通过二氧化碳驱油提高石油采收率的非离子表面活性剂组合物制造技术

本发明专利技术提供使用两种或更多种非离子表面活性剂的混合物提高石油采收率的方法，其中每种非离子表面活性剂都用双金属氰化物催化剂制备。本发明专利技术还提供包括二氧化碳、稀释剂和所述非离子表面活性剂混合物的乳液。

Composition of nonionic surfactants for enhancing oil recovery through carbon dioxide flooding

The invention provides a method for improving oil recovery by using a mixture of two or more non-ionic surfactants, each of which is prepared with a bimetallic cyanide catalyst. The invention also provides an emulsion comprising carbon dioxide, diluent and a mixture of the non-ionic surfactant.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过二氧化碳驱油提高石油采收率的非离子表面活性剂组合物
本专利技术的实施例涉及表面活性剂；更具体地，实施例涉及可溶于二氧化碳的非离子表面活性剂混合物，用于提高原油采收率。
技术介绍
已经使用各种技术来提高从其中烃不再通过自然力流动的地下地层中采收烃。这类技术可包括水注入和/或随后的可混溶二氧化碳驱油等。水注入可用于采收一些烃，然而，使用此技术仅采收约三分之一的烃。因此，通常水注入程序后是提高石油采收率技术，如可混溶气体驱油。可用二氧化碳执行可混溶气体驱油，以降低地下地层中存在的原油的粘度，以便增加烃向生产井的流动；二氧化碳为最有效和最便宜的可混溶气体中的一种。在可混溶二氧化碳驱油程序期间，二氧化碳通常处于液相和/或超临界相。然而，可混溶二氧化碳驱油可伴有许多缺点。遇到的一个主要问题为地下地层的不良扫掠。当在可混溶二氧化碳驱油方法期间注入储层中的气体由于气体的低粘度而流过阻力最小的路径，从而绕过大部分地层时，发生不良扫掠(sweep)。当气体绕过大部分地层时，较少的原油与气体接触，降低气体将降低原油的粘度的可能性。因此，在可混溶二氧化碳驱油方法期间注入的气体意味着通过降低原油的粘度将原油“扫”向生产井。然而，当气体不接触地下地层中含有的大部分原油时，地下地层中的大部分原油被留下，产生不良扫掠。此外，由于气体密度低，所以注入气体可上升到地层的顶部并且“覆盖”地层的部分，导致生产井处气体的早期突破，在地下地层内留下较少的气体与原油接触，再次降低气体将降低原油的粘度的可能性。为了提高可混溶二氧化碳驱油方法的有效性，已经建议在所述方法中包括发泡剂或表面活性剂以帮助在地层中生成泡沫。泡沫可产生表观粘度为注入气体的100至1,000倍的表观粘度，因此，泡沫可抑制气体流入先前已经扫掠的地下地层部分。换句话说，泡沫可用于阻塞气体可走捷径通过的地下地层的体积，从而减少其通过高渗透性裂纹、裂缝或地层的倾向，并且将其引向地下地层的先前未扫掠部分。因此，泡沫可迫使气体将可采收的烃从储层的较少耗尽部分驱向生产井。然而，用于产生用于可混溶二氧化碳驱油方法的泡沫的表面活性剂具有许多缺点。举例来说，传统的表面活性剂，如乙氧基-硫酸盐，可产生难以破裂的油和水的乳液。乳液可通过不可逆地堵塞孔喉而对地层造成永久性损害。此外，这些乳液在生产时可难以分离或“破裂”，并且可需要昂贵的解决方案来补救。现有技术表面活性剂遇到的另一个问题为选择对储层内的地层岩石具有高亲和力的阴离子表面活性剂，例如碳酸盐。对地层岩石具有高亲和力的表面活性剂可吸附到地层岩石中，导致表面活性剂损失。如本文所讨论的，在不存在表面活性剂的情况下，在储层内形成泡沫的可能性较小，这也导致早期突破和不良扫掠。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括两种或更多种非离子表面活性剂混合物、形成非离子表面活性剂的方法和用本专利技术的两种或更多种非离子表面活性剂混合物从地下地层中采收原油的方法。本专利技术尤其提供用于从被至少一口注入井和一口生产井穿透的地下地层中采收原油的方法，其包括将在二氧化碳中的两种或更多种非离子表面活性剂的混合物注入地下地层中，其中每种非离子表面活性剂独立地通过第一环氧化物、第二环氧化物和任选的第三环氧化物与具有1至20个碳原子的直链或支链脂族醇的烷氧基化反应来制备，其中第一、第二和第三环氧化物彼此不同，所述烷基化反应是使用碱如KOH、双金属氰化物催化剂或其混合物执行；和由生产井从地下地层中采收原油。注入两种或更多种非离子表面活性剂的混合物可包括用非离子表面活性剂在二氧化碳和稀释剂中产生泡沫；和将两种或更多种非离子表面活性剂的混合物在二氧化碳和稀释剂中形成的泡沫注入地下地层中。在上文公开的方法的一个实施例中，非离子表面活性剂混合物包含：(A)第一非离子表面活性剂，其为脂族醇R1OH与环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)和任选的环氧丁烷(BO)的嵌段共聚物反应产物，由下式表示：R1-O-BOx-POy-EOzI其中R1为直链或支链C1至C20烷基；x为0至5；y为0至10；和z为0至25；其中脂族醇R1OH可以任何顺序与PO、EO和任选的BO反应，和(B)第二非离子表面活性剂，其为脂族醇R2OH与环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)和任选的环氧丁烷(BO)的嵌段共聚物反应产物，由下式表示：R2-O-BOl-POm-EOnII其中R2可与R1相同或不同，并且为直链或支链C1至C20烷基；l为0至5；m为0至10和n等于或大于z+4并且等于或小于50，其中脂族醇R2OH可以任何顺序与PO、EO和任选的BO反应。在上文公开的方法的一个实施例中，每种非离子表面活性剂可具有1.01至1.10的多分散性。在上文公开的方法的一个实施例中，对于每种非离子表面活性剂，直链或支链脂族醇可具有6至9个碳原子。在上文公开的方法的一个实施例中，对于每种非离子表面活性剂，第一环氧化物可选自由以下组成的组：环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷、环氧辛烷以及其组合；和/或第二环氧化物可为环氧乙烷。在上文公开的方法的一个实施例中，对于每种非离子表面活性剂，第一环氧化物为环氧丙烷且第二环氧化物为环氧乙烷，并且烷氧基化反应的第一阶段将环氧丙烷加成到直链或支链脂族醇且烷氧基化反应的第二阶段加成环氧乙烷，以提供非离子表面活性剂。在上文公开的方法的一个实施例中，每种非离子表面活性剂可具有环氧丙烷作为第一环氧化物，其中烷氧基化反应的摩尔比可在每摩尔直链或支链脂族醇1.5至10摩尔环氧丙烷范围内。本专利技术的混合物中的每种非离子表面活性剂可具有环氧乙烷作为第二环氧化物，其中烷氧基化反应的摩尔比在每摩尔直链或支链脂族醇1至25摩尔环氧乙烷范围内。在本专利技术的一个实施例中，非离子表面活性剂混合物可用作泡沫的一部分，用于提高原油采收率。这类泡沫的实例包括非离子表面活性剂混合物、处于液相或超临界相的二氧化碳以及稀释剂，其中非离子表面活性剂混合物促进由二氧化碳和稀释剂形成的泡沫的形成。本专利技术的以上
技术实现思路
不旨在描述本专利技术的每个公开的实施例或每一个实施方式。以下描述更特定地例示说明性实施例。在整个申请的几个地方，通过实例列表提供指导，并且所述实例可以各种组合使用。在每种情况下，所叙述的列表仅用作代表性的组而不应解释为排它性的列表。具体实施方式如本文所用，“一个/种(a/an)”、“所述”、“至少一个/种”和“一个/种或多个/种”可互换使用。术语“包含”、“包括”和这些词语的变化形式在出现在说明书和权利要求书中时都不具有限制性意义。因此，例如，包含“一种”非离子表面活性剂的泡沫可解释为意指包括“一种或多种”非离子表面活性剂的泡沫。另外，与“包括”或“含有”同义的术语“包含”为包含性的、开放式的，并且不排除额外未叙述的元素或方法步骤。如本文所用，术语“和/或”意指所列元件中的一个、超过一个或全部。另外在本文中，通过端点对数值范围的叙述包括所述范围内所包含的所有数字(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。如本文所用，术语“稀释剂”可包括例如水、盐水、原生水、地表水、蒸馏水、碳酸水、海水以及其组合。为简洁起见，本文将使用词语“稀释剂”，其中应理解“水”、“盐水”、“原生水”、“地表水”、“蒸馏水”、“碳酸水”和/或“海水”中的一种或多种可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从被至少一口注入井和至少一口生产井穿透的地下地层中采收原油的方法，其包含以下步骤：(i)将在二氧化碳中的两种或更多种非离子表面活性剂的混合物注入所述地下地层中，其中每种非离子表面活性剂独立地通过第一环氧化物、第二环氧化物和任选的第三环氧化物与具有1至20个碳原子的直链或支链脂族醇在双金属氰化物催化剂存在下进行烷氧基化反应来制备，其中所述第一、第二和第三环氧化物彼此不同，和(ii)由所述生产井从所述地下地层中采收原油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.18 US 62/4096571.一种用于从被至少一口注入井和至少一口生产井穿透的地下地层中采收原油的方法，其包含以下步骤：(i)将在二氧化碳中的两种或更多种非离子表面活性剂的混合物注入所述地下地层中，其中每种非离子表面活性剂独立地通过第一环氧化物、第二环氧化物和任选的第三环氧化物与具有1至20个碳原子的直链或支链脂族醇在双金属氰化物催化剂存在下进行烷氧基化反应来制备，其中所述第一、第二和第三环氧化物彼此不同，和(ii)由所述生产井从所述地下地层中采收原油。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非离子表面活性剂的混合物包含(A)第一非离子表面活性剂，所述第一非离子表面活性剂是脂族醇R1OH与环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)和任选的环氧丁烷(BO)的嵌段共聚物反应产物，由下式表示：R1-O-BOx-POy-EOzI其中R1为直链或支链C1至C20烷基；x为0至5；y为0至10；和z为0至25；其中所述脂族醇R1OH能够以任何顺序与PO、EO和任选的BO反应和(B)第二非离子表面活性剂，所述第二非离子表面活性剂是脂族醇R2OH与环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)和任选的环氧丁烷(BO)的嵌段共聚物反应产物，由下式表示：R2-O-BOl-POm-EOnII其中R2可与R1相同或不同，并且是直链或支链C1至C20烷基；l为0至5；m为0至10，和n等于或大于z+4并且等于或小于50，其中所述脂族醇R2OH能够以任何顺序与PO、EO和任选的BO反应。3.根据权利要求1所述的方法，其中注入所述非离子表面活性剂的混合物另外包括以下步骤：(i)(a)用所述非离子表面活性剂在二氧化碳和稀释剂中产生泡沫和(i)(b)将所述非离子表面活性剂在二氧化碳和所述稀释剂中形成的所述泡沫注入所述地下地层中。4.根据权利要求1所述的方法，其中每种非离子表面活性剂独立地具有1.01至1.10的多分散性。5.根据权利要求1所述的方法，其中每种直链或支链脂族醇独立地具有6至9个碳原子。6.根据权利要求1所述的方法，其中对于每种表面活性剂，所述第一环...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·格热西亚克，R·M·坎贝尔，J·M·克罗思韦特，A·卡蒂雅，T·E·奈特，R·D·帕特尔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US