專利名稱：用于提高油采收率的表面活性劑體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及從烴地層中采收烴的方法。更具體地，在本文中描述的實(shí)施方式涉及提高烴采收率的方法和在其中使用的組合物，所述組合物專門設(shè)計(jì)用于其中油藏條件例如鹽度、水硬度和溫度相對(duì)惡劣的烴地層。
背景技術(shù)：
當(dāng)油田到達(dá)它正常壽命結(jié)束時(shí)，它的大部分油(多達(dá)三分之ニ)因?yàn)椴墒仗y或太昂貴而仍然留在地下。據(jù)估計(jì)，全世界僅僅多采出1%可能被遺留的油，就將等于200-300億桶油。油田采油有三個(gè)階段第一、第二和第三階段。第一階段基本上是鉆井和讓油藏 的天然壓カ將油推出。第一階段中的任何干預(yù)都較少，例如通過(guò)例如使用“采油磕頭機(jī)(nodding donkeys) ”提供人工提升來(lái)助長(zhǎng)采油井中的流量。在第二階段中干預(yù)增加,主要集中在當(dāng)油藏自身保持壓カ的能力不足時(shí)用于保持油藏壓カ的方法。輔助方法包括往油藏中注水或通過(guò)再注入所生產(chǎn)的天然氣。第三階段是注入其他流體或氣體以增強(qiáng)采油，因此常常被稱為EOR。在化學(xué)EOR中，通過(guò)表面活性劑實(shí)現(xiàn)殘余油飽和度的流動(dòng)，所述表面活性劑產(chǎn)生充分(超)低的原油/水界面張カ(IFT)以提供足夠大的毛細(xì)管數(shù)以克服毛細(xì)カ并使油流動(dòng)(I.Chatzis and N. R. Morrows, " Correlation of capillary number relationshipfor sandstone" . SPE Journal, Vol 29, pp 555-562,1989)。然而，油藏具有不同的特征(原油類型、溫度和水組成——鹽度、硬度)并且希望所添加的表面活性劑的結(jié)構(gòu)與這些條件匹配以實(shí)現(xiàn)低IFT。此外，有希望的表面活性劑必須滿足其他重要標(biāo)準(zhǔn)，包括低的巖石滯留性(rock retention)、與聚合物的相容性、熱和水解穩(wěn)定性、以及可接受的成本。利用含有α -烯烴硫酸鹽的表面活性劑組分提高烴采收率的組合物和方法是已知的。美國(guó)專利4，488，976和4，537，253描述了含有這類組分的提高油采收率的組合物。利用內(nèi)烯烴磺酸鹽提高烴采收率的組合物和方法也是已知的。美國(guó)專利4，597，879中描述了這樣的表面活性劑組合物。前述專利中描述的組合物的缺點(diǎn)在于，在某些油藏條件下鹽水溶解度和ニ價(jià)離子耐受性不足。此外，如果可以改善在相對(duì)嚴(yán)格的鹽度和硬度條件中能夠達(dá)到的IFT的話，將是有利的。美國(guó)專利4，979，564描述了內(nèi)烯烴磺酸鹽在利用低張力粘性水驅(qū)提高油采收率的方法中的用途。被描述為有用的市場(chǎng)上可買到的材料的例子是EN0RDET IOS 1720，其是標(biāo)示為磺化C17-20內(nèi)烯烴鈉鹽的殼牌石油公司(Shell OilCompany)的產(chǎn)品。這種材料具有低支化度。美國(guó)專利5，068，043描述了用于水驅(qū)的含石油酸皂的表面活性劑體系，其中使用了包含C17-20或C20-24內(nèi)烯烴磺酸鹽的助表面活性劑° 在 Falls 等的"Field Test of Cosurf actant-enhanced Alkaline Flooding(助表面活性劑提高堿水驅(qū)的油田試驗(yàn))"，Society of Petroleum Engineers ReservoirEngineering, 1994中，作者描述了在水驅(qū)組合物中利用C17-20或C20-24內(nèi)烯烴磺酸鹽與醇烷氧基化表面活性劑來(lái)保持所述組合物在環(huán)境溫度下為單相，并且對(duì)在油藏溫度下的性能沒(méi)有明顯影響。所述水具有約O. 4wt%氯化鈉的鹽度。這些材料単獨(dú)使用，在相對(duì)嚴(yán)格的鹽度和硬度條件下也有缺點(diǎn)。適合于表面活性劑EOR的許多油藏具有高的溫度和鹽度，S卩，70°C至超過(guò)120°C的溫度和具有相當(dāng)?shù)挠捕炔⑶铱側(cè)芙夤腆w(TDS)量高達(dá)約200，000mg/L的鹽水。這些條件對(duì)于エ藝設(shè)計(jì)是挑戰(zhàn)性的，因?yàn)樽⑷氲谋砻婊钚詣┰谟筒貤l件下必須在整個(gè)工程時(shí)期內(nèi)保持化學(xué)穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)期可能持續(xù)數(shù)年。而且必須避免沉淀或其它不希望的相分離。除了滿足這些條件之外，表面活性劑還應(yīng)該能夠在油藏條件下與原油產(chǎn)生超低的IFT，對(duì)油藏巖石具有低吸附性，并且在混合和注入溫度、典型為地表溫度下形成清澈的單相水溶液。在非水潤(rùn)濕地層中，它們還能夠增加孔表面對(duì)水的潤(rùn)濕性。發(fā)明概沭
在第一方面，本發(fā)明提供了烴回收組合物，其包含內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)與烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的組合。本發(fā)明的組合物在改進(jìn)表面活性劑體系在含水條件下的溶解性方面顯示了顯著的優(yōu)勢(shì)，但又沒(méi)有損害在高溫和高鹽度的油藏條件下提高油采收率的能力。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中，IOS選自ー種或多種具有選自如下鏈長(zhǎng)的IOS :C15-C18、C20-C24和C24-C28。適合地，IOS具有大于C20的鏈長(zhǎng)。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中，AGS是こ氧基化縮水甘油基磺酸鹽，適合地是こ氧基鏈長(zhǎng)在I至9之間的こ氧基化縮水甘油基磺酸鹽。在本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施方式中，AGS是丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽，適合地是丙氧基鏈長(zhǎng)在I至6之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，AGS選自ー種或多種具有選自如下醇疏水鏈長(zhǎng)的AGS :C12，13 ；C12-15 ;和C16，17。任選地，AGS可以選自下列ー種或多種:C12，13直鏈醇-こ氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C12-15直鏈醇-こ氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基-9縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；和C16，17支鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽。在具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明的組合物包含IOS與AGS的比率在約60 40和約20 80% w/w之間。任選地，所述比率在約50 50和約20 80% w/w之間，或約45 55和約20 80 %w/w之間。在特定的實(shí)施方式中，組合物中IOS與AGS的比率為約40 60%
w/wo在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述組合物還包含水，任選海水或鹽度較高的鹽水。在另一方面，本發(fā)明提供了包含表面活性劑和水的烴回收組合物，其中所述表面活性劑包含鏈長(zhǎng)大于C20的內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)和選自こ氧基化縮水甘油基磺酸鹽和丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽的烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的組合。在本發(fā)明的特定實(shí)施方式中，表面活性劑以約O. 01%和約5.0% (w/v)之間、適合地約O. 1%和約3. 0% (w/v)之間、任選地約I. O %和5. 0% (w/v)之間的濃度存在。本發(fā)明的另一方面提供了處理含烴地層的方法，其包括(a)向含烴地層的至少一部分提供烴回收組合物，其中所述組合物包含內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)與烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的摻合物；和(b)讓所述組合物與含烴地層中的烴相互作用。
在本發(fā)明的特定實(shí)施方式中，含烴地層內(nèi)的溫度在約65°C和約130°C之間，任選在約85°C和約120°C之間。在本發(fā)明的另ー種實(shí)施方式中，含烴地層的鹽度在約1%和約20%之間、任選在約2%和約15%之間。本發(fā)明的其它方面還提供了適合用于烴回收エ藝的包含內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)與烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的組合的表面活性劑體系，以及適合于執(zhí)行如上面描述的本發(fā)明方法的設(shè)備。


本發(fā)明通過(guò)附圖進(jìn)ー步說(shuō)明，所述附圖中 圖I顯示了 120°C時(shí)AGS對(duì)正辛烷的最適鹽度圖。X軸上顯示連接基團(tuán)中EO或PO基團(tuán)的數(shù)量，而Y軸上顯示作為％ NaCl濃度的最適鹽度(C0)。醇疏水基團(tuán)的大小由起始醇表示，其中N23對(duì)應(yīng)于C12，13鏈、N25對(duì)應(yīng)于C12-15鏈、N67對(duì)應(yīng)于C16，17鏈。圖2(a)是120°C時(shí)用不存在醇的等體積正辛烷平衡的AGS b_C16、17_9E0 GS的4wt%水溶液進(jìn)行鹽度掃描的照片。增溶參數(shù)顯示在圖形(b)。圖3是顯示利用120°C正辛烷時(shí)溫度對(duì)b_C16，17-9E0 GS (空心三角)和C12-15-7E0 GS(實(shí)心三角)的C0的影響。最適鹽度，C0,降低約O. 15% NaCl/°C。圖4(a)是在120°C下對(duì)于用不存在醇的等體積正辛烷平衡的120°C AGS C12，13-3E0 GS正辛烷的2wt%水溶液的鹽度掃描圖，添加的白色橫條表明界面位置。增溶參數(shù)在圖形(b)中示出。圖5(a)是2% 12_15_7E0 GS樣品從油浴取出后在19.8% NaCl和120°C下用正辛烷(水與油比率約I : I)進(jìn)行鹽度掃描的不同時(shí)間的系列照片。還顯示了增溶參數(shù)圖(b)。圖6顯示在95°C (a)和130°C (b)下用辛烷進(jìn)行2% b_C16，17-3P0 GS的鹽度掃描的增溶參數(shù)圖。在該范圍中C0與溫度無(wú)關(guān)。圖7顯示的圖證明了對(duì)于固定的疏水部分(b_C16，17)和恒定溫度而言，C0隨著PO鏈長(zhǎng)增加而降低(b-C16，17-POx GS的PO數(shù)，其中X = 3、7和9)。圖8顯示了在110°C下對(duì)于2%b-C16，17_7P0 GS用等體積正辛烷進(jìn)行掃描的鹽度掃描照片，(a) 2% NaCl下，明顯是蠟狀高粘度相(由A指出)，(b)顯示I和5% NaCl之間的鹽度掃描。圖9顯示兩種IOS C20-24制劑的鹽度圖(a)和(b)。圖10顯示在為IOS C20-24指定的溫度下用正辛烷的鹽度掃描照片。圖11顯示了具有可比較的平均鏈長(zhǎng)(C20-24之間)的4種IOS表面活性劑(IOSa-實(shí)心菱形；10Sb-空心菱形；10Sc-實(shí)心正方形；10Sd_實(shí)心三角形)的最適鹽度(a)和最佳增溶作用(b)的圖。圖12(a)顯示了在90°C下用正辛烷對(duì)人造海水中2% w/v的b_C16，17-9E0 GS和IOS C20-24摻合物進(jìn)行掃描的照片。(b)顯示增溶參數(shù)圖。圖13是在人造海水中C16，17-9E0 GS與IOS 2024的摻合物的溶解度圖。詳細(xì)描述
在本文中引用的所有參考文獻(xiàn)以其全部?jī)?nèi)容引為參考。除非另有定義，否則在本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)都與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常了解的含義相同。為了幫助了解本發(fā)明，在此定義幾個(gè)術(shù)語(yǔ)。本發(fā)明中使用的內(nèi)烯烴磺酸鹽如van Os N. M等."Anionic Surfactants Organic Chemistry (陰離子表面活性劑有機(jī)化學(xué))"Surfactant Science Series56(表面活性劑科學(xué)系列 56), ed. Stacke H. W.， (1996)第七章:olef insulfonates (烯經(jīng)磺酸鹽)，p363中的描述進(jìn)行合成。本發(fā)明的IOS的特征在于，它們的平均碳數(shù)通過(guò)將摻合物中各種IOS的碳原子數(shù)量乘以該IOS的重量百分比、然后將乘積相加來(lái)確定。本發(fā)明中使用的IOS通常從碳長(zhǎng)度部分為C15-C18、C20-24和C24-28的烯烴然后通過(guò)例如實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)的降膜法磺化而合成。因此，在本文中使用時(shí)“C15-18內(nèi)烯烴磺酸鹽”是指平均碳數(shù)為16至17的IOS異質(zhì)摻合物，并且摻合物中至少50重量％、優(yōu)選至少75重量％、最優(yōu)選至 少90重量％的IOS含有15至18個(gè)碳原子。在本文中使用吋，“C20-C24內(nèi)烯烴磺酸鹽”是指IOS的摻合物，其中所述摻合物的平均碳數(shù)為20. 5至23，并且摻合物中至少50重量％、優(yōu)選至少65重量％、最優(yōu)選至少75重量％的內(nèi)烯烴磺酸鹽含有20至24個(gè)碳原子。同樣地，在本文中使用吋，“C24-C28內(nèi)烯烴磺酸鹽”是指IOS的摻合物，其中所述摻合物的平均碳數(shù)為25至27，并且摻合物中至少50重量％、優(yōu)選至少60重量％、最優(yōu)選至少65重量％的IOS含有24至28個(gè)碳原子。適合用于本發(fā)明的IOS包括EN0RDET O系列的表面活性齊[I (Shell Chemicals しompanyノ。術(shù)語(yǔ)"烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)"在本文中使用時(shí)是指醇烷氧基化物的磺酸鹽衍生物。所述醇烷氧基化物使用技術(shù)人員知道的常規(guī)技術(shù)，通過(guò)醇的こ氧基化(EO)或丙氧基化(PO)來(lái)制備。AGS適合從貢獻(xiàn)了分子疏水部分的支化醇例如C16，17醇(例如NE0D0L 67醇，Shell Chemicals Company)合成。磺酸鹽端基通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)氧化こ烯￠0)或氧化丙烯(PO)連接基團(tuán)與所述疏水部分連接。用于本發(fā)明的合適的AGS可以每分子包含約I至約9個(gè)EO或PO連接基團(tuán)。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，給出的EO或PO連接基團(tuán)的值表示所述組合物作為ー個(gè)整體在其范圍內(nèi)的平均數(shù)。適合用于本發(fā)明的AGS包括EN0RDET A系列的陰離子表面活性劑(Shell Chemicals Company)。在下文更詳細(xì)地描述的本發(fā)明特定實(shí)施方式中，AGS從三種市場(chǎng)上可買到的伯醇制備C12，13醇，C12-15醇(兩者由大約80%直鏈醇和20%在C2碳上支化的醇組成)，和C16，17醇(完全甲基支化，每分子具有1-1. 5個(gè)分支)。在本文中使用縮寫的情況下，b-C16，17-3E0 GS表示具有3個(gè)氧化こ烯基團(tuán)和縮水甘油基磺酸鹽端基的支化16，17醇，C12，13-3P0 GS表示具有3個(gè)氧化丙烯基團(tuán)和GS端基的(很大程度上)線性的C12，13醇。只含有烷氧基化磺酸鹽表面活性劑的組合物的局限性在于，與烷氧基化非離子型表面活性劑ー樣，它們的水溶液通常出現(xiàn)濁點(diǎn)，即隨著溫度升高分離成兩種液相。因此，只使用烷氧基化磺酸鹽的配方，雖然表現(xiàn)出與油的有利相行為，但可能不適合作為用于EOR的注入組合物。IOS展現(xiàn)相反的特性，隨著溫度升高變得更可溶于水溶液。因此，與単獨(dú)的烷氧基化磺酸鹽相比，它們與烷氧基化磺酸鹽的摻合物提供了地表到油層溫度的更寬溫度間距內(nèi)具有単相水溶液的前景。而且，這樣的摻合物中的烷氧基化磺酸鹽能夠提供對(duì)高TDS含量和硬度的耐受性。本發(fā)明提供的這類特性表明，這種類型的適合摻合物對(duì)在高溫、高鹽度油藏中用于EORエ藝是十分有前景的。用于本發(fā)明的組合物和方法中的合適的AGS表面活性劑包括但不限于選自以下的那些C12，13直鏈醇-こ氧基-3縮水甘油基磺酸鹽；C12-15直鏈醇-こ氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基-3縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基-9縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；和C16，17支鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽。烴可以從烴地層通過(guò)穿透含烴地層的井來(lái)生產(chǎn)?！盁N”一般被定義為主要由碳和氫原子形成的分子，例如石油和天然氣。烴還可以包括其他元素，例如但不限于鹵素、金屬元素、氮、氧和/或硫。來(lái)源于烴地層的烴可以包括但不限于油母質(zhì)、浙青、焦浙青、浙青質(zhì)、油或其組合。烴可以位于地球中礦物基質(zhì)內(nèi)或與其鄰近。基質(zhì)可以包括但不限于沉積巖、砂、沉積石英巖、碳酸鹽、硅藻土及其他多孔介質(zhì)?！暗貙印卑ī`層或多層含烴層、ー層或多層非烴層、上覆巖層和/或下伏巖層?！吧细矌r層”和/或“下伏巖層”包括ー種或多種不同類型的不可滲透材料。例如，上覆巖層/下伏巖層可以包括巖石、頁(yè)巖、泥巖、或濕/致密碳酸鹽(即沒(méi)有烴的不可滲透性碳酸鹽)。例如，下伏巖層可以含有頁(yè)巖或泥巖。某些情況下，上覆巖層/下伏巖層可能稍微可滲透。例如，下伏巖層可以由可滲透的礦物質(zhì)例如砂巖或石灰?guī)r組成。在一些實(shí)施方式中，至少部分含烴地層可以存在于地球表面之下低于或多于1000英尺處。含烴地層的性質(zhì)可能影響烴如何流過(guò)下伏巖層/上覆巖層到達(dá)一個(gè)或多個(gè)采油井。性質(zhì)包括但不限于地層的孔隙度、滲透性、孔徑分布、表面積、鹽度或溫度。上覆巖層/下伏巖層性質(zhì)結(jié)合烴性質(zhì)例如毛細(xì)壓カ(靜態(tài))特征和相對(duì)滲透性(流動(dòng))特征可以影響烴通過(guò)含烴地層的流動(dòng)性。含烴地層的滲透性可以根據(jù)地層組成而異。相對(duì)可滲透的地層可以包含夾帶在例如砂或碳酸鹽中的重質(zhì)烴。在本文中使用吋，“相對(duì)可滲透”是指地層或其部分的平均滲透度為10毫達(dá)西或以上。在本文中使用吋，“相對(duì)低滲透性”是指地層或其部分的平均滲透度小于約10毫達(dá)西。I達(dá)西等于約O. 99平方微米。地層的不可滲透部分一般滲透度小于約O. I毫達(dá)西。某些情況下，相對(duì)可滲透地層的一部分或所有烴部分可以主要包含重質(zhì)烴和/或沒(méi)有載體礦物顆粒骨架并只有漂浮(或沒(méi)有)礦物質(zhì)(例如浙青湖)的焦油。含烴地層中可以存在不同密度的流體(例如氣體、水、烴或其組合)。含烴地層中的流體混合物可以根據(jù)流體密度在下伏巖層和上覆巖層之間形成層。在含烴地層中，氣體可以形成頂層，烴可以形成中間層，水可以形成底層。流體可以在含烴地層中以各種量存在。地層中流體之間的相互作用可以產(chǎn)生所述流體之間的界面或邊界。流體和地層之間的界面或邊界可以通過(guò)流體與地層之間的相互作用產(chǎn)生。通常，氣體不與含烴地層中的其他流體形成邊界。在一種實(shí)施方式中，在水層與下伏巖層之間可以形成第一邊界。在水層與烴層之間可以形成第二邊界。含烴地層中不同密度的烴之間可以形成第三邊界。在一些實(shí)施方式中，含烴地層中可以存在具有多個(gè)邊界的多種流體。應(yīng)該理解，含烴地層中可以存在流體之間和流體與上覆巖層/下伏巖層之間的邊界的許多組合。流體的生產(chǎn)可能干擾流體之間和流體與上覆巖層/下伏巖層之間的相互作用。隨著從含烴地層除去流體，不同的流體層可以混合并形成混合流體層?；旌狭黧w可以在流體邊界具有不同的相互作用。取決于混合流體邊界處的相互作用，生產(chǎn)烴可能變得困難。流體和/或流體與上覆巖層/下伏巖層的界面處相互作用(例如能量水平)的定量，可用于預(yù)測(cè)烴流動(dòng)通過(guò)含烴地層。地層內(nèi)的流體之間在界面處相互作用(例如混合)所需要的能量的定量可能難以測(cè)量。流體之間在界面處的能量水平的定量可以通過(guò)通常已知技術(shù)(例如旋滴張カ儀)來(lái)測(cè)定。界面處相互作用能量需求可以被稱為界面張力。在本文中使用吋，“界面張力”(IFT)是指在出現(xiàn)邊界的兩種或以上流體之間存在的表面自由能。高界面張カ值(例如大于約10達(dá)因/cm)可能表明ー種流體不能與第二種流體混合形成流體乳狀液。在本文中使用吋，“乳狀液”是指ー種不能混溶的流體通過(guò)添加減低流體間界面張カ以達(dá)到穩(wěn)定的成分而分散在第二種流體中。流體不能混合可能是由于兩種流體之間的高表面相互作用能。低界面張カ值(例如小于約I達(dá)因/cm)可能表明兩種不混溶流體之間表面相互作用較小。兩種不能混溶的流體之間表面相互作用能較低可能導(dǎo)致所述兩種流體混合形成乳狀液。低界面張カ值的流體由于毛細(xì)力降低可以流動(dòng)動(dòng)到井眼，井隨后從含烴地層采出。含烴地層中流體可以是潤(rùn)濕的(例如，在含烴地層中附著于上覆巖層/下伏巖層或鋪展在上覆巖層/下 伏巖層上)。在本文中使用吋，“潤(rùn)濕性”是指在其他流體存在下，ー種流體鋪展或附著于地層中的固體表面上的優(yōu)先性。確定烴地層潤(rùn)濕性的方法由Craig，Jr描述在石油工程師協(xié)會(huì)(Society of Petroleum Engineers) 1971 年專論(Monograph)第 3 冊(cè)',“The ReservoirEngineering Aspects of Waterflooding(水驅(qū)的油藏工程情況)”中，其在此引為參考。在實(shí)施方式中，烴在氣體或水存在下可以附著于砂巖。被烴基本上包覆的上覆巖層/下伏巖層可以稱為“油潤(rùn)濕”。由于含烴地層中存在極性和/或重質(zhì)烴(例如浙青質(zhì))，上覆巖層/下伏巖層可以是油潤(rùn)濕的。地層成分(例如硅石、碳酸鹽或粘土)可以決定上覆巖層/下伏巖層表面上烴的吸附量。在一些實(shí)施方式中，多孔和/或可滲透的地層可以讓烴更容易潤(rùn)濕上覆巖層/下伏巖層。基本上油潤(rùn)濕的上覆巖層/下伏巖層可以抑制從含烴地層生產(chǎn)烴。在某些實(shí)施方式中，含烴地層的油潤(rùn)濕部分可以位于地球表面以下小于或超過(guò)1000英尺處。烴地層可以包含水。水可以與下伏巖層表面相互作用。在本文中使用吋，“水潤(rùn)濕”是指在上覆巖層/下伏巖層表面上包覆水的形成。水潤(rùn)濕的上覆巖層/下伏巖層可以通過(guò)防止烴潤(rùn)濕上覆巖層/下伏巖層而提高從所述地層生產(chǎn)烴。在某些實(shí)施方式中，含烴地層的水潤(rùn)濕部分可以包含少量的極性和/或重質(zhì)烴。含烴地層中的水可以含有礦物質(zhì)(例如含鋇、鈣或鎂的礦物質(zhì))和礦物鹽(例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂)。地層中水的水含鹽量和/或水硬度可以影響含烴地層中烴的采收。在本文中使用吋，“鹽度”是指水中溶解的固體量。在本文中使用吋，“水硬度”是指水中二價(jià)離子(例如鈣、鎂)的濃度。水的鹽度和硬度可以通過(guò)通常已知的方法(例如電導(dǎo)率、滴定法)來(lái)測(cè)定。隨著含烴地層中水鹽度增加，烴與水之間的界面張カ可能増加，并且流體可能變得更難以生產(chǎn)?？梢愿鶕?jù)各種因素，選擇用于處理的含烴地層，所述因素例如但不限于地層內(nèi)含烴層的厚度、估計(jì)的液體生產(chǎn)含量、地層位置、地層的鹽度含量、地層溫度、和含烴層的深度。開(kāi)始時(shí)，天然的地層壓カ和溫度可能足以引起烴流入井眼并流出到表面。含烴地層中的溫度范圍可以是約0°c至約300°C。隨著烴從含烴地層采出，地層內(nèi)的壓カ和/或溫度可能降低?？梢允褂酶鞣N形式的人工提升(lift)(例如泵、注入氣體)和/或加熱以繼續(xù)從含烴地層生產(chǎn)烴。隨著所述地層中烴的耗盡，從含烴地層生產(chǎn)想要的烴可能變得不經(jīng)濟(jì)。留在含烴地層中的殘余烴由于所述烴的粘度和含烴地層的孔中的流體的毛細(xì)效應(yīng)，可能難以流動(dòng)。在本文中使用吋，“毛細(xì)力”是指流體與至少部分含烴地層之間的吸引力。在實(shí)施方式中，毛細(xì)カ可以通過(guò)増加含烴地層內(nèi)的壓カ來(lái)克服。在其他實(shí)施方式中，毛細(xì)カ可以通過(guò)減少含烴地層中流體之間的界面張カ來(lái)克服。減少含烴地層中毛細(xì)カ的能力可以取決于許多因素，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。隨著生產(chǎn)率降低，可以使用其它方法使得含烴地層更經(jīng)濟(jì)可行。方法可以包括向烴地層添加水源(例如鹽水、蒸汽)、氣體、聚合物、単體或其任何組合 以增加烴的流動(dòng)。在處理含烴地層的方法的實(shí)施方式中，可以通過(guò)注入井向含烴地層中提供(例如注入)包含支化烯烴磺酸鹽的烴回收組合物。烴地層可以包括上覆巖層、烴層和下伏巖層。注入井可以包括允許流體以各種深度水平流過(guò)含烴地層的其他開(kāi)ロ?？梢愿鶕?jù)含烴地層中存在的烴，將一定量的烴回收組合物提供到地層中。然而，烴回收組合物的量可能太少，不能使用已知的輸送技術(shù)(例如泵)準(zhǔn)確輸送到含烴地層中。為了促進(jìn)向含烴地層輸送少量的烴回收組合物，本發(fā)明的烴回收組合物可以與水和/或鹽水組合以產(chǎn)生可注入的流體。本發(fā)明在下面的非限制性實(shí)施例中進(jìn)ー步說(shuō)明。
實(shí)施例I.引言已知具有烷氧基鏈即氧化こ烯(EO)和/或氧化丙烯(PO)的表面活性劑能夠改善表面活性劑對(duì)高鹽度和硬度的耐受性。事實(shí)上，具有EO和/或PO基團(tuán)的硫酸鹽已經(jīng)用于低溫下表面活性劑EORエ藝的實(shí)驗(yàn)室和中試試驗(yàn)(Adams, ff. T. , Schievelbein,V. H. 1987 Surfactant flooding carbonate reservoirs (表面活性劑驅(qū)碳酸鹽油藏)，SPERE 2(4),619-626 ；Maerker, J. Μ.和 Gale, W. W. 1992. Surfactant flood processdesign for Loudon (對(duì)于 Loudon 的活性劑驅(qū)油エ藝設(shè)計(jì))，SPERE, 7, 36-44 ；Liu,S. , Zhang, D. L. , Yan, ff. , Puerto, Μ. , Hirasaki, G. J. , Miller, C. A. 2008 Favorableattributes of alkali-surfactant-polymer flooding(喊-表面活性劑聚合物驅(qū)油的有利屬性)，SPEJ 13(1), 5-16 ；Levitt, D. B.，Jackson, A. C.，Heinson, C, Britton,L. N. , Malik, T. , Varadarajan, D.,和 Pope, G. A. 2006 Identification and evaluationof high-performance EOR surfactants (高性能EOR表面活性劑的鑒定和評(píng)價(jià))，SPE100089，在Tulsa的IOR研討會(huì)上提呈)。然而，硫酸鹽具有硫-氧鍵，其在高溫下遭受水解(Talley，L. D. 1988 Hydrolyticstability of alkylethoxy sulfates (燒基こ氧基硫酸鹽的水解穩(wěn)定性)，SPERE 3(1),235-242)。正在努力鑒別能夠最小化水解的具體條件以及能夠幫助達(dá)到這些條件的添加齊U。然而，使用硫酸鹽在超過(guò)50°C-60°C下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室篩選時(shí)，仍然應(yīng)該極為小心試驗(yàn)。結(jié)果應(yīng)該明確表明，在所設(shè)計(jì)的EIORエ藝期間所遇到的全程條件下都能夠保持表面活性劑的穩(wěn)定性。相反，磺酸鹽、包括具有烷氧基的磺酸鹽因?yàn)榫哂胁皇芩庥绊懙牧?碳鍵，所以它們?cè)诟邷叵戮哂行枰姆€(wěn)定性。以前已經(jīng)提供了在高溫下顯示出預(yù)期產(chǎn)生超低IFT的相行為的幾種內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOSs)的結(jié)果(Barnes, J. R.，Smit, J. P.，Smit, J. R.，Shpakoff, P. G.，Raney, K. H.，Puerto, M. C. ,2008Development of surfactants for chemical flooding at difficultreservoir conditions (在復(fù)雜油藏條件下用于化學(xué)驅(qū)油的表面活性劑的進(jìn)展)，SPE113313，在IOR研討會(huì)上提呈，Tulsa，0K)。本文中提供了關(guān)于這些表面活性劑在只含NaCl、即沒(méi)有硬度的鹽水中的進(jìn)ー步性能數(shù)據(jù)。在具有硬度很高和高TDS值的鹽水的油藏中，EORエ藝可能需要使用烷氧基化的表面活性剤。制造烷氧基化磺酸鹽的エ藝比制造烷氧基化硫酸鹽的エ藝更復(fù)雜，因此更昂貴。本發(fā)明涉及烷氧基化縮水甘油基磺酸鹽(AGS)，其合成和結(jié)構(gòu)由Barnes等(2008)描述過(guò)。Wellington和Richardson使用這樣的表面活性劑進(jìn)行了一些巖芯(core)驅(qū)油實(shí) 驗(yàn)(Wellington, S. L.，Richardson, E. A. 1997 SPEJ 2，389)，然而并非在 EOR 指定的常見(jiàn)于烴地層中的高溫和高鹽度下。某些這種類型的單個(gè)表面活性劑的相行為，在下文針對(duì)高達(dá)120°C的溫度在模型系統(tǒng)中用正辛烷作為石油和NaCl鹽水來(lái)顯示。選擇辛烷是因?yàn)樗c各種表面活性劑的最適鹽度與同樣表面活性劑與許多原油的最適鹽度不是很大的不同(Cayias, J. L. , Schechter, R. S. , Wade, W. H. 1976 Modeling crude oils for lowinterfacial tensions (建立低界面張カ的原油模型)，SPEJ 16 (6)，351—357 ;Nelson，R.し· 1983 ihe effect of live crude on phase behavior and oil-recovery efficiencyof surfactant flooding systems (含氣原油對(duì)表面活性劑驅(qū)油體系的相特性和石油采收效率的影響)，SPEJ 23 (3)，501-510)。然而，最佳條件下的增溶參數(shù)則原油比摩爾體積較低的辛燒要低(Puerto,M. C. and Reed, R. L. 1983 A three-parameter representation ofsurfactant/oil/brine interaction (表面活性劑/石油/鹽水相互作用的三參數(shù)表示)，SPEJ 23 (4)，669-682)。因此界面張カ較高。在這篇文章中，給出的圖形顯示幾種AGS在120°C下的最適鹽度和增溶參數(shù)隨著疏水部分和EO或PO鏈的長(zhǎng)度而變化。這提供了選擇表面活性劑的有用的出發(fā)點(diǎn)。烷氧基化磺酸鹽的局限性在于，與烷氧基化非離子表面活性劑一祥，它們的水溶液通常出現(xiàn)濁點(diǎn)，即隨著溫度升高分離成兩種液相。因此，只使用烷氧基化磺酸鹽的配方，雖然表現(xiàn)出與油的有利相行為，但可能不適合作為注入組合物。IOS展現(xiàn)相反的特性，隨著溫度升高變得更可溶于水溶液。因此，它們與烷氧基化磺酸鹽的摻合物提供了與單獨(dú)的烷氧基化磺酸鹽相比，在地表到油層溫度的更寬溫度間距內(nèi)具有単相水溶液的前景。而且，這樣的摻合物中的烷氧基化磺酸鹽能夠提供對(duì)高TDS含量和硬度的耐受性。我們提供的這類特性的實(shí)施例表明，這種類型的適合摻合物有望用于高溫、高鹽度油藏的EORエ藝中。2.試驗(yàn)表面活性劑合成和它們的結(jié)構(gòu)AGS和IOS表面活性劑的合成步驟和所形成化學(xué)結(jié)構(gòu)的描述之前由Barnes等(2008)描述過(guò)。AGS從三種市場(chǎng)上可買到的伯醇制備C12，13醇，C12-15醇(兩者由80%直鏈醇和20%在C2碳上支化的醇組成)，和C16，17醇(完全甲基支化，每分子平均具有I. 5個(gè)分支)。在本文中使用的縮寫b-C16，17-3E0 GS表示具有3個(gè)氧化こ烯基團(tuán)和縮水甘油基磺酸鹽端基的支化16，17醇，C12，13-3P0 GS表示具有3個(gè)氧化丙烯基團(tuán)和GS端基的(很大程度上)線性的C12，13醇。IOS從碳部分C20-24的內(nèi)烯烴制備。微乳相試驗(yàn)樣品制備程序以前公開(kāi)過(guò)并被稱為玻璃移液管法(Barnes等，2008)。準(zhǔn)確測(cè)定表面活性劑性質(zhì)所需要的流體體積是大約2cm3，并且包含在熱密封的移液管中。小移液管通過(guò)切割5cm3硼硅玻璃移液管制成，子部分為O. Icm3,具有規(guī)則的尖端和標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度。正辛燒是98%試劑級(jí)。所有表面活性劑樣品來(lái)自于Shell Chemicals Company。試驗(yàn)在油浴中進(jìn)行?？紤]到它們的密度，使用分析天平稱取水、石油和表面活性劑吸入移液管。含有水/表面活性劑(Icm3)和試驗(yàn)油(Icm3)的密封移液管被放置在用與浴中相同的流體填充的IOcm3試管內(nèi)。樣品在浸沒(méi)在油浴中的電轉(zhuǎn)烘烤器(rotisserie)類型的混合器中或用手振搖進(jìn)行混合?；旌虾?，樣品置于試驗(yàn)溫度下進(jìn)行平衡。以不同的時(shí)間間隔拍攝照片。
將密封的移液管插入到用所述浴流體填充的試管中的優(yōu)點(diǎn)是(I)如果密封的移液管泄漏的話，試驗(yàn)油將被稀釋大約10倍，這降低了在高溫下操作低分子量油例如正辛烷的危險(xiǎn)。(2)外部液體油套的存在將包容玻璃移液管的任何泄漏或破裂并且防止污染浴液。
(3)外面的熱流體減少了溫度損失。這使得它可實(shí)行在高溫下觀察并拍照表面活性劑的相行為。3.具有辛烷的烷氧基化縮水甘油基磺酸鹽溶液的相行為圖I顯示了 120°C時(shí)辛烷的最適鹽度(C0)隨AGS的三種醇系列的烷氧基鏈長(zhǎng)的變化。試驗(yàn)期間沒(méi)有使用醇或其他助溶剤。顯然，通過(guò)改變烷氧基鏈和表面活性劑疏水部分的類型和長(zhǎng)度，能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍的C0值。C0隨著EO鏈長(zhǎng)的増加而增加，但隨著PO鏈長(zhǎng)的增加而降低。越長(zhǎng)鏈的疏水部分導(dǎo)致C0越低。雖然其他的數(shù)據(jù)可能顯示，C0隨著烷氧基鏈長(zhǎng)的變化不像所指示的那樣是線性的，但基本趨勢(shì)是清楚的。諸如圖I的圖提供了選擇用于EORエ藝、在這種情況下用于升高的油藏溫度的表面活性劑的出發(fā)點(diǎn)?？梢赃x擇具有用來(lái)構(gòu)成所述圖譜的不同疏水部分和烷氧基鏈長(zhǎng)的表面活性劑來(lái)達(dá)到想要的C0值。事實(shí)上，兩種或以上的表面活性劑可以具有實(shí)質(zhì)相同的C0,如圖2中對(duì)于b-C16，17-3E0 GS和C12，13-3P0 GS所示。另ー種可能性是以合適的比例摻合這種類型的表面活性剤，例如ー種的C0超過(guò)油藏的，而另ー種的C0低于油藏的。下面的小節(jié)顯示了單個(gè)表面活性劑包括C0和增溶參數(shù)的相行為結(jié)果，并提供了 85°C至120°C范圍的溫度影響的信息。3. Iこ氧基化縮水甘油基磺酸鹽如圖I所描述，こ氧基化縮水甘油基磺酸鹽是在高溫、高鹽度油藏中用于EORエ藝的潛在候選。こ氧基化表面活性劑用在120°C下高達(dá)21% NaCl的辛烷展現(xiàn)出最適鹽度。EO鏈長(zhǎng)范圍從3至9，使用基于C12，13 ；C12-15和C16，17醇的三種疏水部分。圖2是對(duì)于在醇不存在下用等體積正辛烷平衡的b-C16、17_9E0 GS的4wt%水溶液在120°C下鹽度掃描的照片。紅色的橫條指示照片中難以看見(jiàn)的界面的位置。鹽度增加下，觀察到從Winsor III到Winsor II (中至上)相行為的轉(zhuǎn)變。在比所顯示的更低的鹽度下，將看到Winsor 1(下)相行為。還包括用于掃描的增溶參數(shù)圖(Vo/Vs)和(Vw/Vs)，其中Vo、Vw和Vs是所述微乳相中油、鹽水和表面活性劑體積，從相體積估計(jì)。其中兩種增溶參數(shù)具有相等值(V/Vs) C0的最適鹽度，C0,是大約14% NaCl (w/v)，如在圖2中也對(duì)于這種表面活性劑所顯示的。(V/Vs) C0為22的高值提示，根據(jù)Huh相關(guān)性(Huh，し· 1979 丄nterfacial tensions and solubilizing ability of a microemulsion phasethat coexists with oil and brine (油和鹽水共存的微乳相的界面張カ和增溶能力),J. Colloid Interface Sci. 71 (2)，408-426)，界面張カ(IFT)超低，接近C0，并且應(yīng)該在巖芯驅(qū)油中提供高采油率。事實(shí)上，(V/Vs) C0超過(guò)10的值應(yīng)該導(dǎo)致足夠低的張カ用于良好的采收率，這是在小節(jié)3. I和3. 2中針對(duì)所引用的條件討論的所有表面活性劑都滿足的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。圖3的下線顯示了這種表面活性劑用正辛烷的C0隨著溫度從85°C升高至120°C而降低，斜率大約O. 15% NaCl/°C。這種趨勢(shì)對(duì)于具有EO鏈的表面活性劑是預(yù)計(jì)到的，它們隨著溫度增加變得水合降低。(V/Vs) C0值保持高并在這種溫度范圍內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)多少改變。圖4類似于圖2，除了表面活性劑是C12，13_3E0 GS之外。溫度還是120°C，并且添加紅色橫條指示界面的位置。在這種情況下，掃描包括Winsor I和III區(qū)域,但沒(méi)有WinsorII，其將在更高的鹽度下出現(xiàn)。C0較高(21% NaCl)是由于疏水部分的鏈長(zhǎng)較短，其勝過(guò)了較短的EO鏈長(zhǎng)降低最適鹽度的傾向。這里也發(fā)現(xiàn)了(V/Vs) C0的大的值(19)。圖5顯示用辛烷平衡的表面活性劑C12-15-7E0 GS在120°C下增溶參數(shù)對(duì)鹽度的依賴性。樣品從油浴移出后在19. 8% NaCl下的幾次照片示出了顯示難以看見(jiàn)的界面位置的另ー種方式。冷卻時(shí)，微乳液變得過(guò)飽和，由此產(chǎn)生的小油滴成核引起該相變得渾濁。C0接近19% NaCl，在圖2和4分別針對(duì)長(zhǎng)鏈和短鏈?zhǔn)杷糠值腃0的中間。(V/Vs) C0大約17，僅稍低于以前討論的那兩種表面活性剤。圖4中上面的線顯示了C0隨這種表面活性劑溫度的變化。C0隨著溫度增加而降低，斜率類似于以前討論的b-C16，17-9E0 GS的下面的線。還顯示了(V/Vs) C0的對(duì)應(yīng)值。3. 2丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽圖6顯示了 b_C16，173P0 GS的增溶參數(shù)在95°C和130°C下隨鹽度而變化的圖，再次用辛烷作為油。C0 (兩條曲線相交)在這兩種情況下為大約4% NaCl，比圖3中顯示的こ氧基化磺酸鹽的C0低得多。然而，(V/Vs) C0略微降低，從95°C下的19降至130°C下的16,保持足夠的高以表明采油良好。針對(duì)固定的疏水部分(b_C16，17)和恒定的溫度而言，C0隨著PO鏈長(zhǎng)度的增加而降低，如圖7所示。然而，在對(duì)具有7和9P0的表面活性劑的鹽度掃描中觀察到高粘性相。例如，圖8顯示了在110°c下對(duì)b-C16，17-7P0 GS的掃描。I % NaCl下水相的體積大于它的初始值，提示下相微乳液(Winsor I)。類似地，在4%和5% NaCl的大體積油相指示上相微乳液(Winsor II)。然而,插圖(inset)中顯示的在2% NaCl下含表面活性劑的相不是微乳液。相反，它是ー種高粘性相或分散體，當(dāng)移液管輕輕傾斜時(shí)不會(huì)移動(dòng)。這些類型的粘性相被稱作高凝聚相或VCP (Puerto和Reed，1983)。在對(duì)b_C16，17-9P0GS的掃描中看到了類似的粘性材料。對(duì)于用來(lái)構(gòu)建圖I的其他丙氧基化表面活性剤，C12，13-3P0 GS和C12. 13-7P0GS,觀察到?jīng)]有高粘性相的常規(guī)Winsor特性。
應(yīng)該提到，通過(guò)添加醇、升高試驗(yàn)溫度、増加降低試驗(yàn)油的油摩爾體積(Puerto和Reed。1983)或以上的組合，能夠消除VCP。作為例子，當(dāng)試驗(yàn)油是正辛烷時(shí)在b_C16，17-9P0GS中發(fā)現(xiàn)的VCP能夠通過(guò)將所述油改變成正十六烷并將溫度升高到130°C而消除。這表明，親脂性b-C16，17-9P0尾部能夠被重質(zhì)原油溶劑化。然而，向大的親脂體例如b-C16，17添加太多的PO基團(tuán)將產(chǎn)生在升高的溫度下極端親脂并且不適合于高鹽度油藏的分子。4.烷氧基化縮水甘油基磺酸鹽和內(nèi)烯烴磺酸鹽的表面活性劑水溶液除了與油表現(xiàn)出合適的相行為之外，用于經(jīng)濟(jì)的EORエ藝的表面活性劑或表面活性劑摻合物應(yīng)該具有在注入條件下是單相并且直到它進(jìn)入油藏和接觸油時(shí)一直保持這種単相的水溶液。否則，所述表面活性劑可能在油藏中以不均勻和不可預(yù)知的方式分布。這種要求通常意味著從相對(duì)低的注入溫度到可能高許多的油藏溫度下需要単相條件。如果在注入的溶液接觸油之前與油藏鹽水發(fā)生混合的話，它應(yīng)該在所遇到的鹽 度和溫度組合下保持單相。AGS的無(wú)油水溶液在低溫下通常是單相膠束溶液，但在超過(guò)濁點(diǎn)溫度時(shí)分離成富表面活性劑和貧表面活性劑的液相，這樣稱謂是因?yàn)槌霈F(xiàn)造成溶液顯得渾濁的第二相的液滴。在恒溫下隨著鹽度増加也發(fā)生混濁。這種行為類似于具有烷氧基鏈的非離子表面活性齊 。內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)的NaCl水溶液經(jīng)常表現(xiàn)出相反的趨勢(shì)，對(duì)于固定的鹽度而言，在低溫下是多相而在高溫下是單相。在恒溫下溶解度隨著鹽度增加而降低。圖9(a)中對(duì)于具有C20-24碳鏈的2% IOS溶液顯示了這樣的行為的例子。圖10中給出對(duì)于具有辛烷作為石油并且沒(méi)有添加醇的這種表面活性劑在78。。、94°C和120°C下的鹽度掃描照片。觀察到具有高度增溶并且沒(méi)有VCP的經(jīng)典的Winsor相行為。圖11顯示了C0和(V/Vs) C0的變化(實(shí)心菱形曲線)。圖9(a)和11的比較掲示了這種表面活性劑與辛烷一起時(shí)在所有三種溫度下對(duì)于最高并包括C0的鹽度所觀察到的単相水溶液。使得該溶液適合于在EORエ藝中注入的這種單相行為，也擴(kuò)展到稍低的溫度，盡管通常達(dá)不到環(huán)境溫度。然而，根據(jù)圖9a，含有4% NaCl、在120°C下稍低于4. 5% NaCl的C0的溶液在25°C下是單相的。圖9b中顯示了具有類似的標(biāo)稱碳數(shù)范圍的另ー種IOS C2024批次A在水溶液中的溶解度。在NaCl溶液中隨著溫度増加溶解度升高的基本趨勢(shì)是相同的，但是分隔可溶和不溶區(qū)域的線移向較低鹽度，表明這種表面活性劑的溶解度低得多。圖11中顯示了在升高的溫度下C0和(V/Vs) C0的值(空心菱形曲線)。前者在78°C和94°C下均為大約4% NaCl,比IOS C20-24(批次C)在這些溫度下的相應(yīng)的值大致低50%。值得注意的是，根據(jù)圖11，兩種其它I0S，具有類似碳數(shù)的批次B (實(shí)心正方形曲線)和另ー批次(實(shí)心三角形曲線)在相同溫度下具有更低的C0值。差異還存在于(V/Vs) 1C0的行為，盡管都高得足以表明超低的IFT。例如，批次A的(V/Vs) C0隨著溫度增加而降低，批次C表現(xiàn)出相反的行為。因內(nèi)烯烴原料和磺化反應(yīng)條件不同引起的單個(gè)表面活性劑種類的不同比例，能夠?qū)е翪0的大的變化。Barnes等(2008)提供了批次A、B和C的信息(見(jiàn)它們的表I)并討論了行為差異的原因。特別是，他們注意到，以B、A、C的批次順序，増加比單磺酸鹽更親水的ニ磺酸鹽的百分比，圖11中C0的值也按相同的順序增加。然而，涉及到幾個(gè)變量，并需要進(jìn)ー步研究來(lái)闡明原料和磺化工藝變化的影響。圖Ilb表明批次A的溶液在任何鹽度下都不適合于在低于60°C的溫度下注入。而且，在任何低于100°c的溫度下，在接近4% NaCl的C0值時(shí)都不存在単相溶液。5. I0S/AGS摻合物的相行為如前面章節(jié)中所討論，它們的NaCl水溶液在高溫和鹽度下的相分離(濁點(diǎn)效應(yīng))很大限制了 AGS和它們的摻合物在這樣的條件下的EOR中應(yīng)用，即使它們表現(xiàn)出與石油的有利相行為。然而，IOS的溶解度隨著溫度升高而增加(圖9)，在此提示AGS/I0S摻合物可能能夠符合用于注入的澄清的水溶液和與石油產(chǎn)生足夠低的IFT來(lái)移動(dòng)石油的相行為的要求。在本節(jié)，我們描述b-C16，17-9E0 GS、ー種AGS與IOS C20-24、ー種IOS的摻合物 的行為。這兩種表面活性劑單獨(dú)使用時(shí)的特性已在上文中介紹過(guò)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，此處集中于這種摻合物在90°C下與作為石油的辛烷和兩種不同的鹽水(組成在表I中給出的人造海水、和TDS含量為大約120，000mg/L的人造油藏鹽水)的特性。與迄今為止對(duì)于沒(méi)有硬度的NaCl溶液顯示的結(jié)果相反，這兩種鹽水包含ー些Ca+2和Mg+2離子。表I海水組成
權(quán)利要求
1.烴回收組合物，其包含內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)與烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的組合。
2.權(quán)利要求I的組合物，其中所述IOS選自具有如下鏈長(zhǎng)的一種或多種I0S，所述鏈長(zhǎng)選自C15-C18 ；C20-C24 ;和 C24-C28。
3.權(quán)利要求I的組合物，其中所述IOS具有大于C20的鏈長(zhǎng)。
4.權(quán)利要求I的組合物，其中所述IOS具有C20-C24的鏈長(zhǎng)。
5.權(quán)利要求I的組合物，其中所述AGS是乙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
6.權(quán)利要求I的組合物，其中所述AGS是乙氧基鏈長(zhǎng)在I和9之間的乙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
7.權(quán)利要求I的組合物，其中所述AGS是丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
8.權(quán)利要求I的組合物，其中所述AGS是丙氧基鏈長(zhǎng)在I和6之間的丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
9.權(quán)利要求I的組合物，其中所述AGS選自具有如下醇疏水部分鏈長(zhǎng)的一種或多種AGS，所述醇疏水部分鏈長(zhǎng)選自C12，13 ；C12-15 ;和(16，17。
10.權(quán)利要求I的組合物，其中所述AGS選自以下中的一種或多種C12，13直鏈醇-乙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽；C12-15直鏈醇-乙氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-乙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-乙氧基-9縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；和C16，17支鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽。
11.權(quán)利要求I的組合物，其中所述組合物中IOS與AGS的比率在大約60 40和大約20 80%w/w 之間。
12.權(quán)利要求I的組合物，其中所述組合物中IOS與AGS的比率在大約50 50和大約20 80%w/w 之間。
13.權(quán)利要求I的組合物，其中所述組合物中IOS與AGS的比率在大約45 55和大約20 80%w/w 之間。
14.權(quán)利要求I的組合物,其中所述組合物中IOS與AGS的比率為大約40 60% w/w。
15.權(quán)利要求I的組合物，其中所述組合物還包含水。
16.權(quán)利要求I的組合物，其中所述組合物還包含海水。
17.權(quán)利要求I的組合物，其中所述組合物還包含鹽水。
18.包含表面活性劑和水的烴回收組合物,其中所述表面活性劑包含鏈長(zhǎng)大于C20的內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)與選自乙氧基化縮水甘油基磺酸鹽和丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽的烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的組合。
19.權(quán)利要求18的組合物，其中所述IOS的鏈長(zhǎng)為C20-C24。
20.權(quán)利要求18的組合物，其中所述AGS是乙氧基鏈長(zhǎng)在I和9之間的乙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
21.權(quán)利要求18的組合物，其中所述AGS是丙氧基鏈長(zhǎng)在I和6之間的丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
22.權(quán)利要求18的組合物，其中選自具有如下的醇疏水部分鏈長(zhǎng)的一種或多種AGS，所述醇疏水部分鏈長(zhǎng)選自C12，13 ；C12-15 ;和C16，17。
23.權(quán)利要求18的組合物，其中所述AGS選自如下中的ー種或多種C12，13直鏈醇-こ氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C12-15直鏈醇-こ氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基-9縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；和C16，17支鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽。
24.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑以大約0.01%和大約5. 0% (w/v)之間的濃度存在。
25.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑以大約0.1%和大約3.0% (w/v)之間的濃度存在。
26.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑以大約I.0%和大約5. 0% (w/v)之間的濃度存在。
27.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑中IOS與AGS的比率在大約60 40和大約20 80%w/w之間。
28.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑中IOS與AGS的比率在大約50 50和大約20 80%w/w之間。
29.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑中IOS與AGS的比率在大約45 55和大約20 80%w/w之間。
30.權(quán)利要求18的組合物，其中所述表面活性劑中IOS與AGS的比率是大約40 60%w/wo
31.一種處理含烴地層的方法，其包括 (a)向含烴地層的至少一部分提供烴回收組合物，其中所述組合物包含內(nèi)烯烴磺酸鹽(IOS)與烷氧基縮水甘油基磺酸鹽(AGS)的摻合物；和 (b)讓所述組合物與含烴地層中的烴相互作用。
32.權(quán)利要求31的方法，其中所述IOS選自具有如下鏈長(zhǎng)的ー種或多種I0S，所述鏈長(zhǎng)選自C15-C18 ；C20-C24 ;和 C24-C28。
33.權(quán)利要求31的方法，其中所述IOS具有大于C20的鏈長(zhǎng)。
34.權(quán)利要求31的方法，其中所述IOS具有C20-C24的鏈長(zhǎng)。
35.權(quán)利要求31的方法，其中所述AGS是こ氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
36.權(quán)利要求31的方法，其中AGS是こ氧基鏈長(zhǎng)在I和9之間的こ氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
37.權(quán)利要求31的方法，其中所述AGS是丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
38.權(quán)利要求31的方法，其中所述AGS是丙氧基鏈長(zhǎng)在I和6之間的丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽。
39.權(quán)利要求31的方法，其中所述AGS選自具有如下醇疏水部分鏈長(zhǎng)的ー種或多種AGS，所述醇疏水部分鏈長(zhǎng)選自C12，13 ；C12-15 ;和C16，17。
40.權(quán)利要求31的方法，其中所述AGS選自以下中的ー種或多種C12，13直鏈醇-こ氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C12-15直鏈醇-こ氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C16，17支鏈醇-こ氧基-9縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基_3縮水甘油基磺酸鹽；C12，13直鏈醇-丙氧基-7縮水甘油基磺酸鹽；和C16，17支鏈醇-丙氧基-3縮水甘油基磺酸鹽。
41.權(quán)利要求31的方法，其中所述組合物中IOS與AGS的比率在大約60 40和大約20 80% w/w 之間。
42.權(quán)利要求31的方法，其中所述組合物中IOS與AGS的比率在大約50 50和大約20 80% w/w 之間。
43.權(quán)利要求31的方法，其中所述組合物中IOS與AGS的比率在大約45 55和大約20 80% w/w 之間。
44.權(quán)利要求31的方法，其中所述組合物中IOS與AGS的比率為大約40 60% w/w。
45.權(quán)利要求31的方法，其中所述含烴地層內(nèi)的溫度在大約65°C和大約130°C之間。
46.權(quán)利要求31的方法，其中所述含烴地層內(nèi)的溫度在大約85°C和大約120°C之間。
47.權(quán)利要求31的方法，其中所述含烴地層的鹽度在大約1%和大約20%之間。
48.權(quán)利要求31的方法，其中所述含烴地層的鹽度在大約2%和大約15%之間。
49.權(quán)利要求31至48任一項(xiàng)的方法，其中所述方法使用如權(quán)利要求I至17中任一項(xiàng)所限定的烴回收組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含內(nèi)烯烴磺酸鹽和烷氧基縮水甘油基磺酸鹽的組合的烴回收組合物，更具體地涉及包含表面活性劑和水的烴回收組合物，其中所述表面活性劑包含鏈長(zhǎng)大于C20的內(nèi)烯烴磺酸鹽與選自乙氧基化縮水甘油基磺酸鹽和丙氧基化縮水甘油基磺酸鹽的烷氧基縮水甘油基磺酸鹽的組合。此外，本發(fā)明涉及處理含烴地層的方法，其包括(a)向含烴地層的至少一部分提供烴回收組合物，其中所述組合物包含內(nèi)烯烴磺酸鹽與烷氧基縮水甘油基磺酸鹽的摻合物；和(b)使所述組合物與含烴地層中的烴相互作用。
文檔編號(hào)C09K8/584GK102858907SQ201180009951
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者J·R·巴內(nèi)斯, G·J·平崎, C·A·米勒, M·普埃爾托 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司, 威廉馬什賴斯大學(xué)