Снижающая гидродинамическое сопротивление смесь, используемая при закачке воды при извлечении нефти

008611 Настоящее изобретение относится к применению снижающего гидродинамическое сопротивление агента, содержащего цвиттерионное ПАВ и анионогенное ПАВ в содержащих электролиты водах. Агент является весьма эффективным при низком содержании даже в водах, имеющих высокое содержание электролита, и пригоден для использования в закачиваемых водах при извлечении нефти. Резервуар сырой нефти образован пластом пористой горной породы или песка, покрытого скальным слоем, через который нефти трудно проникнуть. Когда давление в нефтяном резервуаре падает, общепринято закачивать в скважину воду, например морскую воду, для того, чтобы поддерживать давление и отбор нефти на высоком уровне. Однако закачке воды препятствует сопротивление потоку (гидродинамическое сопротивление) в линиях и в нефтяном резервуаре, и для того, чтобы понизить сопротивление, было предложено добавлять в закачиваемую воду снижающие сопротивление добавки. Так, ЕР 116 779 указывает, что сополимеры акриламида и алкилполи(оксиэфир)акрилата имеют снижающие сопротивление свойства в солевом растворе. В US 4489180 описан снижающий сопротивление агент, включающий комплексный полимер из смеси катионного полимера и анионного полимера. Добавка снижающей сопротивление присадки в примере 2 составляет 500 ч./млн. Хотя полиамидакрилатный полимер может оказывать хорошее снижающее сопротивление действие при низких концентрациях, было также обнаружено, что полимеры склонны образовывать агрегаты в нефтяном резервуаре,которые вызывают существенное снижение потока закачиваемой воды. Известно также, например, из WO 92/28527, что поверхностно-активные вещества (ПАВ), образующие стержнеобразные мицеллы, показывают хорошие эффекты снижения сопротивления. Так, WO 96/28527 описывает снижающий сопротивление агент, включающий по меньшей мере одно бетаиновое ПАВ,имеющее алкильную или ацильную группу с 10-24 атомами углерода, в сочетании с анионогенным ПАВ,имеющим общую структуруR1-B где R1 представляет углеводородную группу с 10-24 атомами углерода, а В представляет группу где М представляет катионную, предпочтительно одновалентную группу, в соотношении между бетаиновым ПАВ и анионогенным ПАВ от 20:1 до 1:2. Предпочтительно бетаиновое ПАВ имеет общую формулу где R представляет алкильную группу или группу R'NC3H6-, где R' представляет ацильную группу. Однако было показано, что количество ПАВ, необходимое для получения существенного снижения сопротивления, должно быть выше 500 ч./млн воды. К тому же ожидается, что на образование мицелл и связанное с этим снижение сопротивления будет отрицательно влиять присутствие больших количеств электролитов. Таким образом, данный тип снижающих сопротивление агентов вообще не рассматривался как пригодный для использования в закачиваемых водах, в особенности, когда закачиваемая вода имеет в основе морскую воду. В настоящее время было найдено, что снижающий сопротивление агент, содержащий определенные типы цвиттерионных ПАВ, обладает замечательно хорошим эффектом снижения сопротивления при концентрации 50-400 ч./млн, предпочтительно 60-300 ч./млн, в широком температурном интервале в пределах 2-70 С даже в воде с содержанием электролитов 0,01-7%, обычно 0,05-6 мас.%. Таким образом,снижающий сопротивление агент согласно изобретению может с высокой эффективностью и при низких количествах использоваться также в солоноватой воде и морской воде с содержанием электролитов от 0,3 до 6 мас.%. ПАВ в снижающем сопротивление агенте являются также легко растворимыми в воде при температурах в нефтяном резервуаре и не вызывают какого-либо снижения потока закачиваемой воды из-за пониженной проницаемости. Напротив, испытания показали, что присутствие снижающего сопротивление агента по изобретению в закачиваемой воде снижает перепад давления примерно на 10% при измерении на пробке из карбоната кальция с проницаемостью 1,3 мД при постоянной скорости потока. Снижающий сопротивление агент для применения согласно изобретению включает: где R1 представляет ацильную группу с 12-16 атомами углерода, R3 и R4 независимо друг от друга представляют алкильную группу с 1-4 атомами углерода или гидроксиалкильную группу с 2-4 атомами углерода и R5 представляет алкиленовую группу с 1-4 атомами углерода, предпочтительно СН 2, или группу где R6 представляет алкильную группу с 1-3 атомами углерода, и где R2 представляет ацильную группу с 18-22 атомами углерода и R3, R4 и R5 имеют значения, указанные выше, и с) анионогенное ПАВ формулR7(ОА)nВ или R7E или их смеси, где R7 представляет алифатическую группу с 8-14, предпочтительно 10-12 атомами углерода, А представляет алкиленовую группу, имеющую 2-4 атома углерода, n является числом от 1 до 10, В представляет сульфатную группу OSO3M, E представляет сульфатную группу OSO3M или сульфонатную группу -SO3M и М представляет катионную, предпочтительно одновалентную группу; причем масса а),b) и с) составляет 20-95, 0-70 и 1-50 мас.%, соответственно, в расчете на общее количество а), b) и с). В цвиттерионном ПАВ формул I и II R3 и R4 обычно независимо друг от друга представляют метил или гидроксиэтил и R5 обычно представляет метилен. Предпочтительно цвиттерионные ПАВ имеют формулу где R1 и R2 имеют значения, упомянутые выше. Группа R1 обычно представляет собой линейный С-12 или С-14 ацил, но могут быть успешно использованы также разветвленные ацильные группы. Ацильная группа R2 может быть или насыщенной,или ненасыщенной, но предпочтительными являются ненасыщенные ацильные группы. Обычно ацильную группу R2 получают из растительных масел, таких как соевое масло, оливковое масло, масло семян рапса, масло семян льна, масло сафлоры, масло подсолнечника, масло хлопковых семян и талловое масло.-2 008611 Анионогенные ПАВ для использования согласно изобретению являются хорошо известными продуктами, и способы их получения также хорошо известны. Предпочтительными анионогенными ПАВ являются те, в которых R7 содержит 10-12 атомов углерода, и для многих рецептур предпочтительными являются лаурилсульфат, лаурил (оксиэтилен)nсульфаты или лаурилсульфонат или же их смесь. Предпочтительно снижающий сопротивление агент включает компонент а) в количестве 20-85 мас.%,компонент b) в количестве 10-70 мас.% и компонент с) в количестве 4-35 мас.%, в расчете на общую массу а), b) и с). Обычно морская вода или солоноватая вода имеют нормальную температуру в интервале 5-35 С,тогда как используемая в процессе вода, иногда называемая также производственной водой, полученная,по меньшей мере, частично из воды производственных потоков нефти и воды из нефтяной скважины после удаления нефтяной фазы, обычно имеет температуру 30-65 С. К счастью, температурное окно, в котором эффект снижения сопротивления является значительным, может регулироваться размером группы R1. Так, R1 предпочтительно состоит из 12-14 атомов углерода, когда закачиваемая вода является морской водой, имеющей содержание солей 2-6% и температуру 5-30 С, и 14-16 атомов углерода, обычно в сочетании с цвиттерионным ПАВ формулы II, когда закачиваемая вода является производственной водой на основе морской воды, имеющей содержание солей 26% и температуру 30-65 С. Кроме цвиттерионных ПАВ и анионогенных ПАВ система на водной основе может содержать ряд обычных компонентов, таких как ингибиторы коррозии и бактерициды. Настоящее изобретение будет теперь дополнительно пояснено с помощью следующих примеров. Пример 1. Свойства по снижению гидродинамического сопротивления различных снижающих сопротивление добавок оценивали в искусственной морской воде, содержащей 568 ммоль хлорида, 482 ммоль натрия,54 ммоль магния, 28 ммоль сульфата, 10 ммоль кальция и 10 ммоль калия на литр воды. В оценочном опыте 40 мл искусственной морской воды, содержащей снижающие сопротивление добавки, перемешивали в 50 мл стеклянном стакане с магнитной мешалкой при постоянной скорости 700 об./мин при различных температурах. Внутренний диаметр стакана составлял 40 мм, а стержень мешалки имел размер 6x20 мм. Отсутствие воронки на поверхности воды или воронка, максимум, в 2 мм указывают на значительное снижение сопротивления. Без добавления снижающего сопротивление агента воронка имела размер 30 мм. В опытах были использованы следующие ПАВ. С 12 АРВ представляет соединение формулы I, где R1 представляет C12 ацил, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен; С 14 АРВ представляет соединение формулы I, где R1 представляет C14 ацил, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен; С 16 АРВ представляет соединение формулы I, где R1 представляет C16 ацил, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен; С 18 АРВ представляет соединение формулы II, где R1 представляет C18 ацил, полученный из олеиновой кислоты, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен;LinAPB представляет соединение формулы II, где R2 представляет ацил, полученный из льняного масла, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен;SoyAPB представляет соединение формулы II, где R2 представляет ацил, полученный из соевого масла, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен; СаnАРВ представляет соединение формулы II, где R2 представляет ацил, полученный из рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты, R3 и R4 представляют метил и R5 представляет метилен;C14D представляет алкилбетаин формулы С 14-алкил-N+(CH3)2CH2COO-;C16D представляет алкилбетаин формулы С 16-алкил-N+(CH3)2CH2COO-;C12SO3 представляет лаурилсульфонат. В табл. 1 ниже приведены комбинации цвиттерионных ПАВ и анионогенных ПАВ, количества использованных индивидуальных ПАВ и температурный интервал, в котором воронка была 2 мм или менее.-3 008611 Таблица 1 Комбинации цвиттерионных и анионогенных ПАВ и их температурный интервал со значительным эффектом снижения сопротивления-4 008611 Из полученных результатов видно, что агент согласно изобретению имеет превосходный снижающий сопротивление эффект при дозировках ниже 250 ч./млн. Пример 2. Снижающие сопротивление агенты, содержащие С 14 АРВ и СаnАРВ в равных количествах и C12S в варьируемых количествах, испытывали в закачиваемых водах, содержащих разное количество синтетических солей, описанных в примере 1. В одном опыте была использована производственная вода Северного моря. Опыты проводились таким же образом, как в примере 1. Были получены следующие результаты. Таблица 2 Эффективность снижающих сопротивление агентов в закачиваемых водах с разным содержанием солей Производственная вода из Северного моря, содержавшая менее 20 ч./млн углеводородов. Результаты ясно показывают, что снижающие сопротивление агенты по настоящему изобретению оказывают существенный эффект в закачиваемых водах с различным содержанием электролитов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Применение снижающего сопротивление агента, включающего: а) цвиттерионное ПАВ формулы где R1 представляет ацильную группу с 12-16 атомами углерода, R3 и R4 независимо друг от друга представляют алкильную группу с 1-4 атомами углерода или гидроксиалкильную группу с 2-4 атомами углерода и R5 представляет алкиленовую группу с 1-4 атомами углерода, предпочтительно СН 2 или группу где R6 представляет алкильную группу с 1-3 атомами углерода,b) цвиттерионное ПАВ формулы-5 008611 где R2 представляет ацильную группу с 18-22 атомами углерода и R3, R4 и R5 имеют значения, указанные выше, и с) анионогенное ПАВ формулR7(OA)nB или R7E или их смесь, где R7 представляет алифатическую группу с 8-14, предпочтительно 10-12 атомами углерода, А представляет алкиленовую группу, содержащую 2-4 атома углерода, n является числом от 1 до 10, В представляет сульфатную группу OSO3M, E представляет сульфатную группу OSO3M или сульфонатную группу -SO3M и M представляет катионную, предпочтительно одновалентную группу; причем масса а), b) и с) составляет 20-95, 0-70 и 1-50 мас.%, соответственно, в расчете на общее количество а), b) и с); при количестве а), b) и с) в воде, имеющей содержание электролитов 0,01-7 мас.%, составляющем 50-400 ч./млн. 2. Снижающая гидродинамическое сопротивление смесь по п.1, где компоненты а) и b) присутствуют в количестве 20-85 и 10-70 мас.%, соответственно. 3. Снижающая гидродинамическое сопротивление смесь по п.1 или 2, где R2 содержит по меньшей мере 50 мас.% ненасыщенных ацильных групп. 4. Снижающая гидродинамическое сопротивление смесь по п.3, где R2 содержит по меньшей мере 20 мас.% ненасыщенных ацильных групп, имеющих две или более двойных связей. 5. Снижающая гидродинамическое сопротивление смесь по любому из пп.1-4, где с) представляет лаурилсульфат, лаурил(оксиэтилен)nсульфат, где n равно 1-3, или лаурилсульфонат. 6. Применение смеси по п.1 в качестве снижающего гидродинамическое сопротивление агента в количестве 50-400 ч./млн в воде, имеющей содержание электролитов 0,01-7 мас.%. 7. Применение по п.6, отличающееся тем, что вода имеет содержание электролитов 0,3-6 мас.%. 8. Закачиваемая вода для обработки нефтяных резервуаров, отличающаяся тем, что она содержит смесь по любому из пп.1-5 в количестве 50-400 ч./млн и содержит электролиты в количестве 0,01-7 мас.%. 9. Закачиваемая вода по п.8, отличающаяся тем, что она содержит электролиты в количестве 0,3-6 мас.%. 10. Закачиваемая вода по п.8 или 9, отличающаяся тем, что она является морской водой или производственной водой.