大疏水物表面活性剂的制作方法
【专利摘要】本申请提供在增强的油采收领域中具有应用的新颖组合物和方法等。具体地，本申请提供的大疏水化合物及其混合物可特别用于从挑战性油藏回收大范围的原油组合物。
【专利说明】大疏水物表面活性剂
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年4月22日提交的美国临时申请61/478，434的权益，将其全部内容并入本申请用于所有用途。
【背景技术】
[0003]增强的油采收(缩写为E0R)是指用于增加可从油藏(例如油田)提取的未精制的石油或者原油的量的技术。通过使用E0R，通常可提取油藏的原油的40-60%，相比之下，使用一次和二次回收(例如通过水注射或者天然气注射)仅提取20-40%。也可将增强的油采收称为改善的油采收或者三次回收(相对于一次和二次回收)。
[0004]增强的油采收可通过各种方法实现，包括混相气注入(其包括二氧化碳驱)、化学注入(其包括聚合物驱、碱水驱和表面活性剂驱)、微生物注入，或者热力回收(其包括蒸汽吞吐、蒸汽驱，和火驱法)。已经使用各种化学品(通常作为稀释水溶液)的注入改善油采收。向在油中具有天然存在的有机酸的油藏注入碱性或者苛性溶液将导致产生皂，所述皂可足够降低界面张力以提高产量。在一些地层中，注入水溶性聚合物的稀溶液以提高注入水的粘度可增加回收的油量。可注入表面活性剂如石油磺酸盐的稀溶液，以降低阻止油滴通过油藏移动的界面张力或者毛细管压力。油、水和表面活性剂微乳液的特殊制剂也已经证实是有用的。这些方法的应用通常被化学品的成本和它们吸附并损失在含油地层的岩石上所限制。
[0005]一些未精制的石油含有具有例如C11-C2tl烃基链的羧酸，包括环烷酸混合物。这种〃反应性〃油的回收可使用在表面活性剂组合物中的碱(例如NaOH或者Na2CO3)进行。碱与反应性油中的酸反应，形成皂。这些皂用作额外的表面活性剂来源，使得能够使用低得多的最初添加以进行增强的油采收(EOR)的表面活性剂含量。然而，当可利用的供水是硬水时，添加的碱导致阳离子如Ca+2或者Mg+2的沉淀。为了防止这种沉淀，在表面活性剂组合物中可能需要昂贵的螯合剂如EDTA。`可选择地，可使用昂贵的水软化处理。
[0006]因此，在本领域中需要用于使用化学注入的增强的油采收的具有成本效率的方法。本申请提供解决本领域中的这些和其它需要的方法和组合物。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1.对 I 号油(50%)在 100°C用 HAC-200.5%Isofol (Guerbet)-C32-15P0-10E0-S04,0.5%C11-ABS (烃基苯磺酸盐)、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图(对照研究)。
[0008]图 2.在 45 0C 用 HAC-070.25%Isofol(Guerbet)C32-15P0-10E0 S04、0.25%20-2410S (内烯烃磺酸盐)、0.5%Naf03、NaCl扫描的研究的相行为图(对照研究)。
[0009]图3.对 I 号油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-210.5%C16 醇 /C16 环氧化物-15P0-10E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图。
[0010]图4.在 45 0C 用 HAC-060.25%C16 醇 /C16 环氧化物-15P0-10E0 S04、0.25%C20-2410S、0.5%Na2C03> NaCl 扫描的研究的相行为图。[0011]图5.对I号油(50%油)在100°C用HAC-220.5%C16_7P0烃氧基化物/C16环氧化物-8P0-10E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图。
[0012]图6.在 45°C 用 HAC-100.25%C16_7P0 烃氧基化物 /C16 环氧化物-8P0-10E0 硫酸盐、0.25%(C20-2410S)、0.5%Na2C03> NaCl 扫描的研究的相行为图。
[0013]图7.对I号油(50%油)在100°C用HAC-230.5%C16_15P0烃氧基化物/C16环氧化物-10E0-S04、0.5%Cll-ABS、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图。
[0014]图8.对 I 号油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-240.5%C16 醇 /C16 环氧化物-15B0-15P0-30E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图。
[0015]图9.在 45 °C 用 HAC-110.25%C16 醇 /C16 环氧化物-15B0-15P0-30E0 S04、0.25%C20-2410S、0.5%Na2C03> NaCl 扫描的研究的相行为图。
[0016]图10.对 I 号油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-250.5%Isofol C32 醇-C18 环氧化物-15P0-40E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图。
[0017]图11.对 I 号油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-270.5%TSP/C18 环氧化物-15P0-20E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、盐水扫描的研究的相行为图。
[0018]图12.对 I 号油(50% 油)在 100°C用 HAC-300.5%C16 醇/C16 环氧化物-15P0-20E0甘油基磺酸盐、0.5%C15-1810S、盐水扫描的研究的相行为图。
[0019]图13.对 I 号油(30% 油)在 100°C用 0.25%C16 醇 /C16 环氧化物-15P0-10E0 羧酸盐、0.25%C20-2410S、0.5%IBA_3E0盐水扫描的研究的相行为图。
【发明内容】
[0020]在第一方面，本发明提供具有下式的化合物:
[0021]
【权利要求】
1.具有下式的化合物:
2.权利要求1的化合物，其中R1为支链的或者直链的未取代的C8-C5tl烃基。
3.权利要求1的化合物，其中R1为支链的或者直链的未取代的Cltl-C5tl烃基。
4.权利要求1的化合物，其中R1为支链的未取代的Cltl-C5tl烃基。
5.权利要求1的化合物，其中R1为支链的未取代的C12-C5tl烃基。
6.权利要求1的化合物，其中R1为支链的未取代的C14-C30烃基。
7.权利要求1的化合物，其中R2为支链的或者直链的未取代的Cltl-C5tl烃基、R4a-取代的Cltl-C5tl杂烃基，或者R4a-取代的苯基。
8.权利要求1的化合物，其中R2为支链的或者直链的未取代的C14-C50烃基、R4a-取代的 C2q-C5q 杂烃基、(C6H5-CH2CH2) 3C6H2-、(C6H5-CH2CH2)2C6H3-' (C6H5-CH2CH2) K6H4-，或者 R4a-取代的或者未取代的萘基。
9.权利要求1的化合物，其中R2为支链的未取代的C2tl-C5tl烃基或者直链的未取代的C16-C40 烃基。
10.权利要求1的化合物，其中R2为支链的R4a-取代的C3tl-C5tl杂烃基。
11.权利要求1的化合物，其中R2为支链的R4a-取代的C14-C50杂烃基。
12.权利要求1的化合物，其中R3独立地为氢或者未取代的C1-C2烃基。
13.权利要求1的化合物，其中z为5-150。
14.权利要求1的化合物，其中z为10-100。
15.权利要求1的化合物，其中M+为Na+、K+、NH4\Ca+2、Mg+2或者Ba+2。
16.权利要求1的化合物，其具有下式:
17.权利要求16的化合物，其中R2为未取代的三苯乙烯基苯基。
18.权利要求16的化合物，其中R3独立地为甲基或者乙基。
19.权利要求1的化合物，其具有下式:
20.权利要求1的化合物，其具有下式:
21.权利要求20的化合物，其中R3独立地为氢或者甲基。
22.权利要求1的化合物，其具有下式:
23.含水组合物，其包含助表面活性剂和权利要求1-22中的一项的化合物。
24.权利要求23的含水组合物，其中所述助表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂，或者阳离子表面活性剂。
25.权利要求23的含水组合物，其中所述助表面活性剂为内烯烃磺酸盐(IOS)、α烯烃磺酸盐(AOS)、烃基芳基磺酸盐(ARS)、烷烃磺酸盐、石油磺酸盐、烃基二苯醚(二)磺酸盐、醇硫酸盐、烃氧基硫酸盐、烃氧基磺酸盐、醇磷酸盐、烃氧基磷酸盐、磺基琥珀酸酯、醇乙氧基化物、烃基酚乙氧基化物、季铵盐、甜菜碱类或者磺基甜菜碱类。
26.权利要求23的含水组合物，其中所述助表面活性剂为Cic1-C3tl内烯烃硫酸盐(IOS)或者C8-C3tl烃基苯磺酸盐(ABS)。
27.权利要求23的含水组合物，其还包含碱剂。
28.权利要求27的含水组合物，其中所述碱剂为NaOH、KOH、LiOH,Na2CO3^ NaHCO3、偏硼酸钠、硅酸钠、原硅酸钠，或者ΝΗ40Η。
29.权利要求23的含水组合物，其还包含粘度增强水溶性聚合物。
30.权利要求23的含水组合物，其还包含共溶剂。
31.权利要求23的含水组合物，其还包含气体。
32.权利要求23的含水组合物，其中相对于不存在所述化合物，所述化合物以足以提高所述助表面活性剂在所述含水组合物中的溶解性的量存在。
33.权利要求23的含水组合物，其中相对于不存在所述助表面活性剂，所述助表面活性剂以足以提高所述化合物在所述含水组合物中的溶解性的量存在。
34.权利要求23的含水组合物，其pH小于13。
35.权利要求23的含水组合物，其pH小于10。
36.权利要求23的含水`组合物，其pH小于8。
37.权利要求23的含水组合物，其盐度为至少10，OOOppm0
38.权利要求23的含水组合物，其盐度为至少50，OOOppm0
39.权利要求23的含水组合物，其盐度为至少100，OOOppm0
40.权利要求23的含水组合物，其中所述含水组合物的温度为至少40°C。
41.权利要求23的含水组合物，其中所述含水组合物的温度为至少100°C。
42.乳液组合物，其包含未精制的石油相和水相，其中所述水相包含权利要求1-22中的一项的化合物。
43.权利要求42的乳液组合物，其还包含助表面活性剂。
44.权利要求42的乳液组合物，其中所述乳液组合物为微乳液。
45.权利要求42的二相组合物，其中所述水相的油和水溶解比对在所述水相中组合的Ca+2和Mg+2的组合浓度不敏感。
46.权利要求42的二相组合物，其中所述水相的油和水溶解比对在所述水相中的水的盐度不敏感。
47.转移与固体物质接触的碳氢化合物物质的方法，所述方法包括: (i)使碳氢化合物物质与权利要求1-22中的一项的化合物接触，其中所述碳氢化合物物质与固体物质接触； (?)使所述碳氢化合物物质从所述固体物质分离，由此转移与所述固体物质接触的所述碳氢化合物物质。
48.权利要求47的方法，其还包括使所述固体物质与所述化合物接触。
49.权利要求47的方法，其中所述碳氢化合物物质为油藏中的未精制的石油以及所述固体物质为油藏中的天然固体物质。
50.权利要求49的方法，其中所述方法为增强的油采收方法。
51.权利要求47的方法，其中所述天然固体物质为岩石或者表土。
52.权利要求51的方法，其中所述表土为土壤。
53.权利要求47的方法，其中所述化合物形成包含助表面活性剂的含水组合物的一部分，以及所述碳氢化合物物质为未精制的石油物质。
54.权利要求53的方法，其中在所述接触后形成乳液。
55.权利要求54的方法，其中所述方法还包括使所述未精制的石油物质中的未精制的石油酸进入所述乳液，由此将所述未精制的石油酸转化成表面活性剂。
56.权利要求53的方法，其中所述助表面活性剂为内烯烃磺酸盐(IOS)、α烯烃磺酸盐(AOS)、烃基芳基磺酸盐(ARS)、烷烃磺酸盐、石油磺酸盐、烃基二苯醚(二)磺酸盐、醇硫酸盐、烃氧基硫酸盐、醇磷酸盐、烃氧基磷酸盐、磺基琥珀酸酯、醇乙氧基化物、烃基酚乙氧基化物或者季铵盐。
57.权利要求53的方法，其中所述助表面活性剂为Cltl-C3tl内烯烃硫酸盐或者C8-C3tl烃基苯磺酸盐。
58.权利要求53的方法，其中所述含水组合物还包含粘度增强聚合物。
59.将未精制的石油酸转化成表面活性剂的方法，所述方法包括: (i)使石油物质与含水组合物接触，由此形成与所述石油物质接触的乳液，其中所述含水组合物包含权利要求1- 22中的一项的化合物和助表面活性剂； (?)使所述未精制的石油物质中的未精制的石油酸进入所述乳液，由此将所述未精制的石油酸转化成表面活性剂。
60.权利要求59的方法，其中所述反应性石油物质在油藏中。
61.制备权利要求1-22中的一项的化合物的方法，所述方法包括: (i)使环氧化合物与醇接触，由此形成环氧化物-醇混合物； (?)提高所述环氧化物-醇混合物的温度，由此形成环氧化物-醇加合物； (iii)使所述环氧化物-醇加合物与C1-C4烃氧化物接触，由此形成烃氧基化疏水物；以及 (iv)使所述烃氧基化疏水物与一种或者多种阴离子官能团接触，由此形成所述化合物。
【文档编号】C07F9/11GK103827084SQ201280030764
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年4月17日 优先权日:2011年4月22日
【发明者】U.P.威拉苏里亚, G.A.波普, P.雷德福, H.史蒂文森 申请人:得克萨斯系统大学董事会, 哈克罗斯化学股份有限公司