Способ извлечения сырой нефти из подземной формации

Способ извлечения сырой нефти из подземной формации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящим утверждается преимущество Предварительной Патентной Заявки США №60/929979, поданной 20 июля 2007 года и приведенной здесь для сведения.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу извлечения сырой нефти из подземной формации.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для извлечения сырой нефти из подземных формаций используют различные способы. Поначалу нефть добывают из формации в условиях ослабления пластового давления. В этом способе разность давлений между пластом и эксплуатационной скважиной или скважинами заставляет нефть, содержащуюся внутри формации, двигаться в сторону эксплуатационной скважины, откуда она может быть извлечена. Как правило, при использовании ослабленного пластового давления можно извлечь примерно до 35% нефти, которая первоначально содержалась в формации. Тем самым внутри формации остается большое количество нефти. Дополнительно, некоторые формации содержат нефть, которая является слишком вязкой, чтобы быть эффективно извлеченной из пласта с использованием методов истощений давления. Ввиду необходимости извлечения большей процентной доли нефти из формации были разработаны методы добычи нефти, которую нельзя было извлечь только способами истощения давления. Эти методы обычно называются как «способы улучшения нефтеотдачи».

Предшествующие методы добычи нефти оставляют вплоть до 50% исходной нефти в пласте. Недавние попытки извлечения этой нефти, остающейся в нефтеносных резервуарах, привели к значительному успеху. К наиболее перспективным методам, используемым в настоящее время, относится способ улучшения нефтеотдачи, называемый как «заводнение пластов растворами поверхностно-активных веществ».

Водную текучую среду, содержащую поверхностно-активное вещество, нагнетают в обогащенную нефтью формацию для вытеснения нефти из формации, и затем вытесненную нефть извлекают.

В формациях, где горные породы смочены нефтью, таких как формации из карбонатных пород, гидрофобная поверхность формации препятствует впитыванию водной текучей среды в формацию и тем самым ограничивает количество нефти, которое может быть вытеснено методом заводнения.

Многие из карбонатных резервуаров имеют трещины естественного происхождения, и отдача из этих пластовых резервуаров обычно оказывается гораздо меньшей, чем таковая из монолитных продуктивных пластов. Согласно недавнему обзору 100 трещиноватых резервуаров метод Улучшения Нефтеотдачи (EOR, МУН) востребован для достижения максимального уровня добычи из таких продуктивных пластов с высокой пористостью материнской породы и низкой первичной проницаемостью. Смачиваемость изначально увлажненных карбонатных коллекторов изменяется при адсорбировании полярных соединений и/или осаждении органического вещества, которые поначалу находились в сырой нефти, и поэтому многие карбонатные пластовые резервуары являются смешанно-смоченными или нефтесмоченными. Хотя затруднительно точно определить, какие соединения ответственны за изменение смачиваемости пластового резервуара, было высказано предположение, что основную роль играли асфальтены, нафтеновые кислоты и ряд карбоновых кислот, включающих каприловую, пальмитиновую, стеариновую и олеиновую. Эти природные поверхностно-активные вещества в сырой нефти в достаточной степени растворимы в воде, чтобы проходить через тонкий слой воды и адсорбироваться на поверхности породы. Главное различие между кремнеземом и кальцитом состоит в том, что изоэлектрическая точка для кальцита достигается приблизительно при величине рН 8,2, и тем самым при нейтральном значении рН поверхность кальцита заряжена положительно. Если породы являются нефтесмоченными или смешанно-смоченными, самопроизвольного пропитывания не происходит. Для повышения нефтеотдачи было предложено применение поверхностно-активного вещества для изменения поверхности породы, чтобы повысить увлажненность, понизить межфазное поверхностное натяжение и стимулировать впитывание воды в материнскую породу резервуара. Однако употребление поверхностно-активных веществ не всегда оказывается удовлетворительным в карбонатных формациях.

Основными механизмами повышения нефтеотдачи нефтесмоченных пластовых резервуаров являются: изменение смачиваемости и изменение смачиваемости и снижение межфазного поверхностного натяжения.

В отношении изменения смачиваемости могут представлять интерес две стратегии: такие стратегии имеют отношение к химическим соединениям, которые будут адсорбироваться непосредственно на органических карбоксилатах, осажденных на поверхности карбонатных пород пластового резервуара, и будут повышать гидрофильность поверхности, и химическим соединениям, которые будут десорбировать адсорбированные органические карбоксилаты и делать поверхность более гидрофильной.

Механизм транспорта для достижения поверхности раздела между твердым веществом и жидкостью представляет только диффузия через поверхность раздела между водой и нефтью и затем через нефтяную фазу. Этим предполагается, что лучшими кандидатами на эту роль скорее всего являются маленькие и неассоциированные молекулы, нежели более крупные макромолекулы.

В общем, анионные поверхностно-активные вещества не способны десорбировать органические карбоксилаты, адсорбированные поверхностью мела.

Катионные поверхностно-активные вещества типа R-N⁺(CH₃)₃ способны десорбировать органические карбоксилаты с поверхности мела необратимым образом, и 70% нефти в пласте, при определенных обстоятельствах, могут быть извлечены в течение 30 дней в результате спонтанного впитывания водного раствора поверхностно-активного вещества при температуре 70°С. В этом случае формируются ионные пары и диспергируются в масляной фазе. Применение катионных поверхностно-активных веществ может изменить смачиваемость. Однако катионные поверхностно-активные вещества могут быть несовместимыми с анионными поверхностно-активными веществами, обычно употребляемыми для снижения межфазного поверхностного натяжения, чтобы также способствовать улучшению нефтеотдачи подземных формаций.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает капельку гексадекана в чистой деминерализованной воде на кристалле карбоната кальция (СаСО₃).

Фиг.2 показывает капельку гексадекана в чистой деминерализованной воде на кристалле карбоната кальция (СаСО₃), предварительно обработанном фосфатным сложным эфиром полиэтиленгликоля-1000 (PEG1000), чтобы показать, что адсорбция фосфатного сложного эфира полиэтиленгликоля-1000 (PEG1000) на кристалле карбоната кальция (СаСО₃) увеличивает краевой угол смачивания гексадекана на СаСО₃ под водой.

Фиг.3 представляет собой Фигуру 1, размеченную для демонстрации краевого угла смачивания.

Фиг.4 представляет собой Фигуру 2, размеченную для демонстрации краевого угла смачивания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы, которые имеют низкую поверхностную энергию, например, такие как карбонат кальция, имеют гидрофобные поверхности. Гидрофобные свойства таких материалов нежелательны при попытках извлечения нефти из подземной формации. Существует необходимость гидрофилизации субстратов с низкой поверхностной энергией и потребность в способах достижения этого.

В первом аспекте настоящее изобретение направлено на водную текучую среду, применимую для извлечения сырой нефти из подземной формации, включающую рассол и один или более фосфорорганических материалов, выбранных из:

(b)(1) фосфорорганических соединений структуры (I):

в которой каждый радикал R¹ и каждый радикал R² независимо отсутствует или представляет собой О, при условии, что по меньшей мере один из радикалов R¹ и R² представляет собой О,

каждый радикал R³ независимо представляет собой алкиленоксильный, полиалкиленоксильный фрагмент, который, необязательно, может быть замещенным по одному или более атомам углерода в такой алкиленоксильной или полиалкиленоксильной группе гидроксильной, алкильной, гидроксиалкильной, алкоксильной, алкенильной, арильной или арилоксильной группой,

радикал R⁵ и каждый радикал R⁴ независимо отсутствует или представляет собой алкиленоксильный, полиалкиленоксильный фрагмент, который, необязательно, может быть замещенным по одному или более атомам углерода в такой алкиленоксильной или полиалкиленоксильной группе гидроксильной, алкильной, гидроксиалкильной, алкоксильной, алкенильной, арильной или арилоксильной группой,

каждый из радикалов R⁶ и R⁸, и каждый радикал R⁷ независимо представляет собой Н, или (С₁-С₃₀)-углеводородный фрагмент, который может быть, необязательно, замещен по одному или более атомам углерода гидроксильной группой, атомом фтора, алкильной, алкенильной или арильной группой, и/или в углеродную цепь которого в одном или более местах могут быть введены гетероатомы O, N или S, или фрагмент -POR⁹R¹⁰,

каждый радикал R⁹ и R¹⁰ независимо представляет собой гидроксильную, алкоксильную, арилоксильную группу или (С₁-С₃₀)-углеводородный фрагмент, который может быть, необязательно, замещен по одному или более атомам углерода гидроксильной группой, атомом фтора, алкильной, алкенильной или арильной группой, и/или в углеродную цепь которого в одном или более местах могут быть введены гетероатомы O, N или S, и

индекс m представляет собой целое число от 1 до 5,

(b)(2) солей фосфорорганических соединений структуры (I),

(b)(3) продуктов реакций конденсации двух или более молекул одного или более фосфорорганических соединений структуры (I),

(b)(4) смесей, включающих два или более соединений, солей и/или реакционных продуктов из пунктов (b)(1), (b)(2) и (b)(3).

Во втором аспекте настоящее изобретение направлено на способ извлечения сырой нефти из подземной формации, включающий введение в формацию водной среды, включающей воду или рассол и вышеописанный фосфорорганический материал.

Обработка поверхностей представленными здесь фосфатными сложными эфирами, которые представляют собой фосфорорганический материал, имеет результатом изменение поверхностных свойств. Пониженная адсорбция углеводородов сырой нефти (подобно гексадекану в фигурах) на карбонате кальция облегчает извлечение, например, сырой нефти из пористых каменистых материалов в нефтяных скважинах.

Фосфатные сложные эфиры являются относительно недорогими и простыми в приготовлении по сравнению с многими полимерами, используемыми для поверхностных обработок.

Фосфатные сложные эфиры считаются нетоксичными и биоразложимыми.

Нефтяные и газовые скважины уже с давних пор подвергают обработке для стимулирования добычи из таковых с использованием метода, именуемого «кислотная обработка», в которой в эксплуатационную скважину вводят эмульсию водной минеральной кислоты либо отдельно, либо в комбинации с разнообразными поверхностно-активными веществами, средствами для ингибирования коррозии и углеводородными маслами. Предположительно такие обработки способны удалять отложения из зоны подземного нефте- или газоносного пласта, непосредственно примыкающей к эксплуатационной буровой скважине, тем самым повышая проницаемость формации и обеспечивая возможность извлечения остаточных нефти или газа через буровую скважину. Еще одной целью такой «кислотной обработки» нефтяных или газовых эксплуатационных скважин является удаление воды из полостей в формации путем применения композиции, которая существенно снижает силы межфазного взаимодействия между водой и нефтью или газом. Для этого применения были рекомендованы разнообразные поверхностно-активные реагенты.

Общий средний коэффициент нефтеотдачи для традиционных нефтяных месторождений составляет около 35%, и с помощью способа улучшения нефтеотдачи он мог бы быть повышен до 50%. Существуют два существенных компонента способа улучшения нефтеотдачи (EOR): повышение эффективности вытеснения и улучшение эффективности макроскопического охвата коллектора при вытеснении нефти. Настоящее изобретение представляет фосфатные сложные эфиры, которые изменяют смачиваемость нефтесмоченного карбоната в подземной формации так, что он становится смоченным водой. Благодаря тому, что формация становится смоченной водой, настоящее изобретение может быть использовано вместе с химическими соединениями, употребляемыми для улучшения эффективности вытеснения и эффективности макроскопического охвата коллектора при вытеснении нефти.

Ни в одном из известных литературных источников нет указаний на то, что раскрытые и заявленные здесь конкретные фосфатные сложные эфиры использовались бы для возвращения продуктивности нефтяным и газовым скважинам, которые стали малопродуктивными или истощились вплоть до прекращения добычи. Способ согласно изобретению в особенности полезен для стимуляции нефтяных и газовых скважин, которые перестали отзываться на кислотную обработку эксплуатационной скважины, включая применение разнообразных кислот с разнообразными поверхностно-активными веществами.

Фосфатные сложные эфиры преимущественно являются совместимыми с анионными поверхностно-активными веществами, обычно употребляемыми для снижения межфазного поверхностного натяжения, чтобы также способствовать улучшению нефтеотдачи подземных формаций.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как употребляемая здесь, терминология «гидрофобная поверхность» означает поверхность, которая проявляет склонность отталкивать воду и тем самым быть устойчивой к смачиванию водой, о чем свидетельствует краевой угол смачивания водой, больший чем или равный 70°, более обычно бóльший чем или равный 90°, и/или свободная энергия поверхности, меньшая чем или равная примерно 40 дин/см (40 мН/м).

Как употребляемая здесь, терминология «гидрофильная поверхность» означает поверхность, которая проявляет сродство к воде и тем самым является смачиваемой водой, о чем свидетельствует краевой угол смачивания водой, меньший чем 70°, более обычно меньший чем 60°, и/или свободная энергия поверхности, превышающая примерно 40 дин/см (40 мН/м), более обычно большая чем или равная примерно 50 дин/см (50 мН/м).

Как употребляемый здесь в отношении гидрофобной поверхности, термин «гидрофилизация» означает придание такой поверхности большей гидрофильности и тем самым меньшей гидрофобности, что проявляется в уменьшении краевого угла смачивания водой. Одним из показателей повышения гидрофильности обработанной гидрофобной поверхности является уменьшение краевого угла смачивания водой, контактирующей с обработанной поверхностью, по сравнению с краевым углом смачивания водой, контактирующей с необработанной поверхностью.

Как употребляемая здесь в отношении субстрата, терминология «краевой угол смачивания водой» означает контактный угол, создаваемый капелькой воды на поверхности, по измерению общеупотребительным способом анализа изображений, то есть путем размещения капельки воды на поверхности, обычно по существу плоской поверхности, при температуре 25°С, фотографирования капельки и измерения контактного угла, обнаруживаемого на фотографическом изображении.

Поверхностную энергию оценивают с использованием уравнения Юнга:

cos(θ)*γ _lv =γ _sv -γ _sl

с контактным углом θ, энергией γ _sv единицы поверхности раздела фаз между твердой и паровой фазами, энергией γ _sl единицы поверхности раздела фаз между твердой и жидкой фазами и энергией γ _lv единицы поверхности раздела фаз между жидкой и паровой фазами, и γ _sv представляет энергию поверхности твердой фазы.

Как употребляемое здесь, выражение «(C_n-C_m)» при упоминании органической группы или соединения, в котором индексы “n” и “m” представляют собой целые числа, означает, что группа или соединение содержит от n до m атомов углерода на такую группу или такое соединение.

Как употребляемый здесь, термин «алкильный» означает одновалентный насыщенный углеводородный радикал с линейной или разветвленной цепью, обычно одновалентный насыщенный (С₁-С₃₀)-углеводородный радикал, например, такой как метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил или н-гексил, который необязательно может быть замещенным по одному или более атомам углерода в радикале. В одном варианте осуществления алкильный радикал замещен по одному или более атомам углерода в радикале алкоксильной группой, аминогруппой, атомом галогена, карбоксильной или фосфоновой группой, с образованием, например, гидроксиметильного, гидроксиэтильного, метоксиметильного, этоксиметильного, изопропоксиэтильного, аминометильного, хлорметильного или трихлорметильного, карбоксиэтильного или фосфонометильного фрагмента.

Как употребляемый здесь, термин «гидроксиалкильный» означает алкильный радикал, который замещен по одному из своих атомов углерода гидроксильной группой.

Как употребляемый здесь, термин «алкоксильный» означает гидроксильный радикал, который замещен алкильной группой, например, такой как метоксильный, этоксильный, пропоксильный, изопропоксильный или бутоксильный радикал, который необязательно может быть далее замещенным по одному или более атомам углерода в радикале.

Как употребляемый здесь, термин «циклоалкильный» означает насыщенный циклический углеводородный радикал, обычно насыщенный (С₃-С₈)-углеводородный циклический радикал, например, такой как циклогексильный или циклооктильный, который необязательно может быть замещенным по одному или более атомам углерода в радикале.

Как употребляемый здесь, термин «алкенильный» означает ненасыщенный углеводородный радикал, с линейной цепью, с разветвленной цепью или циклический, который содержит одну или несколько двойных углерод-углеродных связей, например, такой как этенильный, 1-пропенильный или 2-пропенильный радикал, который необязательно может быть замещенным по одному или более атомам углерода в радикале.

Как употребляемый здесь, термин «арильный» означает одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, содержащий один или более шестичленных углеродных циклов, в котором ненасыщенность может быть представлена тремя сопряженными двойными связями, например, такой как фенильный, нафтильный, антрильный, фенантрильный или бифенильный фрагмент, который необязательно может быть замещенным по одному или более атомам углерода в цикле. В одном варианте осуществления арильный радикал замещен по одному или более атомам углерода в радикале гидроксильной, алкенильной группой, атомом галогена, галогеналкильной или аминогруппой, с образованием, например, метилфенильного, диметилфенильного, гидроксифенильного, хлорфенильного, трихлорметилфенильного или аминофенильного фрагмента.

Как употребляемый здесь, термин «арилоксильный» означает гидроксильный радикал, который замещен арильной группой, например, такой как феноксильный, метилфенилоксильный, изопропилметилфенилоксильный фрагмент.

Как употребляемое здесь, указание, что радикал может быть «необязательно замещен» или «необязательно далее замещен», означает, в общем, если только это не ограничено особо, либо недвусмысленно, либо по контексту данного упоминания, что такой радикал может быть замещен одной или несколькими неорганическими или органическими группами в качестве заместителей, например, такими как алкильная, алкенильная, арильная, арилалкильная, алкиларильная группа, гетероатом или гетероциклический фрагмент, или одной или несколькими функциональными группами, которые способны координировать металлические ионы, такими как гидроксильная, карбонильная, карбоксильная, аминогруппа, иминогруппа, амидная группа, остаток фосфоновой кислоты, сульфоновой кислоты или арсенатный фрагмент, или неорганическими и органическими сложноэфирными производными таковых, например, такими как сульфат или фосфат, или солями таковых.

Как употребляемая здесь, терминология «(C_x-C_y)» при упоминании органической группы, в которой индексы “х” и “у” представляют собой целые числа, обозначает, что группа содержит от “x” атомов углерода до “y” атомов углерода на группу.

Фосфорорганический материал

Согласно настоящему изобретению фосфорорганические материалы, описанные в предварительных патентных заявках США №№60/842265, поданной 5 сентября 2006 года, и 60/812819, поданной 12 июня 2006 года (приведенных здесь для сведения), вводят в водной смеси в формацию для улучшения смачиваемости водой, в особенности, когда формации включают известняк (карбонат кальция).

В первом аспекте настоящее изобретение направлено на водную текучую среду, применимую для извлечения сырой нефти из подземной формации, включающую рассол и один или более фосфорорганических материалов, выбранных из:

(b)(1) фосфорорганических соединений структуры (I):

в которой каждый радикал R¹ и каждый радикал R² независимо отсутствует или представляет собой О, при условии, что по меньшей мере один из радикалов R¹ и R² представляет собой О,

каждый радикал R³ независимо представляет собой алкиленоксильный, полиалкиленоксильный фрагмент, который, необязательно, может быть замещенным по одному или более атомам углерода в такой алкиленоксильной или полиалкиленоксильной группе гидроксильной, алкильной, гидроксиалкильной, алкоксильной, алкенильной, арильной или арилоксильной группой,

радикал R⁵ и каждый радикал R⁴ независимо отсутствует или представляет собой алкиленоксильный, полиалкиленоксильный фрагмент, который, необязательно, может быть замещенным по одному или более атомам углерода в такой алкиленоксильной или полиалкиленоксильной группе гидроксильной, алкильной, гидроксиалкильной, алкоксильной, алкенильной, арильной или арилоксильной группой,

каждый из радикалов R⁶ и R⁸, и каждый радикал R⁷ независимо представляет собой Н, или (С₁-С₃₀)-углеводородный фрагмент, который может быть, необязательно, замещен по одному или более атомам углерода гидроксильной группой, атомом фтора, алкильной, алкенильной или арильной группой, и/или в углеродную цепь которого в одном или более местах могут быть введены гетероатомы O, N или S, или фрагмент -POR⁹R¹⁰,

каждый радикал R⁹ и R¹⁰ независимо представляет собой гидроксильную, алкоксильную, арилоксильную группу или (С₁-С₃₀)-углеводородный фрагмент, который необязательно может быть замещен по одному или более атомам углерода гидроксильной группой, атомом фтора, алкильной, алкенильной или арильной группой, и/или в углеродную цепь которого в одном или более местах могут быть введены гетероатомы O, N или S, и

индекс m представляет собой целое число от 1 до 5,

(b)(2) солей фосфорорганических соединений структуры (I),

(b)(3) продуктов реакций конденсации двух или более молекул одного или более фосфорорганических соединений структуры (I),

(b)(4) смесей, включающих два или более соединений, солей и/или реакционных продуктов из пунктов (b)(1), (b)(2) и (b)(3).

В одном варианте осуществления каждый из радикалов R⁶ и R⁸, и каждый радикал R⁷ независимо представляет собой Н, (С₁-С₃₀)-алкильную, (С₁-С₃₀)-алкенильную или (С₇-С₃₀)-алкиларильную группу.

В одном варианте осуществления каждый радикал R¹ и каждый радикал R² представляет собой О, и фосфорорганическое соединение выбирают из:

(II)(1) органического фосфатного сложного эфира структуры (II):

в которой каждый из радикалов R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, и индекс m является таким, как описано выше,

(II)(2) солей фосфорорганических соединений структуры (II),

(II)(3) продуктов реакций конденсации двух или более молекул одного или более фосфорорганических соединений структуры (II),

(II)(4) смесей, включающих два или более соединений, солей и/или реакционных продуктов из пунктов (II)(1), (II)(2) и (II)(3).

В одном варианте осуществления каждый радикал R¹ отсутствует, каждый радикал R² представляет собой О, и фосфорорганическое соединение выбирают из:

(III)(1) органического фосфонатного сложного эфира структуры (III):

в которой каждый из радикалов R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, и индекс m является таким, как описано выше,

(III)(2) солей фосфорорганических соединений структуры (III),

(III)(3) продуктов реакций конденсации двух или более молекул одного или более фосфорорганических соединений структуры (III),

(III)(4) смесей, включающих два или более соединений, солей и/или реакционных продуктов из пунктов (III)(1), (III)(2) и (III)(3).

В одном варианте осуществления каждый радикал R¹ представляет собой О, каждый радикал R² отсутствует, и фосфорорганическое соединение выбирают из:

(IV)(1) органического фосфонатного сложного эфира структуры (IV):

в которой каждый из радикалов R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, и индекс m является таким, как описано выше,

(IV)(2) солей фосфорорганических соединений структуры (IV),

(IV)(3) продуктов реакций конденсации двух или более молекул одного или более фосфорорганических соединений структуры (IV), и

(IV)(4) смесей, включающих два или более соединений, солей и/или реакционных продуктов из пунктов (IV)(1), (IV)(2) и (IV)(3).

В одном варианте осуществления каждый радикал R³ представляет собой двухвалентный радикал структуры (V), (VI), (VII) или (VIII):

в которых:

каждый радикал R¹² и каждый радикал R¹³ независимо представляет собой Н, гидроксильную, алкильную, гидроксиалкильную, алкоксильную, алкенильную, арильную, арилоксильную группу или две группы R¹², которые присоединены к соседним атомам углерода, могут быть сконденсированы с образованием, вместе с атомами углерода, к которым они присоединены, (С₆-С₈)-углеводородного цикла.

радикал R²⁰ представляет собой Н, гидроксильную, алкильную, гидроксиалкильную, алкоксильную, алкенильную, арильную или арилоксильную группу,

радикал R²² представляет собой гидроксильную или гидроксиалкильную группу, при условии, что не каждый из радикалов R²⁰ и R²² является гидроксильным,

каждый из радикалов R²³ и R²¹ независимо представляет собой метиленовый или полиметиленовый фрагмент,

каждый из индексов p, p', p'', q и х независимо представляет собой целое число от 2 до 5,

каждый из индексов r, s, r', r'' и y независимо представляет собой число от 0 до 25, при условии, что по меньшей мере один из индексов r и s не равен 0,

индекс u представляет собой целое число от 2 до 10,

каждый из индексов v и w представляет собой числа от 1 до 25,

каждый из индексов t, t' и t'' представляет собой числа от 1 до 25,

при условии, что произведение количества (r+s), умноженного на значение t, составляет величину, меньшую или равную около 100, произведение количества (v+r'), умноженного на значение t', составляет величину, меньшую или равную около 100, и произведение количества (w+r''), умноженного на значение t'', составляет величину, меньшую или равную около 100.

В одном варианте осуществления каждый из радикалов R⁴ и R⁵ независимо отсутствует или представляет собой двухвалентный радикал структуры (V), (VI) или (VII), в которой радикалы R¹², R¹³, R²⁰, R²¹, R²², R²³, индексы p, p', p'', q, r, r', r'', s, t, t'', t, u, v, w, x и y являются такими, как описано выше.

В одном варианте осуществления каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (V), (VI) или (VII), в которой радикалы R¹², R¹³, R²⁰, R²¹, R²², R²³, индексы p, p', p'', q, r, r', r'', s, t, t'', t, u, v, w, x и y являются такими, как описано выше, и каждый из радикалов R⁴ и R⁵ независимо отсутствует или представляет собой радикал R³.

В одном варианте осуществления каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (V), в которой индекс р равен 2, 3 или 4, индекс r представляет собой целое число от 1 до 25, индекс s равен 0, индекс t представляет собой целое число от 1 до 2, и каждый из радикалов R⁴ и R⁵ независимо отсутствует или представляет собой радикал R³.

В одном варианте осуществления каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (VI), в которой группы R¹² сконденсированы с образованием, включая атомы углерода, к которым они присоединены, (С₆-С₈)-углеводородного цикла, каждый радикал R¹³ представляет собой Н, индекс p' равен 2 или 3, индекс u равен 2, индекс v представляет собой целое число от 1 до 3, индекс r' представляет собой целое число от 1 до 25, индекс t' представляет собой целое число от 1 до 25, произведение количества (v+r'), умноженного на значение t'', составляет величину, меньшую или равную около 100, более обычно меньшую или равную около 50, и каждый из радикалов R⁴ и R⁵ независимо отсутствует или представляет собой радикал R³.

В одном варианте осуществления каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (VII), в которой радикал R²⁰ представляет собой гидроксильную или гидроксиалкильную группу, радикал R²² представляет собой Н, алкильную, гидроксильную или гидроксиалкильную группу, при условии, что не каждый из радикалов R²⁰ и R²² является гидроксильным, каждый из радикалов R²¹ и R²³ независимо представляет собой метиленовый, диметиленовый или триметиленовый фрагмент, индекс w равен 1 или 2, индекс p'' равен 2 или 3, индекс r'' представляет собой целое число от 1 до 25, индекс t'' представляет собой целое число от 1 до 25, произведение количества (w+r''), умноженного на значение t'', составляет величину, меньшую или равную около 100, более обычно меньшую или равную около 50, и каждый из радикалов R⁴ и R⁵ независимо отсутствует или представляет собой радикал R³.

В одном варианте осуществления фосфорорганического соединения структуры (II):

каждый из радикалов R⁶ и R⁸ и каждый радикал R⁷ независимо представляет собой Н или (С₁-С₃₀)-углеводородный фрагмент, каковой углеводородный фрагмент необязательно может быть замещен по одному или более атомам углерода гидроксильной группой, атомом фтора, алкильной, алкенильной или арильной группой, и/или в углеродную цепь которого в одном или более местах могут быть введены гетероатомы O, N или S, или фрагмент -POR⁹R¹⁰, более обычно каждый из радикалов R⁶, R⁸ и каждый радикал R⁷ представляет собой Н,

каждый из радикалов R⁴ и R⁵ отсутствует,

каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (V), (VI) или (VII),

индекс m представляет собой целое число от 1 до 5.

В одном варианте осуществления фосфорорганического соединения структуры (II):

каждый из радикалов R⁶ и R⁸ и каждый радикал R⁷ представляет собой Н,

каждый из радикалов R⁴ и R⁵ отсутствует,

каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (V),

каждый индекс р независимо составляет 2, 3 или 4, более обычно 2 или 3,

каждый индекс r независимо представляет собой число от 1 до около 100, более обычно от 2 до около 50,

каждый индекс s равен 0,

каждый индекс t равен 1,

индекс m представляет собой целое число от 1 до 5.

В одном варианте осуществления фосфорорганический материал выбирают из:

(IX)(1) фосфорорганических соединений структуры (IX):

в которой:

индекс р составляет 2, 3 или 4, более обычно 2 или 3,

индекс r представляет собой число от 4 до около 50,

(IX)(2) солей фосфорорганических соединений структуры (IX), и

(IX)(3) смесей, включающих два или более соединений и/или солей из пунктов (IX)(1) и (IX)(2).

В одном варианте осуществления фосфорорганического соединения структуры (II):

каждый из радикалов R⁶ и R⁸ и каждый радикал R⁷ представляет собой Н,

каждый из радикалов R⁴ и R⁵ отсутствует,

каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (VI),

группы R¹² сконденсированы с образованием, включая атомы углерода, к которым они присоединены, (С₆-С₈)-углеводородного цикла,

каждый радикал R¹³ представляет собой Н,

индекс p' равен 2 или 3,

индекс u равен 2,

индекс v равен 1,

индекс r' представляет собой число от 1 до 25,

индекс t' представляет собой число от 1 до 25,

произведение количества (v+r'), умноженного на значение t', составляет величину, меньшую или равную около 100, и

индекс m представляет собой целое число от 1 до 5.

В одном варианте осуществления фосфорорганического соединения структуры (II):

каждый из радикалов R⁶ и R⁸ и каждый радикал R⁷ представляет собой Н,

каждый из радикалов R⁴ и R⁵ отсутствует,

каждый радикал R³ независимо представляет собой двухвалентный радикал структуры (VII),

радикал R²⁰ представляет собой гидроксильную или гидроксиалкильную группу,

радикал R²² представляет собой Н, алкильную, гидроксильную или гидроксиалкильную группу,

каждый из радикалов R²³ и R²¹ независимо представляет собой метиленовый, диметиленовый или триметиленовый фрагмент,

индекс w равен 1 или 2,

индекс p'' равен 2 или 3,

индекс r'' представляет собой число от 1 до 25,

индекс t'' представляет собой число от 1 до 25,

произведение количества (w+r''), умноженного на значение t'', составляет величину, меньшую или равную около 100, и

индекс m представляет собой целое число от 1 до 5.

В одном варианте осуществления фосфорорганическое соединение соответствует структуре (III), каждый радикал R³ представляет собой двухвалентный радикал структуры (V) с индексом s=0 и индексом t=1, каждый из радикалов R⁴ и R⁵ отсутствует, и каждый из радикалов R⁶, R⁷ и R⁸ представляет собой Н.

В одном варианте осуществления фосфорорганическое соединение соответствует структуре (IV), в которой каждый радикал R3 и R5 соответствует структуре (V), с индексом s=0 и индексом t=1, и каждый из радикалов R⁶ и R⁸ представляет собой Н.

В одном варианте осуществления фосфорорганический материал (b)(I) включает продукт реакции конденсации двух или более молекул структур (I).

В одном варианте осуществления фосфорорганический материал (b)(I) включает продукт реакции конденсации двух или более молекул структуры (I) в форме линейной молекулы, например, такой как линейный продукт реакции конденсации структуры (Х), образованный конденсацией молекулы структуры (II) с молекулой структуры (IV):

в которой каждый из радикалов R⁴, R⁷, индексов р, r является таким, как описано выше.

В одном варианте осуществления фосфорорганический материал (b)(I) включает продукт реакции конденсации двух или более молекул структуры (I) в форме сшитой сетчатой структуры. Часть примерной сетчатой структуры сшитого продукта реакции конденсации иллюстрирована структурой (XI):

в которой

каждый из радикалов R¹, R², R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸ и индекс m такие, как описано выше, и

каждый радикал R^3' независимо представляет собой остаток группы R³ соединения структуры (I), как описано выше, в которой группа R³ представляет собой алкиленоксильный или полиалкиленоксильный фрагмент, замещенный гидроксильной, гидроксиалкильной, гидроксиалкиленоксильной или гидроксиполиалкиленоксильной группой по одному или более атомам углерода в алкиленоксильном или полиалкиленоксильном фрагменте, и каждый фрагмент -R^3'-R⁴- и -R^3'-R⁵- представляет соответст