных смесей, вл ютс гетерополисахариды, продуцируемые микроорганизмами, конденсаты нафталинсульфокислоты и формальдегида, по-JQ ка содержание жидкого топлива в исиакриламиды , полиакрилаты, оксиэтил- целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и ругие водорастворимые полимерные вещества.

Мицелл рные смеси данного изобре- 15 тени легко получить с помощью любого известного способа. Например, углеводороды,.ПАВ, водна среда и совместные ПАВ могут смешиватьс при любом пор дке смешени при использо 20 вании обычных смесительных приспособлений , температур смешивани и давлений , при которых производитс смешивание .

Добыча нефти из подземных резер- 25 вуаров может осуществл тьс с помощью любого общеприн того метода ми- целл рной проходки выработки при использовании мицелл рных смесей по изобретению.30

Образование микроэмульсий оценивали визуально, а межфазные нат жени между мицелл рными смес ми и нефтью и данные в зкости определ ли после образовани этих микроэмульсий, причем дл визуальной оценки использовали символы: о - образовалась микроэмульси ; х - образовалась суспензи или произошло двухфазное разделение .40

Величины межфазного нат жени между мицелл рными смес ми и водой оказались теми же, что и величины межфазного нат жени между мицелл рными смес ми, и нефтью. Измер ли эти величины с помощью тензометра типа прибора с вращающейс каплей при 25 С. Значени в зкости определ ли также при 25°С с помощью вискозиметра Брук- филда.

Дл испытани по определению эффективности нефтедобычи провели с применением стержн из песчаника Бе- реа диаметром 3,8 и длиной 14 см, проницаемость которого составл ла приблизительно 500 мД (миллидарси), а пористость - примерно 20%. Стер- жень, в достаточной степени насыщенный рассолом, поместили в оправку

35

45

50

55

8

дл стержн , а затем в этот стержень под давлением нагнетали жидкое топливо с расходом потока 6 мл/мин до тех пор, пока полностью не прекрати лось выделение рассола. Затем под давлением с тем же расходом потока нагнетали рассол согласно методу с вод ным вытеснителем до тех пор, по5 0

5 0

0

5

0

5

текающей жидкости не достигло уровн ниже 0,1%, т.е. осуществили извлечение жидкого топлива. После осуществлени метода с вод ным вытеснителем оправку дл стержн и микроэмульсии использовали дл осуществлени метода с мицелл рным вытеснителем. Такие микроэмульсии вначале нагнетали под давлением в стержень в количестве 10 об.% от общего объема пор,а затем под давлением раствор ксантановой смолы в рассоле в количестве до 100 об.% общего объема пор и, наконец , в количестве до 100 об.% от об-1- щего объема пор нагнетали рассол. Таким образом, было извлечено жидкое топливо. Скорость подачи нагнетаемой под давлением жидкости составл ла 2 фута/день (0,61 м/день). Эффективность извлечени нефти определ ли путем измерени количества воды в стерг жне после испытани согласно толу- ольному азеотропному методу с целью преобразовать выдел емое количество жидкого топлива.

Пример 1. Мицелл рные смешанные композиции приготовили путем смешени 7 мас.% о -олефинсульфона- та натри С 14-C1g (AOC-Na С Н-С 1-8) с 7 мас.% неионогенных ПАВ (см. табл. 1 ), 6 мас.% н-амилового спирта в качестве совместного ПАВ, 40 мас.% жидкого топлива (жидкое топливо ASTM, образец 2) в качестве углеводорода и 40 мас.% рассола, содержащего 2% хлористого натри .

Полученные результаты совместно с использованными неионогенными ПАВ показаны в табл. 1.

Пример 2. Мицелл рные смешанные композиции приготовили путем смешени в количествах, указанных в табл. 2, смеси в соотношении 1:1 нефт ного сульфоната натри TRS-10 (товарный знаке производитс фирмой Уитко кемикал корпорейшн,США) или AOC-Na С, в с полиоксиэтилендаури- ловым эфиром (т 3), изопропиловым спиртом или к-амиловым спиртом, жидТаблица З

Между мицелл рнымн смес ми к нефтью.

Таблица 4

Полиоксиэтиленнонил- фениловый эфир (п

5), %2,5-1,0 2,0

Изопропиловый спирт,%- 3,03,0

Изобутиловый спирт, %- -- 2,0 0,8 1,5

н-Амиловый спирт, %2,0 Керосин , % 402020 - Жидкое топливо, %40 -- 40 - 15 Рассол 0,5%-ного хлористого натри , %-50-- - - То же, 2%-ного, %50 -70 То же, 10%-ного, %-72,8 77,5

Морска вода, %- -- 50 Визуальна оценкао оо о о о Межфазное нат жение,

10-3дн/см4,59 6,675,27 1,2 8,7 7,4 В зкость, сП38 1723 65 13 15 Эффективность извлечени нефти, %88 8788 89 85 87

Между мицелл рными смес ми -и нефтью.

AOC-Na С,2 , %-- - - 1,4

AOC-Na CH-C,g, %4,02,0 1,0 3,0 3,6

AOC-Na C4o-Cij4, %1,22,0 1,8 3,0 Полиоксиэтиленлауриловый эфир (),%-- - - 1,5 Полноксиэтиленнонилфениловый эфир (п 5), %2,84,0 5,2 3,0 0,7

Иэопррпштовьй спирт, %-- - 0,5 Изобутиловый спирт, %-- - - 2,8

н-Амиловый спирт, %2,02,0 2,0 0,5

Керосин, %-35 10

Жидкое топливо, %3045 70 Рассол 0,5%-ного хлористого натри , %20

То же, 2%-ного, %4555 То же, 5%-ного, %60- 80

Визуальна оценкаоо о о о Межфазное нат жение,

НО-Здн/см0,456,32 7,89 9,73 3,2 В зкость, сП8943 27 57 30 Эффективность извлечени нефти, %8587 86 84 89

Между мицелл рными смес ми и нефтью.

Продпп епи .З

Таблица. 6

1473721

1Полиоксиэтиленлауршювый эфиро (т - 2)

2Полиоксиэтиленлауриловый эфиро (т 5)

3То же (т 15)х

4Полиоксиэтиленстеариловый эфиро (т 4)

5То же (т 8)о

6ПолиоксиэтиленоктилфениловыйО эфир (п 2)

7Полиоксиэтиленоктилфениловыйо эфир (п 6)

8Полиоксиэтиленнонилфениловый

эфир (п 5)о

9То же (п 10)о

(п 20)х

11Полиоксиэтилендодецилфениловый

эфир (п 7)о

12То же (п 12)о

13Плуроник

14Плуроник Р-84 х

15Тетроник 702 х

Этиленоксидный продукт присоединени полипропиленгликол (40% этиленоксида , молекул рный вес полипропиленгликол 1-200), Продукт присоединени этиленноксида и полипропиленгликол (40% этиленоксида , молекул рный вес полипропиленгликол 2250). Продукт присоединени этиленоксида и пропиленгликол (20% этиленоксида , молекул рный вес полипропиленгликол 2500). Между мицелл рной смесью и нефтью.

мйиелл рнЫми смес ми жфтшо.

12 Таблица I

62

34

44

36 71

35

6,88 4,72

47 26

7,11 9,72

43 22

Т в л а ц « 2

ким топливом, использованным в примере 1, и рассолом, содержание хлористого натри в котором составл ло 2%.

Полученные результаты совместно с соотношени ми между компонентами композиции приведены в табл. 2.

Как видно их табл. 2, мицелл рные смеси, приемлемые дл приготовлени микроэмульсий, позвол ют достичь более высокой эффективности извлечени нефти, чем применение мицелл рных смесей, содержащих нефт ные сульфо- кислоты (см. примеры 22 и 23, а так- же 28 и 29).

Пример 3. Мицелл рные смешанные композиции приготовили путем смешени 14 или 12 мас.% смесей в различных количественных соотношени- х AOC-Na С (4. -С и полиоксиэтилен- лаурилового эфира (т 3): 6 мас.% н-амилового спирта или 3 мас.% изо- пропилового спирта) 40 мас.% жидкого топлива, использованного в примере 1 . или 30 мас.% керосина и 40 или 55% рассола с содержанием хлористого натри 2%.

Полученные результаты совместно с соотношени ми между компонентами композиции приведены в табл. 3.

Результаты табл. 3 показывают,что весовое соотношение между с(-олефин- суЛьфонатом и этоксилатом должно находитьс в интервале 5,5;1,5-3:6, что позвол ет приготовить мицелл рные смеси, приемлемые дл образовани микроэмульсий в широком интервале изменений состава.

Пример 4. Мицелл рные сме- шанные композиции приготовили с использованием в качестве ПАВ ct-оле- финсульфоната, полноксиэтиленлаури- лового эфира и полиоксиэтиленнонил- фенилового эфира.

Q 5

0 5

0

5

Полученные результаты совместно с составами мицелл рных смешанных композиций приведены в табл. 4, 5 и 6.

Claims

Формула изобретени

Мицелл рна смесь дл добычи нефти , содержаща углеводород, поверхностно-активное вещество (ПАВ), спирт и воду, отличающа с тем, что, с целью повышени нефтевы- тесн ющей способности состава за счет снижени межфазного нат жени между мицелл рной смесью и нефтью и устойчивости к жесткой воде, в качестве ПАВ она содержит смесь /-олефиново- го сульфоната, содержащего 12-24 атомов углерода, и этоксилата, выбранного из группы, состо щей из (1)поли- оксиэтиленалкилового эфира формулы

R O -(СНаСНгО Н,

где R1 - линейна или разветвленна алкильна или алкенильна группа, содержаща 10-18 атомов углерода; m 1 ... 10,

или из группы (ii)полисксиэтиленалкилфенильного эфира формулы

R2 O 0 CH2CH2°h;H

где R.J - линейна или разветвленна

алкильна группа, содержаща 6-15 атомов углерода; п 1... 15,

при массовом соотношении о -олефичо- вого сульфоната и этоксилата 5,5:1,5- 3:6 при следующем соотношении компонентов в смеси, мас,%:

Углеводород10-70

ПАВ6-14

Спирт0,8-6,0

Вода10-80

61Полиоксиэтилендециловый эфир (т 1)

62Полиоксиэтиленстеарило- вый эфир (т 10)

63Полиоксиэтиленгексилфв ниловый эфир (п 1)

64Полиоксиэтилендодецил- фениповый эфир (п 15)

65Полноксиэтиленпентаде- цилфениловый эфир (п

12)

66То же (п 15) 67 То же (п 18)

Сравнение.

Таблица 7

74 31 91 22 37

25