Способ третичной добычи нефти Советский патент 1986 года по МПК E21B43/22 

см Изобретение относится к не-фтедобывающей промьппленности и касается способа третичной добычи нефти. Целью изобретения является повышение эффективности способа. Триизобутилфенолсульфонаты ТИБФС являются поверхностно-активными веществами, которые отличаются устойчивостью в широком интервале температур и величины рН, Водные растворы этих соединений понижают поверхност ное натяжение на границе фаз раство ПАВ/воздух на величину порядка 2530 мНм и поверхностное натш сение масло/раствор ПАВ на величину J 10 мНм (по Di Nony). На основании их активности и устойчивости в широком интервале вели чин рН эти соединения пригодны для щелочного и кислотного способа чист ки металлов. Кроме того они являют ся эффективными эмульгаторами для эмульсионной полимеризации и пригод ны в качестве стабилизаторов латексов и других полимерных полимерных эмульсий. Обычный интерес представляет также применение этих соединений при нефтедобыче, например при стимуляции скважин и F -обработке месторождений нефти. При этом окрес ности скважины за счет обработки кислотой или из-за прорыва месторож дения вследствие применения очень высокого давления становятся более проницаемыми для нефти. Применение предлагаемых соединений повьппает пр этом способе выход нефти. Во всех i случаях ПАВ применяется в количеств 0,01-10, предпочтительно 0,05-3%. Предлагаемые ТИБФС получают следующим образом. Соединение формулы АНд (ОСН2СН2)х-Гал где Гал - атом галоидг, в водном растворе подвергают взаимо действию с сульфатом натрия или калия в присутствии низших спиртов, п лиолов, моно- или полиэтиленгликоля или их алкиловых эфиров. Следовател но, прибавляют специфичные спирты в качестве солюбилизирующих агентов. Для этой цели пригодны Cj-C -алкано ,лы, полиолы, предпочтительно глицерин, этиленгликоль или полиэтиленгликоли, в частности дитетраэтиленгликоли, их С,-С -алкиловые, моно- или диэфиры. Работают предпочтительно с моно-, ди- или триэтиленгликолем. Количество этого спирта в реакционной загрузке составляет около 2-60, предпочтительно 10-40 вес.% в расчете на галоидный эфир. Реакцяо проводят при 120-200 С, предпочтительно 160-180 С. Продолжительность реакции 2-10, предпочтительно 3-6 ч. Сульфит в форме сульфита натрия или калия применяют в небольшом из-..: бытке. Реакционной средой служит вода, причем концентрация обоих исходных соединений в реакционной смеси предпочтительно составляет примерно 40%. Для ускорения можно прибавлять обычные катализаторы реакций замещения, например иодиды щелочных металлов. По этому способу получают эфирсульфонаты с выходом более 80%. Образующиеся водные растворы эфирсульфонатоз можно применять непосредственно, без выделения эфирсульфонатов. Ввиду содержания в них спиртов вьшеописанного типа эти растворы имеют пониженную тенденцию к гелеобразованию. Соединения указанной формулы могут быть получены из трибутилфенола, предпочтительно из технологички доступных смесей 2,4-6-изотрибутилфенола и незначительной доли 2,4,5-изотрибутилфенола, причем эти смеси содержат также незначительные количества изодибутилфенола и изотетрабутилфенола. Примером может служить смесь, состоящая из 1,4-2% 2,6-изобутилфенола, 0,3-0,8% 2,4-изодибутилфенола, 1,2-2,2% 2,5-изодибутилфенола, 70-80% 2,4,6-изотрибутилфенола, 9-12%, 2,4,5-изотрибутилфенбла и 6-7% 2,4,5,6-изотетрабутилфенола, причем общая доля трех изомеров изодибутила составляет около 3%. Пример 1. Трибутилфенол х X 7,5 X окись этилена (ЭО)-сульфонат. 452 г (0,75 моль) хлорида, полученного взаимодействием трибутилфенола плюс 7,5 моль окиси этилена (ОНчисло 96) с 50С1г, 104 г (0,825 моль) NajjSOj, NaJ - на кончике -шпаГтёля, 83 г диэтилгликоля и 751 г воды помещают в автоклав вместимостью 2 л и перемешивают при 175Си исходной величине рН 10-11 в течение 3 ч. Ре, акционной смеси дают остыть до - 50 С и ее выгружают. Продукт реакции пред ставляет собой вязкую прозрачную ма су оранжевого цвета, содержащую 30,4% основного вещества (соответствует 84% рассчитанного количества сульфоната в расчете на мол. в. 670 Пример 2. Трибутилфенол х X 7,5 ЭО-сульфонат. Соответствует примеру 1, однако вместо диэтиленгликоля в качестве солюбилизирующего вещества применяю триэтиленгликоль. Содержание 30,1% (83,2% от рассчитанного) . Пример 3. Трибутилфенол х X 10 ЭО-сульфонат. 385 г (0,5 моль соединения хлор полученного взаимодействием трибути фенола плюс 10 моль этилена (ОН-чис ло 75) с SOC12, 69,3 г (0,55 моль) NaJ - на кончике шпателя, 69 г диэтиленгликоля и 618 г воды п мёщают в автоклав вместимостью 2 л и при исходной величине рН 10-11 пе ремешивают 5 ч при температуре реак ционной массы 175 С. После завершения реакции реакционной массе дают остыть до 50 С и выгружают ее. Продукт реакции представляет собой желтую вязкую прозрачную жидкость с содержанием 29,0% основного продукта (80,4% от рассчитанного в расчете на мол. в. 824). Пример 4. Трибутилфенол х . X 10 ЭО-сульфонат. Та же загрузка, что и в примере 3 но с триэтиленгликолем в качестве солюбилизирующего вещества. Содержание 29,6% (82% от рассчитанного). Пример 5. 440 г (0,5 моль) хлорида, полученного взаимодействием трибутилфенола плюс 13 моль окиси этилена (ОН-число 65) с SOCl, загружают вместе с 69,3 г (0,55 моль) , .NaJ - иа кончике шпателя, 75 г дизтиленгликоля и 690 г воды в автоклав с мешалкой вместимостью 2 л и при исходной величине рН 10-11 перемешивают 6 ч при 175 С. Получают коричневую вязкую жидкость, содержащую 29,9% (80,2% от рассчитанного на мол. в. 349) основного продукта. Пример 6. Алфол 14 плюс 3 моль ЭО-сульфонол. 14 350 г (0,94 моля) хлорида, полученного взаимодействием алфола плюс 14 моль этилена (ОН-число 159) 6 тионилхлоридом, загружают вместе с 130,6 г (1,04 моль) Na,SO,, .NaJ -.на кончике шпателя, 72 г диэтиленгликоля и 650 г воды в автоклав вместимостью 1 л и при исходной величине;рН 10-11 перемешивают 6 ч при 175 С. Реакционную смесь охлаждают до 60 С и выгружают. Целевой продукт содержит 31,4% основного вещества (91,3% от рассчитанного в расчете на мол, в. 439).. Для определения эффективности Трибутилфенол эфирсульфонатов используется известный метод микрокапиллярного раствора, а определение поверхностного натяжения проводят по методу Spinning -Drop - interfacial - Teusinut er. В случае микрокапиллярного раствора в качестве модели для пространства пор месторождения применяют микрокапилляры из стекла фирмы Drunemondi Seientifie Со (СШЛ), которые при объеме 5 мл имеют длину 30 мм и Диаметр 0,45 мм. Микрокапилляры заплавляют с одного конца, в эксикаторе выкачивают воздух и заполняют нефтью. Капилляры в растворах ПАВ (пробирки J, термостатированные на водяной бане, устанавливают вертикально от-, верстием вверх и визуально регистрируют проникновение нефти в зависимо,сти от времени. При помоши.следующей оценочной шкалы определяют эффективность ПАВ в зависимости от его концентрации, концентрации соли, величины рН, температуры и состава нефти: 9 - полное опорожнение (30 мм) через 10 мин; то же, через 1 ч; -то же, через 3ч; -то же, через 20 ч; -опорожнение через 20ч 1625 мм -то же, 9-15 мм; -то же, 4-8 мм; -то же, 1-3 мм; -то же, следы; О - не изменяется через 20 ч. Преимуществом этого метода является то, что при незначительном диаметре микрокапилляров вязкость и плотность нефти не имеет большого влияния на извлечение нефти, поэтему можно работать с месторождениями нефти и воды.

Известно, что ПАВ лишь в тех случаях пригодны для третичной добычи нефти, когда поверхностное натяжение на границе фаз нефть/солевой раствор снижается на величину меньшую, чем 10 мНм Для этого определения поверхностного натяжения на границе фаз нефть/вода применяют разработанный Wade и Burkovsky Spinning - DropInterfacial - тензитометр.

Метод основывается на том, что деформируется капля нефти, которую помещают во вращающийся вокруг горизонтальной оси капилляр, содержащий жидкость (сйленая вода + ПАВ) с повышенной плотностью.

Каплю вытягивают до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие деформирующих сил и поверхностного натяжения.

По Vounegat поверхностное натяжение вычисляют по измеренному диаметру капли нефти R, скорости вращения со и разнице плотностей U6i по следзпощей фо1рмуле:

&d СО R

У-1/2

Значения, измеренные этим методом, представлены в табл. 1-19,

В испытаниях, результаты которых представлены в табл. 1-9)применяют соответственно 1%-ные водные растворы ПАВ.

В качестве продуктов для сравнения испытывают збирсульфонаты нонилфенола и динонилфенола.

/

Тест с месторождением нефти К. Содержание соли, г/л: NaCljlSO CaClj 20, рН 8,5, температура 40°С,

i Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и позволяет повысить эффективность способа третинной добычи нефти с использованием стимулирующего агента - . . , эфирсульфонатов. В качестве стимулируютего агента используют водные ра:створы, содержащие 0,1-3,0 мас.% триизобутилфенолсульфоната (ТИБФС) общей формулы (OCH2CH2V-S03n 9 где X 4-12; М - Na или К, или N11. . ТИБФС является поверхностноактивным веществом (ПАВ), устойчивым в широком интервале температур и величин рН. Водные растворы ТИБФС повышают поверхностное натяжение на граI нице фаз ПАВ/воздух на величину поСО рядка 25-30 мНм и поверхностное натяжение масло/раствор ПАВ на величину 1-10 (по Di Nony). На основании активности и устойчивости ТИБФС пригоден для щелочного и кислотного способа очистки металлов. При различ-ном содержании соли

Тест с месторождением нефти К. Содержание NaCl 100 г/л,-рН 8,5,

Продукт

трибутил .--Q)-0()CH2CH2S03lsla динонил К.О(СН2СН20)бШ2СН2$0 а

температура 40 С.

.Таблица 2

Поверхностное

натяжение,

1

мНм

-г

1-10

-г

8-10 71274631 Тест с парафиновой нефтью. CaCIj Содержание соли, г/л: NaCl 135,

Тест с ароматической нефтью. Содержание соли, г/л: NaCl 70,

Продукт

трибутил (CH2CH20l8CH CH2S03Na нонил ч(Л-)-0(CH2CH20)eCH2CH2S03Na

Динонил Тест с ароматической нефтью. 15, -рН Содержание соли; NaCl 135; CaCl 45

Трибутил -(QbO(CH2CH20)6CH2CH2S03Na Нонил нОко(СН2СН20)бСН2СН280зНа

CaClz 30,-рН , температура .

Таблица 4

Поверхностное

натяжение

-2

1,3 -10

-2

8 - 10

-3

3 10

rZ

1 0(СН2СН20)8СН2СН2ВОзЫа . з,8 - 8 IS.-pH 8,5, температура 60°С. .Таблица 3 8,5. температура ДО С. Таблица 5 Нонил Динонил

Тест с ароматической нефтью. Содержание соли г/л: NaCl 195, Трибутил Нонил )Нонил Динонил

Тест с нафтеновой смесью. Содержание соли, г/л: NaCl 135,

CaClz 45, -рН 8,5, температура 40°С

Таблица 6

CaCl-j 15, -рН 8i,5, температура 60°С,

Таблица. 7 (СН2СН20)бСН2СН 80зК 2ьО(СН2СН.20)бСН2СН2ВОзКа 8 - 0(CH7CH20)6CH2CH2S03lSl( 0(Ш2СН20)бСН2СН2СН280зК 0(СН2СН20)бСН2СН2$ОзЫа 1 - 10 2 10 I 10 8 10 7 10

-4

9 10

/

-0(СН7,СН20)бШ2СН280з а

Нонил Нонил Динонил .

-2

3-10 0(СН2СН20)бСН2СН2СН280зК i -ю о(СН2СН20)бСН2СН280зМа

11

Тест с нафтеновой нефтью. Содержание соли, г/л: NaCl 140,

трибутил- -н((СН2СН20)8СН2СН280з а нонил (CH2CH20)8CH2CH2SO a динонил -/

Тест с парафиновой {а), нафтеновой (Ъ) и ароматической (с) нефтью.

Продукт

Трибутил- -O-0(CH2CH20)8CH2,CH2SO a Нонил ДинонилИз табл. 9 видно, что ТИБФС приРезультаты испытаний стимулируюразличном содержании соли (50 -щих агентов при концентрациях 0,1 и

200 г/л превосходят известные3% приведены в табл. 10-19.

соединения по мобилизаций нефти. Тест с месторождением нефти К (1)

Фенолэфирсульфонаты эффективны иСодержание соли, г/л: NaCl 60,

при других концентрациях.CaCl eo, -рН 6,5, температура 8Q С.

У/

УО()ш-СН2СН2ВОзКа

1274631-12

CaClj 60, -рН 6., 5, температура бОС.

Таблица 8

лЗ

2 ИО

-г

3 -1-0

Содержание соли 150 г/л, рН 6,5, температура ,

Гт аб лица 9 .

Поверхностное натяжение,

-з

-1

1,3 10 4,2-10 1,9-10 -0(СН2СН20)бСН2еН2БОзЫа 6 .(CH2CH20)gCH2CH2S03Na : 9,4.10-4,5.10-4,8-10i OeCH CH SOsT a8 10

-CH2CH2S03Na

Тест с месторождением нефти К. Содержание соли, г/л: Wad 180. 1. ц ибутил 2.Нонил 3.Динонил

Тест с месторождением нефти.К. Содержание NaCl 100 г/л, рН 8,5,

jCaGlii 20, -рН 8,5 температура 40°С,

. температура 40°С, -4Q-0(CH2CH20)QCH2CH2S03Na. (СН2СН20)8СНгСН250з№. / JhO(CH2GH20)6CH2CHiS03Na. Таблица

15

-2

2 10

-2

9-10

Тест с парафиновой нефтью. Содержание соли, г/л: NaCl 135,

/

. трибутил -(У 0(СН2СН20)бСНгСН280 Ыа.

1

Тест с ароматической нефтью. Содержание соли, г/л: NaCl 70,

0(СН2СН20)зСН2СН2БОз-Ыа,

16

1274631 Табл.ица 12

7 О

7 О

2 10

8 10

СаС1г 15, -рН 8,5, температура 60 С.

г)бСН2СН280 Ка.

Таблица 13

СаСЬ 30, -рН 6,5, температура

OlflCHoCHoSO Na.

17

I 2 3

Тест с ароматической нефтью. Содержание соли,г/л: NaCl 135,

Тест с ароматической нефтью, ю CaCl 45, -рН 8,5, температура 40°С. Содержание соли, г/л: NaCl 05,

127463118

-Таблица 14

1 - 10

-г

4 10

-г

7,5 10

СаС 15, -рН 8,5, температура 40°С.

laO eCHoCHoSOsNa.

Таблица 15

--(ОЮ()бСН2СН2СН230зК,

Тест с нафтеновой нефтью. Содержание соли, г/л: NaCl 135,

(СН2СН20)бСН2СН230зНа, -чОнО(СН2СН20)бСН2СН230з№ )-0(CH2CHiO)6CH2CH2CH2S03Na.

(СН2СНгО)бШгСН250з№.

.Таблица 16

CaClj 15, -рН 8,5, температура .

-Таблица 17

-3

10

8 О О

О

-2

10

о о о

10

-2

0

О 21 Тест с нафтеновой нефтью.CaCl, Содержание соли, г/л: NaCl 140,

(CH2CH20)8CH2CH2S03-Na.

OlCHjCHjWaCHgCHjSOjNa. 3. д„„о„, V/ Vo(CH,CH20)teCH,CH,S03Ka. парафиновой (а), нафтене- f вой (Ъ) и ароматической (с) нефтью.

-0(СН2СН20)8СН2СН250з а.

3.динонил 3 И2СН20)дСН2СН280зКа. Поверхностное натяжение, мНм , Продукт TIZI 5 10 240 1 . lO 2 10 9,7-1СГ А,ЫО 4,510 3,1 1274631 4,1 9 10 22 60, -рН 6,5. температура . Содержание NaCl 150 г/л, рН 6 5 температура , Таблица 19 при концентрации продукта, % .Li...,J. 2 lo lo 3,2 1 o 5 -.10 Эфирсульфонаты могут применяться также в сочетании с другими анионными ПАВ, такими как бензинсуЛьфонаты, фторалкайсульфонаты, об -олефинсульфо наты, и неионогенными ПАВ типа алкил- или алкилфенолполигликолевых эфиров. В качестве других добавок могут применяться спирты и гликолевы эфиры. Вязкость потока воды может быть, кроме того, повьпсена при помощи полимеров, например оксиэтилцеллю лозы, полиакриламидов или полисахаридов . Формула изобретения Способ третичной добычи нефти с использованием в качестве стимулирующего агента эфирсульфонатов, отличающийся тем, что, с 31 целью повышения эффективности способа в качестве эфирсульфонатов используют водные растворы, содержащие 0,1-3,0 мас.% триизобутилфенслсульфоната общей формулы (ОСН2СН2)х-SO C/tHgгде X . Д-12; М - Na или К, или NH . Приоритет по признакам 17.02.83 при использовании эфирсульфонатов;23.12.83 при использовании водных растворов, содержащих 0,1-3,0 мас.% триизобутилфенолсульфоната указанной формулы.