專利名稱：強化烴回收的方法和組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及從含烴地層回收烴的方法。更具體地說，文中描述的實施方案涉及強化烴回收的方法及其使用的組合物。
背景技術：
烴類可從含烴地層中通過一口或多口穿透地層的井回收。烴類可通過井流至地面。含烴地層的條件(例如滲透性、烴濃度、孔隙度、溫度、壓力)可影響從含烴地層生產(chǎn)烴的經(jīng)濟活力。含烴地層可存在天然能量(例如氣體、水)來幫助烴類流動至含烴地層的表面。天然能量可為水的形式，水可施加壓力使得烴流動至一口或多口生產(chǎn)井。氣體可以足夠的壓力存在于含烴地層中推動烴類流至一口或多口生產(chǎn)井。天然能源會隨著時間耗盡?？墒褂酶郊拥幕厥者^程繼續(xù)從含烴地層中回收烴類。附加過程的例子包括水驅、聚合物驅、堿驅、熱過程、溶液驅或它們的組合。
強化烴回收的組合物和方法在以下專利中記載Farmer等人的US3943160，發(fā)明名稱為“熱穩(wěn)定的鈣兼容性水驅表面活性劑”；Gale等人的US 3946812，發(fā)明名稱為“水驅添加劑材料的應用”；Shupe等人的US 4077471，發(fā)明名稱為“用于高溫高鹽度地層的表面活性劑油回收過程”；Newcombe的US 4216079，發(fā)明名稱為“表面活性劑破乳回收”。Wuest等人的US 5318709，發(fā)明名稱為“基于磺化醚的表面活性劑混合物的制備方法及其使用”；Van Slyke的US 5723423，發(fā)明名稱為“溶劑皂及其使用方法”；Hsu等人的US 6022834，發(fā)明名稱為“堿性表面活性劑聚合物驅油組合物和方法”；Chou等人的US6269881，發(fā)明名稱為“采用由α-烯烴和α-烯烴組合物衍生的烷芳基磺酸鹽表面活性劑的蠟質原油的油回收方法”和Wellington等人的“低表面活性劑濃度強化的水驅”，石油工程師協(xié)會，1995；所有這些作為參考引入。

發(fā)明內容
在一個實施方案中，烴類可從含烴地層中通過包括用烴回收組合物處理至少部分含烴地層的方法制得。在一些實施方案中，至少部分含烴地層可以是油濕潤的。在一些實施方案中，至少部分含烴地層可包括低鹽度水。在其它實施方案中，至少部分含烴地層的平均溫度可低于50℃。在具體的實施方案中，流體、物質或者它們的組合可加入至少部分含烴地層以幫助烴類流動至一口或多口生產(chǎn)井。
在一個實施方案中，烴回收組合物可包括脂族非離子添加劑和脂族陰離子表面活性劑。在具體的實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可以是硫酸鹽。在其它實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可以是磷酸鹽。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑可以是長鏈脂族醇。脂族非離子添加劑和/或脂族陰離子表面活性劑均可以帶有支鏈結構。
脂族陰離子表面活性劑的脂族基團的平均碳原子數(shù)可以為10-24。此處使用的術語“碳原子數(shù)”指的是分子中的總碳原子數(shù)。在具體的實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的脂族基團的平均碳原子數(shù)可為12-18。在其它實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的平均碳原子數(shù)可為16-17。脂族陰離子表面活性劑的脂族基團可以是支鏈。脂族陰離子表面活性劑的支鏈脂族基團可含有低于0.5％的季碳原子。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的每個脂族基團支鏈的平均數(shù)可為0.7-2.5。脂族陰離子表面活性劑的脂族基團上的支鏈可包括但不限于甲基和/或乙基支鏈。
脂族非離子添加劑的脂族基團的平均碳原子數(shù)可以為10-24。在具體的實施方案中，脂族非離子添加劑的脂族基團的平均碳原子數(shù)可為12-18。在其它實施方案中，脂族非離子添加劑的脂族基團的平均碳原子數(shù)可為16-17。脂族非離子添加劑的脂族基團可以是支鏈。脂族非離子添加劑的支鏈脂族基團可含有低于0.5％的季碳原子。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑的每個脂族基團支鏈的平均數(shù)可為0.7-2.5。脂族非離子添加劑的脂族基團上的支鏈可包括但不限于甲基和/或乙基支鏈。
在一個實施方案中，烴回收組合物可通過將脂族非離子添加劑和脂族陰離子表面活性劑組合制得。脂族非離子添加劑和/或脂族陰離子表面活性劑可以帶有支鏈結構。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑可以是長鏈脂族醇。在其它實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可以是長鏈脂族酸鹽。在具體的實施方案中，長鏈脂族醇可在低于長鏈酸鹽的分解溫度下與長鏈酸鹽組合。長鏈酸鹽在組合物中的量可以大于40重量％，基于組合物的總重量計。在一些實施方案中，長鏈脂族醇的量可低于組合物總重量的60重量％。
在一個實施方案中，含烴組合物可從含烴地層中生產(chǎn)。含烴組合物可包括烴、脂族非離子添加劑、脂族陰離子表面活性劑、甲烷、水、瀝青、一氧化碳和氨的任意組合。在具體的實施方案中，脂族非離子添加劑可以是長鏈脂族醇。脂族非離子添加劑和/或脂族陰離子表面活性劑可以帶有支鏈結構。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可以是長鏈脂族酸鹽。


基于以下參照附圖對實施方案的詳細描述，本發(fā)明的優(yōu)點對于本領域技術人員而言將更明顯，其中圖1描述處理含烴地層的一個實施方案；圖2描述處理含烴地層的一個實施方案；圖3描述界面張力值的圖示；圖4描述界面張力值的圖示；和圖5描述處理含烴地層的實施方案的圖示。
盡管本發(fā)明可進行多種改變和替代形式，但其具體實施方案在附圖中以實施例的形式表示，并在此詳細描述。應該理解附圖和詳細描述并不意味著將本發(fā)明限定為所公開的特定形式，相反，本發(fā)明覆蓋落在所附權利要求書所限定的本發(fā)明實質與范圍內的所有改進、等效方案及替代方案。
具體實施例方式
烴類可從含烴地層中通過穿透含烴地層的井生產(chǎn)。“烴”通常定義為主要由碳原子和氫原子構成的分子。烴還可包括其它成分，例如但不限于鹵素、金屬元素、氮、氧和/或硫。來自含烴地層的烴可包括但不限于油母、瀝青、焦瀝青、瀝青質、原油或它們的組合物。烴可位于陸地的礦物母巖內或其附近。母巖包括但不限于沉積巖、砂層、沉積石英巖、碳酸鹽、硅藻土及其它多孔介質。
“地層”包括一層或多層含烴層、一層或多層非烴層、上覆地層和/或下層地層?！吧细驳貙印焙?或“下層地層”包括一種或多種不同類型的非滲透性材料。例如上覆地層/下層地層可以包括巖石、頁巖、泥巖或濕/致密碳酸鹽(即不含烴的非滲透性碳酸鹽)。例如下層地層可含有頁巖或泥巖。在某些情況下，上覆地層/下層地層在一定程度可滲透。例如下層地層可由可滲透礦物如砂巖或石灰石組成。在一些實施方案中，至少部分含烴地層可能存在于地表以下少于1000英尺處。
含烴地層的性質會影響烴如何通過下層地層/上覆地層進入一個或多個生產(chǎn)井。地層的性質包括但不限于孔隙度、滲透率、孔徑分布、表面積、鹽度或溫度。上覆地層/下層地層的性質與烴的性質組合，例如毛細壓力(靜態(tài))特性和相對滲透率(流動)特性可影響通過含烴地層的烴的流動。
含烴地層的滲透率會隨地層組成而變化。相對滲透地層可包括夾帶進如沙或碳酸鹽中的重烴。此處使用的“相對滲透”指的是平均滲透率為10毫達西或更大的地層或部分地層。此處使用的“相對低滲透”指的是平均滲透率低于10毫達西的地層或部分地層。1達西等于約0.99平方微米。不可滲透部分地層的滲透率通常低于0.1毫達西。在一些情況下，相對滲透地層的部分或所有烴部分主要包括重烴和/或焦油，沒有支撐礦物顆粒骨架及僅僅漂浮(或不漂浮)的礦物質(例如瀝青湖)。
不同密度的流體(例如氣、水、烴或它們的組合)可能存在于含烴地層中。含烴地層中的流體混合物根據(jù)流體密度在下層地層和上覆地層之間形成層。在含烴地層中，氣體可能形成最高層，烴可能形成中間層，水可能形成底層。流體可在含烴底層中以任意量存在。地層中流體間的相互作用會在流體間產(chǎn)生界面或邊界。流體和地層間的界面或邊界可以由流體和地層間的相互作用產(chǎn)生。通常，氣體不會與含烴地層中的其它流體形成邊界。在一個實施方案中，第一邊界可能形成于水層和下層地層間。第二邊界可能形成于水層和烴層間。第三邊界可能形成于含烴地層中不同密度烴類之間。在一些實施方案中，帶有多個邊界的多種流體可能出現(xiàn)在含烴地層中。應該理解，在流體之間以及流體和上覆地層/下層地層之間的多種邊界線組合可能出現(xiàn)在含烴地層中。
生產(chǎn)流體會干擾流體間以及流體和上覆地層/下層地層之間的相互作用。當流體從含烴地層中移走，不同的流體層會混合并形成混合流體層?；旌狭黧w在流體邊界可能具有不同的相互作用。依靠混合流體在邊界的相互作用，生產(chǎn)烴會變得困難。流體和/或流體和上覆地層/下層地層在界面的相互作用的定量(例如能級)可用于預測通過含烴地層的烴的流動。
在地層內界面處流體間相互作用(例如混合)所需要的能量的定量很難測量。流體間在界面處能級的定量可由現(xiàn)有技術(例如旋滴張力儀)測定。在界面所需相互作用能量被稱作界面張力。此處使用的“界面張力”，指的是存在于兩種或多種具有邊界的流體間的表面自由能。高界面張力值(例如大于10達因/厘米)可表示一種流體不能與第二種流體混合形成流體乳液。此處使用的“乳液”，指的是通過添加降低流體間界面張力獲得穩(wěn)定性的組合物使一種不混溶的流體分散于第二流體中。流體不能混合可歸因于兩流體間高的表面相互作用能量。低界面張力值(例如小于1達因/厘米)表示兩種不混溶流體間弱的表面相互作用。兩種不混溶流體間弱的表面相互作用能量可導致兩種流體混合形成乳液。具有低界面張力值的流體由于降低的毛細管力可流至井孔并隨后從含烴地層中采出。
在含烴地層中的流體可以是濕的(例如含烴地層中粘附在上覆地層/下層地層上或涂附在上覆地層/下層地層上)。此處使用的“潤濕性”，指的是在有其它流體的情況下，一種流體涂附或粘附在地層中固體表面上的優(yōu)先性。確定含烴地層潤濕性的方法記載于Craig，Jr.的“采油工程的水驅方面”，1971年的專題集第3冊，石油工程師協(xié)會。在一個實施方案中，在有氣或水的情況下，烴可粘附于砂石上?；颈粺N覆蓋的上覆地層/下層地層可稱作“油潤濕”。上覆地層/下層地層由于在含烴地層中存在極性和/或重烴(例如瀝青質)可以被“油潤濕”。地層組成(例如二氧化硅、碳酸鹽或粘土)可以決定在上覆地層/下層地層表面上吸附的烴量。在一些實施方案中，多孔和/或可滲透地層使烴更容易潤濕上覆地層/下層地層?；居蜐櫇竦纳细驳貙?下層地層會抑制來自含烴地層的烴生產(chǎn)。在某些實施方案中，油潤濕的部分含烴地層可位于地表以下少于1000英尺處。例如油潤濕地層可位于加拿大、中國、懷俄明、俄克拉何馬和路易斯安娜州。
含烴地層可含有水。水可與下層地層的表面相互作用。此處使用的“水潤濕”，指的是在上覆地層/下層地層的表面上形成水覆蓋層。水潤濕上覆地層/下層地層可通過阻止烴潤濕上覆地層/下層地層而提高采自含烴地層的烴產(chǎn)量。在某些實施方案中，部分水潤濕的含烴地層可含有少量的極性和/或重烴。
在含烴地層中的水可含有礦物質(例如含有鋇、鈣或鎂的礦物質)和無機鹽(例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂)。地層中水的鹽度和/或水的硬度可影響含烴地層中烴的回收。此處使用的“鹽度”，指的是水中溶解固體的量。此處使用的“水的硬度”，指的是水中二價離子(例如鈣、鎂)的濃度。水的鹽度和硬度可用通常的已知用方法(例如電導率、滴定法)測量。此處使用的“高鹽度水”，指的是以氯化鈉為基準總溶解固體量大于30,000ppm的水。隨著含烴地層中水鹽度的提高，烴和水間的界面張力增大，流體可能更難生產(chǎn)。
在含烴地層中的低鹽度水可提高采自含烴地層的烴產(chǎn)量。烴和低鹽度水可形成易分散的乳液，這是由于低鹽度水和烴之間的低表面張力。采自含烴地層的可流動乳液(例如烴/水混合物)的生產(chǎn)對生產(chǎn)者來說經(jīng)濟上更可行。此處使用的“低鹽度水”，指的是在含烴地層中以氯化鈉為基準總溶解固體量小于20,000ppm的水的鹽度。在一些實施方案中，含烴地層可含有鹽度小于13,000ppm的水。在某些實施方案中，含烴地層可含有鹽度為3,000-10,000ppm的水。在其它實施方案中，含烴地層中水的鹽度可以為5,000-8,000ppm。
針對處理選擇的含烴地層所基于的因素例如但不限于地層中含烴層的厚度、液體產(chǎn)量的估價、地層位置、地層的含鹽量、地層的溫度和含烴層的深度。最初，天然地層的壓力和溫度可能足以使烴流入井孔并流出地面。含烴地層的溫度可以為25-300℃。在地表以下深度少于1000英尺的含烴地層的溫度可能低于50℃。在一些實施方案中，在地表以下深度少于1000英尺的含烴地層的溫度可能低于40℃。在其它實施方案中，在地層表面以下深度少于1000英尺的含烴地層的表面溫度可能低于30℃。當從含烴地層采出烴，地層中的壓力和/或溫度可能會降低。各種人工提升(例如泵送、注氣)和/或加熱形成可用于繼續(xù)從含烴地層中生產(chǎn)烴。隨著地層烴被耗盡由含烴地層生產(chǎn)所希望的烴會變得不經(jīng)濟。
保留在含烴地層中的殘余烴的流動可能由于烴的粘度和含烴地層孔中流體的毛細管作用而變得困難。此處使用的“毛細管力”，指的是在流體和至少部分含烴地層間的吸引力。在一個實施方案中，毛細管力可通過提高含烴地層中的壓力而被克服。在其它實施方案中，毛細管力可通過降低含烴地層中流體間的界面張力而被克服。降低含烴地層中毛細管力的能力取決于多種因素，包括但不限于含烴地層的溫度、含烴地層中水的鹽度和含烴地層中烴的組成。
隨著產(chǎn)率的降低，可使用附加方法使含烴地層更經(jīng)濟可行。所述方法可包括向含烴地層中加水(例如鹽水、蒸汽)、氣體、聚合物、單體或它們的任意組合以提高烴的流動性。
在一個實施方案中，含烴地層可用水驅處理。水驅可以包括通過注入井向部分含烴地層內注水。至少部分地層的水驅可水潤濕部分含烴地層。水潤濕的部分含烴地層可使用已知的方法加壓并使用一口或多口生產(chǎn)井收集水/烴混合物。但水層不能與烴層有效混合。低的混合效率可能是因為水和烴間高的界面張力。
采自含烴地層的產(chǎn)量可通過使用聚合物和/或單體處理含烴地層使烴流入一口或多口生產(chǎn)井而提高。聚合物和/或單體可降低含烴地層孔中水相的流動性。水流動性的降低可使烴更容易通過含烴地層。聚合物包括但不限于聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、烯屬共聚物、生物聚合物、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸酯)或它們的混合物。烯屬共聚物的例子包括丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和十二烷基丙烯酸酯的共聚物、十二烷基丙烯酸酯和丙烯酰胺的共聚物。生物聚合物的例子包括黃原膠和瓜耳豆膠。在一些實施方案中，聚合物可在含烴地層中原位交聯(lián)。在其它實施方案中，聚合物可在含烴地層中原位生成。原油回收使用的聚合物及聚合物的制備記載于Zhang等人的US 6,427,268，發(fā)明名稱為“疏水性聯(lián)合聚合物的制備方法、使用方法及組合物”；Wang的US 6,439,308，發(fā)明名稱為“泡沫驅法”；Smith的US 5,654,261，發(fā)明名稱為“用于油回收的滲透改性組合物”；Surles等人的US 5,284,206，發(fā)明名稱為“地層處理”；Surles等人的US 5,199,490，發(fā)明名稱為“地層處理”和Morgenthaler等人的US 5,103,909，發(fā)明名稱為“強化油回收中的曲線控制”，所有這些作為參考引入本申請中。
在一個實施方案中，加入添加劑可以提高烴回收組合物在烴相中的溶解度。可選擇地，加入添加劑可以提高烴回收組合物在水相中的溶解度。此處使用的可溶于烴相的分子被稱作“親油性的”。此處使用的可溶于水相的分子被稱作“親水性的”。添加劑的效果可通過將添加劑與烴和水的混合物組合并確定是否形成乳液來測量。添加劑形成乳液的效果可表示為親水-親油平衡(HLB)值。通常，HLB值范圍為1-40。高HLB值意味著水包烴乳液的形成。低HLB值意味著烴包水乳液的形成。此處使用的“非離子添加劑”指的是親水-親油平衡(HLB)值小于10的添加劑。
在一個實施方案中，可向含烴地層提供烴回收組合物。在一個實施方案中，組合物可包括一種或多種非離子添加劑(例如醇、乙氧基化醇、非離子表面活性劑和/或糖基酯)和一種或多種陰離子表面活性劑(例如硫酸鹽、磺酸鹽、乙氧基化硫酸鹽和/或磷酸鹽)。
在一個實施方案中，脂族非離子添加劑可用于烴回收組合物中。這里所使用的術語“脂族”指的是直鏈或支鏈的碳氫原子鏈。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑的脂族部分的平均碳原子數(shù)可以為10-24。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑的脂族部分的平均碳原子數(shù)可以為12-18。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑可含有支鏈脂族部分。脂族非離子添加劑的支鏈脂族部分的平均碳原子數(shù)可以為16-17。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑的支鏈脂族基團可含有低于0.5％脂族季碳原子。在一個實施方案中，每個脂族非離子添加劑分子的平均支鏈數(shù)為0.1-2.5。在其它實施方案中，每個脂族非離子添加劑分子的平均支鏈數(shù)為0.7-2.5。
在非離子添加劑中甲基支鏈可占總支鏈數(shù)的20-99％。在一些實施方案中，在非離子添加劑中甲基支鏈可占總支鏈數(shù)的50％以上。在某些實施方案中，醇中的乙基支鏈數(shù)可占總支鏈數(shù)的30％以下。在其它實施方案中，乙基支鏈數(shù)，如果存在的話，可為總支鏈數(shù)的0.1-2％。除甲基或乙基之外的支鏈，如果存在的話，可為總支鏈數(shù)的10％以下。在一些實施方案中，小于總支鏈數(shù)0.5％的支鏈既不是乙基也不是甲基基團。
在一個實施方案中，脂族非離子添加劑可以是長鏈脂族醇。這里所使用的術語“長鏈”指的是平均碳原子數(shù)為10-30的碳鏈。長鏈脂族醇(例如長鏈伯醇)可商購(例如Shell Chemical Co.生產(chǎn)的Neodol醇，Houston，TX)。在某些實施方案中，長鏈脂族醇可用各種已知方法制備。長鏈脂族醇的平均碳原子數(shù)為10-24。在一些實施方案中，長鏈脂族醇的平均碳原子數(shù)可以為12-18。在其它實施方案中，長鏈脂族醇的平均碳原子數(shù)可以為16-17。
在一個實施方案中，部分長鏈脂族醇可以帶有支鏈。支鏈長鏈脂族醇可由支鏈烯烴加氫甲?；苽?。支鏈烯烴制備記載于Murray的US 5,510,306，發(fā)明名稱為“異構直鏈烯烴為異烯烴的工藝”；Murray的US 5,648,584，發(fā)明名稱為“異構直鏈烯烴為異烯烴的工藝”；Murray的US 5,648,585，發(fā)明名稱為“異構直鏈烯烴為異烯烴的工藝”，所有這些作為參考引入本申請中。支鏈長鏈脂族醇的制備記載于Singleton等人的US 5,849,960，發(fā)明名稱為“高度支鏈化的伯醇組合物及由其制備的可生物降解洗滌劑”；Singleton等人的US6,150,222，發(fā)明名稱為“高度支鏈化的伯醇組合物及由其制備的可生物降解洗滌劑”；Singleton等人的US 6,222,077，發(fā)明名稱為“高度支鏈化的伯醇組合物及由其制備的可生物降解洗滌劑”，所有這些作為參考引入本申請中。
在一些實施方案中，長鏈脂族醇的支鏈脂族基團的支鏈有低于0.5％的脂族季碳原子。在一個實施方案中，每個長鏈脂族醇的平均支鏈數(shù)為0.1-2.5。在其它實施方案中，每個醇的平均支鏈數(shù)為0.7-2.5。
在支鏈長鏈脂族醇中甲基支鏈可以為總支鏈數(shù)的20-99％。在一些實施方案中，在支鏈長鏈脂族醇中甲基支鏈可以為總支鏈數(shù)的50％以上。在某些實施方案中，醇中的乙基支鏈數(shù)可以為總支鏈數(shù)的30％以下。在其它實施方案中，乙基支鏈數(shù)，如果存在的話，可以為總支鏈數(shù)的0.1-2％。除甲基或乙基之外的支鏈，如果存在的話，可以小于總支鏈數(shù)的10％。在一些實施方案中，小于0.5％總支鏈數(shù)的支鏈既不是乙基也不是甲基基團。
在一個實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可用于烴回收組合物中。在某些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的脂族部分的平均碳原子數(shù)為10-24。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的脂族部分的平均碳原子數(shù)為12-18。在其它實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的脂族部分的平均碳原子數(shù)為16-17。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可包括支鏈脂族部分。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑的支鏈脂族基團可具有低于0.5％的脂族季碳原子。在一個實施方案中，每個脂族陰離子表面活性劑分子的平均支鏈數(shù)為0.1-2.5。在其它實施方案中，每個脂族陰離子表面活性劑分子的平均支鏈數(shù)為0.7-2.5。
在支鏈陰離子表面活性劑中甲基支鏈可以為總支鏈數(shù)的20-99％。在一些實施方案中，在支鏈陰離子表面活性劑中甲基支鏈為大于總支鏈數(shù)的50％。在某些實施方案中，醇中的乙基支鏈數(shù)可以小于總支鏈數(shù)的30％。在其它實施方案中，乙基支鏈數(shù)，如果存在的話，為總支鏈數(shù)的0.1-2％。除甲基或乙基之外的支鏈，如果存在的話，可以小于總支鏈數(shù)的10％。在一些實施方案中，小于0.5％總支鏈數(shù)的支鏈既不是乙基也不是甲基基團。
在一個實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可以為長鏈酸鹽。長鏈酸鹽可用式(R-Y)nM表示，其中R是長鏈脂族基團，Y是硫基團(OSO3)-或磷基團(OPO3)-；M是離子；n的數(shù)值由M的化合價決定，使組合物總電荷為零。在某些實施方案中，R是支鏈長鏈脂族基團。脂族基團的支鏈可提高長鏈脂族陰離子表面活性劑的水溶解度。長鏈陰離子表面活性劑基本上是表面活性的并可有效降低界面張力。R的平均碳原子數(shù)可以為10-24。在一些實施方案中，R的平均碳原子數(shù)可以為12-18。在其它實施方案中，R的平均碳原子數(shù)可以為16-17。M可包括但不限于鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、鎂離子(Mg++)、銨離子(NH4+)或三烷基銨離子(R3NH+)。在一個實施方案中，當Y是硫基團時可形成長鏈硫酸鹽。在其它實施方案中，當Y是磷基團時可形成長鏈磷酸鹽。
通常，長鏈酸鹽可以由長鏈醇通過已知方法制備或商購(例如Shell Chemical Co.生產(chǎn)的Neodol醇，Houston，TX)。例如長鏈醇可與三氧化硫反應形成硫酸或鹽。長鏈醇與多磷酸或五氧化二磷反應可形成磷酸或鹽。長鏈酸鹽的制備記載于Singleton等人的US5,849,960，發(fā)明名稱為“高度支鏈化的伯醇組合物及由其制備的可生物降解洗滌劑”；Singleton等人的US 6,150,222，發(fā)明名稱為“高度支鏈化的伯醇組合物及由其制備的可生物降解洗滌劑”；Singleton等人的US 6,222,077，發(fā)明名稱為“高度支鏈化的伯醇組合物及由其制備的可生物降解洗滌劑”；Jacobson等人的US 6,462,215，發(fā)明名稱為“磺化、硫化和磺胺化作用”；Jacobson等人的US 6,448,435，發(fā)明名稱為“磺化、硫化和磺胺化作用”；Chasin等人的US 4,313,847，發(fā)明名稱為“表面活性劑組合物”，所有這些作為參考引入本申請中。
脂族酸鹽可具有平均碳原子數(shù)為10-24的脂族基團。在一些實施方案中，脂族酸鹽可具有平均碳原子數(shù)為12-18的脂族基團。在其它實施方案中，脂族酸鹽可具有平均碳原子數(shù)為16-17的脂族基團。脂族酸鹽的脂族基團可帶有支鏈。在一些實施方案中，支鏈可含有低于0.5％的脂族季碳原子。在一個實施方案中，每個脂族酸鹽的平均支鏈數(shù)為0.1-2.5。在其它實施方案中，平均支鏈數(shù)為0.7-2.5。
在長鏈酸或長鏈鹽的脂族基團支鏈中甲基支鏈可以為總支鏈數(shù)的20-99％。在一些實施方案中，在長鏈酸或長鏈酸鹽的脂族基團中甲基支鏈可以大于總支鏈數(shù)的50％。在某些實施方案中，在長鏈酸或長鏈鹽的脂族基團中乙基支鏈數(shù)可以小于總支鏈數(shù)的30％。在其它實施方案中，乙基支鏈數(shù)，如果存在的話，可以為總支鏈數(shù)的0.1-2％。除甲基或乙基之外的支鏈，如果存在的話，可以小于總支鏈數(shù)的10％。在一些實施方案中，小于0.5％總支鏈數(shù)的支鏈既不是乙基也不是甲基基團。
烴回收組合物可通過組合(例如混合)非離子添加劑(例如脂族非離子添加劑)與適量陰離子表面活性劑(例如脂族陰離子表面活性劑)制備。非離子添加劑與陰離子表面活性劑的組合溫度低于50℃。在某些實施方案中，混合溫度可低于25℃。
在一個實施方案中，烴回收組合物可包括脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑。在一些實施方案中，組合物中脂族陰離子表面活性劑的量可大于組合物總重的40wt％。在一個實施方案中，烴回收組合物中脂族陰離子表面活性劑的量可為組合物總重的60-90wt％。組合物中脂族陰離子表面活性劑的量可為組合物總重的80-90wt％。組合物中脂族非離子添加劑的量可小于組合物總重的60wt％。組合物可含有脂族非離子添加劑的量為組合物總重的10-40wt％。在一些實施方案中，脂族非離子添加劑的量可為組合物總重的10-20wt％。組合物的余量可包括但不限于水、低分子量醇、有機溶劑、烷基磺酸鹽、芳基磺酸鹽、鹽水或它們的組合。低分子量醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇、仲丁醇、丁醇、叔戊醇或它們的組合。有機溶劑包括但不限于甲基乙基酮、丙酮、低烷基纖維素溶劑、低烷基卡必醇或它們的組合。
烴回收組合物中使用的脂族非離子添加劑和脂族非離子添加劑的脂族部分可具有相同的平均碳原子數(shù)、支鏈和/或季碳原子數(shù)?？蛇x擇地，脂族非離子添加劑的碳原子數(shù)、支鏈或季碳原子數(shù)可以與烴回收組合物中使用的陰離子表面活性劑不同。在一個實施方案中，脂族陰離子表面活性劑與脂族非離子添加劑的平均碳原子數(shù)均為16-17。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑與脂族非離子添加劑可以都有支鏈脂族基團。在其它實施方案中，平均碳原子數(shù)為16-17的脂族陰離子表面活性劑可以與平均碳原子數(shù)為10-24的脂族非離子添加劑組合。在某些實施方案中，脂族非離子添加劑與脂族陰離子表面活性劑均具有支鏈脂族基團。在其它實施方案中，支鏈脂族非離子添加劑含有的支鏈主要是乙基和甲基基團。在某些實施方案中，支鏈脂族陰離子表面活性劑的支鏈為甲基基團。
在一個實施方案中，組合物可以包括與一種或多種糖基表面活性劑組合的脂族陰離子表面活性劑。糖基表面活性劑包括由長鏈脂族酯組成的表面活性劑。在一個實施方案中，糖基表面活性劑是由與酯的羰基偶聯(lián)的長鏈脂族部分以及與酯的氧基偶聯(lián)的糖基組成。糖基表面活性劑包括但不限于單月桂酸山梨糖醇酐酯、單棕櫚酸山梨糖醇酐酯、單硬脂酸山梨糖醇酐酯、單油酸山梨糖醇酐酯、倍半油酸山梨糖醇酐酯、三油酸山梨糖醇酐酯、聚氧乙烯(20)單月桂酸山梨糖醇酐酯、聚氧乙烯(20)單棕櫚酸山梨糖醇酐酯、聚氧乙烯(20)單硬脂酸山梨糖醇酐酯、聚氧乙烯(20)單油酸山梨糖醇酐酯、聚氧乙烯(20)三油酸山梨糖醇酐酯或它們的組合。其它糖基表面活性劑包括糖基醚和糖基乙氧基化醚。組合物可由脂族陰離子表面活性劑與一種或多種糖基表面活性劑在低于50℃溫度下組合制備。
在一些實施方案中，組合物中脂族陰離子表面活性劑的量可大于組合物總重的40wt％。組合物可包含脂族陰離子表面活性劑的量為組合物總重的50-90wt％。組合物中脂族陰離子表面活性劑的量為組合物總重的80-90wt％。組合物中糖基表面活性劑的量可小于組合物總重的60wt％。組合物可包含糖基表面活性劑的量為組合物總重的10-50wt％。在一些實施方案中，糖基表面活性劑的量可為組合物總重的10-20wt％。組合物的余量可包括但不限于水、低分子量醇、有機溶劑、烷基磺酸鹽、芳基磺酸鹽、鹽水或它們的組合。低分子量醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇、仲丁醇、丁醇、叔戊醇或它們的組合。有機溶劑包括但不限于甲基乙基酮、丙酮、低烷基纖維素溶劑、低烷基卡必醇或它們的組合。
在一個實施方案中，組合物可包括脂族非離子添加劑、脂族陰離子表面活性劑和一種或多種糖基表面活性劑。在某些實施方案中，脂族非離子添加劑的部分脂族基團可帶有支鏈。在其它實施方案中，部分脂族陰離子表面活性劑可帶有支鏈。組合物可由脂族非離子添加劑和脂族陰離子表面活性劑與一種或多種糖基表面活性劑在低于50℃溫度下組合制備。
在一些實施方案中，脂族非離子添加劑可大于組合物總重的50wt％。組合物可以含脂族非離子添加劑的量為組合物總重的45-55wt％。在一些實施方案中，組合物中脂族陰離子表面活性劑的量可大于組合物總重的35wt％。組合物也可以含脂族陰離子表面活性劑的量為組合物總重的30-50wt％。糖基表面活性劑的量在組合物中可低于組合物總重的10wt％。組合物可含有糖基表面活性劑的量低于組合物總重的10wt％。在一些實施方案中，糖基表面活性劑的量可為組合物總重的5-8wt％。組合物的余量可包括但不限于水、低分子量醇、有機溶劑、烷基磺酸鹽、芳基磺酸鹽、鹽水或它們的組合。低分子量醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇、仲丁醇、丁醇、叔戊醇或它們的組合。有機溶劑包括但不限于甲基乙基酮、丙酮、低烷基纖維素溶劑、低烷基卡必醇或它們的組合。
烴回收組合物可以與至少部分含烴地層中的烴相互作用。與烴的相互作用可降低烴與含烴地層中一種或多種流體的界面張力。在其它實施方案中，烴回收組合物可降低烴與含烴地層中上覆地層/下層地層間的界面張力。界面張力降低可使至少部分烴流過含烴地層。
烴回收組合物降低烴與流體混合物界面張力的能力可使用已知技術評價。在一個實施方案中，烴和水混合物的界面張力值可用旋滴張力儀測定。一定量的烴回收組合物可加入烴/水混合物并且所形成的流體的界面張力值可被測定。低界面張力值(例如小于1達因/厘米)表示組合物降低至少部分烴和水間的表面能。表面能的降低表示至少部分烴/水混合物可流過至少部分含烴地層。
在一個實施方案中，烴回收組合物可加入烴/水混合物并且界面張力值可被測定。超低的界面張力值(例如小于0.1達因/厘米)表示烴回收組合物降低了烴和水間至少部分表面張力，以至于至少部分烴可流過至少部分含烴地層。針對地層中的流體，相對于用組合物處理過的導致界面張力值大于0.1達因/厘米的烴，至少部分烴可在超低界面張力下更容易地通過至少部分含烴地層。向含烴地層內的流體中添加導致超低界面張力值的烴回收組合物可提高烴的生產(chǎn)效率。含烴地層中烴回收組合物的濃度可降低至最小以降低生產(chǎn)過程中使用費用。
在處理含烴地層方法的一個實施方案中，含有非離子添加劑(例如長鏈脂族醇)和陰離子表面活性劑(例如長鏈脂族酸鹽)的烴回收組合物可通過注入井110提供(例如注入)給含烴地層100，如圖1描述。含烴地層100可包括上覆地層120、烴層130和下層地層140。注入井110包括允許流體在不同深度通過含烴地層100的開口112。在某些實施方案中，烴層130可在地表下小于1000英尺處。在一些實施方案中，含烴地層100的下層地層140是油潤濕的。在其它實施方案中，低鹽度水可存在于含烴地層100中。
烴回收組合物可以基于含烴地層中存在的烴的量提供給含烴地層。但烴回收組合物的用量可能太少以至于不能用已知的輸送設備(例如泵)精確輸送至含烴地層。為了利于將少量烴回收組合物輸送至含烴地層，烴回收組合物可與水和/或鹽水組合產(chǎn)生可可注入流體。注入含烴地層100的烴回收組合物的量可小于可注入流體總重的0.5wt％。在某些實施方案中，供給含烴地層的烴回收組合物的量可小于可注入流體總重的0.3wt％。在一些實施方案中，供給含烴地層的烴回收組合物的量可小于可注入流體總重的0.1wt％。在其它實施方案中，供給含烴地層的烴回收組合物的量可小于可注入流體總重的0.05wt％。
烴回收組合物可與烴層130中的至少部分烴相互作用。烴回收組合物與烴層130的相互作用可降低不同烴間的至少部分界面張力。烴回收組合物也可降低地層中的一種或多種流體(例如水、烴)與下層地層140間、地層中的一種或多種流體與上覆地層120間或它們的組合間的至少部分界面張力。在一個實施方案中，烴回收組合物可與含烴地層中至少部分烴和至少部分一種或多種其它流體相互作用來降低烴和一種或多種流體間的至少部分界面張力。界面張力的降低可以使地層中的至少部分烴與至少部分一種或多種流體形成乳液。烴與一種或多種流體間的界面張力值可利用烴回收組合物改變至小于0.1達因/厘米的數(shù)值。在一些實施方案中，地層中烴與其它流體間的界面張力值可通過烴回收組合物降低至小于0.05達因/厘米的數(shù)值。在其它實施方案中，地層中烴與其它流體間的界面張力值可通過烴回收組合物降低至小于0.001達因/厘米。至少部分烴回收組合物/烴/流體混合物可流入生產(chǎn)井150。從生產(chǎn)井150得到的產(chǎn)品可以包括但不限于烴回收組合物的組分(例如長鏈脂族醇和/或長鏈脂族酸鹽)、甲烷、一氧化碳、水、烴、氨、瀝青質或它們的組合。向含烴地層中加入烴回收組合物后，采自含烴地層100的烴產(chǎn)量可提高50％以上。
在某些實施方案中，含烴地層100可用烴脫除流體預處理。烴脫除流體可由水、蒸汽、鹽水、氣體、液體聚合物、泡沫聚合物、單體或它們的混合物組成。在烴回收組合物供給地層之前可用烴脫除流體處理地層。在一些實施方案中，含烴地層100可位于地表以下少于1000英尺處。在某些實施方案中，烴脫除流體在注入含烴地層100之前可被加熱。烴脫除流體可降低地層中至少部分烴的粘度。地層中至少部分烴的粘度降低可強化至少部分烴流至生產(chǎn)井150。在含烴地層100中的至少部分烴流動后，重復注入相同或不同的烴脫除流體在使烴流過含烴地層方面的效率下降。低的流動效率可能是由于烴脫除流體在含烴地層100中形成了更多的可滲透區(qū)。烴脫除流體可穿過含烴地層100中的可滲透區(qū)而不與剩余的烴相互作用并使其流動。因此，置換吸附于下層地層140的較重的烴可能隨時間減少。最終，認為地層低產(chǎn)或生產(chǎn)烴經(jīng)濟上不可行。
在某些實施方案中，在用烴脫除流體處理含烴地層后注入烴回收組合物可強化吸附于下層地層140的較重的烴的流動。烴回收組合物可與烴相互作用以降低烴與下層地層140間的界面張力。界面張力降低可以使烴流動并從生產(chǎn)井150采出。在一些實施方案中，來自生產(chǎn)井140的烴產(chǎn)品可包括至少部分烴回收組合物的組分、為預處理而注入井中的烴脫除流體、甲烷、二氧化碳、氨或它們的組合。添加烴回收組合物到至少部分低產(chǎn)量含烴地層可延長含烴地層的開采期。在已經(jīng)向含烴地層中加入烴回收組合物后，采自含烴地層100的烴產(chǎn)量可提高50％以上。提高的烴產(chǎn)量可提高含烴地層經(jīng)濟可行性。
在一些實施方案中，烴回收組合物可加入到平均溫度低于50℃的部分含烴地層100中。為便利輸送一定量的烴回收組合物至含烴地層，烴組合物可與水或鹽水組合產(chǎn)生可注入流體。小于0.5wt％的烴回收組合物，基于可注入流體總重計，可通過注入井110注入含烴地層100。在某些實施方案中，通過注入井110注入的烴回收組合物的濃度可小于0.3wt％，基于可注入流體總重計。在一些實施方案中，烴回收組合物的濃度可小于0.1wt％，基于可注入流體總重計。在其它實施方案中，烴回收組合物的濃度可小于0.05wt％，基于可注入流體總重計。
烴回收組合物與地層中的至少部分烴相互作用可以降低烴與下層地層140間的至少部分界面張力。至少部分界面張力的降低可驅使至少部分烴流過含烴地層100。但至少部分烴的流動可能并非經(jīng)濟可行的速率。在一個實施方案中，在用烴回收組合物處理地層后，聚合物可通過注入井110注入含烴地層100以提高至少部分烴通過地層的流動。合適的聚合物包括但不限于Ciba SpecialtyAdditives(Tarrytown，New York)生產(chǎn)的CIBAALCOFLOOD、TramflocInc.(Temple，Arizona)生產(chǎn)的Tramfloc和Chevron PhillipsChemical Co.(The Woodlands，Texas)生產(chǎn)的HE聚合物。烴、烴回收組合物和聚合物間的相互作用可提高地層中至少部分剩余烴至生產(chǎn)井150的流動。
在一些實施方案中，烴回收組合物可被添加入平均溫度低于50℃的部分含烴地層100中。在一些實施方案中，烴回收組合物可與至少部分烴脫除流體(例如水、聚合物溶液)組合產(chǎn)生可注入流體?；诳勺⑷肓黧w總重計，小于0.5wt％的烴回收組合物可通過注入井110注入含烴地層100中，如圖2中描述。在某些實施方案中，通過注入井110注入的烴回收組合物的濃度可小于0.3wt％，基于可注入流體總重計。在一些實施方案中，基于可注入流體總重計，小于0.1wt％的烴回收組合物可通過注入井110注入含烴地層100中。在其它實施方案中，基于可注入流體總重計，小于0.05wt％的烴回收組合物可通過注入井110注入含烴地層100中。烴回收組合物與地層中烴的相互作用可降低烴與下層地層140間的至少部分界面張力。至少部分界面張力的降低可驅動至少部分烴流至含烴地層100中的選擇區(qū)160以形成烴池170。至少部分烴可產(chǎn)自含烴地層100的選擇區(qū)內的烴池170。
在其它實施方案中，至少部分烴至選擇區(qū)160的的流動速率可能在經(jīng)濟不可行。聚合物可被注入含烴地層100中以提高至少部分烴通過地層的流動。至少部分烴、烴回收組合物和聚合物間的相互作用可提高至少部分烴至生產(chǎn)井150的流動。
在一些實施方案中，烴回收組合物可包括無機鹽(例如碳酸鈉(Na2CO3)、氯化鈉(NaCl)或氯化鈣(CaCl2))。加入無機鹽有助于烴回收組合物分散在整個烴/水混合物中。強化烴回收組合物的分散可降低烴和水界面間的相互作用。下降的相互作用可降低混合物的界面張力，并提供更易流動的流體。
在其它實施方案中，烴回收組合物可包括聚合物和/或單體。正如上面描述的，聚合物可用于提高至少部分烴通過地層的流動。適用的聚合物已在前面描述過。烴與含有聚合物的烴回收組合物間的相互作用可提高地層中至少部分剩余烴的流動。
實施例制備包括陰離子表面活性劑、非離子添加劑、糖基表面活性劑和/或它們的組合的烴回收組合物，并且比較多種不同組合物的界面張力測量值。組合物和界面張力測量值列于表1中。
烴/烴回收組合物/水混合物的界面張力值使用旋滴張力儀測量。1-4微升(μL)Nowata粗烴的油滴被放入含有烴回收組合物/鹽水溶液的毛細管。毛細管被放入旋滴裝置然后蓋上蓋子。啟動電動機迅速旋轉毛細管以在管中形成圓柱形油滴(例如6-12毫秒/轉)。油滴長度大于或等于油滴寬度的4倍。毛細管和油滴被加熱至含烴地層溫度(約30℃)。油滴被錄象用于以后重放使用Optima系統(tǒng)測量油滴和組合物/鹽水間的界面張力。測量時間范圍為約0.01-0.4小時。Nowata烴的密度為約0.8294。水相的密度為0.9960克/立方厘米。水相的折射率為約1.3325。水油比為約250∶1。實驗6-125包括Nowata鹽水和Nowata原油的比為約250∶1。
表1




IOS＝內烯烴磺酸酯，鈉鹽；PDOS＝烯烴丙烷二醇加成硫酸酯，鈉鹽；POS＝丙氧基硫酸酯，鈉鹽；AOS＝α-烯烴磺酸酯，鈉鹽；Neodene 141PDO 7 EO＝C14烯烴丙烷二醇加合物，7-EO乙氧基化物，十二烷基-11.5POS；N45-7＝NeodolC14-C15乙氧基化(7EO)醇；N45-2.25S＝NeodolC14-C15乙氧基化(2.5EO)硫酸酯，鈉鹽；Ethoquad＝聚氧乙烯單烷基甲基銨氯化物；Zonyl″FSN″＝氟化非離子表面活性劑；FC-171＝3M氟化烷基烷氧基化物；SPAN20＝單月桂酸山梨糖醇酐酯；Arquad＝單烷基三甲基銨氯化物；N25-3＝NeodolC12-C15乙氧基化(3EO)醇；N1-5＝NeodolC11乙氧基化(5EO)醇；C161.8PO＝C16丙氧基化(1.8PO)醇硫酸酯，鈉鹽；N67S/N67＝NeodolC16-C17支鏈硫酸鹽/NeodolC16-C17支鏈醇和SPAN80＝單油酸山梨糖醇酐酯。
如下Nowata原油和鹽水的界面張力值與時間關系采用圖示方式描述于圖3中0.1wt％的50％NeodolC14-C1545-2.2S和50％SPAN20組合物和1％Na2CO3；0.1wt％的53％Neodol67S和43％SPAN20組合物和1％Na2CO3；0.1wt％的82％Neodol67S和18％N67組合物；0.2wt％的82％Neodol67S和18％Neodol67組合物、以及0.1wt％的82％Neodol67S和18％Neodol67組合物和1％Na2CO3。
Nowata原油和鹽水及添加的0.1％N67S/N67的混合物的界面張力值與時間關系描述于圖4中?；旌衔镏蠳67S的量為約100-63.1wt％?；旌衔镏蠳67的量低于約36.9wt％。約82wt％N67S和約18wt％N67的混合物降低界面張力至約0.042達因/厘米。
制備三種顯示出低界面張力值的烴回收組合物，并在實驗室中進行測試以確定烴回收組合物強化從含烴地層中回收烴的效果。根據(jù)通常的已知方法進行小直徑核芯試驗來測定混合物從可能被耗盡至約20％烴的剩余飽和度的含烴地層回收烴的效果。
實施例1.通過在溫度低于約50℃將約50wt％的C14-C15支鏈乙氧基硫酸鹽(例如Neodol45-2.2S Shell Chemical Co.，Houston Texas)的鈉鹽與50wt％月桂酸山梨糖醇酐酯(例如SPAN20)混合制備組合物#1。
聚合柱(3.8cm×27cm)被干燥填充約196mL(519.8克)Oklahoma#1沙，用氮氣(7psi)吹掃然后抽真空。氮氣吹掃和隨后的抽真空重復兩次。在約94.5mL水中的約78mL Nowata原油被加入到柱中直到沙被烴完全飽和。填充沙的孔體積(PV)約90.73mL，孔隙率約32％，水的絕對滲透率1.1達西，飽和度1.07體積％和烴的有效滲透率1.5達西。約103mL的Nowata產(chǎn)品水(來自Nowata油田的鹽水，Oklahoma)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部以水驅填充沙(例如從沙中脫除烴)。水驅過程中水流率低于水飽和過程中水流率。水驅流率約9.5米/達西(達西速度)。在水驅過程中收集約64mL烴。確定剩余烴飽和度為約15體積％和得到水的有效滲透率為約0.51達西。
由Ciba Specialty Additives(Tarrytown，New York，0.05PV)生產(chǎn)的聚合物濃度約0.1wt.％的預聚物溶液ALCOFLOOD從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部。0.2wt.％的組合物#1、0.1wt.％聚合物和0.1wt％Na2CO3的0.2PV溶液(210mL)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部。
在組合物#1/聚合物驅后，0.5PV的聚合物被從柱的底部垂直輸送至柱的頂部以控制烴的流動。在所有測試階段，監(jiān)測烴通過柱的流率和回收烴的體積。在組合物#1/聚合物驅的過程中確定平均流率為0.025mL/s。從沙回收的烴總體積為約19mL。計算的總體積效率為約19％。通過將1.25PV鹽水溶液從柱的底部垂直輸送至柱的頂部進行后拋光步驟。
實施例2.通過25℃將來自約20％活性溶液的約53wt％的C16-C17支鏈脂族硫酸鹽的鈉鹽(例如Neodol67S)與約47wt％的月桂酸山梨糖醇酐酯(例如SPAN20，Aldrich Chemical Co.，Milwaukee MN.)混合制備組合物#2。
聚合柱(3.8cm×27cm)被干燥填充約193.2mL(512克)Oklahoma#1沙，用氮氣(7psi)吹掃然后抽真空。氮氣吹掃和隨后的抽真空重復兩次。在約96.9mL水中的約80mL Nowata原油被加入到柱中直到沙被烴完全飽和。填充沙的孔體積(PV)約97.03mL，孔隙率約33％，水的絕對滲透率約1.1達西，飽和度約1.03體積％和烴的有效滲透率約1.5達西。約104mL的Nowata產(chǎn)品水(來自Nowata油田的鹽水，Oklahoma)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部以水驅填充沙(例如從沙中脫除烴)。水驅過程中產(chǎn)生的水流率低于水飽和過程中的水流率。水驅流率約9.5米/達西。
在水驅過程中收集約65mL烴。確定剩余烴飽和度為約23體積％和水的有效滲透率為約0.49達西。
聚合物濃度約0.1wt.％的預聚物溶液(0.05PV)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部。0.2wt.％的組合物#2、0.1wt.％聚合物和0.1wt％Na2CO3的0.2PV溶液(208mL)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部。
在組合物#2/聚合物驅后，0.5PV的聚合物被從柱的底部垂直輸送至柱的頂部以控制烴的流動。在所有測試階段，監(jiān)測烴通過柱的流率和回收烴的體積。在組合物#2/聚合物驅的過程中確定平均流率為0.025mL/s。從沙回收的烴總體積為約4.9mL。計算的總體積效率為約33％。通過將1.25PV的鹽水溶液從柱的底部垂直輸送至柱的頂部進行后拋光步驟。
實施例3.通過在約25℃將來自約20％活性溶液的約82wt％支鏈C16-C17脂族硫酸酯，鈉鹽(Neodol67S)與18wt％支鏈C16-C17脂族醇(Neodol67)混合制備組合物#3。
聚合柱(3.8cm×27cm)被干燥填充約197.7mL(524克)Oklahoma#1沙，用氮氣(7psi)吹掃然后抽真空。氮氣吹掃和隨后的抽真空重復兩次。在約93.2mL水中的約80mL Nowata原油被加入到柱中直到沙被烴完全飽和。填充沙的孔體積約93.68mL，孔隙率約32％，水的絕對滲透率約1.4達西，飽和度1.03％和烴的有效滲透率約1.6達西。約104mL的Nowata產(chǎn)品水(來自Nowata油田的鹽水，Oklahoma)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部以水驅填充沙(例如從沙中脫除烴)。水驅過程中產(chǎn)生的水流率低于水飽和過程中水流率。水驅流率為約9.5米/達西(達西速度)。
在水驅過程中收集約55mL烴。確定剩余烴飽和度為約27體積％和水的有效滲透率為約1.00達西。
濃度約0.1wt.％預聚物溶液(0.05PV)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部。0.1wt.％的組合物#3和0.1wt.％聚合物的0.2PV溶液(214mL)從柱的底部被垂直輸送至柱的頂部。
在組合物#3/聚合物驅后，0.5PV的聚合物被從柱的底部垂直輸送至柱的頂部以控制烴的流動。在所有測試階段，監(jiān)測、烴通過柱的流率和回收烴的體積。在組合物#3/聚合物驅的過程中確定平均流率為0.025mL/s。從沙回收的烴總體積為約13.6mL。計算的總體積效率為約54％。通過將1.25PV的鹽水溶液從柱的底部垂直輸送至柱的頂部進行后拋光步驟。
組合物/聚合物驅的結果采用圖示的方式描述于圖5中。在低濃度下，組合物#3提高剩余烴產(chǎn)量相對組合物#1和組合物#2分別高65％和39％。
在本專利中，一些美國專利、美國專利申請和其它資料(例如文章)作為參考引入。但這些美國專利、美國專利申請和其它資料中僅作為參考引入與本文所述沒有抵觸的原文和其它評述及附圖。在抵觸情況下，作為參考引入的美國專利、美國專利申請和其它資料中的抵觸內容物不作為參考引入。
基于本說明書，本發(fā)明各方面的進一步改進和替換實施方案對本領域技術人員來說是明顯的。因此，應理解本說明書只是說明性的，只是為本領域人員描述實施本發(fā)明的通常方式。應當理解，本文所示出和描述的發(fā)明形式只作為目前的優(yōu)選實施方案。所說明和描述的要素和材料均可以替換，部分過程和過程可反向進行，且本發(fā)明的某些特征可獨立使用，所有這些對已了解本發(fā)明說明書的本領域技術人員來說都是明顯的。在不偏離所附權利要求所定義的本發(fā)明精神和范圍的前提下，可對本申請所述要素進行變動。此外，應理解在某些實施方案中獨立描述的特征可相互組合。
權利要求
1.一種處理含烴地層的方法，包括向至少部分含烴地層提供一種組合物，其中所述組合物含有脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑，其中所述脂族陰離子表面活性劑帶有支鏈或脂族非離子添加劑帶有支鏈或脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑都帶有支鏈；和使所述組合物與含烴地層中的烴相互作用。
2.權利要求1的方法，其中所述支鏈脂族基團針對每個脂族基團的平均支鏈數(shù)為0.7-2.5。
3.權利要求1的方法，其中所述組合物含有大于40wt％的脂族陰離子表面活性劑和小于60wt％的脂族非離子添加劑。
4.權利要求1的方法，其中所述脂族非離子添加劑是醇。
5.權利要求1的方法，其中所述脂族非離子添加劑是糖基表面活性劑。
6.權利要求1的方法，其中所述支鏈脂族陰離子表面活性劑是硫酸鹽。
7.權利要求1的方法，其中向至少部分含烴地層提供組合物包括將至少部分烴回收組合物與至少部分烴脫除流體組合生成可注入流體；其中所述烴回收組合物的量基于可注入流體重量計小于0.5wt％。
8.權利要求1的方法，還包括水驅至少部分含烴地層。
9.權利要求1的方法，其中所述脂族非離子添加劑的脂族部分具有與支鏈脂族陰離子表面活性劑的脂族部分相同的化學結構。
10.權利要求1的方法，其中所述支鏈脂族陰離子表面活性劑具有通式(R-Y)nM，其中R是長鏈脂族基團，Y是OSO3-或OPO3-，M是金屬離子，n的數(shù)值由M的化合價決定以使組合物總電荷為零。
11.制備烴回收組合物的方法，包括將脂族陰離子表面活性劑與脂族非離子添加劑組合形成烴回收組合物，其中所述脂族陰離子表面活性劑帶有支鏈或脂族非離子添加劑帶有支鏈或脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑都帶有支鏈。
12.產(chǎn)自含烴地層的組合物，其包括烴、脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑，其中所述脂族陰離子表面活性劑帶有支鏈或脂族非離子添加劑帶有支鏈或脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑都帶有支鏈。
全文摘要
描述一種處理含烴地層的方法。該方法可以包括向含烴地層提供一種烴回收組合物。含烴地層中的烴類可與烴回收組合物相互作用。所述烴回收組合物可包括脂族陰離子表面活性劑和脂族非離子添加劑。在一些實施方案中，脂族陰離子表面活性劑可帶有支鏈。在其它實施方案中，脂族非離子添加劑可帶有支鏈。
文檔編號C09K8/584GK1777735SQ200480010544
公開日2006年5月24日 申請日期2004年3月10日 優(yōu)先權日2003年3月11日
發(fā)明者P·G·施帕科夫, K·H·蘭尼 申請人:國際殼牌研究有限公司