Мицеллярная дисперсия, используемая для увеличения нефтеотдачи пластов

Мицеллярная дисперсия, используемая для увеличения нефтеотдачи пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s В 01 F 17/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ в качестве поверхностно-активного вещества дисперсия содержит полиалкилбензол-сульфонаты с молекулярным весом 300-600 при следующем со-. отношении компонентов, мас.Ф:

Полиалкилбензолсульфонаты 3,4- 10,0

Углеводородй 2,0-80,0

Изопропанол 0;01-10,0

Соли щелочных . мет аллое О, 1-1, 0

Вода Остальное

2. Мицеллярная дисперсия по и. 1, отличающаяся тем, что в качестве полиалкилбензолсульфонатов дисперсия содержит триалкилбензол" . сульфонаты с короткоцеппчными алкиль- . 3 ными радикалами с числом углеродных атомов С -Сд и одним рлинноцепочным .алкильным радикалом с числом углеродных атомов Сщ -Сдд.. зуемые нефтяные сульфонаты имеют широкое молекулярно-весовое распределе" ние, а мицеллярные дисперсии на их

- основе содержат большое количество

ПАВ (до 14/), углеводородов (до 73" ) и небольшое количество воды (от 12 до 40г), что является существенным нелостатком приведенных мицеллярных дисперсий, т.к. большое количество, ПАР и углеводородов обуславливает вы..сокую стоимость этих систем.

Наиболее близкой к предложенной. дисперсии по технической сущности и достигаемому результату является миГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 2898277/26 (22) 18 ° 03.80 (46) 23,10.92. Бюл. N" 39 (72) И.И.Рудь, Ю.А.Бочкарев, В.Г.Гермашев, Г,И.Гаевой, А. В. Боголепов, А. Е. Бутова и А.Ф.Лунин (53) 66.063,6 (088 8) (56) "-.àÿâêà ФРГ 1, " 2603539, кл. С 10 О 1/00; 1976.

Патент С1 A Г 3497006, кл. 166.273, 1970 ° (54)(57) 1. ИИЦЕЛЛЯРНАЯ ДИСПЕРСИЯ, .

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕфТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ, содержащая поверхност. но-активное .вещество, изопропанол, углеводороды, соли щелочных металлов и воду, отличающаяся тем, что, с целью получения дисперсии с ультранизким межфазным натяжением на границе водной фазы с углеводородами и повышения ее устойчивости, Изобретение относится к области получения мицеллярных дисперсий (микроэмульсий), солюбилизирующих и дис" пергирующих, используемых для увеличения нефтеотдачи пластов на "вторич-. ной" и "третичной" стадиях разработки месторождений, а также для обработки призабойных зон, продуктивных и нагнетательных скважин.

Известны мицеллярные дисперсии, в которых в качестве основного поверх" ностно-активного вещества (ПАВ) ис" пользуют нефтяные сульфонаты на основе различных нефтепродуктов. Исполь-

„„. Ж„, 875679 Al

875679 целлярная дисперсия, используемая для увеличения нефтеотдачи пластов, содержащая поверхностно-активное вещество, изопропанол, углеводороды, соли щелочных металлов и воду.

Недостатком известной дисперсии является содержание значительного количества ПАВ (до 204) с узким молекулярно-весовым распределением и содетергента (до 17 ), а также ограниченная возможность варьирования компонентного состава ° что не обеспечивает достаточную устойчивость и возмож" ность получения дисперсии с ультраниэким Межфазным натяжением íà rpa" нице водной фазы с .углеводородами.

Целью изобретения является возможность получения дисперсии с ультранизким межфазным натяжением на границе водной фазы с углеводородами и повышения ее устойчивости, Поставленная цель достигается предложенной мицеллярной дисперсией, используемой для увеличения нефтеот- 2 дачи пластов, содержащей в качестве поверхностно-активного вещества полиалкилбензолсульфонаты с молекулярным весом 300-400 в количестве 3,4-10,03, .2,0-80 ь углеводородов, 0,01-10,03 З0 изопропанола, 0,1-1,04 солей щелочных металлов и остальное - воду. При этом в качестве поли*крилбензолсульфонатов дисперсия содержит триалкилбензолсульфонаты с короткоцепочными алкильными радикалами с числом углеродных атомов С -С8 и одним длинноцепочным алкильным радикалом с числом углеродных атомов С о «С о, Отличие предложенной дисперсии 0 заключается в том, что последняя в качестве поверхностно-активного ве, щества содержит полиалкилбенэолсульфонаты с молекулярным весом 300-600 при следующем соотношении исходных 45 компонентов:

Полиалкилбензолсульфонаты 3,4-10 0

Углеводороды . 2,0-80,0

Изопропанол 0,01-10,0

Соли щелочных металлов 0,1-1,0

P.ода Остальное, Другое отличие заключается в том, . что мицеллярная дисперсия в качестве полиакрилбензолсульфонатов содержит триалкилбензолсульфонаты с ко" роткоцепочными алкильными радикалами с числом углеродных атомов С -Сэ и одним длинноцепочным алкильным радикалом с числом углеродных атомов

С о С го °

ПАВ, используемые в предложенной дисперсии, получают алкилированием диалкилбензолов формулы

В з где R - C< CS Ra = С,-С8 олефинсодержащим сырьем с последующим сульфированием триалкилбензолов газообразным серным ангидридом, разбавленным сухим воздухом, П.р и м е р . 1, К 100 r диэтилбензола и 32 г катализатора.- хлористого алюминия безводного, перемешивая, добавляют 125 г н-додецена. Реакцию ведут при 50-60 С. Перемешивают в тео чение 0,5-2,0 часов, при температуре реакции, Катализатор отделяют отстаиванием алкилата в течение 4-5 ч. Промывают алкилат водой и затем отгоняют непрореагировавшие диэтилбенэол и н-додецен. Выход 179 г, 100 r три" алкилбензола сульфируют 23,5 г серного ангидрида, разбавленного сухим. воздухом до концентрации 3,5-4,5 об,.Ф, Температуру реакции поддерживают 4250 С. Сульфированный продукт характеризуется кислотным числом 140 мг

KOH/ã,, содержание сульфокислот

75,54, серной кислоты 1,5Ж.

Сульфомассу нейтрализуют 423-ным раствором едкого натрия при температуре 50-60 С до рН нейтрализованного продукта 7.,0-8,5. Полученный натрийдиэтилдодецилбензолаульфонат. - однородный, прозрачный, не расслаивающийся продукт оранжевого цвета, содержйт 77,0Ф активного вещества (триалкилбенэолсульфонат), 6,23 несульфированных соединений и воду до 1003.

Эквивалейтный вес сульфоната 396, что соответствует. расчетному.

Для определения границ устойчивости .мицеллярных растворов на основе полученного ПАВ готовят ряд керосиновых растворов (керосин осветитель" ный ГОСТ 4753»68), содержащих 203

flA8 и различное количество содетергента (иэсаропанол - ТУ 6-09-402-72) и медленно, при тщательном перемешивании, добавляют к ним воду или вод" ные растворы хлорида натрия до по-. мутнения растворов. Компонентный состав системы в точке помутнения представлен на псевдотройной диаграмме

5 8 фазового. состояния, изображенную на чертеже. Область устойчивых растворов на диаграммах расположена слева от линий, Ьбразованных точками помутнения. На приведенной диаграмме показаны границы существования мицеллярных дисперсий на основе диэтилдодецилбензолсульфоната натрия, имеющих 10 водную фазу различного состава;

- 0 " - пресную воду, - 1 - - 0,53-ный раствор хлорида натрия, - O - - 1i-ный раствор хлорида 15 натрия, 23-ный раствор хлорида натрия.

Из области устойчивых мицеллярных дисперсий рассчитывают компонентный состав мицеллярных дисперсий и исследуют их свойства: межфазное натяжение на границах с водной фазой и углеводородами по методу падающей капли, вязкость и нефтевытесняющую способность на образцах нефтенасыщенных пористых сред и в условиях., моделирующих третичную стадию разработки.

В данном примере исследована ми- 30 целлярная дисперсия с .углеводородной внешней фазой, имеющая состав (таблица, п.l), мас.Ф:

Диэтилдодецилбензолсульфонат 6,5

Изопропанол 2,0

Углеводороды 27,7

Вода пресная 65,3

Вязкость дисперсии - 27 спз, межфазное натяжение на границе с водой 4р и 13-ным раствором хлорида натрия менее 0,001 дин/см. Коне чная нефтеотдача — 991.

Пример 2. Описанным в примере 1 способом получают и исследуют 45 дисперсию с внешней водной фазой, имеющую следующий состав, мас.Ф:

Диэтилдодецилбензолсульфонат 3,96

Изопропанол 0,98 щ

Углеводороды 1,6

Пресная вода 93,4

Вязкость дисперсии - 16 спз, межфазное натяжение на границе с керосином и нефтью " менее 0,001 дин/см.

Конечная нефтеотдача - 831.

В условиях примера 1 и 2 получены мицеллярные дисперсии, состав и свойства которых приведены в таблице

75679 6 (п.п. 1-9). В качестве ПАВ. дисперсии содержат:

- диэтилтетрадецилбензолсульфонат, - этилбутилдодецилбензолсульфонат, - метилпропилдодецилбензолсульфо" нат, - триалкилбензолсульфонаты из отходов этилбензольного производства и олефинов фр. С -Сы< (см. приложение), - триалкилбензолсульфонаты из побочного продукта этилбензольного производства и олефинов фр, С -С @, <

" триалкилбензолсульфонаты из побочного продукта иэопропилбензоль ного производства и олефинов фр. . Cia -Си а

- триалкилбензолсульфонаты из по" бочного продукта этилбензольного производства и олефинов фр» С у» Се — триалкилбензолсульфонаты из побочного продукта изопропилбензольного производства и олефинов фр.

C1i Си

- триалкилбензолсульфонаты из побочного продукта изопропилбензольного производства и каталитического газойля, — триалкилбензолсульфонаты из отходов этилбензольного производства и керосина термокрекинга фр..180240ОС, В таблице представлен компонентный состав и свойства мицеллярных дисперсий, содержащих в качестве ПАВ полиалкилбензолсульфонаты (Г пп,l-9), для сравнения приводятся данные о компонентном составе и свойствах известных мицеллярных дисперсий (Р пп.10-13).

Таким образом мицеллярные дисперсии на основе полиалкилбензолсульфонатов, со сравнительно узким молекулярно-весовым распределением и определенным молекулярным строением, могут быть получены с углеводородной и водной внешней фазой с широким диапазоном по составу компонентов и требуемым комплексом свойств для различных условий применения во "вторичной" и "третичной" стадиях добычи нефти. Нефтевытесняющая способность таких мицеллярных дисперсий не уступает нефтевытесняющей способности ми" целлярных дисперсий на основе нефтя" ных сульфонатов, Кроме того, мицеллярные дисперсии на основе Полиалкилбензолсуль<донатов обладают более устойчивыми свойства8

875679

С. анен;ней углеводородной Фазой г

Средний зквиваВИ пС

С знаемая водной Фазой

Среднее раслреНатрий алкипбензолсупьФо«аты, состав боковых цепей

Состав; нас.2 (1) Свойства

Состав, мас.2 (1) Свойства лент(а(A вес демние экемаа"

Углева- Вода llAB дороды прес(2) ная

Иэопро- (3) панол AH/ñH

3" дн/ и

Углева- Вода ПДВ дороды прес(2)™ ная

Изопропаноп

R известной и предпоменмой ницелляр ной дисперсии вязкость (i ) н (нн спз (25 С) лент наго .веса вязкость (4)нн ° ° спэ (25 c) дизтилдодечипбемзолсульвонат (R(Вэ

-CÄ R,-С„) Иенее

65,3 6,00 г,00 0 001

Немее

3,96 0;98 0,001 3,1

5.9 0.9

II

39 05 -"- 24

27 до 1002 93 4 до 1002 73,9

50 ло 1002 94,0

26,7

396

)4(этнлтетрадецип. бензопсульфонат (ц, - вэ сз(Изяс, )

Зтнлбутилдадецилб:изолсупьФонат (Ri

СЗТ Вз Са(RR - Сна) (Ц, » «С,; R, - C3;й с )

Иетилпропнпдолецилбенэолсульфанат (В, - С„ В, - С31 р 3 с(э) 38,0 54,5 7,2 0,3

417

20 84,5 6,5 0,51 -"- 8, 1

9,99 l0,О 0,0I

80,0

9118 3,95 1, 16 -"- 3,2

407

Гбразует расслаивяемуеся эмульсию

0,49

55,5 8,3 (1ь„

Cl

57,6

50 ла 1002 93,0 . 3,9 1,3 -"- 3,1

405

35,71

94,0 3,97 0,62

«,О

390-420 32,0 56,5 8,8 2 ° 70

93,9 З,4 0,7 н

3,0

Образуют эмульсию

0,14

0,35, Н

«н

3,0

5,5

93,6 . 80,2

4,0

6,3

II

7,9 2,60

9,9 10,0

28 5

80,0

60 ° 0

0,1

380-425. 380-4г0 36,5

8,0 1,0

935 41 06 гг4

3,5

55,3 7,8 . 2,7

91,5 4,0 0,64

390-430 34,2

2,8

3,0

54,0 7,5 1,8. 84,9 3,9 1 ° 0

36,5

330-4а5

4,24 (и-амиl0; (вый спирт) 11 Петронат 1,, неетяной супьФанат натрия ° co срелннн нол.яесам 422

142 (и-амнловыр спирт) 12 Дя(помол ИЛОВ (Na-ла» урилсульват) 70

10

l3 Тонтон Х-100

5,52 (((-ани-. (юзый спирт) 10

20 принеси меорганннескмк солей (маэБОн) .не привереды, 2) Кепасим н примеси несульвировянных компонемтов сырья, 3) нн ь(л/сн ма гоа мце.раздела Фаа, 4)нннн йяэкаст ° определялась по аискозмметру капнмярмому типа ВПВ-2 ГОСТ 10028-67 И 362 ° диаметр капмляра 1,77 HH. ми в условиях их применения (например, для мицеллярно-полимерного заводнения пластов), чем дисперсии на основе нефтяных сульфонатов.

Технико-экономический эффект от. реализации предложенного изобретения обусловлен тем, что на основе триалкилбензолсульфонатов могут быть получены мицеллярные дисперсии со срав- ð нительно малым содержанием ПАВ, от содетергентов и углеводородов, что позволяет существенно снизить стои5 ТриалкилбензолсульФоматм из отхадоа этилбемэопьного производства (R(Ci-Сн(409 ВЭ C i Сн)

R - Сгэ-C(i

6 То ме (RS С(а-СЧТ) 430

7 Трнапмилбенаопсульаа" наты иэ отходов изопропмлбенэопьнаго производства 410 (R< - С<-С,; Ве с ° -С5(Вa сгг С(н )

8 ТрналкилбенэолсульФонеты из отходов нэопропилбемэольнага производства и каталм(нивского газойля 380 (Е, - С,-Cs- Взс(cSI R3 Ña-с )

9 Триалкнлбензолсупьронаты нэ отходоа этнпбензольного производства и керосина тернокрекинга Фр, 180"240) 395 (R< - С,-С,: Вэ

-С,-C,; R, -C« -С „)

l0 Натрневые сульбонаты нэ наспянпр Фракции 430

350.500 С мость дисперсии, по сравнению с известными.

При этом в производство триалкилбензолсульфонатов могут быть вовлечены отходы других производствэ на» пример, диалкилбензолы производства этилбензола и изопропилбензола, которые заменяют дефицитные и дорогостоящие базовые масла, используемые в большинстве случаев для полу- . чения нефтяных сульфонатов.