Термическая обработка, усовершенствованная с помощью минеральных кислот, для уменьшения вязкости нефти (ecb-0002)
Формула / Реферат
1. Способ уменьшения вязкости сырой нефти и остатков, включающий стадии
(a) приведения в контакт сырой нефти или остатков сырой нефти с эффективным количеством кислоты,
(b) нагревания указанной сырой нефти или остатка сырой нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатка.
2. Способ уменьшения вязкости сырой нефти и остатков в способе термического легкого крекинга путем термической обработки нефти и остатков, отличающийся тем, что приводят в контакт сырую нефть или остатки с эффективным количеством кислоты и нагревают указанную сырую нефть или остатки и указанную кислоту при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков.
3. Сырая нефть или остатки сырой нефти, имеющие уменьшенную вязкость, приготовленные путем
(a) приведения в контакт сырой нефти или остатков с эффективным количеством кислоты,
(b) нагревания указанной сырой нефти или остатков и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков.
4. Способ по п.1, где указанную кислоту выбирают из группы, состоящей из минеральных кислот, органических кислот и их смесей.
5. Способ по п.1, где указанная кислота представляет собой минеральную кислоту.
6. Способ по п.4, где указанную кислоту выбирают из группы, состоящей из серной кислоты, хлористо-водородной кислоты, хлорной кислоты, уксусной кислоты, паратолуолсульфоновой кислоты, алкилтолуолсульфоновых кислот, моно-, ди- и триалкилфосфорных кислот, органических моно- и дикарбоновых кислот, C3-C16 органических карбоновых кислот, янтарной кислоты и их смесей.
7. Способ по п.5, где указанная кислота представляет собой серную кислоту.
8. Способ по п.6, где указанная кислота представляет собой уксусную кислоту.
9. Способ по п.1, где указанную стадию (b) осуществляют при температурах примерно от 250 до примерно 450шC.
10. Способ по п.1, где указанную стадию (b) осуществляют при давлениях примерно от 30 до примерно 300 фунт/кв.дюйм.
11. Способ по п.1, где указанную стадию (b) осуществляют в течение времени примерно от 0,15 до примерно 6 ч.
12. Способ по п.1, где указанная стадия (b) способа дополнительно включает продувку инертным газом.
13. Способ по п.1, где количество указанной используемой кислоты составляет примерно от 10 до примерно 1000 м.д. по отношению к количеству сырой нефти или остатков сырой нефти.
14. Способ по п.1, где указанный способ осуществляют в инертной внешней среде.
15. Способ приготовления эмульсии типа "вода в масле", включающий в себя стадии
(a) приведения в контакт нефти с кислотой;
(b) нагревания указанной нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти; и
(c) добавления воды и перемешивания до тех пор, пока не образуется указанная эмульсия типа "вода в масле".
16. Способ по п.15, где указанная кислота содержит по меньшей мере одну минеральную кислоту, органическую кислоту, смеси по меньшей мере из двух минеральных кислот, смеси по меньшей мере из двух органических кислот или смеси по меньшей мере одной минеральной кислоты и по меньшей мере одной органической кислоты.
17. Способ по п.15, где указанную кислоту добавляют к указанной нефти при обработке в пропорции примерно от 10 до 1000 частей на миллион.
18. Способ по п.15, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при температуре примерно от 250 до примерно 450шC.
19. Способ по п.15, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при давлении от примерно 30 до примерно 300 фунт/кв.дюйм.
20. Способ по п.15, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют в течение времени от примерно 0,15 до примерно 6 ч.
21. Способ по п.15, где указанный способ дополнительно включает добавление твердых частиц к указанной нефти перед указанной стадией добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии.
22. Способ по п.21, где указанные твердые частицы добавляют при обработке в пропорции примерно от 0,05 до примерно 0,25 мас.% по отношению к массе указанной нефти.
23. Способ извлечения углеводородов из подземной формации, который включает стадии
(a) приготовления эмульсии типа "вода в масле" путем
(1) приведения в контакт нефти с кислотой;
(2) нагревания указанной нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти; и
(3) добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии типа "вода в масле";
(b) нагнетания под давлением указанной эмульсии в указанную подземную формацию и
(c) извлечения углеводородов из указанной подземной формации с использованием указанной эмульсии.
24. Способ по п.23, где указанная кислота содержит по меньшей мере одну минеральную кислоту, органическую кислоту, смеси по меньшей мере из двух минеральных кислот, смеси по меньшей мере из двух органических кислот или смеси по меньшей мере из одной минеральной кислоты и по меньшей мере одной органической кислоты.
25. Способ по п.23, где указанную кислоту добавляют к указанной нефти при обработке в пропорции примерно от 10 до 1000 частей на миллион.
26. Способ по п.23, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при температуре от примерно 250 до примерно 450шC.
27. Способ по п.23, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при давлении от примерно 30 до примерно 300 фунт/кв.дюйм.
28. Способ по п.23, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют в течение времени от примерно 0,15 до примерно 6 ч.
29. Способ по п.23, где указанный способ дополнительно включает добавление твердых частиц к указанной нефти перед указанной стадией добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии.
30. Способ по п.29, где указанные твердые частицы добавляют при обработке в пропорции примерно от 0,05 до 0,25 мас.% по отношению к массе указанной нефти.
31. Способ по п.23, где указанную эмульсию типа "вода в масле" используют в качестве вытесняющего раствора для вытеснения углеводородов в указанной подземной формации.
32. Способ по п.23, где указанную эмульсию типа "вода в масле" используют в качестве эмульсионного буферного раствора для отвода потока углеводородов в указанной подземной формации.
33. Эмульсия типа "вода в масле", изготавливаемая с помощью способа, включающего
(a) приведение в контакт указанной нефти с кислотой;
(b) нагревание указанной нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти; и
(c) добавление воды и перемешивания до тех пор, пока не образуется указанная эмульсия типа "вода в масле".
34. Эмульсия по п.33, дополнительно включающая в себя твердые частицы, добавляемые к указанной нефти перед указанной стадией добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии.
Текст
1 Область изобретения Настоящее изобретение относится к способу уменьшения вязкости сырой нефти и остатков сырой нефти с помощью термической обработки сырой нефти или остатков сырой нефти, усовершенствованной с помощью минеральной кислоты. Продукт от объединения процессов кислотной и термической обработки дает нефть с значительно меньшей вязкостью, чем вязкость исходной нефти или нефтепродукта,полученного от термической обработки без добавления кислоты. Таким образом, настоящий способ предусматривает усовершенствованный способ легкого крекинга и может быть использован в качестве усовершенствованного способа при транспортировке в трубопроводе или для уменьшения вязкости используемой эмульсии типа вода в масле при операциях добычи с искусственным изменением физико-химических свойств нефти(EOR). Предпосылки изобретения Технологии для уменьшения вязкости тяжелых сырых нефтей и остатков являются важными в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, соответственно. В операциях рафинирования при переработке нефти, легкий крекинг и легкий гидрокрекинг (легкий крекинг с добавлением водорода) остатков являются хорошо известными в данной области и используются в коммерческом масштабе. В операциях нефтедобычи разбавление сырой нефти с помощью газового конденсата и технологии эмульгирования с использованием каустической соды и воды являются одними из наиболее часто применяемых в данной области при транспортировке по трубопроводам тяжелых нефтей,например, битума. Более того, уменьшение вязкости тяжелых сырых нефтей может играть роль в новой технологии нефтедобычи, относящейся к извлечению углеводородов из подземных формаций при использовании способов добычи с искусственным изменением физикохимических свойств нефти. В нефтяной промышленности продолжает существовать необходимость в технологиях и в усовершенствовании технологий, относящихся к уменьшению вязкости сырой нефти и остатков. Истощение запасов, содержащих высококачественную сырую нефть, и сопутствующий этому рост стоимости высококачественной сырой нефти заставляет производителей и переработчиков нефти посмотреть на запасы тяжелой сырой нефти как на источник нефти. Неразработанные запасы тяжелой сырой нефти существуют в ряде стран, включая Венесуэлу, Чад, Россию, Соединенные Штаты, и тому подобное. Однако, что эти тяжелые сырые нефти из-за их высокой вязкости и плохих свойств текучести представляют собой большие проблемы для производителей, транспортеров и переработчиков нефти. Тяжелые сырые нефти часто сложно, 004090 2 если вообще возможно, добывать из подземных формаций эффективным и экономически выгодным способом. Кроме того, даже когда сырая тяжелая нефть извлекается, плохие характеристики текучести сырой нефти вызывают дополнительные осложнения при прокачке, транспортировке и переработке сырой нефти. Разработаны способы облегчения добычи сырых тяжелых нефтей из подземных резервуаров. Например, недавно разработан новый способ, который способствует извлечению тяжелой сырой нефти из подземной формации, который использует стабилизированные твердыми продуктами эмульсии в качестве вытесняющего раствора или в качестве эмульсионного буферного раствора для облегчения добычи углеводородов из подземной формации. Эти способы, в общем виде, обсуждаются в патентах США 5927404, 5910467, 5855243 и 6068054. Патент США 5927404 описывает способ использования новой стабилизированной твердыми продуктами эмульсии в качестве вытесняющего раствора для вытеснения углеводородов при добыче с искусственным изменением физикохимических свойств нефти. Патент США 5855243 заявляет подобный способ использования стабилизированной твердыми продуктами эмульсии, у которой вязкость понижается с помощью добавления газа в качестве вытесняющего раствора. Патент США 5910467 заявляет новую стабилизированную твердыми продуктами эмульсию, описанную в патенте США 5855243. Патент США 6068054 описывает способ использования новой стабилизированной твердыми продуктами эмульсии в качестве буфера для отвода потока растворов в формации. В стабилизированной твердыми продуктами эмульсии, твердые частицы взаимодействуют с поверхностно-активными компонентами в воде и сырой нефти с повышением стабильности эмульсии. Способ является простым, поскольку эмульсия получается путем простого перемешивания нефти, как правило, сырой нефти из самого резервуара, с твердыми частицами микронных или субмикронных размеров и перемешивания вместе с водой или насыщенным раствором соли до тех пор, пока не образуется эмульсия. Способ является также дешевым, поскольку все эти материалы можно легко найти в месте нахождения резервуара. Стабилизированная твердыми продуктами эмульсия типа вода в масле имеет вязкость,которая больше чем у сырой нефти, которую необходимо извлечь, и в этом качестве, может служить как эффективный вытесняющий раствор для вытеснения сырой нефти, которую необходимо извлечь, как описано в патентах США 5927404 и 5855243. Стабилизированная твердыми продуктами эмульсия типа вода в масле может также быть использована в качестве жидкого барьера для заполнения подземных зон с высокой прони 3 цаемостью пород или в "зонах поглощения". Когда вытесняющая жидкость нагнетается под давлением в резервуар, вводимая вытесняющая жидкость может направляться по каналу через эти зоны с образованием скважин, оставляя нефть в других зонах относительно нетронутой. Барьерная жидкость с высокой вязкостью, такой как стабилизированная твердыми продуктами эмульсия типа вода в масле, может быть использован для заполнения этих "зон поглощения" с целью отвода энергии давления при перемещении нефти из соседних зон с низкой проницаемостью. Однако, иногда стабилизированная твердыми продуктами эмульсия типа вода в масле является слишком вязкой для того, чтобы ее нагнетать под давлением или слишком вязкой для того, чтобы ее другим образом эффективно использовать в качестве вытесняющего или эмульсионного буферного раствора. Поэтому существует необходимость в понижении вязкости эмульсии с целью получения оптимальных реологических свойств для используемого типа способа добычи, с искусственным изменением физико-химических свойств нефти и для конкретного типа и вязкости сырой нефти, которую необходимо извлечь. Понижение вязкости тяжелых нефтей является также важным для операций нефтепереработки. Транспортеры и переработчики тяжелой сырой нефти разработали различные методики для понижения вязкости тяжелых сырых нефтей с целью улучшения их свойств при прокачке. Повсеместно используемые способы включают разбавление сырой нефти газовым конденсатом и ее эмульсификацию с помощью каустической соды и воды. Термическая обработка сырой нефти для понижения ее вязкости также хорошо известна в данной области. Термические методики для легкого крекинга и легкого гидрокрекинга осуществляются в коммерческих масштабах. Известный уровень техники в области термической обработки или усовершенствованного с помощью присадок легкого крекинга углеводородов предлагает способы улучшения качества, или понижения вязкости сырой нефти, продуктов перегонки сырой нефти или остатков путем нескольких различных способов. Например, несколько ссылок раскрывают использование присадок, например, использование свободно-радикальных инициаторов (патент США 4298455), тиольных соединений и ароматических доноров водорода (Европейский патент ЕР 175511), свободно-радикальных акцепторов (патент США 3707459) и растворителей - доноров водорода (патент США 4592830). Другие ссылки говорят об использовании конкретных катализаторов, таких как цеолитовые катализаторы с низкой кислотностью (патент США 4411770) и молибденовые катализаторы,сульфид аммония и вода (патент США 4659453). Другие ссылки сообщают о повыше 004090 4 нии качества остатков нефти и тяжелых нефтей(Murray R. Gray, Marcel Dekker, 1994, pp.239243) и термическом разложении нафтеновых кислот (патент США 5820750). Общая нить, которая проходит через различные способы, описанные ранее, представляет собой необходимость в получении оптимального понижения вязкости нефти. Краткое описание изобретения Этим аспектом, которому соответствует настоящее изобретение, является усовершенствование понижения вязкости. Предусматривается способ понижения вязкости нефти или эмульсии типа вода в масле с помощью способа термической обработки, усовершенствованной с помощью кислоты. Продукт способа термической обработки, усовершенствованной с помощью кислоты, имеет по существу более низкую вязкость, чем необработанная нефть или необработанная эмульсия типа вода в масле,соответственно. Воплощение настоящего изобретения относится к способу уменьшения вязкости сырой нефти и остатков, включающему стадии:(a) приведения в контакт сырой нефти или остатков с эффективным количеством кислоты,состоящей по существу из кислоты,(b) нагревания указанной сырой нефти или остатков сырой нефти и указанной кислоты при температуре, и в течение времени, и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков. Как используется здесь, остаток сырой нефти определяется как остаток сырой нефти,полученный от перегонки при атмосферном давлении или в вакууме. Как используется здесь, способ включает в себя, содержит и состоит по существу из описанных здесь стадий. Другое воплощение способа относится к способу термического легкого крекинга для понижения вязкости сырой нефти и остатков сырой нефти путем термической обработки нефти и остатков, где усовершенствование включает в себя приведение в контакт сырой нефти или остатков с эффективным количеством кислоты,состоящей по существу из кислоты, или состоящей из кислоты, и нагревание указанной сырой нефти или остатков и указанной кислоты при температуре и в течение времени, и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков. Настоящее изобретение также относится к сырой нефти или к остаткам сырой нефти,имеющим пониженную вязкость, полученным путем(a) приведения в контакт сырой нефти или остатков с эффективным количеством кислоты,состоящей, по существу, из кислоты,(b) нагревания указанной сырой нефти или остатков и указанной кислоты при температуре,и в течение времени; и при давлении, которые 5 достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков. Другое воплощение настоящего изобретения относится к способу приготовления эмульсии типа вода в масле с пониженной вязкостью, включающему стадии:(a) приведения в контакт нефти с кислотой,(b) нагревания указанной нефти и указанной кислоты при температуре, и в течение времени, и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти, и(c) добавления воды и перемешивания до тех пор, пока не образуется указанная эмульсия типа вода в масле. Стабилизированная твердыми продуктами эмульсия, имеющая пониженную вязкость, может также быть приготовлена с использованием этого способа, путем добавления твердых частиц к нефти после стадии нагревания нефти,уже обработанной кислотой, (стадия b), но перед эмульсификацией, путем добавления воды и перемешивания (стадия с). Краткое описание чертежей Фиг. 1 А и 1 В представляют собой графики зависимости вязкости от скорости сдвига для необработанной и термически обработанной Т и К сырой нефти при 25 С. Ось Х представляет собой скорость сдвига (с-1), и ось Y представляет собой вязкость (сП). Линия с ромбами представляет необработанную сырую нефть. Линия с квадратами представляет только термическую обработку. Линия с треугольниками представляет сочетание кислотной и термической обработки, описанное здесь. Фиг. 2 А и 2 В изображают графики зависимости вязкости от температуры для необработанной и термически обработанной Т и К сырой нефти. Ось Х представляет собой температуру 1000/Т(1/К), и ось Y представляет собой вязкость (сП.), выраженную как ln(вязкость)0,204 с-1. Линия с ромбами представляет необработанную сырую нефть. Линия с квадратами представляет только термическую обработку. Линия с треугольниками представляет собой сочетание кислотной, и термической обработки,описанное здесь. Фиг. 3 изображает график зависимости вязкости от скорости сдвига вязкости для тяжелых остатков после перегонки в вакууме при 60 С. Ось Х представляет собой скорость сдвига(с-1), и ось Y представляет собой вязкость (сП). Линия с ромбами представляет только тепловую обработку. Линия с квадратами представляет сочетание кислотной и термической обработки,описанное здесь. Фиг. 4 изображает графики зависимости вязкости от температуры для тяжелых остатков после перегонки в вакууме. Ось Х представляет собой температуру 1000/Т(1/К), и ось Y представляет собой вязкость (сП), выраженную какln(вязкость)9,6 с-1. Линия с ромбами представляет только термическую обработку. Линия 6 с квадратами представляет сочетание кислотной и термической обработки, описанное здесь. Подробное описание изобретения В соответствии с настоящим изобретением, предусматривается усовершенствованный способ уменьшения вязкости сырой нефти и остатков сырой нефти. Кислоту добавляют к сырой нефти или к остаткам, с последующей термической обработкой при температурах примерно от 250 примерно до 450 С, при давлении примерно от 30 примерно до 300 фунт/кв.дюйм, в течение примерно от 0,25 до 6 ч, в инертной внешней среде. Как правило, количество добавленной кислоты должно составлять примерно от 10 примерно до 1000 м.д., предпочтительно, примерно от 20 до 100 м.д., по отношению к количеству сырой нефти или к остаткам сырой нефти. Предпочтительно, используемая кислота на стадии приведения в контакт не должна содержать других компонентов, не присутствующих в кислоте изначально, или не присутствующих в кислоте в качестве примесей. Таким образом, предпочтительно, кислота будет по существу состоять из кислоты или состоять из кислоты. В настоящем изобретении любой специалист в данной области может подбирать условия способа для сохранения или разрушения нафтеновых кислот, в дополнение к уменьшению вязкости сырой нефти. Например, для разрушения нафтеновых кислот используется продувочный газ, как показано в патенте США 5820750. Может использоваться любой инертный продувочный газ (газ, не взаимодействующий в ходе осуществления способа). Например, азот, аргон,и тому подобное. Интересно, что настоящее изобретение делает возможным добавление кислоты к сырой нефти, которая богата нафтеновыми кислотами, для достижения уменьшения вязкости. Такое добавление кислоты к кислотной сырой нефти интуитивно является неправильным, так как переработчики постоянно ищут способы, которые понижают количество кислоты в сырой нефти и остатках. Типы кислот, которые могут использоваться в настоящем изобретении, включают в себя минеральные кислоты, такие как серная кислота, хлористо-водородная кислота и хлорная кислота. Органические кислоты, подобные уксусной, пара-толуолсульфоновой, алкилтолуолсульфоновой кислотам, моно-, ди- и триалкилфосфорным кислотам, органическим моноили дикарбоновым кислотам, муравьиной кислоте, С 3-С 16 органическим карбоновым кислотам, янтарной кислоте и низкомолекулярным нафтеновым кислотам нефти, являются также эффективными в настоящем изобретении. Смеси минеральных кислот, смеси органических кислот или сочетание минеральных и органических кислот могут использоваться для получения такого же эффекта. Предпочтительная ми 7 неральная кислота представляет собой серную или хлористо-водородную кислоту. Предпочтительная органическая кислота представляет собой уксусную кислоту. Азотная кислота должна быть исключена, поскольку она может потенциально образовывать взрывчатую смесь. Время реакции, температура и давление совместно определяют условия процесса. Специалист в данной области может выбрать условия процесса в предпочтительном диапазоне значений параметров с целью получения желаемого уровня понижения вязкости. Хотя и не желая быть связанными, авторы предполагают, что термическая обработка, усовершенствованная с помощью кислоты, изменяет молекулярные свойства агрегации ассоциирующихся химических частиц. Уменьшение вязкости эмульсии типа вода в масле с использованием термической обработки, усовершенствованной с помощью кислоты Ранее описанный способ уменьшения вязкости нефти может быть использован для получения эмульсии типа вода в масле или стабилизированной твердыми продуктами эмульсии типа вода в масле с пониженной вязкостью. Вязкость нефти понижается с помощью описанного ранее способа, перед использованием нефти для приготовления эмульсии. Хотя любое уменьшение вязкости нефти может быть полезным, предпочтительно вязкость должна понижаться, по меньшей мере, примерно в 2-30 раз,по сравнению с вязкостью нефти перед обработкой, описанной здесь. Для приготовления эмульсии типа вода в масле с пониженной вязкостью, с использованием этого способа, воду или насыщенный солевой раствор добавляют к нефти, подвергнутой усовершенствованной термической обработке с помощью кислоты. Воду или насыщенный солевой раствор добавляют в малых аликвотах или при непрерывном перемешивании, предпочтительно при скорости примерно от 500 примерно до 12000 об/мин, в течение времени,достаточного для диспергирования воды в виде малых капель в сплошной масляной фазе, при этом образуется эмульсия. Количество воды в водной эмульсии может находиться в пределах от 40 до 80 мас.%, предпочтительно от 50 до 65 мас.%, и более предпочтительно, составлять 60 мас.%. Предпочтительно, для приготовления эмульсии используется вода из формации, однако и свежая вода также может использоваться, и концентрация ионов устанавливается по необходимости, чтобы способствовать стабилизации эмульсии при условиях ее формирования. Полученная в результате эмульсия будет иметь по существу более низкую вязкость, чем эмульсия,приготовленная с помощью необработанной нефти, или нефти, подвергнутой только термической обработке. Стабилизированная твердыми продуктами эмульсия типа вода в масле с пониженной 8 вязкостью может также быть приготовлена с использованием способа термической обработки, усовершенствованного с помощью кислоты,описанного выше. Твердые частицы могут быть добавлены к нефти до или после добавления кислоты и стадии термической обработки, но должны быть добавлены перед добавлением воды и эмульгированием. Однако заметим, что,если твердые частицы присутствуют во время стадии термической обработки, твердые частицы могут, в принципе, привести к износу рабочего оборудования, и эта проблема должна быть принята во внимание при осуществлении настоящего воплощения. Соответственно, является предпочтительным добавление твердых частиц к нефти после стадий добавления кислоты и термической обработки. Твердые частицы предпочтительно должны быть гидрофобными по природе. Гидрофобная окись кремния, продаваемая под торговой маркой Aerosil R 972 (продукт от DeGussaCorp.), как обнаружено, представляет собой эффективный материал из твердых частиц для ряда различных нефтей. Другие гидрофобные (или олеофильные) твердые продукты также могут использоваться, например, разделенные и смоченные маслом бентонитовые глины, каолинитовые глины, органофильные глины или твердые углеродистые асфальтены. Индивидуальный размер твердой частицы должен быть достаточно малым для того, чтобы обеспечить площадь поверхности, адекватную для покрытия внутренней фазы капли. Если эмульсия должна использоваться в порах подземной формации, средний размер частицы должен быть меньше, чем средний диаметр самого узкого места в порах подземной формации. Твердые частицы могут быть сферической формы или несферической формы. Если они сферической формы, твердые частицы предпочтительно имели средний размер примерно от пяти микрон или меньше в диаметре, более предпочтительно,примерно два микрона или меньше, еще более предпочтительно, примерно один микрон или меньше, и наиболее предпочтительно, 100 нанометров или меньше. Если твердые частицы являются несферическими по форме, они предпочтительно имеют средний размер, соответствующий общей площади поверхности примерно 200 квадратных микрон, более предпочтительно, примерно двадцать квадратных микрон или меньше, еще более предпочтительно, примерно десять квадратных микрон или меньше, и наиболее предпочтительно, один квадратный микрон или меньше. Твердые частицы должны также оставаться нерастворимыми как в нефтяной,так и водной фазе эмульсии, при условиях ее формирования. Предпочтительная доля твердой фазы при обработке составляет 0,05 до 0,25 мас.% по отношению к общей массе нефти. Значение рН полученной в результате эмульсии типа вода в масле или стабилизиро 9 ванной твердыми продуктами эмульсии типа вода в масле может быть установлено с помощью добавления рассчитанного количества слабого водного раствора основания к эмульсии в течение времени, достаточного для повышения рН до желаемого уровня. Если рН эмульсии является слишком низким, (меньше чем 4), может оказаться желательным регулирование рН эмульсии в пределах от 5 до 7. Регулирование рН является необязательным, поскольку в некоторых случаях является желательным вводить кислотную эмульсию и дать возможность формирования в резервуаре буферной эмульсии со щелочностью резервуара. Гидроксид аммония представляет собой предпочтительное основание для установления рН. Более сильные основания, подобные гидроксиду натрия, гидроксиду калия и оксиду кальция, имеют отрицательное воздействие на стабильность эмульсии. Одно из возможных объяснений этого эффекта заключается в том, что сильные основания стремятся инвертировать эмульсию, то есть преобразовать эмульсию типа вода в масле в эмульсию типа масло в воде. Такая инверсия является нежелательной для целей настоящего изобретения. Эмульсия типа вода в масле или стабилизированная твердыми продуктами эмульсия типа вода в масле может использоваться в широком наборе применений для добычи с искусственным изменением физико-химических свойств нефти. Одним из типичных применений является использование такой эмульсии для вытеснения нефти из подземной формации, то есть при использовании эмульсии в качестве вытесняющего раствора. Эмульсию приготавливают, как описано выше, и затем нагнетают под давлением в подземную формацию, как правило, но не обязательно, через нагнетательную скважину. Эмульсия, которая нагнетается под давлением, используется для вытеснения нефти в формации по направлению к скважине, как правило, в эксплуатационную скважину, для извлечения. Другое применение заключается в использовании эмульсии в качестве эмульсионного буферного раствора для отвода потока углеводородов в подземной формации. Опять же,эмульсию приготавливают и затем нагнетают под давлением в подземную формацию. Эмульсия используется для заполнения "зон поглощения" или служит в качестве горизонтального эмульсионного буфера для предотвращения конусообразования воды или газа. Как пояснялось ранее, явления "зон поглощения" и конусообразования должны понижать эффективность добычи при работе с искусственным изменением физико-химических свойств нефти. Настоящее изобретение описывается в связи с его предпочтительными воплощениями. Однако специалисты в данной области заметят,что множество модификаций, изменений и ва 004090 10 риаций настоящего изобретения являются возможными без отклонения от истинных рамок настоящего изобретения. Соответственно, все такиемодификации, изменения и вариации предполагаются включенными в настоящее изобретение, как определяет прилагаемая формула изобретения. Следующие далее примеры включены сюда для целей иллюстрации и не рассматриваются как ограничивающие. Примеры В типичном эксперименте 200 г сырой нефти помещают в автоклав Парра и к сырой нефти добавляют от 10 до 50 м.д. серной кислоты и перемешивают в течение 10 мин при 25 С. Сырую нефть, обработанную серной кислотой,продувают инертным газом, подобным азоту, в течение 30 мин, автоклав герметизируют в атмосфере азота и содержимое нагревают до 360 С в течение от 2 до 6 ч, при давлении в пределах от 90 до 280 фунт/кв.дюйм. Необходимо заметить, что термическая обработка производится в отсутствие непрерывного пропускания инертного газа. В отсутствие пропускания инертного газа ожидается уменьшение вязкости без значительного понижения значения TAN(общего кислотного числа). После завершения эксперимента обработанный сырой продукт анализируется наa) общее кислотное число (TAN) и молекулярно-массовое распределение нафтеновых кислотc) толуоловое число и вязкость, определяемые при 20, 25, 30, 35 и 40 С, при скорости сдвига от 0,1 до 2,5 с-1. Результаты Примеры 1 и 2 (Сырая нефть) Табл. 1 и 2 приводят результаты воздействия термической обработки и термической обработки, катализируемой серной кислотой, на ключевые свойства Т и К сырой нефти, соответственно. Как можно видеть из этих данных, никаких значительных изменений не наблюдается в значениях общего кислотного числа, распределения нафтеновых кислот, толуолового числа и нерастворимого н-гептана между образцами,просто термически обработанными и термически обработанными с катализом серной кислотой. Эти данные указывают на то, что химия сырой нефти не изменяется существенно в результате добавления серной кислоты перед термической обработкой. Графики зависимости вязкости как функции от скорости сдвига для необработанной и термически обработанной Т и К сырой нефти показаны на фиг. 1 А и 1 В. Данные графически представлены для неразбавленной сырой нефти, термически обработанной сырой нефти и термически обработанной сырой нефти с предварительным добавлением серной кислоты. Ожидается уменьшение вязкости как результат термической обработки. Однако на 11 блюдается, что добавление серной кислоты перед термической обработкой приводит, кроме того, к понижению вязкости. Графики зависимости вязкости при 0,204 с-1 как функции температуры для необработанной и термически обработанной Т и К неразбавленной сырой нефти показаны на фиг. 2 А и 2 В. Данные графически представлены для неразбавленной сырой нефти, термически обработанной сырой нефти и сырой нефти, термически обработанной с предварительным добавлением серной кислоты. По крутизне каждого графика вычисляется соответствующая энергия активации. Уменьшение энергии активации наблюдается для образцов, подвергающихся добавлению серной кислоты и термической обработке по сравнению с термической обработкой без предварительного добавления кислоты. Это подсказывает, что термическая обработка, катализируемая серной кислотой, изменяет фундаментальные свойства агрегации химических частиц,ответственных за высокие вязкости соответствующих тяжелых сырых нефтей. Пример-3 (VACUUM RESID) Соответствующие данные для Arab HeavyVacuum Resid показаны на фиг. 3 и 4. Результаты указывают на то, что усовершенствованный термический способ с добавлением минеральной кислоты для остатков приводит к получению нефтепродукта, который имеет существенно более низкую вязкость по сравнению с термической обработкой в отсутствие минеральной кислоты. Таблица 1 Термическая обработка сырой нефти Т Свойство Условия обработки нет 10 м.д. 360/6 час 280(микромоли nap кислоты/г сырой нефти) 250 свм 61.47 44.83 40.35 300 свм 32.80 24.01 21.71 400 свм 8.20 5.78 5.05 450 свм 19.07 14.03 12.12 600 свм 10.49 8.48 7.32 750 свм 8.33 8.07 7.54 н-гептан 2.7 2.7 2.7 Нераство- 2.6 римый % Толуоловое 14 14 31 31 число Таблица 2 Термическая обработка сырой нефти К Свойство Условия обработки нет 360 С/6 час /280 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ уменьшения вязкости сырой нефти и остатков, включающий стадии(a) приведения в контакт сырой нефти или остатков сырой нефти с эффективным количеством кислоты,(b) нагревания указанной сырой нефти или остатка сырой нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении,которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатка. 2. Способ уменьшения вязкости сырой нефти и остатков в способе термического легкого крекинга путем термической обработки нефти и остатков, отличающийся тем, что приводят в контакт сырую нефть или остатки с эффективным количеством кислоты и нагревают указанную сырую нефть или остатки и указанную кислоту при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков. 3. Сырая нефть или остатки сырой нефти,имеющие уменьшенную вязкость, приготовленные путем(a) приведения в контакт сырой нефти или остатков с эффективным количеством кислоты,(b) нагревания указанной сырой нефти или остатков и указанной кислоты при температуре,в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной сырой нефти или остатков. 4. Способ по п.1, где указанную кислоту выбирают из группы, состоящей из минеральных кислот, органических кислот и их смесей. 5. Способ по п.1, где указанная кислота представляет собой минеральную кислоту. 6. Способ по п.4, где указанную кислоту выбирают из группы, состоящей из серной кислоты, хлористо-водородной кислоты, хлорной кислоты, уксусной кислоты, паратолуолсульфоновой кислоты, алкилтолуолсульфоновых кислот, моно-, ди- и триалкилфосфорных кислот,органических моно- и дикарбоновых кислот,С 3-С 16 органических карбоновых кислот, янтарной кислоты и их смесей. 7. Способ по п.5, где указанная кислота представляет собой серную кислоту. 8. Способ по п.6, где указанная кислота представляет собой уксусную кислоту. 13 9. Способ по п.1, где указанную стадию (b) осуществляют при температурах примерно от 250 до примерно 450 С. 10. Способ по п.1, где указанную стадию(b) осуществляют при давлениях примерно от 30 до примерно 300 фунт/кв.дюйм. 11. Способ по п.1, где указанную стадию(b) осуществляют в течение времени примерно от 0,15 до примерно 6 ч. 12. Способ по п.1, где указанная стадия (b) способа дополнительно включает продувку инертным газом. 13. Способ по п.1, где количество указанной используемой кислоты составляет примерно от 10 до примерно 1000 м.д. по отношению к количеству сырой нефти или остатков сырой нефти. 14. Способ по п.1, где указанный способ осуществляют в инертной внешней среде. 15. Способ приготовления эмульсии типа вода в масле, включающий в себя стадии(b) нагревания указанной нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти; и(c) добавления воды и перемешивания до тех пор, пока не образуется указанная эмульсия типа вода в масле. 16. Способ по п.15, где указанная кислота содержит по меньшей мере одну минеральную кислоту, органическую кислоту, смеси по меньшей мере из двух минеральных кислот,смеси по меньшей мере из двух органических кислот или смеси по меньшей мере одной минеральной кислоты и по меньшей мере одной органической кислоты. 17. Способ по п.15, где указанную кислоту добавляют к указанной нефти при обработке в пропорции примерно от 10 до 1000 частей на миллион. 18. Способ по п.15, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при температуре примерно от 250 до примерно 450 С. 19. Способ по п.15, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при давлении от примерно 30 до примерно 300 фунт/кв.дюйм. 20. Способ по п.15, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют в течение времени от примерно 0,15 до примерно 6 ч. 21. Способ по п.15, где указанный способ дополнительно включает добавление твердых частиц к указанной нефти перед указанной стадией добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии. 22. Способ по п.21, где указанные твердые частицы добавляют при обработке в пропорции примерно от 0,05 до примерно 0,25 мас.% по отношению к массе указанной нефти. 14 23. Способ извлечения углеводородов из подземной формации, который включает стадии(a) приготовления эмульсии типа вода в масле путем(2) нагревания указанной нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти; и(3) добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии типа вода в масле;(b) нагнетания под давлением указанной эмульсии в указанную подземную формацию и(c) извлечения углеводородов из указанной подземной формации с использованием указанной эмульсии. 24. Способ по п.23, где указанная кислота содержит по меньшей мере одну минеральную кислоту, органическую кислоту, смеси по меньшей мере из двух минеральных кислот,смеси по меньшей мере из двух органических кислот или смеси по меньшей мере из одной минеральной кислоты и по меньшей мере одной органической кислоты. 25. Способ по п.23, где указанную кислоту добавляют к указанной нефти при обработке в пропорции примерно от 10 до 1000 частей на миллион. 26. Способ по п.23, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при температуре от примерно 250 до примерно 450 С. 27. Способ по п.23, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют при давлении от примерно 30 до примерно 300 фунт/кв.дюйм. 28. Способ по п.23, где указанную стадию нагревания указанной нефти осуществляют в течение времени от примерно 0,15 до примерно 6 ч. 29. Способ по п.23, где указанный способ дополнительно включает добавление твердых частиц к указанной нефти перед указанной стадией добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии. 30. Способ по п.29, где указанные твердые частицы добавляют при обработке в пропорции примерно от 0,05 до 0,25 мас.% по отношению к массе указанной нефти. 31. Способ по п.23, где указанную эмульсию типа вода в масле используют в качестве вытесняющего раствора для вытеснения углеводородов в указанной подземной формации. 32. Способ по п.23, где указанную эмульсию типа вода в масле используют в качестве эмульсионного буферного раствора для отвода потока углеводородов в указанной подземной формации. 33. Эмульсия типа вода в масле, изготавливаемая с помощью способа, включающего(a) приведение в контакт указанной нефти с кислотой;(b) нагревание указанной нефти и указанной кислоты при температуре, в течение времени и при давлении, которые достаточны для уменьшения вязкости указанной нефти; и(c) добавление воды и перемешивания до тех пор, пока не образуется указанная эмульсия типа вода в масле. 16 34. Эмульсия по п.33, дополнительно включающая в себя твердые частицы, добавляемые к указанной нефти перед указанной стадией добавления воды и перемешивания для образования указанной эмульсии.
МПК / Метки
МПК: C10G 9/00, E21B 43/00
Метки: обработка, помощью, усовершенствованная, минеральных, нефти, ecb-0002, термическая, кислот, уменьшения, вязкости
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-4090-termicheskaya-obrabotka-usovershenstvovannaya-s-pomoshhyu-mineralnyh-kislot-dlya-umensheniya-vyazkosti-nefti-ecb-0002.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Термическая обработка, усовершенствованная с помощью минеральных кислот, для уменьшения вязкости нефти (ecb-0002)</a>
Предыдущий патент: Способ обработки углеводородсодержащего пласта
Следующий патент: Измерительная и рабочая схема для кориолисового расходомера
Случайный патент: Фармацевтическая композиция, содержащая фенофибрат, и способ ее получения