Эмульсия типа масло в воде для вторичной или третичной добычи нефти

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕНИЯ имик (РЙ)Гарсиа, Аленк Леспинасс 064569 АСЛО В ВОДЕ ДЛЯ ТИЧНОИ ДОБЫЧИ сится к эмульсии типа ржащей ксантановую ет быть использована ичной добычи нефти. ляется получение стаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОПАТЕНТУ 1(56) Патент Великобритании МвС 08 В 37/00, 1981."масло в воде", содесмолу. Эмульсия мождля вторичной и третЦелью изобретения яв Изобретение относится к эмульсии гетеополисахарида и микробного происхождеия (ксантановой смолы, которая обладает агущающими свойствами) и может быть исользована в нефтедобывающей отрасли. Целью изобретения является достижение стабильности при высоких концентрациях ксантановой смолы.В композиции использованы следующие товарные продукты;масла; Сольвессо 200 - смесь ароматических С 1 о-С 1 з-углеводородов с температурой кипения 225-290 С; Эксозол Д- смесь алифатических С 1 1-С 15-углеводородов с температурой кипения 205-265 ОС; по.,Ж 1681734 АЗ 5 С 08 1. 5/00//Е 21 В 43/2 бильной 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 С 1 о-С 1 з-углеводородов с Тким. 225-290 С или смесь алифатических С 11 - С 15-углеводородов с Тким. 205 - 265 С, в качестве поверхностно- активного вещества - тристирилфеноксиэ,тилен, додецилбенэолсуяьфонат кальция, оксиэтилированный Сг-алкиларилфенолфосфат со степенью оксиэтилирования 25, этоксилированный лауриловый спирт со степенью оксиэтилирования 2, полиэтоксилированный нонилфенол со степенью оксиэтилирования 14, Св-алкиларилполиэфирфосфат со степенью оксиэтилирования 6 или полиэтоксилированный линейный спирт С 12-С 14 со степенью оксиэтилирования 3. 5 табл. верхностно-активные вещества; Семулсол МЗО - полиэтоксилированный линейный С 12-С 14-спирт со степенью оксиэтилирования 3;. Сокрофор ЗД 33 - С 2 - алкиларилфенолфосфат оксиэтилированный со степенью оксиэтилирования 25; Семулсол О 20 - этоксилированный лауриловый спирт со степенью оксиэтилирования 2; Семулсол ЙР 14- полиэтоксилированный нонилфенол со степенью оксиэтилирования 14; Семулсол РФ 17- Сэ - алкиларил полиэфирфосфат со степенью оксиэтилирования 6; Сапрофор 3 25 - тристирилфеноксиэтилен;- Сапрофор 70 - додецилбензолсульфонат кальция; Селанол РА 17 - то же, что и Семулсол РА 17.5 10 15 20 25 ЗО 35 40 сти П р и м е р 1, Загружают в реактор,снабженный системой перемешивания,вращающийся со скоростью 1000 об./мин,395 г Солвессо 2 ООзатем 20 г тристирилфенолоксиэтилена, 20 г додецилбензолсульфоната кальция и 15 г аксиэтилированногоалкиларилфенслфосфата (торговое наименование Сопрофор 25, Сопрофор 70, Сопрофор ЗД 33 фирмы Ро-нПуленк).После растворения системы эмулы.второе прибавляют 250 г порошка ксантановойсмолы (марка Родопол 23), выпускаемойформой Рон-Пуленк,Размер частиц:200,и м 77,5; между200-250,и м 14 250,и м 8,5;ь.После тщательного диспергированияпорошка в среде растворителя непрерывнов течение 15 мин вводят 300 г воды припостоянном перемешивании.Получают очень гомогенную эмульсию"масло в воде", которая не разделяется нафазы после отстаивания в течение 20 днейпри комнатной температуре,Из этой эмульсии готовят водный раствор с 0,3 ксэнтановой смолы. Измеряютвязкость полученного золя и сравнивают сзолем той же концентрации контроль), приготовленным из порошка Родопола,Условия приготовления залей следующие,Для каждого опыта готовят 400 г золя,В химический стакан, снабженный системой перемешивэния, вращающийся соскоростью 500 об,/мин, вводят 400 г водопроводной воды, быстро выливают композицию или порошок в желаемомколичестве, длительность перемешиванияменее 30 с, затем продолжают перемешивание в течение 1 мин после введения.Измерение вязкости проводят при 23 Сна вискозиметре 5 руукфилда,Измерения сделаны через 10, ЗО, 60мин, потом после 24 ч отстаивания,Длительность пере Вязкость, ЧПа.с,мешивания, мин Пример 1 Контроль10 220 11030 540 32060 740 56024 ч 860 740П р и м е р 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 прибавляютводу при перемешивэнии, потом порошокксантановой смолы,Получают стабильную эмульсию, не наблюдается никакого разделения фаз после20 дней отстаивания,П р и м е р 3, В реактор, снабженный системой перемешивания и термостатированной баней, вводят 500 г сырой культу- ральной жидкости, концентрированной ультрафильтрацией до содержания ксантановой смолы, равного 7,6.Вводят при перемешивании(500 об./мин) 74,5 г смеси, содержащей 67 г Солвессо 200, 2,75 г Сопрофора 70, 2,75 г Сопрофора Я 25 и 2 г Сопрофора 3 Д 33,Продолжают перемешивание 10 мин, потом создают в реакторе пониженное давление (200 ООО - 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 23Вода 44Масло 28,5Поверхностно-активное вещество 4,5Эта эмульсия является гомогенной и текучей, Не наблюдается никакого разделения фаз после месяца отстаивания при комнатной температуре. Измеряют изменение вязкости как функцию различных градиентов скорости по сравнению с золем, содержащим 2ксантановой 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 псеадопластичность возрастает при увеличении концентрации золей,Сравнительное изучение растворов,приготовленных на водопроводной воде исоленой воде, показывает благоприятноедействие на порог текучести и вязкость применения соленой воды, псевдопластическое поведение остается идентичным, .П р и м е р 4, Готовят эмульсию по 5методике примера 3, используя 500 г культуральной жидкости, содержащей 786ксантановой смолы, считая на сухой материал, 60 г Сопьвессо 260, 7,5 г Семулсол ЛА 20,7,5 г Семулсол МР 14. 10После выпаривания (концентрирования) получают эмульсию, которая имеет следующий весовой состав, ф(,;Ксантановая смола 22,3Вода 40,5 15Масло 28,6Поверхностно-активное вещество 8,6П р и м е р 5. Готовят эмульсию пометодике примера 3, используя для водной 20фазы 87 г культуральной жидкости, содержащей 7,8 мас.0 ксантановой смолы, а длямасляной фазы 11 г Эксозола Д 100, 1 гСемулсол Ла 20, 1 г Семулсол РА 17.После концентрирования выпариванием (70 С при давлении 20 000 - 21500 Па)готовая эмульсия имеет следующий состав, :Ксантановая смола 25,2Вода 29,0 30Масло 38,1Эмульгаторы 7,7. Определяют реологию и фильтруемостьразбавленных водных растворов, приготовленных из этой эмульсии и из культуральной 35жидкости, использованной для приготовления эмульсии (контроль).Реология. Эмульсию (или культуральную жидкость) разбавляют соленой водой(50 г/л йаС и 5 г/л СаС 2), чтобы получить, 40раствор, содержащий 1000 ч. на млн., ксантановой смолы,Измеряют кажущуюся вязкость при различных скоростях сдвига.Испытание на текучесть или фильтруемость при постоянном расходе.Это испытание позволяет доказать явление кельматаза, которое может происходить при инжектировании разбавленногораствора биополимера в нефтяное месторождение, и, следовательно, измерить пригодность раствора биополимера дляиспользования для вспомогательного извлечения нефти,Принцип испытания заключается в создании циркуляции разбавленных растворовс постоянным расходом через калиброванный фильтр. Потеря напора (Ь Р), происходящая на концах фильтра при прохождении раствора ксантановой смолы, характеризует способность к фильтрации,Для соблюдения условий применения впопе растворы испытывают при идентичнойвязкости (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 р м.Приготовление растворов. Купьтуральную жидкость разбавляют соленой водой(50 г/л йаС и 5 г/л СаС 2) таким образом,чтобы полученный раствор имел вязкость35 мПа с измерено на вискозиметре Бук-,.фильда, при 30 С, степень сдвига 7,3 сПотерю напора Л Р измеряют прифильтровании 350 мл раствора, Если давление превышает 50 мб, число в скобках указывает объем раствора, которыйпрофильтровался, когда давление достигло50 мб,Испытание на инжектирование при постоянном давлении,Это испытание позволяет доказатьсвойства инжектируемости разбавленныхрастворов ксантанавой смолы, Принцип заключается в создании цкркуляции растворов при постоянном давлении черезкалиброванный фильтр, Вытекший объем взависимости от времени характеризует инжекти руемость,Работают в следующих условиях:фильтры Миллипор диаметром 47 мм, диаметр пор б,и м - 12 р м; давление 3 бара;приготовление растворов; идентично исйытанию на фильтруемость при постоянномрасходе, вязкость 35 мПа с.Отмечают время вытекания для прохождения 1000 мп раствора, Если время превышает 10 мин, величина в скобках показываетобъем профильтровавшегося раствора.Результаты приведены в табл. 3,П р и м е р б. Прибавляют к 700 гкультуральной жидкости, содержащей15 г/кг ксантановой смолы, при перемешивании смесь, состоящую из 38,1 г алифатического углеводорода (Эксозол Д 100) и 7,7 гэмул ьгатора (Семулсол ЛА 20 и Семулсол ПА17, соотношение 50:50).Эмульсию концентрируют ультрафильтрацией.Начальное давление 5 бар на входе, 3бара на выходе.Конечное давление 7 бар на входе, 3бара на выходе, 1.681734Прекращают ультрафильтрацию, когда концентрация ксантановой смолы достигает 12 мас,%.Измеряют кажущуюся вязкость в зависимости от градиента сдвига, Для сравнения концентрируют исходную культуральную жидкость ультрафильтрацией до достижения той же величины (12%), Результаты приведены в табл, 4,П р и м е р 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 Ехзо Д 100 15 г; Сеацзо А 301,4 г,Поверхностно-активнце вещества Сеапо 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 Ехзо Д 100, 1,68% поверхностно-активных веществ по отношению к смеси (а+б).П р и м е р 8. Получают эмульсию "масло в воде" из 250 г ксантанового сусла с 8% сухого вещества, 1 г масла (Ехзо Д 100), 17 г СеппШзоАЗО и 17,5 г Сеапо РР 17,Эмульсию концентрируют за счет испарения воды до получения эмульсии, содержащей 20 вес,% ксантановой смолы, 98,5 О ч. водной фазы, содержащей 31,25% ксантановой смолы, 1,5 ч. масла, 35% поверхностно-активных вешеств по отношению к (а 1+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 Ехзо Д 100. 12 г поверхностно-активных веществ (смесь 50:50 Сепшзо АЗО и Сеапо 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-активнцх веществ по отношению к (А+Б).Эмульсия типа "масло в воде" остается стабильной,П р и м е р 10. Получают эмульсию "масло в воде" согласно способу из примера 7 с использованием ксантановой смолы 38,2%; масла Ехзо Д 100 30,6, поверхностно-активного вещества 4,2 г и воды 27 г.Формула изобретения Эмульсия типа "масло в воде" для вто ричной или третичной добычи нефти, включающая ксантановую смолу, масло, поверхностно-активное вещество и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью достижения стабильности эмульсии при 30 высоких концентрациях ксантановой смолы, в качестве масла она содержит смесь ароматических С 1 о - С 1 з-углеводородов с температурой кипения 225-290 С или смесь алифатических С 11-С 15-углеводоро дов с температурой кипения 205-265 С, вкачестве поверхностно-активного вещест.ва - соединения, выбранные иэ группы, включающей тристирилфеноксиэтилен, додецилбензолсульфонат кальция, оксиэтили рованный С 2-алкиларилфенолфосфат состепенью оксиэтилирования 25, этоксилированный лауриловый спирт со степенью оксиэтилирования 2, политоксилированный нонилфенол со степенью оксиэтилирования 45 14, Сд-алкиларилполиэфирфосфат со степенью оксиэтилирования 6, полизтоксилированный линейный спирт С 12-С 14 со степенью оксиэтилирования 3, при следующем содержании компонентов, мас.%;50 Ксантановая смолаМаслоПоверхностно-активноевеществоВода 9,1-38,21,1-48 1,6-25,9Остальное Полученная стабильная эмульсия содержит 68 ч. водной фазы, содержащей58,6% ксантана и 41,4% воды, 32 ч, масла и4,2% поверхностно-активных веществ в от 5 ношении к (а+в),Данные о составе композиций представлены в табл, 5.Предлагаемая эмульсия, содержащая .9,1 - 38,2 мас,% ксантановой смолы, не под 10 вержена желатинизированию продолжительное время (более месяца) и вдальнейшем может быть разбавлена до желаемой концентрации, чтобы получить растворы, используемые для вторичной или15 третичной добычи нефти.Известная эмульсия, которая также является стабильной, содержит ксантановуюсмолу в значительно меньших концентрациях - 0,05% и имеет вязкость ниже 100 рс Пз с20 при 1 с 1,16817:31 10 Т а б л и ц а 1 Вязкость, Па с Показатель 100 с 0,1 с Эмульсия с 237 КС согласно изобретению 19 280 1350 Культуральная жидкость, с 7,6 В КС 510 3400 12 Золь с 27 КС (КС - ксантановая смола) 200 1500 Таблица 2 КС в раство-, Пороговоере, Х напряжениеМ 1 а Вязкость, ИПа с, с градиентом скорости Показатель Ю ,100 с 1 с 60950428513800 Исходная культуральнаяжидкость 10 52 30 860 981640 31290 110 260 5250 16000 321512020 12 175 Пример 3 Соленая вода(8 Нример 3Водопроводная йода Водопроводная вода Культуральная зидкость (контоль) 0,1 0,3 0,5 1 0,1 0,3 0,5 .1 0,1Д,З0,51 1475 3930 14755 140190066018000 280066021500 393259202300 760210046 4409502750 1155125290 72135350. 8,6 Семулсол Ы 20 Семулсол КР 14 Сольвессо 800 886 88,3 Эксозол Д 100 38,1 7,7 29 85,8 42,2 Эксазол Д 100 38, 1 7,7 18 Эксол Д 100 8,4 80,9 1,6 семулсол ПА 30Селанол РА 7 9,1 Эксол Д 100 50,2 25,9 Семулсол ПА 30Селанол РА 17 88,8 16 Семулсол 1.А 30Селанол РЛ 17 48 Эксол Д 100 84 как в Иф 7 30,7 87 Эксол Р 100 Звл 8 10 Составитель О, РокачевскаяТехред М.Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор А. Лежнина Заказ 3318 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Культуральнаяжидкость 123"ная(контроль) тристирилфенолоксизтилен,5,5 додецилбензолсульфонат Са, Сопрофор 8 25, Сопрофор 70, Сопрофор ЗДЗЗ Сопрофор 70,Сапрофор Б 85,Сопрофор ЗД 33 Семулсол ЬА 80Семулсол РА 17СемулсолСемулсол РА 17