有机酸或其盐在表面活性剂基增强采油配制物和技术中的用图
【专利说明】有机酸或其盐在表面活性剂基増强采油配制物和技术中的 用途 发明领域
[0001] 本公开涉及含有非离子表面活性剂，选自柠檬酸、二甘醇酸、乙醇酸的有机酸及其 盐和注入水的表面活性剂配制物，和涉及使用这种表面活性剂配制物从地下储层中采收化 石流体的方法。
[0002] 背景信息
[0003] 化石流体通常如下来从地下地层采收：用一个或多个井穿透地层，并且泵送或使 化石流体通过该井流到地面。在初次采收中，天然驱动能量，例如下面的活动水驱动或者在 某个最小压力下的气体，会具有足够的压力来驱动流体到达井，然后到达地面。在许多情况 中，天然驱动能量不足以或者变得不足以使流体流到井。因此，在天然驱动能量耗尽后，相 当部分的待采收化石流体会保持在地层中。在这种情况中，必须使用不同的二次或三次采 收技术来采收剩余的流体。
[0004] 一项这种技术包括通过一个或多个注入井将水注入以朝着生产井驱动残留的流 体。当注入水不再产生可接受的生产率时，生产井必须废弃或者经过其他方法来进一步增 加提取。已知多种方法，包括蒸汽注采、聚合物注采、碱注采、用二氧化碳的可混溶注采和用 表面活性剂水溶液注采。对于用表面活性剂水溶液注采来说，将表面活性剂包添加到注入 水中，并且注入井中来降低注入水和化石流体相之间的界面张力，因此使化石流体提取增 加。在进行这种方法时，本领域技术人员面临的挑战是确定构成表面活性剂包的组分的有 效组合。通常必须尝试许多组合，然后才能够配制合适的表面活性剂包，其对于许多地层的 卤水中存在的多价阳离子具有良好的耐受性，以及在地层的岩石上具有低吸附性。例如：
[0005] 美国专利3, 811，504公开了使用三表面活性剂体系，其含有烷基硫酸酯、烷基聚 乙氧基化硫酸酯和聚乙氧基化烷基酚；
[0006] 美国专利3, 890, 239公开了一种可用于从地层中采油的表面活性剂组合物，其包 含有机磺酸酯、硫酸化的或磺化的烷氧基化醇和聚亚烷基二醇醇醚；
[0007] 美国专利4, 463, 806公开了一种表面活性剂包，其含有水溶性醚连接的磺酸酯、 醇和石油磺酸酯或烷基苯磺酸酯；
[0008] 美国专利7, 629, 299公开了使用衍生自不饱和醇醚的醇醚磺酸酯；
[0009] 美国专利公布2005/01999395公开了将碱和衍生自a-烯烃的烷芳基磺酸酯表面 活性剂用于从地层中采油；
[0010] 美国专利公布2006/0185845公开了一种组合物，其包含脂族阴离子表面活性剂 和脂族非离子添加剂，用于处理地层；
[0011] 美国专利公布2007/0191633公开了一种用于采油的共混物，其含有水或卤水、醇 或醇醚和双官能阴离子表面活性剂；
[0012] 美国专利公布2009/0270281公开了一种表面活性剂混合物，其包含具有12-30个 碳的烃基和具有6-11个碳原子的支化的烃，用于三次油提取；
[0013] 美国专利公布2011/0046024公开了使用烷基化羟基芳族磺酸酯、溶剂、钝化剂和 聚合物来从地层中采油；
[0014] 美国专利公布2011/0048721公开了使用高分子量硫酸化的内烯烃磺酸酯硫酸酯 和高分子量二烷基酚烷氧基化的磺酸酯硫酸酯来用于油采收；
[0015] 美国专利公布2011/0190174公开了三苯乙烯基酚烷氧基化的硫酸酯和它们在油 采收应用中作为表面活性剂的用途。
[0016] 美国专利公布2011/0281779公开了一种阴离子醚表面活性剂的用途，其包含衍 生自格尔伯特醇（Guerbetalcohol)的支化的疏水物基团；和
[0017] 美国专利公布2013/0068312公开了一种非离子表面活性剂和金属盐。
[0018] 尽管现有技术现状如此，但是一直需要一种新的表面活性剂包和配制物，其可以 用采收化石流体，特别是在高盐度和高温条件下采收。本文提供了解决本领域该需求的表 面活性剂包和表面活性剂配制物，以及使用这种配制物的方法。
【发明内容】
[0019] 本公开涉及一种用于处理含有化石流体的地下地层的表面活性剂配制物，其包含 非离子表面活性剂，选自柠檬酸、二甘醇酸、乙醇酸的有机酸及其盐，和注入水。
[0020] 在另一实施方案中，本公开提供一种制备用于处理含有化石流体的地下地层的表 面活性剂配制物的方法，其将非离子表面活性剂与选自柠檬酸、二甘醇酸、乙醇酸的有机酸 及其盐和注入水合并。
[0021] 在又一实施方案中，本公开提供了一种从地下地层采收化石流体的方法，其将含 有非离子表面活性剂，选自柠檬酸、二甘醇酸、乙醇酸的有机酸及其盐和注入水的表面活性 剂配制物注入到位于地下地层中的一个或多个注入井中，并且从一个或多个生产井中采收 化石流体。注入井和生产井可以是相同的井或者不同的井。
[0022] 在又一实施方案中，本公开涉及一种用于处理含有化石流体的地下地层的表面活 性剂包，其包含非离子表面活性剂和选自柠檬酸、二甘醇酸、乙醇酸的有机酸及其盐。
【具体实施方式】
[0023] 如果出现在本文中，则术语"包含"及其派生词不意图排除任何另外的组分、步骤 或程序的存在，无论其是否在此公开。为了避免任何疑义，除非有相反的指示，否则本文使 用术语"包含"所要求保护的全部配制物可以包含任何另外的添加剂、助剂或化合物。相 反，如果出现在本文中，术语"基本由……组成"则从任何随后的限定范围中排除任何其他 组分、步骤或程序，除了对于操作性来说并非本质的那些之外，和如果使用时，术语"由…… 组成"排除了任何没有明确描述或列出的组分、步骤或程序。除非另有指示，否则术语"或" 指的是所列的成员单独以及任意组合。
[0024] 冠词"一个"和"一种"在本文中用于表示一个或多于一个（即至少一个）的该冠 词的语法宾语。例如"一种非离子表面活性剂"表示一种非离子表面活性剂或者大于一种 的非离子表面活性剂。
[0025] 短语"在一个实施方案中"、"根据一个实施方案"等通常表示在该短语之后的具体 的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中，并且可以包括在本发明的多 于一个的实施方案中。重要的是，该短语不必然指相同的实施方案。
[0026] 如果说明书记载组分或特征"可以"、"能够"、"会"或"可能"包括或具有一定特性， 则该特定的组分或特征不是必须包括或具有该特性。
[0027] 对于处理含有化石流体的地下地层的方法来说，术语"处理"包括使用本领域已知 的任何适宜方式将化学品置于地下地层内，例如将该化学品泵送、注入、倾倒、释放、置换、 挤压、定位或循环到井、井筒或地下地层。
[0028] 术语"化石流体"包括油质材料，例如在油田沉积物、油页岩、沥青砂、重油沉积物 等中发现的那些。化石流体通常是天然存在的烃的混合物，其可以炼制成柴油、汽油、加热 用油、喷气机油、煤油和被称作石化产品的其他产品。来源于地下地层的化石流体可以包括 但不限于油母质、沥青、焦沥青、沥青质、油或其组合。
[0029] 术语"烷基"包括直链和支链基团以及环状基团二者。除非另有规定，否则直链和 支链基团可以具有高至30个碳原子。环状基团可以是单环或多环，在一些实施方案中可以 具有3-10个碳原子。术语"亚烷基"是上面所定义的烷基的二价形式。
[0030] 术语"芳基"包括碳环芳族环或环体系，例如具有1、2或3个环和任选在环中含有 至少一个杂原子（例如0、s或N)。芳基的例子包括苯基、萘基、联苯基、芴基、呋喃基、噻吩 基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、异吲哚基、三唑基、吡咯基、四唑基、咪唑基、吡唑基、 噁唑基和噻唑基。
[0031] 术语"烷芳基"指的是连接有烷基的芳基结构部分。
[0032] 术语"烷基酚"指的是连接有烷基的酚结构部分。
[0033] 术语"碱金属"指的是锂、钠或钾。
[0034] 术语"碱土金属"指的是钙、钡、镁或锶。
[0035] 术语"低级碳链醇"指的是具有不多于10个碳原子的醇。
[0036] 作为此处使用的，"表面活性剂"指的是降低两种液体之间的界面张力的化学化合 物。
[0037] 术语"非离子表面活性剂"指的是形成该表面活性剂的分子不带电的表面活性剂。
[0038] 作为本文中使用的，术语"基本上不含"当涉及到材料在配制物中基本不存在来使 用时，其表示这种材料如果存在的话，则完全是作为偶然的杂质或副产物而存在。换言之， 该材料不影响配制物的性能。
[0039] 短语"地下地层"包括低于暴露的地面的区域以及低于被水例如海水或淡水覆盖 的地面的区域。地下地层中的温度可以是约25°F-约300°F。在一些实施方案中，地层 的温度是至少约100°F，在其他实施方案中地层的温度是至少约125°F，而在其他实施方 案中，地层的温度是至少约150°F。
[0040] 本公开总体上提供一种表面活性剂配制物，用于处理和从地下地层采收化石流 体，和特别是用于在高盐度和/或高温条件下处理和从地下地层采收化石流体。根据一个 实施方案，该表面活性剂配制物包含非离子表面活性剂，选自柠檬酸、二甘醇酸、乙醇酸的 有机酸及其盐，和注入水。已经令人惊讶地发现，加入少量的有机酸或其盐到该表面活性剂 配制物中增加了该配制物对于盐度和硬度的耐受性（特别是在高盐度条件）以及在高温条 件的相稳定性。当该表面活性剂配制物与油混合时，还观察到超低的界面张力。此外，可 以明显减少或者消除在表面活性剂配制物通常存在的另外的组分例如羧化的表面活性剂 (其通常被包含来改进该表面活性剂配制物的稳定性），由此加速了有效配制物的开发过 程以及降低了配制物的成