強(qiáng)化采油工藝用烷基芳族磺酸鹽的制作方法
【專利說明】強(qiáng)化采油工藝用烷基芳族磺酸鹽
[0001] 優(yōu)先權(quán)
[0002] 根據(jù)35U.S.C. § 119,本申請(qǐng)要求2012年9月28日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng) No. 61/707, 116的權(quán)益，其內(nèi)容在本文中通過參考引入。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 1.技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明涉及強(qiáng)化采油工藝用烷基芳族磺酸鹽。
[0006] 2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說明
[0007] 來自地下油藏中油的原油生產(chǎn)可涉及使用多種驅(qū)油方法，因?yàn)樵?一次采油"方法 中使用的自然驅(qū)動(dòng)力變得衰竭。大部分原油可能必須以"二次采油"或"三次采油"方法從 地層中驅(qū)出。此外，一些油藏甚至可能不具有通過一次采油方法生產(chǎn)原油的足夠的自然驅(qū) 動(dòng)力。使用這樣的驅(qū)油方法生產(chǎn)原油，是強(qiáng)化采油工藝的一個(gè)實(shí)例。
[0008] 當(dāng)前石油工業(yè)的一個(gè)趨勢(shì)是在項(xiàng)目開始時(shí)計(jì)劃開發(fā)油田。早在通過一次采油方法 使油田完全枯竭之前，可以早期開始注入驅(qū)替液或驅(qū)替氣。改進(jìn)驅(qū)油效率或波及系數(shù)的方 法可以用在首次注入驅(qū)替液或驅(qū)替氣的最開始，而不是在二次采油和三次采油的條件下。
[0009] 地下油藏驅(qū)油以生產(chǎn)原油的最不昂貴且最容易的方法，是通過將液體或氣體注入 井中，以驅(qū)使油到地表。水驅(qū)是最廣泛使用的流體。然而，水不能輕易地驅(qū)油，因?yàn)樗陀?的不混溶性和/或兩種液體之間高的界面張力。
[0010] 添加化學(xué)品以改進(jìn)所述驅(qū)油液的性能是本領(lǐng)域熟知的。表面活性劑是一類已經(jīng)用 在水性介質(zhì)中以強(qiáng)化采油的化合物。已發(fā)現(xiàn)表面活性劑有效地降低油和水之間的界面張 力，并使油滴能更加容易地流經(jīng)油藏的通道。
[0011] 烷芳基磺酸鹽已被用作強(qiáng)化采油的表面活性劑。它們已被單獨(dú)或與助表面活性劑 和/或犧牲劑結(jié)合用在表面活性劑驅(qū)油中。通常使用烷芳基磺酸鹽，不僅因?yàn)樗鼈兡軌蚪?低油和水之間的界面張力，而且因?yàn)楫?dāng)與不同量的氯化鈉結(jié)合使用時(shí)，它們展示了不同的 相行為。在低鹽度下，烷芳基磺酸鹽可能傾向于留在水相中，但在高鹽度下它們傾向于留在 油相中。在中點(diǎn)鹽度（mid-point salinity)附近，微乳液形成，其中可觀量的油和鹽水在 微乳液相中。正是在這一中點(diǎn)鹽度，表面活性劑顯示出高的采油潛力。在地下烴油藏中水 的鹽度可以變化很大，例如印度尼西亞的Minas油田具有0. 2和0. 7wt%之間的總?cè)芙恹}。 其他油藏可具有至多或高于2. 0%氯化鈉和超過0. 5%氯化鈣和氯化鎂的鹽度。需要通過 測(cè)定含有烷芳基磺酸鹽（其與油藏水的鹽度匹配）的鹽水溶液內(nèi)油藏油的界面張力，從而 優(yōu)化針對(duì)特定油藏強(qiáng)化采油的表面活性劑驅(qū)油用烷芳基磺酸鹽。
[0012] 一般地，純烷芳基磺酸鹽，即具有窄范圍的分子量的那些，用于輕質(zhì)原油的采收。 這樣的烷芳基磺酸鹽較少地用于含有高蠟含量的原油的強(qiáng)化采油。在烷基內(nèi)具有廣譜碳鏈 長度的燒芳基磺酸鹽更加理想地用于采收含賭原油（waxy crude oil)。
[0013] 美國專利No. 6, 989, 355公開了欠-中和（under-neutralized)的燒基-二甲苯 磺酸組合物，它含有烷基化二甲苯磺酸的混合物。
[0014] 美國專利Nos. 7, 332, 460和7, 468, 343公開了烷基二甲苯磺酸鹽，和使用該烷基 二甲苯磺酸鹽從地下含烴地層中采收原油的方法。在該文公開的烷基二甲苯磺酸鹽內(nèi)的 烷基二甲苯部分含有高百分比的4-烷基-1，2-二甲基苯異構(gòu)體和高百分比的在高于烷基 碳鏈上的2-位的位置上連接到二甲苯環(huán)上的烷基。此外，烷基鏈長包括約40%至約80% (： 12-(：2(|和約5%至約15%(：32-(：58。
[0015] 美國專利No. 7, 495, 140 ( "'140專利"）公開了烷基化芳族化合物的方法，該方法 包括：(a)在強(qiáng)酸催化劑存在下，使第一用量的至少一種芳族化合物與一定量選自具有約 8-約100個(gè)碳原子的烯烴中的烯烴的混合物反應(yīng)；和（b)使（a)的產(chǎn)物與額外量的至少一 種芳族化合物和額外量的強(qiáng)酸催化劑，和任選地與額外量的選自具有約8-約100個(gè)碳原子 的烯烴中的烯烴的混合物反應(yīng)，其中所得產(chǎn)物包括至少約80wt%的1，2, 4三-烷基取代的 芳族化合物。'140專利的實(shí)施例1-3公開了用C14-C3tl+正α -烯烴的混合物烷基化鄰二甲 苯，其中該混合物含有8wt %的C3tl+烯烴。
[0016] 美國專利No. 7, 449, 596公開了制備合成石油磺酸鹽的方法，該方法包括：(a)在 酸性離子液體催化劑存在下，使至少一種芳族化合物與選自具有約8-約100個(gè)碳原子的烯 烴的烯烴的混合物反應(yīng)，其中烯烴混合物含有包括約4% -約15% C32-C58的碳原子分布，其 中所得產(chǎn)物包括至少約50wt %的1，2, 4三-取代的芳族化合物或1，2, 3三-取代的芳族化 合物或其混合物；(b)使（a)的產(chǎn)物與已用空氣稀釋的三氧化硫反應(yīng)；和（c)用堿金屬氫氧 化物或堿土金屬氫氧化物中和（b)的產(chǎn)物。
[0017] 期望提供用于強(qiáng)化采油工藝的改進(jìn)的烷基芳族磺酸鹽。
[0018] 發(fā)明概述
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供烷基芳族磺酸鹽，其中該烷基含有包括大于 15wt%且至多約35wt%的C 3tl-C58的烷基鏈長分布。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，提供通過包括下述步驟的方法制備的烷基芳族磺酸 鹽：
[0021] (a)在酸性烷基化催化劑存在下，使至少一種芳族化合物與選自具有約8-約100 個(gè)碳原子的烯烴中的烯烴的混合物反應(yīng)，其中該烯烴混合物含有包括大于15wt%且至多約 23wt %的C3tl-C58的碳原子分布，
[0022] (b)磺化步驟（a)的產(chǎn)物；和
[0023] (c)用堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物中和步驟（b)的磺化產(chǎn)物，其中所得 烷基芳族磺酸鹽擁有下述烷基，所述烷基含有包括大于15wt%且至多約35wt%的(： 3(|-(：58的 烷基鏈長分布。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案，提供制備烷基芳族磺酸鹽的方法，該方法包括（a) 在酸性烷基化催化劑存在下，使至少一種芳族化合物與選自具有約8-約100個(gè)碳原子的 烯烴中的烯烴的混合物反應(yīng)，其中該烯烴混合物含有包括大于15wt%且至多約23wt%的 (： 3(|_(：58的碳原子分布；(b)磺化步驟（a)的產(chǎn)物；和（c)用堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧 化物中和步驟（b)的磺化產(chǎn)物以提供烷基芳族磺酸鹽，其中該烷基含有包括大于15wt%且 至多約35wt%的C 3tl-C58的烷基鏈長分布。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案，提供從地下含烴地層采收原油的方法，該方法包 括：
[0026] (a)將含有用于采收原油的有效量的一種或多種烷基芳族磺酸鹽或烷基芳族磺酸 鹽的混合物的水溶液注入到地層內(nèi)，其中該烷基芳族磺酸鹽的烷基含有包括大于15wt%至 多約35wt%的C3tl-C58的烷基鏈長分布；和
[0027] (b)用注入到地層內(nèi)的水溶液驅(qū)替原油，從而從生產(chǎn)井采收烴。
[0028] 本發(fā)明尤其基于下述令人驚奇的發(fā)現(xiàn)：其中烷基含有包括大于15wt%至多約 35wt%的C3tl-C58的烷基鏈長分布的烷基芳族磺酸鹽容許更加一致的油增溶參數(shù)，從而導(dǎo)致 改進(jìn)的強(qiáng)化采油。
[0029] 優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明
[0030] 為了有助于理解本文公開的主題，以下定義了本文所使用的許多術(shù)語，縮寫或其 他簡寫。沒有定義的任何術(shù)語，縮寫或簡寫理解為具有本申請(qǐng)?zhí)峤煌瑫r(shí)期的本領(lǐng)域技術(shù)人 員使用的通常含義。
[0031] 烯烴-術(shù)語"烯烴"指由若干方法得到的具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵的一類不飽 和脂族烴。含有一個(gè)雙鍵的那些稱為單烯烴，和具有兩個(gè)雙鍵的那些稱為二烯、烷基二烯或 二烯烴。因?yàn)殡p鍵在第一個(gè)碳和第二個(gè)碳之間，α-烯烴是特別反應(yīng)性的。實(shí)例為用作中 等生物可降解表面活性劑的起始點(diǎn)的1-辛烯和1-十八烯。直鏈烯烴和支化烯烴也包括在 烯烴的定義中。
[0032] 直鏈烯烴-術(shù)語"直鏈烯烴"，其包括正α -烯烴和直鏈α -烯烴，指的是為在鏈中 存在至少一個(gè)碳-碳雙鍵的直鏈的非支化烴的烯烴。
[0033] 部分支化的直鏈烯烴-術(shù)語"部分支化的直鏈烯烴"是指每個(gè)含有雙鍵的直鏈包 含小于一個(gè)烷基支鏈的一類直鏈烯烴，其中烷基支鏈可以是甲基或更高級(jí)的烷基。部分支 化的直鏈烯烴也可含有雙鍵異構(gòu)化的烯烴。
[0034] 支化烯烴-術(shù)語"支化烯烴"指的是每個(gè)含有雙鍵的線性直鏈包含一個(gè)或更多烷 基支鏈的一類烯烴，其中，所述烷基支鏈可以是甲基或更高級(jí)的烷基。
[0035] 雙鍵異構(gòu)化的直鏈烯烴-術(shù)語"雙鍵異構(gòu)化的直鏈烯烴"是指含有大于5%其中碳 碳雙鍵不在端基的烯烴的一類直鏈烯烴（即，雙鍵不位于該鏈的第一和第二碳原子之間）。
[0036] C12-C3tl+正α -烯烴-該術(shù)語定義了正α -烯烴的一部分，其中通過蒸餾或其他分 餾方法或者共混，不存在碳數(shù)低于12的烯烴。
[0037] 本文所用的術(shù)語"強(qiáng)化采油"或"EOR"是指用于從地下油藏強(qiáng)化