大疏水物表面活性劑的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┰谠鰪姷挠筒墒疹I域中具有應用的新穎組合物和方法等。具體地，本申請?zhí)峁┑拇笫杷衔锛捌浠旌衔锟商貏e用于從挑戰(zhàn)性油藏回收大范圍的原油組合物。
【專利說明】大疏水物表面活性劑
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年4月22日提交的美國臨時申請61/478，434的權益，將其全部內容并入本申請用于所有用途。
【背景技術】
[0003]增強的油采收(縮寫為E0R)是指用于增加可從油藏(例如油田)提取的未精制的石油或者原油的量的技術。通過使用E0R，通?？商崛∮筒氐脑偷?0-60%，相比之下，使用一次和二次回收(例如通過水注射或者天然氣注射)僅提取20-40%。也可將增強的油采收稱為改善的油采收或者三次回收(相對于一次和二次回收)。
[0004]增強的油采收可通過各種方法實現，包括混相氣注入(其包括二氧化碳驅)、化學注入(其包括聚合物驅、堿水驅和表面活性劑驅)、微生物注入，或者熱力回收(其包括蒸汽吞吐、蒸汽驅，和火驅法)。已經使用各種化學品(通常作為稀釋水溶液)的注入改善油采收。向在油中具有天然存在的有機酸的油藏注入堿性或者苛性溶液將導致產生皂，所述皂可足夠降低界面張力以提高產量。在一些地層中，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?？勺⑷氡砻婊钚詣┤缡突撬猁}的稀溶液，以降低阻止油滴通過油藏移動的界面張力或者毛細管壓力。油、水和表面活性劑微乳液的特殊制劑也已經證實是有用的。這些方法的應用通常被化學品的成本和它們吸附并損失在含油地層的巖石上所限制。
[0005]一些未精制的石油含有具有例如C11-C2tl烴基鏈的羧酸，包括環(huán)烷酸混合物。這種〃反應性〃油的回收可使用在表面活性劑組合物中的堿(例如NaOH或者Na2CO3)進行。堿與反應性油中的酸反應，形成皂。這些皂用作額外的表面活性劑來源，使得能夠使用低得多的最初添加以進行增強的油采收(EOR)的表面活性劑含量。然而，當可利用的供水是硬水時，添加的堿導致陽離子如Ca+2或者Mg+2的沉淀。為了防止這種沉淀，在表面活性劑組合物中可能需要昂貴的螯合劑如EDTA。`可選擇地，可使用昂貴的水軟化處理。
[0006]因此，在本領域中需要用于使用化學注入的增強的油采收的具有成本效率的方法。本申請?zhí)峁┙鉀Q本領域中的這些和其它需要的方法和組合物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1.對 I 號油(50%)在 100°C用 HAC-200.5%Isofol (Guerbet)-C32-15P0-10E0-S04,0.5%C11-ABS (烴基苯磺酸鹽)、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖(對照研究)。
[0008]圖 2.在 45 0C 用 HAC-070.25%Isofol(Guerbet)C32-15P0-10E0 S04、0.25%20-2410S (內烯烴磺酸鹽)、0.5%Naf03、NaCl掃描的研究的相行為圖(對照研究)。
[0009]圖3.對 I 號油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-210.5%C16 醇 /C16 環(huán)氧化物-15P0-10E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0010]圖4.在 45 0C 用 HAC-060.25%C16 醇 /C16 環(huán)氧化物-15P0-10E0 S04、0.25%C20-2410S、0.5%Na2C03> NaCl 掃描的研究的相行為圖。[0011]圖5.對I號油(50%油)在100°C用HAC-220.5%C16_7P0烴氧基化物/C16環(huán)氧化物-8P0-10E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0012]圖6.在 45°C 用 HAC-100.25%C16_7P0 烴氧基化物 /C16 環(huán)氧化物-8P0-10E0 硫酸鹽、0.25%(C20-2410S)、0.5%Na2C03> NaCl 掃描的研究的相行為圖。
[0013]圖7.對I號油(50%油)在100°C用HAC-230.5%C16_15P0烴氧基化物/C16環(huán)氧化物-10E0-S04、0.5%Cll-ABS、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0014]圖8.對 I 號油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-240.5%C16 醇 /C16 環(huán)氧化物-15B0-15P0-30E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0015]圖9.在 45 °C 用 HAC-110.25%C16 醇 /C16 環(huán)氧化物-15B0-15P0-30E0 S04、0.25%C20-2410S、0.5%Na2C03> NaCl 掃描的研究的相行為圖。
[0016]圖10.對 I 號油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-250.5%Isofol C32 醇-C18 環(huán)氧化物-15P0-40E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0017]圖11.對 I 號油(50% 油)在 100 °C 用 HAC-270.5%TSP/C18 環(huán)氧化物-15P0-20E0-S04、0.5%Cll_ABS、l%Na2C03、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0018]圖12.對 I 號油(50% 油)在 100°C用 HAC-300.5%C16 醇/C16 環(huán)氧化物-15P0-20E0甘油基磺酸鹽、0.5%C15-1810S、鹽水掃描的研究的相行為圖。
[0019]圖13.對 I 號油(30% 油)在 100°C用 0.25%C16 醇 /C16 環(huán)氧化物-15P0-10E0 羧酸鹽、0.25%C20-2410S、0.5%IBA_3E0鹽水掃描的研究的相行為圖。

【發(fā)明內容】

[0020]在第一方面，本發(fā)明提供具有下式的化合物:
[0021]
【權利要求】
1.具有下式的化合物:
2.權利要求1的化合物，其中R1為支鏈的或者直鏈的未取代的C8-C5tl烴基。
3.權利要求1的化合物，其中R1為支鏈的或者直鏈的未取代的Cltl-C5tl烴基。
4.權利要求1的化合物，其中R1為支鏈的未取代的Cltl-C5tl烴基。
5.權利要求1的化合物，其中R1為支鏈的未取代的C12-C5tl烴基。
6.權利要求1的化合物，其中R1為支鏈的未取代的C14-C30烴基。
7.權利要求1的化合物，其中R2為支鏈的或者直鏈的未取代的Cltl-C5tl烴基、R4a-取代的Cltl-C5tl雜烴基，或者R4a-取代的苯基。
8.權利要求1的化合物，其中R2為支鏈的或者直鏈的未取代的C14-C50烴基、R4a-取代的 C2q-C5q 雜烴基、(C6H5-CH2CH2) 3C6H2-、(C6H5-CH2CH2)2C6H3-' (C6H5-CH2CH2) K6H4-，或者 R4a-取代的或者未取代的萘基。
9.權利要求1的化合物，其中R2為支鏈的未取代的C2tl-C5tl烴基或者直鏈的未取代的C16-C40 烴基。
10.權利要求1的化合物，其中R2為支鏈的R4a-取代的C3tl-C5tl雜烴基。
11.權利要求1的化合物，其中R2為支鏈的R4a-取代的C14-C50雜烴基。
12.權利要求1的化合物，其中R3獨立地為氫或者未取代的C1-C2烴基。
13.權利要求1的化合物，其中z為5-150。
14.權利要求1的化合物，其中z為10-100。
15.權利要求1的化合物，其中M+為Na+、K+、NH4\Ca+2、Mg+2或者Ba+2。
16.權利要求1的化合物，其具有下式:
17.權利要求16的化合物，其中R2為未取代的三苯乙烯基苯基。
18.權利要求16的化合物，其中R3獨立地為甲基或者乙基。
19.權利要求1的化合物，其具有下式:
20.權利要求1的化合物，其具有下式:
21.權利要求20的化合物，其中R3獨立地為氫或者甲基。
22.權利要求1的化合物，其具有下式:
23.含水組合物，其包含助表面活性劑和權利要求1-22中的一項的化合物。
24.權利要求23的含水組合物，其中所述助表面活性劑為陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑，或者陽離子表面活性劑。
25.權利要求23的含水組合物，其中所述助表面活性劑為內烯烴磺酸鹽(IOS)、α烯烴磺酸鹽(AOS)、烴基芳基磺酸鹽(ARS)、烷烴磺酸鹽、石油磺酸鹽、烴基二苯醚(二)磺酸鹽、醇硫酸鹽、烴氧基硫酸鹽、烴氧基磺酸鹽、醇磷酸鹽、烴氧基磷酸鹽、磺基琥珀酸酯、醇乙氧基化物、烴基酚乙氧基化物、季銨鹽、甜菜堿類或者磺基甜菜堿類。
26.權利要求23的含水組合物，其中所述助表面活性劑為Cic1-C3tl內烯烴硫酸鹽(IOS)或者C8-C3tl烴基苯磺酸鹽(ABS)。
27.權利要求23的含水組合物，其還包含堿劑。
28.權利要求27的含水組合物，其中所述堿劑為NaOH、KOH、LiOH,Na2CO3^ NaHCO3、偏硼酸鈉、硅酸鈉、原硅酸鈉，或者ΝΗ40Η。
29.權利要求23的含水組合物，其還包含粘度增強水溶性聚合物。
30.權利要求23的含水組合物，其還包含共溶劑。
31.權利要求23的含水組合物，其還包含氣體。
32.權利要求23的含水組合物，其中相對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劑在所述含水組合物中的溶解性的量存在。
33.權利要求23的含水組合物，其中相對于不存在所述助表面活性劑，所述助表面活性劑以足以提高所述化合物在所述含水組合物中的溶解性的量存在。
34.權利要求23的含水組合物，其pH小于13。
35.權利要求23的含水組合物，其pH小于10。
36.權利要求23的含水`組合物，其pH小于8。
37.權利要求23的含水組合物，其鹽度為至少10，OOOppm0
38.權利要求23的含水組合物，其鹽度為至少50，OOOppm0
39.權利要求23的含水組合物，其鹽度為至少100，OOOppm0
40.權利要求23的含水組合物，其中所述含水組合物的溫度為至少40°C。
41.權利要求23的含水組合物，其中所述含水組合物的溫度為至少100°C。
42.乳液組合物，其包含未精制的石油相和水相，其中所述水相包含權利要求1-22中的一項的化合物。
43.權利要求42的乳液組合物，其還包含助表面活性劑。
44.權利要求42的乳液組合物，其中所述乳液組合物為微乳液。
45.權利要求42的二相組合物，其中所述水相的油和水溶解比對在所述水相中組合的Ca+2和Mg+2的組合濃度不敏感。
46.權利要求42的二相組合物，其中所述水相的油和水溶解比對在所述水相中的水的鹽度不敏感。
47.轉移與固體物質接觸的碳氫化合物物質的方法，所述方法包括: (i)使碳氫化合物物質與權利要求1-22中的一項的化合物接觸，其中所述碳氫化合物物質與固體物質接觸； (?)使所述碳氫化合物物質從所述固體物質分離，由此轉移與所述固體物質接觸的所述碳氫化合物物質。
48.權利要求47的方法，其還包括使所述固體物質與所述化合物接觸。
49.權利要求47的方法，其中所述碳氫化合物物質為油藏中的未精制的石油以及所述固體物質為油藏中的天然固體物質。
50.權利要求49的方法，其中所述方法為增強的油采收方法。
51.權利要求47的方法，其中所述天然固體物質為巖石或者表土。
52.權利要求51的方法，其中所述表土為土壤。
53.權利要求47的方法，其中所述化合物形成包含助表面活性劑的含水組合物的一部分，以及所述碳氫化合物物質為未精制的石油物質。
54.權利要求53的方法，其中在所述接觸后形成乳液。
55.權利要求54的方法，其中所述方法還包括使所述未精制的石油物質中的未精制的石油酸進入所述乳液，由此將所述未精制的石油酸轉化成表面活性劑。
56.權利要求53的方法，其中所述助表面活性劑為內烯烴磺酸鹽(IOS)、α烯烴磺酸鹽(AOS)、烴基芳基磺酸鹽(ARS)、烷烴磺酸鹽、石油磺酸鹽、烴基二苯醚(二)磺酸鹽、醇硫酸鹽、烴氧基硫酸鹽、醇磷酸鹽、烴氧基磷酸鹽、磺基琥珀酸酯、醇乙氧基化物、烴基酚乙氧基化物或者季銨鹽。
57.權利要求53的方法，其中所述助表面活性劑為Cltl-C3tl內烯烴硫酸鹽或者C8-C3tl烴基苯磺酸鹽。
58.權利要求53的方法，其中所述含水組合物還包含粘度增強聚合物。
59.將未精制的石油酸轉化成表面活性劑的方法，所述方法包括: (i)使石油物質與含水組合物接觸，由此形成與所述石油物質接觸的乳液，其中所述含水組合物包含權利要求1- 22中的一項的化合物和助表面活性劑； (?)使所述未精制的石油物質中的未精制的石油酸進入所述乳液，由此將所述未精制的石油酸轉化成表面活性劑。
60.權利要求59的方法，其中所述反應性石油物質在油藏中。
61.制備權利要求1-22中的一項的化合物的方法，所述方法包括: (i)使環(huán)氧化合物與醇接觸，由此形成環(huán)氧化物-醇混合物； (?)提高所述環(huán)氧化物-醇混合物的溫度，由此形成環(huán)氧化物-醇加合物； (iii)使所述環(huán)氧化物-醇加合物與C1-C4烴氧化物接觸，由此形成烴氧基化疏水物；以及 (iv)使所述烴氧基化疏水物與一種或者多種陰離子官能團接觸，由此形成所述化合物。
【文檔編號】C07F9/11GK103827084SQ201280030764
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年4月17日 優(yōu)先權日:2011年4月22日
【發(fā)明者】U.P.威拉蘇里亞, G.A.波普, P.雷德福, H.史蒂文森 申請人:得克薩斯系統(tǒng)大學董事會, 哈克羅斯化學股份有限公司