使用二氧化硅流体获得矿物油的方法技术

本发明专利技术提供一种获得矿物油的方法，包括以下步骤：提供包含表面改性的二氧化硅颗粒的流体，通过与矿物油矿床接触的第一井将该流体引入该矿物油矿床，通过所述第一井或另一井再循环包含所述流体和矿物油的混合物，并且从所述混合物中分离所述矿物油，其中所述流体包含在水相中的表面改性的纳米结构二氧化硅颗粒，A)所述表面改性的二氧化硅颗粒a)为混合的铝‑硅氧化物，其中所述混合氧化物组分也是所述颗粒表面的一部分，并且b)所述表面改性包括被一个或多个杂原子间隔的烃基，并且包含与所述烃基的碳原子键合的硅原子，所述表面改性选自由Si‑(CH2)n‑Ym‑R组成的组，其中Si是所述通过C原子与烃基键合的Si原子，并且n＝1、2或3，且m＝0或1，R是不赋予疏水性的基团，并且如果m＝1，则R是‑H、‑CH3、‑C2H5、‑OH、‑OCH3、‑OC2H5、‑C(＝O)OCH3、‑C(＝O)OC2H5、‑O‑C(＝O)CH3、‑O‑C(＝O)CH3、‑O‑C(＝O)CH＝CH2、‑O‑C(＝O)CH＝CH(CH3)、‑C(＝O)CH3、‑CH(O)CH2，以及‑CH(O)CH2的水解物，并且，如果m＝0，则R是前面提到的R基团，但不包括‑H、‑CH3、‑C2H5，Y＝‑(OCH2CH2)o‑，o＝5‑15，或前述R和Y基团的混合物。c)具有：c1)Al2O3/SiO2重量比例为0.1:99.9‑5:95，c2)平均粒径d50为40‑200nm，并且c3)碳含量为3重量％‑25重量％，并且B)所述流体具有：d)0.01重量％‑5重量％的所述表面改性二氧化硅颗粒的含量，并且e)所述水相的pH值为7≤pH≤8.5。

The method of using silica fluid to obtain mineral oil

The present invention provides a method for obtaining mineral oil, including the following steps: providing a fluid containing the surface modified silica particles, introducing the fluid into the mineral oil deposit through the first well contact with the mineral oil deposit, and recirculating the mixture of the fluid and mineral oil through the first well or another well, and The mineral oil is separated from the mixture, in which the fluid contains the surface modified silica particles in the surface of the water phase, and the surface modified silica particle a of the A) is a mixed aluminum silicate oxide, in which the mixed oxide component is part of the surface of the particle, and b). Surface modification includes a hydrocarbon group spaced by one or more heteroatoms and a silicon atom bonded with the carbon atom of the alkyl group. The surface is modified to select a group of free Si n Ym Ym R R, in which Si is the Si atom that is bonded by the C atom and the alkyl group, and n = 1, 2 or 3, and M = 0 or 1, R is not given to the sparse. And if M = 1, R, CH3, C2H5, OH, OCH3, C, C, O OCH3, OCH3, C, OCH3, C, OCH3, C, OCH3, C, etc, and If M = 0, then R is the R group mentioned earlier, but does not include H, CH3, C2H5, Y = OCH2CH2 o, o = 5, 15, or a mixture of R and Y groups. C) with: C1), the weight ratio of Al2O3/SiO2 is 0.1:99.9 5:95, C2) the average particle size D50 is 40 200nm, and C3) the carbon content is 3 weight%, 25 wt%, and B) the fluid has the content of the surface modified silica particles with the d) 0.01 weight% 5 weight%, and the E) the water phase is 7 less than 8.5.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用二氧化硅流体获得矿物油的方法
本专利技术涉及一种流体及使用该流体获得矿物油的方法。该流体包含表面改性的二氧化硅颗粒。
技术介绍
因为发现新的矿物油储层变得越来越困难，并且其开发变得越来越昂贵，正在寻求增加已经在生产的储层的产量的方法。这些方法包括，例如，注水驱油，近一时期用包含纳米颗粒的制剂进行驱油(flooding)。特别地，含有二氧化硅的制剂由于其环境相容性而成为关注的焦点。WO2014/020061描述了一种生产矿物油的方法，其中使用聚环氧乙烷、水和特定的疏水性二氧化硅颗粒的剪切增稠制剂。该制剂在中等剪切速率下表现出增稠并在高剪切速率下变稀。据说这样可以更简单地将制剂引入矿物油矿床。然而，所述制剂在具有高盐浓度的溶液例如海水中的稳定性有限。US2015075798描述了一种生产矿物油的方法，其中使用包含疏水改性聚丙烯酰胺颗粒(HMPAM)和二氧化硅颗粒(例如热解二氧化硅)的分散体。据说所述颗粒组合比仅含有HMPAM或仅含有二氧化硅的分散体更有效。Aurand等人在2014年9月8日至11日法国阿维尼翁SocietyofCoreAnalysts国际研讨会(SCA2014-017)上报告了他们关于纳米结构热解二氧化硅颗粒和胶体二氧化硅颗粒的EOR应用的结果。据此，热解颗粒显示出优势。然而，在实验过程中的吸附数据和压力上升更多地指向热解颗粒的机械效应而不是化学机理，例如颗粒在岩石上的原木阻塞(log-jamming)。AbbasRoustaei等人在EgyptianJournalofPetroleum(2013)22,427-433报道了二氧化硅颗粒改变储层岩石润湿性并降低原油与盐水相之间界面张力的能力。使用EvonikIndustrial的热解二氧化硅R816，其通过使用十六烷基硅烷表面改性EvonikIndustrial的200获得。热解二氧化硅R816仅部分亲水。通过超声处理制备1-4g/L热解二氧化硅R816在乙醇中的流体。US2003/220204公开了一种回收油的方法，包括注入可发泡流体的步骤，所述流体包含表面改性的纳米粒子。所述纳米粒子选自以下组成的组：二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钒、二氧化铈、氧化铁、氧化锑、氧化锡、氧化铝/二氧化硅及其组合。纳米粒子可以经表面改性以获得非极性或极性的表面改性的纳米粒子。合适的表面改性基材为选自以下组成的组的硅烷：烷基氯硅烷、烷氧基硅烷、三烷氧基芳基硅烷、硅烷官能化的(甲基)丙烯酸酯和聚二烷基硅氧烷。本专利技术解决的问题是提供适合于开采矿物油的工艺的流体，尤其是在海上设施中。适合理解为所述流体在高温下在海水中稳定并且在与包含矿物油的可渗透地层接触时不会引起压力增加。
技术实现思路
本专利技术提供了一种获得矿物油的方法，包括以下步骤：提供包含表面改性的二氧化硅颗粒的流体，通过与矿物油矿床接触的第一井将所述流体引入所述矿物油矿床，通过所述第一井或另一井再循环包含所述流体和矿物油的混合物，并且从所述混合物中分离所述矿物油，其中所述流体包含在水相中的表面改性的纳米结构二氧化硅颗粒，A)所述表面改性的二氧化硅颗粒a)为混合的铝-硅氧化物，其中所述混合氧化物组分也是所述颗粒表面的一部分，并且b)所述表面改性包括被一个或多个杂原子间隔的烃基，并且包含与所述烃基的碳原子键合的硅原子，所述表面改性选自由Si-(CH2)n-Ym-R组成的组，其中Si是所述通过C原子与烃基键合的Si原子，并且n＝1、2或3，且m＝0或1，R是不赋予疏水性的基团，并且如果m＝1，则R是-H、-CH3、-C2H5、-OH、-OCH3、-OC2H5、-C(＝O)OCH3、-C(＝O)OC2H5、-O-C(＝O)CH3、-O-C(＝O)CH3、-O-C(＝O)CH＝CH2、-O-C(＝O)CH＝CH(CH3)、-C(＝O)CH3、-CH(O)CH2，以及–CH(O)CH2的水解物，并且，如果m＝0，则R是前面提到的R基团，但不包括-H、-CH3、-C2H5，Y＝-(OCH2CH2)o-，o＝5-15；或前述R和Y基团的混合物，c)具有：c1)Al2O3/SiO2重量比例为0.1:99.9-5:95，c2)平均粒径d50为40-200nm，优选50-150nm，c3)碳含量为3重量％-25重量％，优选3重量％-15重量％，并且B)所述流体具有：d)0.01重量％-5重量％，优选0.05重量％-0.5重量％的所述表面改性二氧化硅颗粒的含量，并且e)所述水相的pH值为7≤pH≤8.5。混合氧化物被理解为是指混合氧化物组分在原子水平上的紧密混合物。在混合的铝-硅氧化物中，Si-O-Al键也可能存在。“纳米结构”被理解为颗粒以聚集的初级颗粒的形式存在于流体中。尽管所述初级颗粒通常具有5-15nm的平均直径，但本专利技术中在所述流体中的平均粒径为40-200nm。所述颗粒与硅溶胶不同，硅溶胶是平均直径通常小于50nm的孤立的单个颗粒。在本专利技术范围内，不认为硅溶胶是纳米结构。在本专利技术中，平均粒径与平均聚集体直径同义。平均粒径是水性分散体稳定性的基本条件。平均粒径可以通过光散射技术人员已知的用于测定分散体中的粒度分布的常规方法来确定。“表面改性的”应理解为表示颗粒在其表面上带有有机基团，从而保持颗粒原有的亲水性。亲水性的程度可能因表面改性的种类和表面改性的百分比而异。亲水性是水性介质中稳定性的另一个重要条件。“稳定”旨在表示在限定的时间内基本上不发生再聚集并且基本上不发生沉降。所述流体的水相可以是具有高含量或低含量盐的溶液。低含量应理解为水相具有的溶解盐的比例不超过0.5重量％，优选不超过0.1重量％。众所周知，低盐比例可能会增加驱油(flooding)过程中矿物油的产量。然而，如何在海洋应用中提供大量所述流体还没有解决方案。高含量应理解为包含2-5重量％的溶解无机盐的水相，所述盐至少包含氯离子和钠离子。通常，水相是海水。海水的平均含盐量为每公斤海水35克。大多数海洋和边缘海域的平均值都是如此，例如北海。主要成分是氯、钠、硫酸根、镁、钙、钾、碳酸氢根和锶的离子。这些离子的百分比约为总盐的99.7重量％。通常，Cl-的百分比是55，SO42-是7.7，Na+是30.7，Mg2+是3.7，Ca2+是1.2，K+是1.1，HCO3-是0.4，Sr2+是0.02，数字是以重量百分比给出的粗略值。只有在流体在现有条件下稳定的情况下，才可能有高比例的盐。在本专利技术范围内，具有0.5重量％表面改性的混合铝-硅氧化物颗粒的流体在模拟海水的测试溶液1中，在60℃的温度下应当稳定至少一个月。测试溶液1由23℃下，28.500gNaCl、0.220gNaHCO3、4.066gNa2SO4、1.625gCaCl2x2H2O、3.162gMgCl2x6H2O、0.024gSrCl2x6H2O和0.721gKCl的混合物与完全去矿物质水组成，得到1000ml溶液。或者，可以在90℃的测试溶液2中测定稳定性。在这种情况下，水性分散体应稳定至少1周。测试溶液2由3重量％的NaCl水溶液组成。关于盐稳定性的良好结果是用混合的铝-硅氧化物获得的，优选其中表面改性的金属氧化物粉末中的Al2O3/SiO2重量比为0.1:99.9-5:95，更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.获得矿物油的方法，包括以下步骤：提供包含表面改性的二氧化硅颗粒的流体，通过与矿物油矿床接触的第一井将所述流体引入所述矿物油矿床，通过所述第一井或另一井再循环包含所述流体和矿物油的混合物，并且从所述混合物中分离所述矿物油，其中所述流体包含在水相中的表面改性的纳米结构二氧化硅颗粒，A)所述表面改性的二氧化硅颗粒：a)为混合的铝‑硅氧化物，其中所述混合氧化物组分也是所述颗粒表面的一部分，并且b)所述表面改性包含被一个或多个杂原子间隔的烃基，并且包含与所述烃基的碳原子键合的硅原子，所述表面改性选自由Si‑(CH2)n‑Ym‑R组成的组，其中Si是所述通过C原子与烃基键合的Si原子，并且n＝1、2或3，且m＝0或1，R是不赋予疏水性的基团，并且如果m＝1，R则是‑H、‑CH3、‑C2H5、‑OH、‑OCH3、‑OC2H5、‑C(＝O)OCH3、‑C(＝O)OC2H5、‑O‑C(＝O)CH3、‑O‑C(＝O)CH3、‑O‑C(＝O)CH＝CH2、‑O‑C(＝O)CH＝CH(CH3)、‑C(＝O)CH3、‑CH(O)CH2，以及–CH(O)CH2的水解物，并且，如果m＝0，则R是前面提到的R基团，但不包括‑H、‑CH3、‑C2H5，Y＝‑(OCH2CH2)o‑，o＝5‑15或前述R和Y基团的混合物；c)具有：c1)Al2O3/SiO2重量比例为0.1:99.9‑5:95，c2)平均粒径d50为40‑200nm，并且c3)碳含量为3重量％‑25重量％，并且B)所述流体具有：d)0.01重量％‑5重量％的所述表面改性二氧化硅颗粒的含量，并且e)所述水相的pH值为7≤pH≤8.5。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.26 EP 15191457.91.获得矿物油的方法，包括以下步骤：提供包含表面改性的二氧化硅颗粒的流体，通过与矿物油矿床接触的第一井将所述流体引入所述矿物油矿床，通过所述第一井或另一井再循环包含所述流体和矿物油的混合物，并且从所述混合物中分离所述矿物油，其中所述流体包含在水相中的表面改性的纳米结构二氧化硅颗粒，A)所述表面改性的二氧化硅颗粒：a)为混合的铝-硅氧化物，其中所述混合氧化物组分也是所述颗粒表面的一部分，并且b)所述表面改性包含被一个或多个杂原子间隔的烃基，并且包含与所述烃基的碳原子键合的硅原子，所述表面改性选自由Si-(CH2)n-Ym-R组成的组，其中Si是所述通过C原子与烃基键合的Si原子，并且n＝1、2或3，且m＝0或1，R是不赋予疏水性的基团，并且如果m＝1，R则是-H、-CH3、-C2H5、-OH、-OCH3、-OC2H5、-C(＝O)OCH3、-C(＝O)OC2H5、-O-C(＝O)CH3、-O-C(＝O)CH3、-O-C(＝O)CH＝CH2、-O-C(＝O)CH＝CH(CH3)、-C(＝O)CH3、-CH(O)CH2，以及–CH(O)CH2的水解物，并且，如果m＝0，则R是前面提到的R基团，但不包括-H、-CH3、-C2H5，Y＝-(OCH2CH2)o-，o＝5-15或前述R和Y基团的混合物；c)具有：c1)Al2O3/SiO2重量比例为0.1:99.9-5:95，c2)平均粒径d50为40-200nm，并且c3)碳含量为3重量％-25重量％，并且B)所述流体具有：d)0.01重量％-5重量％的所述表面改性二氧化硅颗粒的含量，并且e)所述水相的pH值为7≤pH≤8.5。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面改性具有通过氧原子与所述颗粒表面的硅原子键合的铝原子。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合的硅-铝氧化物是具有140-200m2/g的BET表面积和0.3重量％-1.3重量％的氧化铝含量的热解混合硅-铝氧化物。4.根据权利要求1到3所述的方法，其特征在于，(Al2O3/SiO2)表面/(Al2O3/SiO2)整体为0.1-10。5.根据权利要求1到4所述的方法，其特征在于，所述表面改性还包含Al。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述表面改性中Al的比例为≤0.15...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·洛茨，U·菲舍尔，G·贝格曼，O·托尔赛特，K·R·奥兰德，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE