用于增强油回收的低温稳定化的成泡组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于增强油回收的低温稳定化的成泡组合物和其使用方法。具体 来说，所述低温稳定化的成泡组合物包含Cl-烯烃磺酸盐、烷基醚溶剂和水。优选地，所述 烷基醚溶剂为C8H18O3和/或C8H 16O3溶剂，量为10到60重量百分比。
【背景技术】
[0002] 本发明涉及一种用于增强石油从含油地层回收的组合物和方法。在油从储层回收 中，主要生产技术（即，仅仅使用初始地层能量回收原油）、接着注水的次要技术的使用仅 仅回收一部分在地层中存在的原始油。此外，本领域中还已知使用某些增强的油回收（EOR) 技术。一个此类技术为气体驱动方法，其中例如二氧化碳等气体用于促进油的回收。
[0003] 表面活性剂因其用作增强油回收技术中的发泡剂而众所周知。参见例如颁予惠灵 顿（Wellington)的 USP 4, 380, 266、颁予奥斯瓦尔德（Oswald)等人的 USP 4, 860, 828 和颁 予惠灵顿等人的USP 5, 502, 538。泡沫的一个目的是将驱动气体流分流到含有高油饱和度 的地层部分。
[0004] 适用于增强油回收的表面活性剂为α-烯烃磺酸盐表面活性剂。一般来说， " α -烯烃磺酸盐"是含有羟基烷单磺酸盐、烯烃单磺酸盐和少量烯烃二磺酸盐的混合物。这 些组分中的每一者进一步含有若干类型的结构异构体。所述混合物在所述表面活性剂行业 中被识别为α -烯烃磺酸盐（AOS)。
[0005] 虽然α -烯烃表面活性剂大部分被称为"优良成泡剂"，但还已知其遭遇大量稳定 性问题。举例来说，当采用具有较长链长度，即，超过约C1。的α-烯烃表面活性剂时溶解 性受到注射水或地层盐水中盐量的限制。另一缺点涉及水性α-烯烃磺酸盐在低温下的运 输、使用和/或存储；在低温下溶解性减小常常引起α -烯烃磺酸盐溶液变浑浊。
[0006] 因为α -烯烃磺酸盐的每一种组分具有不同的结晶点，所以α -烯烃磺酸盐引起 浑浊，其中具有最高结晶点的组分在低温下首先被允许沉淀为晶体。一旦其引起白色浑浊， 则α -烯烃磺酸盐不大可能容易再回到透明状态。相分离可能引起高粘度和/或胶凝问题。
[0007] 众所周知，添加助水溶剂（能够增加有机化合物的水溶性的化合物）到清洁剂可 以提高其稳定性。举例来说，GB 1，225, 218中公开了包含烷基或烯基聚二醇醚羧酸的碱金 属盐、铵盐或有机碱盐到具有8到20个碳原子的α-烯烃磺酸盐的α-烯烃组合物。USP 3, 852, 221中教示包含经取代的脂肪酸酰胺基组分和磺化的助水溶剂组分的α-烯烃组合 物。USP 4, 367, 169公开了包含吡啶盐的α-烯烃组合物。虽然众所周知添加此类助水溶 剂到水性表面活性剂组合物可以压低水的凝固点，但其可能不一定提高表面活性剂组合物 在低温下的稳定性到足够程度。
[0008] 因此，需要提供水性表面活性剂组合物，尤其水性AOS组合物，其在低温下，例如 根据存储和使用条件在冬季-5 °C或更低温度下，具有优良稳定性。
【发明内容】
[0009] 本发明为用于增强油回收工艺中的此类水性阴离子型表面活性剂发泡溶液，其包 含⑴一种或多种α-烯烃磺酸盐（AOS)、（ii)具有化学式C8H18O3X 8H16O3或其混合物的溶 剂和（iii)水。
[0010] 优选地，在上文所公开的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液中，溶剂具有〇. 05到 0.8的辛醇-水分配常数。
[0011] 优选地，在上文所公开的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液中，溶剂以10重量百 分比到60重量百分比的量存在，重量百分比是基于AOS和溶剂的总重量。
[0012] 优选地，在上文所公开的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液中，溶剂为：
[0015] 或其混合物。
[0016] 优选地，在上文所公开的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液中，一种或多种 α -烯烃磺酸盐具有10到18个碳，更优选12个碳。
[0017] 优选地，在上文所公开的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液中，一种或多种α烯 烃磺酸盐包含羟基磺酸盐与烯烃磺酸盐。
[0018] 本发明的另一实施例为一种在气体注射到储层期间从所述储层回收油的方法， 其包含以下步骤：（a)至少周期性地注射气体和成泡组合物到储层中，其中所述成泡组合 物包含含有以下的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液：（i) 一种或多种α-烯烃磺酸盐 (AOS)、（ii)具有化学式CSH1S03、C8H 16O3或其混合物的溶剂和（iii)水；以及（b)使所述储 层中的烃与所述泡沫和所述气体接触以便帮助烃从所述储层回收。
[0019] 优选地，在上文所公开的方法中，阴离子型表面活性剂发泡溶液在井顶端添加到 水性稀释剂/用水性稀释剂稀释，使得AOS以0. 0001到2重量百分比的量存在于井下水性 稀释剂中。
【具体实施方式】
[0020] 本发明的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液为包含一种或多种α -烯烃磺酸盐 的水性α -烯烃磺酸盐（AOS)溶液。适用于本发明的实施的α -烯烃磺酸盐（AOS)为衍生 自具有约10到18个碳原子，优选约14到16个碳原子，最优选12个碳原子的α -烯烃的 α-烯烃磺酸盐。烯烃可以为直链、分支链或脂环，以直链烯烃为优选。产生AOS的方法为 众所周知，例如AOS可以通过α-烯烃与三氧化硫的反应合成。此反应可以根据化学领域 众所周知的方法，通常通过稀三氧化硫蒸汽流与液体烯烃薄膜在约5°C到约50°C范围内的 温度下接触来进行。303与烯烃之间的反应得到中间物，相信具有磺内酯的性质，其随后通 过与水反应而水解并通过与碱反应而中和。AOS混合物适用于实施本发明。
[0021] 适合于本发明的AOS可以包含例如C1(] lsA0S组合物。在AOS组合物通常包括磺酸 盐组分的组合的程度上，"C1(] 12"意指α -烯烃磺酸盐包括Cw α -烯烃磺酸盐与C12 α -烯烃 磺酸盐中的一者或多者。类似地，"C1(] 14"意指α -烯烃磺酸盐组合物包括具有10到14个 碳原子的链长的一种或多种α-烯烃磺酸盐。类似地，"C1(]1S "意指α-烯烃磺酸盐组合物 包括具有10到18个碳原子的链长的一种或多种α -烯烃磺酸盐。
[0022] -种优选的本发明的AOS组合物包含C12AOS,此归因于其发泡性并且因为其在含 有高达18重量百分比总溶解固体（TDS)的盐水中在室温下（22°C到24°C的范围内）可溶。
[0023] 有待用于本发明中的特定AOS组合物的选择取决于所需环境中发泡性与耐盐水 性的平衡。发泡性随着碳链的长度而增加，然而，耐盐水性则减少。参见例如铃木（Suzuki) 的USP 4, 769, 730。因此，特定的额外AOS组合物基于某些实际因素，即成本、注射水的盐度 和有待采用其的含油地层来选择。
[0024] AOS通常包括羟基磺酸盐与烯烃磺酸盐。羟基磺酸盐包括3-羟基与4-羟基磺酸 盐，而烯烃磺酸盐包括烯烃-1-磺酸盐（烯烃-1)、烯烃-2-磺酸盐（烯烃-2)、烯烃-3-磺 酸盐（烯烃-3)、烯烃-4-磺酸盐（烯烃-4)、烯烃-5-磺酸盐（烯烃-5)、烯烃-6-磺酸盐 (烯烃-6)、烯烃-7-磺酸盐（烯烃-7)和烯烃-8-磺酸盐（烯烃-8)。烯烃-二磺酸盐也 可以存在于AOS中。
[0025] 本发明的水性阴离子型表面活性剂发泡组合物包含一种或多种A0S、溶剂、任选的 其它表面活性剂和水。优选地，AOS以等于或大于10重量百分比、优选等于或大于16重量 百分比并且更优选等于或大于22重量百分比的量存在，重量百分比是基于水性阴离子型 表面活性剂发泡组合物的总重量。优选地，AOS以等于或小于40重量百分比、优选等于或 小于36重量百分比并且更优选等于或小于30重量百分比的量存在，重量百分比是基于水 性阴离子型表面活性剂发泡组合物的总重量。
[0026] 本发明的水性阴离子型表面活性剂发泡溶液通过有效量的烷基醚溶剂来稳定化。 烷基醚溶剂为水性AOS溶液提供一种或多种稳定化作用。在一个实施例中，烷基醚溶剂帮 助AOS溶解于水溶液中，尤其在低温下。在另一个实施例中，烷基醚溶剂减少AOS从溶液水 性组分相分离。
[0027] 适合的烷基醚溶剂可以包含直链烷基链、分支链烷基链或直链与分支链烷基链的 混合物，并且可以为质子性的，包含一个或多个羟基（-OH)，和/或非质子性的，不具有-OH 基团。碳：氧比率（C : 0)在2. 3与3. 25之间的烷基醚溶剂特别有效地使AOS溶解于水 溶液中。具有化学式C8H18O3和C8H 16O3并具有2. 66的C : 0的八碳烷基醚溶剂特别适用于 稳定化本发明的AOS水溶液。
[0028] 关于相分离，已经发现辛醇-水分配常数在0. 05与0. 8之间的烷基醚溶剂适用于 减少水性AOS溶液的相分离。辛醇-水分配常数（Kow)反映了化合物的疏水性-亲水性并 且是平衡状态下两个不可混溶的相的混合物中化合物的浓度比率。这些系数是此两个相中 化合物的溶解性差异的量度。
[0029] 具有C8H18O3和C SH1603并具有2. 66的C : 0的任何结构异构体在本发明的范围内。 特别适用于本发明的C8H18O3烷基醚溶剂为2-(2-丁氧基乙氧基）乙醇（I);双（甲氧基丙 基）醚（II) ;2-[2-(2_甲基丙氧基）乙氧基]乙醇（III) ;1_乙氧基-2-(2-乙氧基乙氧 基）乙烷（IV) ;1，1，1_三甲氧基-2-甲基丁烷（V) ;3-(2_丙氧基乙氧基）丙-1-醇（VI); 1-(2-丙氧基乙氧基）丙-1-醇（VII);以及其混合物。这些溶剂由以下结构表示：
[0030]
[0032] 使水性AOS溶液稳定化的烷基醚溶剂的有效量将取决于（仅举几例）AOS的组成 (例如碳链长）、水性介质和使溶液稳定化所在的目