ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ ИЛИ ИХ СОЛИ В КОМПОЗИЦИЯХ НА ОСНОВЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА И СПОСОБАХ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ
USE OF ORGANIC ACIDS OR SALT THEREOF IN SURFACTANT-BASED COMPOSITIONS AND TECHNIQUES FOR ENHANCING OIL RECOVERY

Область техники
Изобретение относится к композиции поверхностно-активного вещества, содержащей неионное поверхностно-активное вещество, органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, или ее соль и нагнетаемую воду, и к способу извлечения ископаемых флюидов из подземных резервуаров, использующему такие композиции поверхностно-активных веществ.
Уровень техники
Ископаемые флюиды в общем случае извлекают из подземных пластов в результате пронизывания пласта одной или более скважинами и перекачивания или обеспечения течения ископаемого флюида на поверхность через скважину. При первичной добыче естественная движущая сила, такая как в случае водонапорного режима от лежащего ниже активного слоя воды или наличия газа при некотором минимальном давлении, может формировать достаточное давление для перемещения флюида в скважину, а после этого на поверхность. Во множестве случаев естественная движущая сила является недостаточной или становится недостаточной для стимулирования течения флюида в скважину. Таким образом, после исчерпания естественной движущей силы существенная часть извлекаемого ископаемого флюида может оставаться в пласте. В таких случаях для извлечения оставшегося флюида должны быть использованы различные способы вторичной или третичной добычи.
Один такой способ включает нагнетание воды через одну или более нагнетательных скважин для перемещения остаточного флюида в направлении добывающей скважины. Если нагнетание воды больше уже не приводит в результате к достижению приемлемых дебитов нефтеотдачи, добывающая скважина должна быть либо покинута, либо подвергнута воздействию других способов дополнительного увеличения добычи. Известен широкий спектр способов, включающих паровое заводнение, полимерное заводнение, щелочное заводнение, смешивающееся заводнение при использовании диоксида углерода и заводнение при использовании водных растворов поверхностно-активных веществ. Что касается заводнения при использовании водного раствора поверхностно-активного вещества, то в нагнетаемую воду добавляют упаковку поверхностно-активного вещества и нагнетают в скважину в целях уменьшения межфазного поверхностного натяжения между фазами нагнетаемой воды и ископаемого флюида, что, таким образом, приводит к увеличению добычи ископаемого флюида. Задача специалиста в соответствующей области техники при осуществлении такого способа заключается в определении эффективной комбинации из компонентов, которые составляют упаковку поверхностно-активного вещества. В общем случае должно быть перепробовано множество комбинаций перед достижением возможности составления композиции подходящего для использования упаковки поверхностно-активного вещества, характеризующегося хорошей способностью переносить воздействие многовалентных катионов, встречающихся в рассоле множества пластов, а также демонстрирующего низкую степень адсорбции на горной породе пласта. Например:
в патенте США № 3 811 504 описывается использование системы из трех поверхностно-активных веществ, содержащей алкилсульфат, алкилполиэтоксилированный сульфат и полиэтоксилированный алкилфенол;
в патенте США № 3 890 239 описывается композиция поверхностно-активного вещества, подходящая для использования при извлечении нефти из пласта, которая включает органический сульфонат, сульфатированный или сульфонированный оксиалкилированный спирт и простой полиалкиленгликолевый эфир спирта;
в патенте США № 4 463 806 описывается упаковка поверхностно-активного вещества, содержащая растворимый в воде сульфонат, связанный через звено простого эфира, спирт и нефтяной сульфонат или алкилбензолсульфонат;
в патенте США № 7 629 299 описывается использование сульфонатов простых эфиров спиртов, произведенных из простых эфиров ненасыщенных спиртов;
в публикации патента США № 2005/01999395 описывается использование щелочи и алкиларилсульфонатного поверхностно-активного вещества, произведенного из альфа-олефинов, для извлечения нефти из пласта;
в публикации патента США № 2006/0185845 описывается композиция, которая включает алифатическое анионное поверхностно-активное вещество и алифатическую неионную добавку, для использования при обработке пласта;
в публикации патента США № 2007/0191633 описывается смесь для извлечения нефтей, которая содержит воду или рассол, спирт или простой эфир спирта и бифункциональное анионное поверхностно-активное вещество;
в публикации патента США № 2009/0270281 описывается смесь из поверхностно-активных веществ, включающая углеводородный радикал, содержащий 12-30 атомов углерода, и разветвленный углеводород, содержащий от 6 до 11 атомов углерода, для использования при третичной добыче нефти;
в публикации патента США № 2011/0046024 описывается использование алкилированного гидроксиароматического сульфоната, растворителя, пассиватора и полимера для извлечения нефти из пласта;
в публикации патента США № 2011/0048721 описывается использование высокомолекулярных сульфонатсульфатов сульфатированных внутренних олефинов и высокомолекулярных сульфонатсульфатов диалкилфенолалкоксилатов в целях применения при извлечении нефти;
в публикации патента США № 2011/0190174 описываются сульфаты тристирилфенолалкоксилатов и их использование в качестве поверхностно-активного вещества в областях применения при извлечении нефти;
в публикации патента США № 2011/0281779 описывается использование анионного поверхностно-активного вещества на основе простого эфира, содержащего разветвленную гидрофобную группу, произведенную из спирта Гербе; и
в публикации патента США № 2013/0068312 описывается неионное поверхностно-активное вещество и металлическая соль.
Несмотря на достигнутый уровень техники имеется постоянная потребность в новых упаковках и композициях поверхностно-активных веществ, подходящих для использования при извлечении ископаемых флюидов, в особенности в условиях высокой солености и высокой температуры. В настоящем документе предлагаются упаковки поверхностно-активных веществ и композиции поверхностно-активных веществ, обращающиеся к потребностям современного уровня техники, и способы использования таких композиций.
Краткое изложение сущности изобретения
Изобретение относится к композиции поверхностно-активного вещества для обработки содержащего ископаемый флюид подземного пласта, содержащей неионное поверхностно-активное вещество, органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, или ее соль и нагнетаемую воду.
В одном дополнительном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ получения композиции поверхностно-активного вещества для использования при обработке содержащего ископаемый флюид подземного пласта в результате объединения неионного поверхностно-активного вещества с органической кислотой, выбираемой из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, или ее солью и нагнетаемой водой.
,
В еще одном дополнительном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ извлечения ископаемых флюидов из подземного пласта в результате нагнетания композиции поверхностно-активного вещества, содержащей неионное поверхностно-активное вещество, органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислотыили ее соль и нагнетаемую воду, в одну или более нагнетательных скважин, расположенных в подземном пласте, и извлечения ископаемых флюидов из одной или более добывающих скважин. Нагнетательная скважина и добывающая скважина могут быть одной и той же скважиной или различными скважинами.
В еще одном другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к упаковке поверхностно-активного вещества для использования при обработке содержащего ископаемый флюид подземного пласта, содержащей неионное поверхностно-активное вещество и органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, или ее соль.
Подробное описание изобретения
Термин «содержащий» и его производные в случае их появления в настоящем документе не предполагают исключения присутствия любых дополнительных компонента, стадии или методики вне зависимости от наличия или отсутствия их описания в настоящем документе. Во избежание каких-либо сомнений все композиции, заявленные в настоящем документе при использовании термина «содержащий», могут включать любые дополнительные добавку, вспомогательное вещество или соединение, если только не будет утверждаться обратного. В противоположность этому, термин «по существу состоящий из» в случае его появления в настоящем документе исключает из объема любого последующего перечисления любых других компонента, стадии или методики за исключением тех, которые не являются существенными для пригодности к эксплуатации, а термин «состоящий из» в случае его использования исключает любые компонент, стадию или методику, не очерченные или не перечисленные конкретно. Термин «или», если только не будет утверждаться другого, будет относиться к элементам, перечисленным индивидуально, а также в любой комбинации.
Единственное число используется в настоящем документе для обозначения одного или более чем одного (т.е. по меньшей мере одного) грамматического объекта в единственной числе. В порядке примера «неионное поверхностно-активное вещество» обозначает одно неионное поверхностно-активное вещество или более чем одно неионное поверхностно-активное вещество.
Фразы «в одном варианте осуществления», «в соответствии с одним вариантом осуществления» и тому подобное в общем случае обозначают включение конкретных признака, структуры или характеристики, следующих за фразой по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения и возможность их включения в более чем один вариант осуществления настоящего изобретения. Важно то, что такие фразы необязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления.
В случае утверждения в описании изобретения того, что компонент или признак «могут», «способны», «были бы способны» или «могли бы» быть включенными или иметь некую характеристику, данные конкретные компонент или признак необязательно должны быть включенными или иметь данную характеристику.
Для способов обработки подземного пласта, содержащего ископаемый флюид, термин «обработка» включает расположение химического реагента в подземном пласте с применением любого подходящего для использования способа, известного на современном уровне техники, например закачивания, нагнетания, выливания, высвобождения, вытеснения, задавливания, доставки или циркулирования химического реагента с введением в скважину, ствол буровой скважины или подземный пласт.
Термин «ископаемые флюиды» включает масляные вещества, такие как те, которые встречаются в нефтяных месторождениях, битуминозных сланцах, нефтеносных песчаниках, месторождениях тяжелой нефти и тому подобном. Ископаемые флюиды в общем случае представляют собой смесь из встречающихся в природе углеводородов, которые могут быть переработаны для получения дизельного топлива, бензина, топочного мазута, реактивного масла, керосина и других продуктов, называемых нефтехимическими продуктами. Ископаемые флюиды, произведенные из подземных пластов, могут включать нижеследующее, но не ограничиваются только этим: кероген, битум, пиробитум, асфальтены, нефти или их комбинации.
Термин «алкил» включает как прямоцепочечные, так и разветвленно-цепочечные группы и циклические группы. Прямоцепочечные и разветвленно-цепочечные группы могут содержать вплоть до 30 атомов углерода, если только не будет указано другого. Циклические группы могут быть моноциклическими или полициклическими, а в некоторых вариантах осуществления могут содержать от 3 до 10 атомов углерода. Термин «алкилен» представляет собой двухвалентную форму алкильных групп, определенных выше.
Термин «арил» включает карбоциклические ароматические кольца или кольцевые системы, например, включающие 1, 2 или 3 кольца и необязательно содержащие по меньшей мере один гетероатом (например, O, S или N) в кольце. Примеры арильных групп включают фенил, нафтил, бифенил, флуоренил, фурил, тиенил, пиридил, хинолинил, изохинолинил, индолил, изоиндолил, триазолил, пирролил, тетразолил, имидазолил, пиразолил, оксазолил и тиазолил.
Термин «алкиларил» относится к арильному фрагменту, к которому присоединена алкильная группа.
Термин «алкилфенол» относится к фенольному фрагменту, к которому присоединена алкильная группа.
Термин «щелочной металл» относится к литию, натрию или калию.
Термин «щелочно-земельный металл» относится к кальцию, барию, магнию или стронцию.
Термин «низшие углеродно-цепочечные спирты» относится к спиртам, содержащим не более чем 10 атомов углерода.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «поверхностно-активное вещество» относится к химическому соединению, которое уменьшает межфазное поверхностное натяжение между двумя жидкостями.
Термин «неионное поверхностно-активное вещество» относится к поверхностно-активному веществу, где молекулы, образующие поверхностно-активное вещество, являются незаряженными.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «по существу свободный» в случае использования его при обращении к существенному отсутствию вещества в композиции будет обозначать присутствие такого вещества, если вообще это будет иметь место, в качестве случайной примеси или побочного продукта. Другими словами, вещество не оказывает воздействия на свойства композиции.
Фраза «подземный пласт» охватывает как области ниже обнаженной поверхности земли, так и области ниже поверхности земли, покрытой водой, такие как в случае океана или пресной водой. Температуры в подземном пласте могут находиться в диапазоне от приблизительно 25°F (-3,9°C) до приблизительно 300°F (148,9°C). В некоторых вариантах осуществления температура пласта составляет по меньшей мере приблизительно 100°F (37,8°C), в других вариантах осуществления температура пласта составляет по меньшей мере приблизительно 125°F (51,7°С), в то время как в других вариантах осуществления температура пласта составляет по меньшей мере приблизительно 150°F (65,6°С).
Настоящее изобретение в общем случае предлагает композицию поверхностно-активного вещества для обработки и извлечения ископаемых флюидов из подземного пласта, а в особенности для обработки и извлечения ископаемых флюидов из подземного пласта в условиях высокой солености и/или высокой температуры. В соответствии с одним вариантом осуществления композиция поверхностно-активного вещества включает неионное поверхностно-активное вещество, органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, и ее соли и нагнетаемую воду. Как это было к удивлению установлено, добавление к композиции поверхностно-активного вещества неосновных количеств органической кислоты или ее соли увеличивает у композиции способность переносить воздействие солености и жесткости, в особенности в условиях высокой солености, а также стабильность фаз в условиях высокой температуры. В случае перемешивания композиции поверхностно-активного вещества с нефтью также будут наблюдаться сверхнизкие межфазные поверхностные натяжения. Кроме того, количества дополнительных компонентов, обычно встречающихся в композициях поверхностно-активных веществ, таких как карбоксилированные поверхностно-активные вещества, которые в общем случае включают для улучшения стабильности композиции поверхностно-активного вещества, могут быть существенно уменьшены или исключены, что тем самым ускоряет процесс разработки эффективной композиции, а также уменьшает стоимость композиции. В одном конкретном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества является по существу свободной от карбоксилированных поверхностно-активных веществ.
Как это отмечалось выше, композиция поверхностно-активного вещества включает неионное поверхностно-активное вещество. Неионное поверхностно-активное вещество может представлять собой любое соединение, содержащее гидрофобную голову, гидрофильный хвост и возможные промежуточные группы. В одном варианте осуществления неионное поверхностно-активное вещество включает соединение, содержащее гидрофобную голову, которая представляет собой алкильную группу на природной или синтетической основе или алкиларильную группу, и гидрофильный хвост, который представляет собой алкоксилатную группу. Композиция поверхностно-активного вещества может содержать одно неионное поверхностно-активное вещество или смесь из неионных поверхностно-активных веществ.
1
4
В соответствии с одним вариантом осуществления неионное поверхностно-активное вещество представляет собой алкоксилированный алкилфенол или алкоксилированный спирт. Алкоксилированный алкилфенол или алкоксилированный спирт содержат одну или более повторяющихся С-С алкиленоксидных групп, предпочтительно одну или более этоксилатных групп, пропоксилатных групп или их смесь. В некоторых вариантах осуществления алкоксилированный алкилфенол или алкоксилированный спирт могут содержать от 2 до 50 алкиленоксидных звеньев. В соответствии другими вариантами осуществления алкоксилированный алкилфенол или алкоксилированный спирт могут содержать от 5 до 45 алкиленоксидных звеньев, в то время как в других еще вариантах осуществления алкоксилированный алкилфенол или алкоксилированный спирт могут содержать от 10 до 30 алкиленоксидных звеньев.
1
25
5
20
6
14
В еще одном варианте осуществления алкилфенол представляет собой фенол, содержащий одну или более присоединенных линейных или разветвленных С-С алкильных групп, в то время как в других вариантах осуществления алкилфенол представляет собой фенол, содержащий одну или более присоединенных линейных или разветвленных С-С алкильных групп, тогда как в других еще вариантах осуществления алкилфенол представляет собой фенол, содержащий одну или более присоединенных линейных или разветвленных С-С алкильных групп. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления алкилфенол представляет собой фенол, содержащий одну или более присоединенных п-октильных или п-нонильных групп.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления спирт представляет собой производное линейного или разветвленного насыщенного алифатического спирта, содержащее от 5 до 30 атомов углерода. В других еще вариантах осуществления спирт представляет собой производное линейного или разветвленного насыщенного алифатического спирта, содержащее от 7 до 25 атомов углерода, в то время как в еще одном другом варианте осуществления спирт представляет собой производное насыщенного алифатического спирта, содержащее от 10 до 20 атомов углерода.
Описанные выше алкоксилированный алкилфенол или алкоксилированные спирты могут быть получены при использовании одного из нескольких различных каталитических способов. В числе данных способов один из наиболее часто встречающихся вариантов включает использование щелочного катализатора, такого как алкоксид натрия, четвертичное аммониевое основание или гидроксид натрия. По окончании реакции для нейтрализации щелочного катализатора используют кислоту (например, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, серную кислоту, их смеси), тем самым получая металлическую соль. Металлическая соль может быть суспендирована в неионном поверхностно-активном веществе, полученном в данных способах, с концентрациями, которые находятся в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 10000 частей при расчете на миллион частей (ч./млн), где типичным является значение, составляющее приблизительно 1500 ч./млн. Один пример такого способа может быть найден, помимо других мест, в патенте США № 2 677 700, который во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ.
3
4
Другие каталитические способы получения алкоксилированного алкилфенола или алкоксилированного спирта включают те варианты, которые используют способ катализа кислотой Льюиса. Один пример данного способа может быть найден в патенте США № 4 483 941, который во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ и который описывает алкоксилирование органических материалов в присутствии по меньшей мере одного катализатора, содержащего BF и металлалкилы или металлалкоксиды, SiF и металлалкилы или металлалкоксиды и их смеси. Другие каталитические способы включают использование титановых катализаторов, таких как изопропоксид титана и/или другой триалкоксид титана. Однако данные способы катализа кислотой Льюиса также должны использовать нейтрализацию основанием, что тем самым приводит к получению металлических солей с концентрациями в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 2500 частей при расчете на миллион частей (ч./млн). Кроме того, кислотно-катализируемые алкоксилирования приводят к появлению вредных побочных продуктов, которые должны быть удалены перед использованием.
Один дополнительный каталитический способ получения алкоксилированного алкилфенола или алкоксилированного спирта может включать использование диметаллоцианидных (ДМЦ) катализаторов. Катализаторы ДМЦ известны для полимеризации эпоксидов, то есть для полимеризации алкиленоксидов, таких как пропиленоксид и этиленоксид, в целях получения полимерных полиалкиленоксидов, также известных под наименованием полиэфирполиолов на основе простых эфиров. Катализаторы являются высокоактивными и приводят к получению полиэфирполиолов на основе простых эфиров, которые характеризуются низким уровнем ненасыщенности в сопоставлении с подобными полиолами, полученными при использовании сильных основных катализаторов, подобных гидроксиду калия. В дополнение к получению полиэфирполиолов на основе простых эфиров катализаторы могут быть использованы для получения широкого спектра полимерных продуктов, в том числе полиэфирполиолов на основе сложных эфиров и полиэфироэфирполиолов на основе простых и сложных эфиров. Полиолы могут быть использованы для получения полиуретанов в результате проведения реакции между ними и полиизоцианатами в надлежащих условиях.
Как это можно понимать, катализаторы ДМЦ не являются кислотными или щелочными катализаторами, а вместо этого являются катализаторами, содержащими переходный металл, которые не требуется нейтрализовывать, как это имеет место в случае кислотных или щелочных катализаторов. Катализаторы ДМЦ обычно используют при концентрации, которая является меньшей, чем концентрации металлов, обсуждавшиеся в настоящем документе для способа с кислотными или щелочными катализаторами, но они все еще присутствуют при концентрации, составляющей по меньшей мере 80 ч./млн. Поскольку катализаторы ДМЦ не оказывают неблагоприятного воздействия на последующее получение полиуретанов, их допускается оставлять в полиэфирполиоле на основе простого эфира. В альтернативном варианте удаление катализатора ДМЦ может быть осуществлено при использовании гидроксида щелочного металла при получении нерастворимой соли, которую после этого отфильтровывают.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления алкоксилированным спиртом является алкоксилированный спирт Гербе, описывающийся формулой (I)
<b>R</b><sup><b>2</b></sup><b>-O-BO</b><sub><b>t</b></sub><b>-PO</b><sub><b>u</b></sub><b>-EO</b><sub><b>w</b></sub><b>-H</b>
<b>(I),</b>
2
n
2n + 1
где R соответствует алифатической разветвленной углеводородной группе CH, произведенной из спирта Гербе, где n соответствует количеству атомов углерода и может находиться в диапазоне от 12 до 50; ВО соответствует бутокси-группе; t соответствует количеству присутствующих бутокси-групп и может находиться в диапазоне от 0 до 50; РО соответствует пропокси-группе; u соответствует количеству присутствующих пропокси-групп и может находиться в диапазоне от 0 до 50; ЕО соответствует этокси-группе; и w соответствует количеству присутствующих этокси-групп и может находиться в диапазоне от 0 до 50 при том условии, что t + u + w ≥ 1.
Спирты Гербе и способы их получения хорошо известны для специалистов в соответствующей области техники. В ходе прохождения реакции Гербе первичные спирты димеризуются при высоких температурах в присутствии катализатора с образованием продуктов первичных спиртов, разветвленных в позиции 2. Реакция протекает при использовании следующих далее последовательных стадий: (i) окисление первичного спирта с образованием альдегида; (ii) альдольная конденсация альдегида; (iii) дегидратация альдольного продукта; и (iv) гидрирование и восстановление аллильного альдегида.
Реакция Гербе может быть проведена в температурном диапазоне приблизительно 175-275°С. Катализаторы, которые могут быть использованы, включают NaOH, KOH, соли никеля, свинца, оксиды меди, свинца, цинка, хрома, молибдена, вольфрама и марганца, соединения палладия и соединения серебра.
2
После этого спирт Гербе R-OH алкоксилируют на следующей стадии способа. Методика алкоксилирования в принципе известна для специалистов в соответствующей области техники. Подобным образом для специалистов в соответствующей области техники известна возможность оказания воздействия условиями проведения реакции на молекулярно-массовое распределение алкоксилатов.
В одном варианте осуществления алкоксилированный спирт Гербе, описывающийся формулой (I), получают в результате основно-катализируемого алкоксилирования. К спирту Гербе сначала в реакторе, работающем под давлением, примешивают гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид калия, или алкоксиды щелочных металлов, такие как метоксид натрия. При использовании пониженного давления, например < 100 мбар, и/или увеличения температуры, например в диапазоне от 30°С до 150°С, можно отсасывать воду, все еще присутствующую в смеси. После этого спирт присутствует в виде соответствующего алкоксида. За этим следуют инертизация при использовании инертного газа и добавление алкиленоксида при температурах в диапазоне 60-180°С и вплоть до давления, составляющего как максимум 10 бар. По окончании реакции катализатор может быть нейтрализован в результате добавления кислоты, такой как уксусная или фосфорная кислота, и может быть по мере надобности отфильтрован.
В еще одном варианте осуществления алкоксилированный спирт Гербе, описывающийся формулой (I), может быть получен при использовании методик, известных для специалистов в соответствующей области техники, что приводит к получению более узких молекулярно-массовых распределений в сопоставлении с тем, что имеет место в случае основно-катализируемого синтеза. С этой целью катализаторы, которые могут быть использованы, представляют собой, например, глины на основе двойных гидроксидов, диметаллоцианидные катализаторы или катализаторы, относящиеся к типу Zn-Co. Для проведения реакции к спирту Гербе примешивают катализатор, а смесь обезвоживают в соответствии с представленным выше описанием и в соответствии с представленным выше описанием вводят в реакцию с алкиленоксидами. В общем случае используют не более чем 250 ч./млн катализатора при расчете на совокупную массу смеси. Катализатор может оставаться в конечном продукте вследствие данного небольшого количества.
В еще одном другом варианте осуществления алкоксилированный спирт Гербе, описывающийся формулой (I), может быть получен при использовании катализатора ДМЦ или в результате кислотно-катализируемого алкоксилирования. Кислотами могут быть кислоты Бренстеда или Льюиса. Для проведения реакции к спирту Гербе примешивают катализатор, а смесь обезвоживают в соответствии в представленным выше описанием и в соответствии с представленным выше описанием вводят в реакцию с алкиленоксидами. По окончании реакции кислота может быть нейтрализована в результате добавления основания, такого как КОН или NaOH, и по мере надобности отфильтрована.
Блочная структура, представленная в формуле (I), может быть получена в результате последующего добавления к спирту Гербе бутиленоксида, пропиленоксида и этиленоксида в их соответствующих количествах в любом порядке. Таким образом, в одном варианте осуществления спирт Гербе сначала бутоксилируют при использовании t бутиленоксидных звеньев для получения бутоксилированного спирта Гербе, а после этого пропоксилируют при использовании u пропиленоксидных звеньев и после этого этоксилируют при использовании w этиленоксидных звеньев. В некоторых вариантах осуществления во время алкоксилирования могут быть использованы различные катализаторы, например во время пропоксилирования может быть использован катализатор ДМЦ, в то время как во время этоксилирования может быть использован гидроксид щелочного металла. В других вариантах осуществления бутиленоксидные звенья, пропиленоксидные звенья и этиленоксидные звенья добавляют к спирту Гербе в произвольном порядке. Свойства получающегося в результате алкоксилированного спирта Гербе могут быть подстроены специалистами в соответствующей области техники к потребностям повышения нефтеотдачи в результате выбора количества звеньев ВО, РО и ЕО. Алкоксилированный спирт Гербе, описывающийся формулой (I), будет содержать концевую ОН-группу.
В одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,005 до приблизительно 10 массовых процентов неионного поверхностно-активного вещества при расчете на общую массу композиции поверхностно-активного вещества. В еще одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,01 до приблизительно 5 массовых процентов неионного поверхностно-активного вещества при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества. В еще одном другом варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 массовых процентов неионного поверхностно-активного вещества при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества.
Композиция поверхностно-активного вещества, кроме того, включает органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты,или ее соль. Как это было к удивлению установлено, композиция поверхностно-активного вещества будет демонстрировать неожиданно хорошие эксплуатационные характеристики при нахождении в воде в диапазоне от очень мягкой пресной воды до очень жесткой соленой воды (где значение ОКРС (общее количество растворимых солей) может находиться в диапазоне от 1000 ч./млн до > 200000 ч./млн, а жесткость может находиться в диапазоне от 0 ч./млн для двухвалентных ионов до 30000 ч./млн) в случае включения в композицию поверхностно-активного вещества органической кислоты или предпочтительно ее соли.
В некоторых вариантах осуществления органическую кислоту выбирают из дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты или их солей. В еще одном другом варианте осуществления органической кислотой являются дигликолевая кислота, а солью - соль дигликолевой кислоты. В еще одном дополнительном варианте осуществления органической кислотой являются гликолевая кислота, а солью - соль гликолевой кислоты.
В одном конкретном варианте осуществления органическую кислоту предоставляют в виде порошка в чистой форме, что после этого предпочтительно используют в водном растворе. В еще одном другом варианте осуществления гликолевая кислота или соль гликолевой кислоты могут быть получены из хлорацетата натрия или хлоруксусной кислоты в сильнощелочных условиях. В еще одном другом варианте осуществления органическую кислоту подают в форме соли, которая может быть проиллюстрирована солями щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такими как в случае натрия, кальция, лития, магния, цинка и калия, а также солями аммония и алканоламина, такими как соли моноэтаноламина и триэтаноламина (которые, как представляется, образуют алканоламмониевые соли), и тому подобным и их смесями. В одном конкретном варианте осуществления органическая соль представляет собой соль гликолевой кислоты, например натриевую соль (т.е. гликолят натрия и/или гликолят динатрия).
Органическая соль или ее соль могут быть использованы в количествах, достаточных для осуществления стабилизации композиции поверхностно-активного вещества. Это может быть проиллюстрировано композициями поверхностно-активных веществ, характеризующимися соотношениями в диапазоне от приблизительно 0,05 массовой части органической кислоты или ее соли на приблизительно 15 массовых частей неионного поверхностно-активного вещества до приблизительно 2 массовых частей органической кислоты или ее соли на приблизительно 10 массовых частей неионного поверхностно-активного вещества, в то время как в других вариантах осуществления соотношения могут находиться в диапазоне от приблизительно 0,5 массовой части органической кислоты или ее соли на приблизительно 12 массовых частей неионного поверхностно-активного вещества до приблизительно 1,25 массовой части органической кислоты или ее соли на приблизительно 9 массовых частей неионного поверхностно-активного вещества.
Композиция поверхностно-активного вещества также включает нагнетаемую воду. В одном варианте осуществления нагнетаемой водой могут являться морская вода, рассол, пресная вода из водоносного горизонта, реки или озера или их смесь. Таким образом, в соответствии с множеством вариантов осуществления нагнетаемая вода содержит минералы, например барий, кальций, магний, и/или минеральные соли, например хлорид натрия, хлорид калия, хлорид магния.
Как это хорошо известно, на извлечение ископаемых флюидов в пласте воздействие могут оказать соленость воды и/или жесткость воды. В соответствии с использованием в настоящем документе «соленость» относится к количеству растворенных твердых веществ в нагнетаемой воде. Таким образом, в одном варианте осуществления нагнетаемая вода характеризуется соленостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 20000 ч./млн. В еще одном варианте осуществления нагнетаемая вода характеризуется соленостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 30000 ч./млн. В еще одном другом варианте осуществления нагнетаемая вода характеризуется соленостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 50000 ч./млн. В еще одном дополнительном варианте осуществления нагнетаемая вода характеризуется соленостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 100000 ч./млн. В одном дополнительном варианте осуществления нагнетаемая вода характеризуется соленостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 200000 ч./млн.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления композиция поверхностно-активного вещества необязательно может содержать вспомогательное поверхностно-активное вещество. В одном варианте осуществления вспомогательное поверхностно-активное вещество представляет собой алкиларилсульфонат, описывающийся формулой (II):
a
b
с
где R представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода, R представляет собой алкильную группу, содержащую от 8 до 40 атомов углерода, а А представляет собой одновалентный катион. В одном варианте осуществления А представляет собой ион щелочного металла, аммониевый ион или замещенный аммониевый ион. Примеры замещенных аммониевых ионов включают аммоний, независимо замещенный при использовании от 1 до 4 алифатических или ароматических гидрокарбильных групп, содержащих от 1 до 15 атомов углерода.
Соединение, описывающееся формулой (II), может быть получено в результате алкилирования ароматического соединения. В одном варианте осуществления ароматическое соединение представляет собой бензол, толуол, ксилол или их смесь. Для вариантов осуществления, в которых ароматическое соединение включает ксилол, ксилольное производное может представлять собой орто-ксилол, мета-ксилол, пара-ксилол или их смесь.
8
40
14
30
Ароматическое соединение может быть алкилированным при использовании смеси из нормальных альфа-олефинов, содержащих атомы углерода в количестве в диапазоне от С до С, а в определенном варианте осуществления атомы углерода в количестве в диапазоне от С до С, для получения ароматического алкилата. После этого ароматический алкилат сульфонируют для получения алкилароматической сульфоновой кислоты, которую затем нейтрализуют при использовании источника щелочного или щелочно-земельного металла или аммиака, что тем самым приводит к получению алкиларилсульфонатного производного. В одном варианте осуществления источник представляет собой гидроксид щелочного металла, такой как нижеследующее, но без ограничения только этим: гидроксид натрия или гидроксид калия.
Другие вспомогательные поверхностно-активные вещества, которые необязательно могут быть включены в композицию поверхностно-активного вещества, относятся к типу, произведенному из алкилдифенилоксидсульфоновых кислот и их солей. Примеры включают моноалкилдифенилоксиддисульфонаты, моноалкилдифенилоксидмоносульфонаты, диалкилдифенилоксидмоносульфонаты и диалкилдифенилоксиддисульфонаты и их смеси.
Например, композиция поверхностно-активного вещества необязательно может включать вспомогательное поверхностно-активное вещество, описывающееся формулой (III):
3
4
1
16
где R и R независимо в каждом случае представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный С-С алкил или арил; а Х независимо представляет собой атомы водорода, натрия или калия.
Вспомогательные поверхностно-активные вещества, описывающиеся формулой (III), содержат пару сульфонатных групп на дифенилоксидной основной цепи. Два сульфоната придают молекуле плотность двойного заряда. Двойной заряд обеспечивает получение более высокоэффективной, более долговечной и более универсальной молекулы поверхностно-активного вещества в сопоставлении с однозарядными анионными соединениями. Данная более высокая локальная плотность заряда приводит в результате к получению более высокого потенциала действия сольватации и сочетания. В дополнение к этому, гибкое соединительное звено простого эфира в молекуле делает возможным переменное расстояние между сульфонатами, позволяя осуществлять взаимодействия с широким спектром других веществ в растворе, а также добиваться превосходного сочетания с другими поверхностно-активными веществами и ингредиентами.
3
4
3
16
6
16
В одном варианте осуществления один или оба радикала, выбираемые из R и R, предпочтительно независимо представляют собой линейный или разветвленный С-С алкил, предпочтительно С-С алкил.
В одном варианте осуществления Х в каждом случае предпочтительно представляет собой атом натрия.
Дополнительные предпочтительные вспомогательные поверхностно-активные вещества на основе алкилдифенилсульфоновой кислоты включают: гексадецилдифенилоксиддисульфонат динатрия; дигексадецилдифенилоксиддисульфонат динатрия; дипропилдифениленоксидсульфонат натрия, дидецилдифениленоксиддисульфонат динатрия и моно- и ди-втор-гексилдифениленоксиддисульфонат динатрия, а также их смеси. Такие вещества легко могут быть получены специалистами в соответствующей области техники при использовании хорошо известных методик. Подходящие для использования методики описываются в патенте США № 6 743 764 и ссылках, процитированных в данной публикации, которые посредством ссылки включаются в настоящий документ. Некоторые из вышеупомянутых веществ также коммерчески доступны под маркой DOWFAX™ (от компании The Dow Chemical Company).
В еще одном варианте осуществления вспомогательное поверхностно-активное вещество представляет собой сульфонат внутреннего олефина. Внутренним олефином является олефин, у которого двойная связь располагается в любой позиции углеродной цепи за исключением позиции на концевом атоме углерода. Линейный внутренний олефин не имеет какого-либо алкильного, арильного или алициклического разветвления на любом из атомов углерода двойной связи или на любом из атомов углерода, примыкающих к атомам углерода двойной связи. Типичные коммерческие продукты, получаемые в результате изомеризации альфа-олефинов, преимущественно являются линейными и характеризуются малым средним числом разветвлений на одну молекулу.
Примеры коммерчески доступных сульфонатов внутренних олефинов включают, например, продукты Petrostep™ S2, C15-C18 IOS, доступные в компании Stepan Company, и сульфонаты внутренних олефинов Enordet™, доступные в компании Shell Chemicals и у других поставщиков.
6
20
6
20
Сульфонаты внутренних олефинов также могут быть получены в результате сульфонирования С-С внутреннего олефина или смеси внутренних олефинов в соответствии с хорошо известными способами. В одном подходящем для использования подходе сульфонирование проводят в тонкопленочном реакторе непрерывного действия, выдерживаемом при температуре в диапазоне от 10°С до 50°С. Внутренний олефин или смесь размещают в реакторе совместно с триоксидом серы, разбавленным воздухом. Молярное соотношение между внутренним олефином и триоксидом серы выдерживают на уровне подходящего для использования соотношения, например в диапазоне от приблизительно 0,7:1 до приблизительно 1,1:1. Сульфонированное производное внутреннего олефина или смеси может быть нейтрализовано при использовании щелочи, например гидроксида натрия, для получения соответствующей соли. Реакция является экзотермической, и вязкость продукта реакции может зависеть от количества присутствующей воды. Общие условия и способы сульфонирования олефинов описываются в патенте США № 4252192, положения которого посредством ссылки включаются в настоящий документ. Внутренний олефин, использующийся в качестве источника для сульфоната С-С внутреннего олефина, может быть ди-, три- или тетразамещенным при использовании линейных или разветвленных алкильных групп. Источники внутренних олефинов могут быть получены при использовании широкого спектра способов, включающих олигомеризацию олефина (например, этилена, пропилена, бутилена), метатезис α-олефина, способы Фишера-Тропша, каталитическое дегидрирование длинно-цепочных парафинов, термический крекинг углеводородных восков и способы димеризованных винильных олефинов. Хорошо известным способом олигомеризации этилена является способ высших олефинов от компании Shell (SHOP), который объединяет олигомеризацию этилена для получения α-олефинов, изомеризацию α-олефинов для получения внутренних олефинов и метатезис данных внутренних олефинов с бутенами или этиленом для получения α-олефинов, имеющих другие длины цепей. Коммерчески доступные внутренние олефины, полученные по способу SHOP, обычно содержат приблизительно шесть и более молярных процентов тризамещенных внутренних олефинов. Сульфонаты внутренних олефинов и их получение описываются во множестве ссылок, в том числе в патентах США №№ 4 532 053, 4 555 351, 4 597 879 и 4 765 408 и публикации патентной заявки США № 2010/0282467, раскрытия которых посредством ссылки включаются в настоящий документ.
В одном аспекте внутренний олефин, использующийся для получения сульфоната внутреннего олефина, получается в результате метатезиса α-олефина и характеризуется высокой долей дизамещения и, соответственно, низкой долей тризамещения. Такие сульфонаты внутренних олефинов, которые описываются в публикации патентной заявки США № 2010/0282467, обеспечивают достижение преимуществ в отношении повышения нефтеотдачи, включающих меньшие оптимальные солености.
В соответствии с одним вариантом осуществления вспомогательное поверхностно-активное вещество добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 1:20 при расчете в массовых частях между вспомогательным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:1 при расчете в массовых частях между вспомогательным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом. В еще одном варианте осуществления вспомогательное поверхностно-активное вещество добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 1:15 при расчете в массовых частях между вспомогательным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:5 при расчете в массовых частях между вспомогательным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом. В еще одном другом варианте осуществления вспомогательное поверхностно-активное вещество добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 1:12,5 при расчете в массовых частях между вспомогательным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:7,5 при расчете в массовых частях между вспомогательным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом.
Композиция поверхностно-активного вещества может, кроме того, необязательно включать диалкилсульфосукцинат, описывающийся формулой (IV):
6
7
где R и R в каждом случае независимо представляют собой алкильную группу, содержащую от 5 до 13 атомов углерода, а М представляет собой ион щелочного металла, ион щелочно-земельного металла, аммониевый ион или замещенный аммониевый ион. Примеры замещенных аммониевых ионов включают аммоний, независимо замещенный при использовании от 1 до 4 алифатических или ароматических гидрокарбильных групп, содержащих от 1 до 15 атомов углерода.
6
7
5
6
8
13
В соответствии с одним вариантом осуществления R и R независимо представляют собой С алкил, С алкил, С алкил или С алкил. Данные группы могут быть произведены, например, из соответственно амилового спирта, метиламилового спирта (1,4-диметилбутилового спирта), 2-этилгексанола и смешанных изомеров спиртов.
В еще одном варианте осуществления М представляет собой ион щелочного металла или ион щелочно-земельного металла. В одном дополнительном варианте осуществления М представляет собой атом натрия.
В соответствии с одним вариантом осуществления диалкилсульфосукцинат добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 1:15 при расчете в массовых частях между диалкилсульфосукцинатом и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:10 при расчете в массовых частях между диалкилсульфосукцинатом и неионным поверхностно-активным веществом. В еще одном другом варианте осуществления диалкилсульфосукцинат добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 1:7,5 при расчете в массовых частях между диалкилсульфосукцинатом и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:5 при расчете в массовых частях между диалкилсульфосукцинатом и неионным поверхностно-активным веществом. В одном дополнительном варианте осуществления диалкилсульфосукцинат добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 1:2,5 при расчете в массовых частях между диалкилсульфосукцинатом и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:1 при расчете в массовых частях между диалкилсульфосукцинатом и неионным поверхностно-активным веществом.
В еще одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества необязательно может включать растворитель. Примеры растворителей включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: спирты, такие как низшие углеродно-цепочечные спирты, например изопропиловый спирт, этанол, н-пропиловый спирт, н-бутиловый спирт, втор-бутиловый спирт, н-амиловый спирт, втор-амиловый спирт, н-гексиловый спирт, н-гексиловый спирт и втор-гексиловый спирт; низшие углеродно-цепочечные спирты, которые были алкоксилированы при использовании этиленоксида (ЕО), пропиленоксида (РО) или бутиленоксида (ВО), например н-бутанол + 1ЕО, н-бутанол + 2ЕО, н-бутанол + 3ЕО, н-гексанол + 6ЕО, 2-этилгексанол + 2ЕО и изобутанол + 3ЕО, простые эфиры спиртов, простые эфиры полиалкиленовых спиртов, такие как простой этиленгликольмонобутиловый эфир, полиалкиленгликоли, такие как этиленгликоль и пропиленгликоль, поли(оксиалкилен)гликоли, такие как диэтиленгликоль, простые поли(оксиалкилен)гликолевые эфиры или любые их смеси.
В одном варианте осуществления растворитель добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 20:1 при расчете в массовых частях между растворителем и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 1:1 при расчете в массовых частях между растворителем и неионным поверхностно-активным веществом. В еще одном варианте осуществления растворитель добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 15:1 при расчете в массовых частях между растворителем и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 2,5:1 при расчете в массовых частях между растворителем и неионным поверхностно-активным веществом. В еще одном другом варианте осуществления растворитель добавляют к композиции поверхностно-активного вещества при соотношении в диапазоне от приблизительно 10:1 при расчете в массовых частях между растворителем и неионным поверхностно-активным веществом до приблизительно 5:1 при расчете в массовых частях между растворителем и неионным поверхностно-активным веществом.
В еще одном дополнительном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества необязательно может включать хелатообразователь или полимер.
Примеры хелатообразователей, которые могут быть использованы, включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: кислота ЭДТУ, соли кислоты ЭДТУ, кислота ЭДДЯ, соли кислоты ЭДДЯ, фосфатные производные, аскорбиновая кислота, иминодисукцинат тетранатрия, лимонная кислота, дикарбоксиметилглутаминовая кислота, малеиновая кислота, диэтилентриаминпентауксусная кислота, циклогексан-транс-1,2-диаминтетрауксусная кислота, этанолдиглицин, диэтанолглицин, гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусная кислота, этиленбис[2-(о-гидроксифенил)глицин], нитрилотриуксусная кислота (НТУ), неполярная аминокислота, метионин, щавелевая кислота, полярная аминокислота, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, глутамин, лизин, орнитин, сидерофор, дезферриоксамин В, гидролизованная шерсть, янтарная кислота, метаборат натрия, силикат натрия, ортосиликат натрия и любая их смесь.
В одном конкретном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества по существу свободна от кислоты ЭДТУ, солей кислоты ЭДТУ и фосфатных производных.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0 до приблизительно 10 массовых процентов хелатообразователя при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества. В еще одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,01 до приблизительно 5 массовых процентов хелатообразователя при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества. В еще одном другом варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,1 до приблизительно 3 массовых процентов хелатообразователя при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества.
Примеры полимеров включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: полиакриламиды, частично гидролизованный полиакриламид, полиакрилаты, этиленовые сополимеры, биополимеры, карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловые спирты, полистиролсульфонаты, поливинилпирролидон, сульфонаты АМПС (2-акриламид-2-метилпропансульфонаты), модифицированные крахмалы и их смеси. Примеры этиленовых сополимеров включают сополимеры акриловой кислоты и акриламида, акриловой кислоты и лаурилацетилата, лаурилакрилата и акриламида. Примеры биополимеров включают ксантановую камедь и гуаровую камедь.
В одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0 до приблизительно 2 массовых процентов полимера при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества. В еще одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 массового процента полимера при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества. В еще одном другом варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 массового процента полимера при расчете на совокупную массу композиции поверхностно-активного вещества.
В еще одном другом варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества необязательно может включать гидроксид, карбонат или хлорид щелочного металла. Добавление таких веществ может приводить к: изменению поверхностных свойств пласта в целях уменьшения величины удерживания поверхностно-активного вещества; приданию стабильности сульфатам простых эфиров по отношению к гидролизу; активированию поверхностно-активных веществ в сырой нефти; и увеличению солености нагнетаемой воды в целях достижения градиента солености по мере распространения композиции через пласт. В одном варианте осуществления гидроксид, карбонат или хлорид щелочного металла добавляют к композиции поверхностно-активного вещества перед закачиванием ее в подземный пласт, содержащий ископаемый флюид. В еще одном варианте осуществления композиция поверхностно-активного вещества содержит от приблизительно 0,01 массового процента до приблизительно 2 массовых процентов, например от приблизительно 0,05 массового процента до приблизительно 1,5 массового процента или от приблизительно 0,01 массового процента до приблизительно 1 массового процента гидроксида, карбоната или хлорида щелочного металла при расчете на общую массу композиции поверхностно-активного вещества.
Композиция поверхностно-активного вещества может быть получена при использовании способа перемешивания неионного поверхностно-активного вещества с органической кислотой, выбираемой из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, или ее солью и нагнетаемой воды. Компоненты могут быть перемешаны друг с другом в любом порядке при использовании обычных устройств, таких как нижеследующее, но без ограничения только этим: емкость с мешалкой или статический смеситель.
- 1
В еще одном варианте осуществления предлагается способ разработки композиции поверхностно-активного вещества для использования при извлечении ископаемых флюидов из подземного пласта. Способ включает измерение температуры подземного пласта, измерение межфазного поверхностного натяжения в нагнетаемой воде и ископаемом флюиде, добавление к нагнетаемой воде неионного поверхностно-активного вещества для уменьшения межфазного поверхностного натяжения в нагнетаемой воде и ископаемом флюиде до менее чем 1×10 дина/см и добавление к смеси из нагнетаемой воды и неионного поверхностно-активного вещества органической кислоты, выбираемой из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты, или ее соли в количестве, необходимом для получения смесевой фазы, стабильной при температуре подземного пласта. В одном варианте осуществления нагнетаемая вода характеризуется соленостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 20000 ч./млн, и подземный пласт имеет температуру в диапазоне от приблизительно 80°F (26,7°С) до приблизительно 300°F (148,9°С), в то время как в других вариантах осуществления пласт имеет температуру в диапазоне от приблизительно 125°F (51,7°С) до приблизительно 300°F (148,9°С).
В еще одном варианте осуществления предлагается упаковка поверхностно-активного вещества для обработки подземного пласта, содержащего ископаемый флюид, содержащий неионное поверхностно-активное вещество, органическую кислоту, выбираемую из лимонной кислоты, дигликолевой кислоты, гликолевой кислоты,или ее соль и нагнетаемую воду. В одном дополнительном варианте осуществления упаковка поверхностно-активного вещества содержит алкоксилированный алкилфенол, алкоксилированный спирт или алкоксилированный спирт Гербе, описывающийся формулой (I), описанной выше, и гликолевую кислоту или ее соль. В некоторых вариантах осуществления упаковки поверхностно-активного вещества могут, кроме того, быть объединенными с нагнетаемой водой и необязательными компонентами, описанными выше, для получения композиции поверхностно-активного вещества.
Композицию поверхностно-активного вещества, описанную в настоящем документе, можно нагнетать в одну или более нагнетательных скважин, расположенных в подземном пласте таким образом, чтобы ископаемый флюид впоследствии добывался бы из одной или нескольких добывающих скважин. В одном варианте осуществления нагнетательная скважина и добывающая скважина являются одной и той же скважиной. В еще одном варианте осуществления нагнетательная скважина и добывающая скважина соседствуют одна с другой. В одном варианте осуществления условия по температуре подземного пласта находятся в диапазоне от приблизительно 80°F (26,7°С) до приблизительно 300°F (148,9°С), предпочтительно от приблизительно 125°F (51,7°С) до приблизительно 300°F (148,9°С).
Необходимо уделить внимание тому, что несмотря на описание и раскрытие данного изобретения в отношении определенных предпочтительных вариантов осуществления, специалистам в соответствующей области техники после прочтения и понимания данного описания изобретения и формулы изобретения, прилагаемой к нему, станут очевидными и явные эквивалентные модификации и изменения данных предпочтительных вариантов осуществления. Настоящее изобретение включает предмет изобретения, определенный любой комбинацией из любого одного из различных пунктов формулы изобретения, прилагаемой к настоящему документу, и любого одного или нескольких оставшихся пунктов формулы изобретения, в том числе при включении признаков и/или ограничений любого зависимого пункта формулы изобретения, индивидуально или в комбинации с признаками и/или ограничениями любого одного или нескольких других зависимых пунктов формулы изобретения, с признаками и/или ограничениями любого одного или нескольких независимых пунктов формулы изобретения, при этом оставшиеся зависимые пункты формулы изобретения в исходном тексте прочитываются и относятся к любому независимому пункту формулы изобретения, модифицированному таким образом. Это также включает и комбинацию из признаков и/или ограничений одного или нескольких независимых пунктов формулы изобретения с признаками и/или ограничениями другого независимого пункта формулы изобретения для достижения модифицированного независимого пункта формулы изобретения, при этом оставшиеся зависимые пункты формулы изобретения в своем исходном тексте прочитываются и относятся к любому независимому пункту формулы изобретения, модифицированному таким образом. В соответствии с этим, изобретение, раскрытое в настоящем документе, предполагает охватывание всех таких модификаций и изменений и ограничивается только объемом формулы изобретения, которая следует далее, в свете вышеизложенного и другого содержания данного описания изобретения.