Эмульсия типа масло в воде для вторичной или третичной добычи нефти
Патент 1681734
Авторы
Эмульсия типа масло в воде для вторичной или третичной добычи нефти
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к эмульсии типа масло в воде, содержащей ксантановую смолу. Эмульсия может быть использована для вторичной и третичной добычи нефти. Целью изобретения является получение стабильной эмульсии при высоких концентрациях ксантановой смолы. Это достигается тем, что эмульсия содержит, мас.%: ксантановая смола 9,1-38,2; масло 1,1-48; поверхностно-активное вещество 1,6-25,9; вода остальное до 100%. В качестве масла она содержит смесь ароматических Cio-Cia-yr- леводородов с ТКип. 225-290°С или смесь алифатических Сц-С15-углеводородов с Ткип. 205-265°С, в качестве поверхностноактивного вещества - тристирилфеноксиэтилен, додецилбензолсуяьфонат кальция, оксиэтилированный Са-алкиларилфенолфосфат со степенью оксиэтилирования 25, этоксилированный лауриловый спирт со степенью оксиэтилирования 2, полиэтоксилированный нонилфенол со степенью оксиэтилирования 14, Сэ-алкиларилполиэфирфосфат со степенью оксиэтилирования 6 или полиэтоксилированный линейный спирт Ct2-Ci4 со степенью оксиэтилирования 3. 5 табл. сл С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
В (21) 3755477/05 (гг) 03.07.84 (31) 8311060 (32) 04.07.83 (ЗЗ) FR (46) 30.09.91. Бюл. гЬ 36 (71) Рон-Пуленк Спесьялитэ Шимик (Рй) (72) Мишель Пейнье, Мишель Гарсиа, Ален
Сенешаль, Пьер Гань, Доминик Леспинасс и Жан-Бернар Шо (FR) (53) 547.458(088.8) (56) Патент Великобритании М. 2064569, кл.
С 08 В 37/00, 1981. (54) ЭМУЛЬСИЯ ТИПА МАСЛО В ВОДЕ ДЛЯ
ВТОРИЧНОЙ ИЛИ ТРЕТИЧНОЙ ДОБЫЧИ
НЕФТИ (57) Изобретение относится к эмульсии типа
"масло. в воде", содержащей ксантановую смолу. Эмульсия может быть использована для вторичной и третичной добычи нефти.
Целью изобретения является получение стаИзобретение относится к эмульсии гетерополисахарида и микробного происхождения (ксантановой смолы, которая обладает загущающими свойствами) и может быть использована в нефтедобывающей отрасли.Целью изобретения является достижение стабильности при высоких концентрациях ксантановой смолы.
В композиции использованы следующие товарные продукты; масла; Сольвессо 200 — смесь ароматических С10-С1з-углеводородов с температурой кипения 225-290 С; Эксозол Д-100смесь алифатических С11 С1s-углеводородов с температурой кипения 205 2650С; по.. Ж 1681734 А3 (si>s С 08 1 5/00//Е 21 В 43/22 бильной эмульсии при высоких концентрациях ксантановой смолы. Это достигается тем, что эмульсия содержит, мас. )I: ксантановая смола 9,1-38,2; масло 1,1-48; поверхностно-активное вещество 1,6 — 25,9; вода остальное до 100 . В качестве масла она содержит смесь ароматических С1о-С1з-углеводородов с Тки . 225-290 С или смесь влифатических С11 — С1Б-углеводородов с
Ткип. 205 — 265 С, в качестве поверхностноактивного вещества — тристирилфеноксиэ,тилен, додецилбенэолсуяьфонат кальция, оксиэтилированный Сг-алкиларилфенолфосфат со степенью оксиэтилирования 25, этоксилированный лауриловый спирт со степенью оксиэтилирования 2, полиэтоксилированный нонилфенол со степенью оксиэтили рован ия 14, Cg-алкиларилполиэфирфосфат со степенью оксиэтилирования
6 или полиэтоксилированный линейный спирт С12 С14 со степенью оксиэтилирования 3. 5 табл. верхностно-активные вещества: Семулсол
М30 — полиэтоксилированный линейный
Сп-С14-спирт со степенью оксиэтилирования.3;. Сокрофор ЗД 33 — Сг — алкиларилфенолфосфат оксиэтилированный со степенью оксиэтилирования 25; Семулсол LA 20— этоксилированный лауриловый спирт со степенью оксиэтилирования 2; Семулсол
ЙР 14- полиэтоксилированный нонилфенол со степенью оксиэтилирования 14; Семулсол РФ 17- Cg — алкиларил полиэфирфосфат со степенью оксиэтйлирования 6; Canрофор S 25 — тристирилфеноксиэтилен;Сапрофор 70 — додецилбензолсульфонат кальция; Селанол PA 17 — то же, что и
Семулсол PA 17.
1681734
20
40 сти
Пример 1. Загружают в реактор, снабженный системой перемешивания, вращающийся со скоростью 1000 об./мин, 395 r Солвессо 2ОО„затем 20 r тристирилфенолоксиэтилена, 20 г додецилбензолсульфоната кальция и 15 г аксиэтилированного алкиларилфенслфосфата (торговое наименование Сопрофор 25, Сопрофор 70, Сопрофор ЗД 33 фирмы Ро-нПуленк).
После растворения системы эмулы аторов прибавляют 250 с порошка ксантановой смолы (марка Родопол 23), выпускаемой формой Рон-Пуленк, Размер частиц: < 200,и м 77,5ф„ между
200 — 250,и м 14ф„> 250 è м 8,5 .
После тщательного диспергирования порошка в среде растворителя непрерывно в течение 15 мин вводят 300 г воды при постоянном перемешивании.
Получают очень гомогенную эмульсию
"масло в воде", которая не разделяется на фазы после отстаивания в течение 20 дней при комнатной температуре, Из этой эмульсии готовят водный раствор с 0,3 ксэнтановой смолы. Измеряют вязкость полученного золя и сравнивают с золем той же концентрации (контроль), приготовленным из порошка Родопола, Условия приготовления залей следующие, Для каждого опыта готовят 400 r золя, В химический стакан, снабженный системой перемешивэния, вращающийся со скоростью 500 об,/мин, вводят 400 г водопроводной воды, быстро выливают композицию или порошок в желаемом количестве, длительность перемешивания менее 30 с, затем продолжают перемешивание в течение 1 мин после введения.
Измерение вязкости проводят при 23 С на вискозиметре 5руукфилда, Измерения сделаны через 10, ЗО, 60 мин, потом после 24 ч отстаивания, Длительность пере- Вязкость, MПа.с, мешивания, мин Пример 1 Контроль
10 220 110
30 540 320
60 740 560
24ч 860 740
Пример 2. Используют те же составляющие в тех же количествах, что и в примере 1, но работают следующим образом, Эмульгаторы вводят в Сольвессо 200.
После растворения медленно прибавляют воду при перемешивэнии, потом порошок ксантановой смолы, Получают стабильную эмульсию, не наблюдается никакого разделения фаз после
20 дней отстаивания, Пример 3, В реактор, снабженный системой перемешивания и термостатированной баней, вводят 500 г сырой культуральной жидкости, концентрированной ультрафильтрацией до содержания ксантановой смолы, равного 7,6 .
Вводят при перемешивании(500 об./мин)
74,5 г смеси, содержащей 67 r Солвессо 200, 2,75 r Сопрофора 70, 2,75 r Сопрофора S 25 и 2 r Сопрофора 3 Д 33.
Продолжают перемешивание 10 мин, потом создают в реакторе пониженное давление (200 ООΠ— 21 33 Па) и поднимают температуру до 80 — 85 С. Выпаривание продолжают 3 ч.
Получают эмульсию с водной фазой, которая имеет следующий массовый состав, %:
Ксантановэя смола 23
Вода 44
Масло 28,5
Поверхностно-активное вещество 4,5
Эта эмульсия является гомогенной и текучей, Не наблюдается никакого разделения фаз после месяца отстаивания -ри комнатной температуре. Измеряют изменение вязкости как функцию различных градиентов скорости по сравнению с золем, содержащим 2 ксантановой смолы (Родопол 23), приготовленным при растворении порошка в водопроводной воде, и с исходной культуральной жидкостью.
Результаты приведены в табл. 1.
Испытывают в Реомате реологию растворов различной концентрации, приготовленных из эмульсии, и сравнивают с растворами тех же концентраций, приготовленными из исходной культуральной жидкоДля каждой концентрации реограмма, снятая через 24 ч после конца приготовления, позволяет вычислить критическое напряжение порога течения и кажущиеся вязкости при различных градиентах скорости и оценить псевдопластичность.
Результаты приведены в табл. 2.
Такие же измерения, проведенные после 10 дней выдержки при 23 С, дают идентичные результаты, По сравнению с исходной культуральной жидкостью отмечается улучшение эксплуатационных характеристик эмульсии в отношении порога течения и вязкости, какова бы ни была концентрация растворов.
В любом случае псевдопластичность возрастает при увеличении концентрации золей, Сравнительное изучение растворов, приготовленных на водопроводной воде и
1681734 соленой воде, показывает благоприятное действие на порог текучести и вязкость применения соленой воды, псевдопластическое поведение остается идентичным, .
Пример 4. Готовят эмульсию по 5 методике примера 3, используя 500 r культуральной жидкости, содержащей 78 ксантановой смолы, считая на сухой материал, 60 r Сопьвессо 260, 7,5 г Семулсол ЛА 20, 7,5 г Семулсол NP14. 10
После выпаривания (концентрирования) получают эмульсию, которая имеет следующий весовой состав, ф,:
Ксантановая смола 22,3
Вода 40,5 15
Масло 28,6
Поверхностно-активное вещество 8,6
Пример 5. Готовят эмульсию по методике примера 3, используя для водной 20 фазы 87 г культуральной жидкости, содержащей 7,8 мас.% ксантановой смолы, а для масляной фазы 11 г Эксозола Д 100, 1 r
Семулсол Ла 20, 1 г Семулсол PA 17.
После концентрирования выпаривани- 25 ем (70 С при давлении 20 000 — 21500 Па) готовая эмульсия имеет следующий состав, :
Ксантановая смола 25,2
Вода 29,0 30
Масло 38,1
Эмульгаторы 7,7 . Определяют реологию и фильтруемость разбавленных водных растворов, приготовленных из этой эмульсии и из культуральной 35 жидкости, использованной для приготовления эмульсии (контроль).
Реология. Эмульсию (или культуральную жидкость) разбавляют соленой водой (50 г/л NaCI и 5 г/л CaClz), чтобы получить. 40 раствор, содержащий 1000 ч. на млн., ксантановой смолы.
Измеряют кажущуюся вязкость при различных скоростях сдвига.
Испытание на текучесть или фильтруе- 45 мость при постоянном расходе.
Это испытание позволяет доказать явление кельматаза, которое может происходить при инжектировании разбавленного раствора биополимера в нефтяное место- 50 рождение, и, следовательно, измерить пригодность раствора биополимера для использования для вспомогательного извлечения нефти.
Принцип испытания заключается в со- 55 здании циркуляции разбавленных растворов с постоянным расходом через калиброванный фильтр. Потеря напора (Л P), происходящая на концах фильтра при прохождении раствора ксантановой смолы, характеризует способность к фильтрации, Для соблюдения условий применения в попе растворы испытывают при идентичной вязкости (а не с одинаковой концентрацией).
Испытания проводят в следующих условиях: температура 30 С, расход 22,5 мл/ч, фильтры Миллипор диаметром 47 мм, диаметр пор 8 р м и 12 и м.
Приготовление растворов. Купьтуральную жидкость разбавляют соленой водой (50 г/л NaCI и 5 г/л CaClz) таким образом, чтобы полученный раствор имел вязкость
35 мПа с измерено на вискозиметре Брук-,. фильда, при 30 С, степень сдвига 7,3 с
Потерю напора Л P измеряют при фильтровании 350 мл раствора, Если давление превышает 50 мб, число в скобках указывает объем раствора, который профильтровался, когда давление достигло
50 мб, Испытание на инжектирование при постоянном давлении, Это испытание позволяет доказать свойства инжектируемости разбавленных растворов ксантанавой смолы, Принцип заключается в создании циркуляции растворов при постоянном давлении через калиброванный фильтр. Вытекший объем в зависимости от времени характеризует инжекти руемость, Работают в следующих условиях: фильтры Миллипор диаметром 47 мм, диаметр пор 6,и м — 12p м; давление 3 бара; приготовление растворов; идентично исйытанию на фильтруемость при постоянном расходе, вязкость 35 мПа с.
Отмечают время вытекания для прохождения 1000 мп раствора. Если время превышает 10 мин, величина в скобках показывает объем профильтровавшегося раствора.
Результаты приведены в табл. 3, Пример 6. Прибавляют к 700 г культуральной жидкости, содержащей
15 г/кг ксантановой смолы, при перемешивании смесь, состоящую из 38,1 r алифатического углеводорода (Эксозол Д100) и 7,7 r эмульгатора (Семулсол ЛА 20 и Семулсол ПА
17, соотношение 50:50).
Эмульсию концентрируют ультрафильтрацией.
Начальное давление 5 бар на входе, 3 бара на выходе.
Конечное давление 7 бар на входе, 3 бара на выходе.
1.681734
Прекращают ультрафильтрацию, когда концентрация ксантановой смолы достигает 12 мас,%.
Измеряют кажущуюся вязкость в зависимости от градиента сдвига. Для сравнения концентрируют исходную кул ьтурал ьную жидкость ультрафильтрацией до достижения той же величины (12 ), Результаты приведены в табл, 4, Пример 7. Согласно способу по примеру 1 получают эмульсию, содержащую 8,9% ксантановой смолы, при этом использовали: ксантановую смолу 16 г; водную фазу 144 г; масло Exsol Д100 15 г;
Cemulsol А 30 1,4 r. Ïîâåðõíoñòíî-активные вещества Celanol РА 17 1,6 г.
Полученная однородная и стабильная эмульсия содержит:
91,4 ч. водной фазы, содержащей 10% ксантана и 90% воды; 8,6 ч. масла Exsol
Д100, 1,68% поверхностно-активных веществ по отношению к смеси (а+б).
Пример 8. Получают эмульсию "масло в воде" из 250 г ксантанового сусла с 8% сухого вещества, 1-r масла (Exsol Д100), 17 r
Cemulsol LA30 и 17,5 r Celanol PA17, Эмульсию концентрируют за счет испарения воды до получения эмульсии, содержащей 20 вес. ксантановой смолы, 98,5 ч. водной фазы, содержащей 31,25% ксантановой смолы, 1,5 ч. масла, 35% поверхностно-активных вешеств по отношению к (а1+Б).
Эмульсия типа "масло в воде" остается стабильной.
П ри ме р 9. Получаютэмульсию "масло в воде" из 300 г сусла ксантановой смолы с содержанием 8 сухих веществ, 45 г масла Exsoi Д100. 12 r поверхностно-активных веществ (смесь 50:50 Cemulsol ÀÇÎ и Celanol
РА 17), После концентрирования путем испарения воды получают эмульсию, содержащую
24 вес.% ксантановой смолы следующего состава: 45,5 ч. водной фазы, содержащей
60% ксантановой смолы и 40% воды; 54,5 ч, масла, 13,6 поверхностно-активных веществ по отношению к (А+Б).
Эмульсия типа "масло в воде" остается стабильной, Пример 10. Получают эмульсию
"масло в воде" согласно способу из примера
7 с использованием ксантановой смолы
38,2%, масла Exsol Д100 30,6, поверхностно-активного вещества 4,2 г и воды 27 г.
Формула изобретения
Эмульсия типа "масло в воде" для вто25 ричной или третичной добычи нефти, включающая ксантановую смолу, масло, поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что, с целью достижения стабильности эмульсии при
30 высоких концентрациях ксантановой смолы, в качестве масла она содержит смесь ароматических C
45 14, Сд-алкиларилполиэфирфосфат со степенью оксиэтилирования 6, полизтоксилированный линейный спирт С12-С14 со степенью оксиэтилирования 3, при следующем содержании компонентов, мас.%:
9.1-38,2
1,1-48
Ксантановая смола
Масло
Поверхностно-активное вещество
Вода
1,6-25,9
Остальное
Полученная стабильная эмульсия содержит 68 ч. водной фазы, содержащей
58,6 ксантана и 41,4 воды, 32 ч, масла и
4,2% поверхностно-активных веществ в от5 ношении к (а+в).
Данные о составе композиций представлены в табл. 5.
Предлагаемая эмульсия, содержащая .
9,1 — 38,2 мас.% ксантановой смолы, не под10 вержена желатинизированию продолжительное время (более месяца) и в дальнейшем может быть разбавлена до желаемой концентрации, чтобы получить растворы, используемые для вторичной или
15 третичной добычи нефти.
Известная эмульсия, которая также является стабильной, содержит ксантановую смолу в значительно меньших концентрациях — 0,05% и имеет вязкость ниже 100р Пз с
20 при 1с1.
16817:31
Т а б л и ц 81
Вязкость, Па- с (1,-
Показатель
100 с
0,1 с
Эмульсия с 237.КС согласно изобретению
280
1350
Культуральная жидкость. с 7,6 КС
510
3400
Эоль с 2Х КС (КС вЂ” ксантановая смола) 200
1500
Таблица 2
КС в раство-,. Нороговое ре, Ж напряжение
MIa
Вязкость, ИПа с, с градиентом скорости
Показатель
100 с
1 с
Исходная культуральная жидкость
860
98
1640
31
290
16000
12020
175
Пример 3
72
350
Соленая вода
20 г/л
Таблица
Покаэатфль
Реология
Фильтруемость нр остоянном раско
Р, мбар
1няектируеиость !три 3 бар
Вяэкость, мПа с
Г Т фм 8 им 12pw
8мм 12 ми
365 - 50 75 (175 мл)
39,2 60 5,4 (88 ил) 3,7 с 7.30 с". 14,7
Эмульсия.
72,0
52,0
1 45 1 23 1
Культуральная яидкость (контроль) 76
55,7
10 3 25 13н (360 ил) Нример 3
Водопроводная вода
Водопроводная вода
0,1
0 3
0 5
0,1
0,3
0 5 .1 0,1
9,3
0 5
13800
14755
18000
21500.39
2300
2750
11
290
1681734
Таблица 4
Вязкость, Па с
Показатель
0 1 S 1 Я 10 с! . 1PP S
Эмульсия 127.-ная, 4800 1000 210 46
4б
1800 290
13000 ц а 5
Табли
Ксантано- Масло Поверхностно-активное вещество ван смола— мас.X Наименование J uac.X Наименование мас.X
Иодаз мас.X
Пример
ЗО, Сольвессо 200 39,5
5,5
4,5
Аналогично примеру 1
Сольвессо 200 39 5
Сольвессо 200 28,5
2 25
3 23
40,5
8,6
Семулсол ?.Л 20
Семулсол КР 14
Сольвессо 200 28,6
Эксозол Д 100 38,1
7,7
25,2
42,2
Эксазол Д 100 38, 1
7,7
Эксол Д 100
8,4
80,9
1,6
Семулсол ЬА 30
Селанол РА !7
911
Эксол Д 100
50,2
25,9
Семулсол ПА 30
Селанол PA 17
22,8
Семулсол ЬА 30
Селанол РЛ 17
Эксол Д 100
24 как в Р 7
30,7
Эксон Р 100
38,2
Составитель О, Рокачевская
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Шевкун
Редактор А. Лежнина
Заказ 3318 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Культуральная жидкость 12й?"ная (контроль) тристирилфеыолоксизтилен, 5,5 додецилбензолсульфонат
Са, Сопрофор S 25, Сопрофор 70, Сопрофор ЗДЗЗ
Сопрофор 70, Сапрофор S 25, Сопрофор ЗД 33
Семулсол LA 20
Семулсол РЛ 17
Семулсол
Семулсол РА 17