Изменение смачиваемости пород с помощью цвиттерионных жидкостей

Описание проекта

Одним из наиболее широко распространенных способов увеличения нефтеотдачи является использование ПАВ, модифицирующих смачиваемость. Однако эффективность известных модификаторов смачиваемости в значительной степени определяется типом породы коллектора и пластовыми условиями.

В заявке US2020317991 (INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO) в качестве реагента, изменяющего смачиваемость пород в процессах увеличения нефтеотдачи, предложены цвиттерионные жидкости.

Авторами изобретения разработаны разветвленные геминальные цвиттерионные вещества, которые могут применяться в таких породах, как известняк, доломит, песок, кварц, или породах гетерогенного литологического состава.

Кроме того, предложенные композиции сохраняют эффективность в жестких пластовых условия: при высоких температурах (до 220º С) и давлении (до 8,000 фунтов на квадратный дюйм), высоком содержании двухвалентных ионов (до 180,000 ppm), например, ионов кальция, магния, бария или стронция.

Для тяжелых нефтей с высокой концентрацией полярных соединений предложенные цвиттерионные жидкости могут применяться в качестве реагентов, снижающих вязкость нефти, как в процессах добычи, так и в операциях транспортировки и хранения. При этом расход реагента может составлять от 25 до 40,000 ppm.

Цвиттерионные жидкости получают на основе бис-N, N-диалкил-N-полиэфир-бетаина, или бис-N, N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина, или бис-N, N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина, или бис-N, N-диарил-N-полиэфир-бетаина.

Дополнительное преимущество разработанных композиций обусловлено их молекулярной структурой и заключается в том, что они растворимы в воде, углеводородах или других полярных и неполярных растворителях.

 Формула изобретения

1. Разветвленные геминальные цвиттерионные жидкие вещества на основе бис-N,N-диалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диарил-N-полиэфир-бетаина, характеризующиеся следующей молекулярной структурой:

R₁ представляет собой алкильную или алкенильную, линейную или разветвленную цепь, предпочтительно, содержащую от 1 до 30 атомов углерода, или циклоалкильную или арильную группу, предпочтительно, содержащую от 5 до 12 атомов углерода.

R₂ представляет собой  алкильную или алкенильную, линейную или разветвленную цепь, предпочтительно, содержащую от 1 до 30 атомов углерода, или циклоалкильную или арильную группу, предпочтительно, содержащую от 5 до 12 атомов углерода.

Индекс nможет принимать значения от 1 до 500, в зависимости от молекулярного веса применяемого полиэфира, где используемый полиэфир, предпочтительно, получен из этиленоксида, молекулярная масса которого находится в диапазоне от 100 до 22,000 г/моль.

2. Способ получения разветвленных геминальных цвиттерионных жидких веществ на на основе бис-N,N-диалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диарил-N-полиэфир-бетаина, в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, представленный следующей схемой синтеза:

Схема синтеза для получения разветвленных геминальных цвиттерионных жидких веществ на основе бис-N,N-диалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диарил-N-полиэфир-бетаина, структурной формулы VII, включает следующие стадии:

• первая стадия заключается во взаимодействии полиэтиленгликолей формулы I либо с бензолсульфонил-, либо с тозилхлоридом формулы II;
• вторая стадия заключается во взаимодействии соединений формулы III посредством нуклеофильного замещения со вторичными аминами формулы IV, таким образом, получая третичные амины формулы V;
• третья стадия реакции заключается в получении соединений формулы VII на основе бис-N,N-диалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диарил-N-полиэфир-бетаина, которые образуются путем взаимодействия третичных аминов формулы V с солями галогенированных альфа-кислот формулы VI.

23. Применение разветвленных геминальных цвиттерионных жидких веществ на основе основе бис-N,N-диалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диарил-N-полиэфир-бетаина, согласно пункту 1 формулы изобретения, в процесс увеличения нефтеотдачи для изменения смачиваемости пород, таки как известняк, доломит, песок, кварц или гетерогенного литологического состава.

31. Применение разветвленных геминальных цвиттерионных жидких веществ на основе основе бис-N,N-диалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диалкенил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-дициклоалкил-N-полиэфир-бетаина или бис-N,N-диарил-N-полиэфир-бетаина, согласно пункту 1 формулы изобретения, для снижения вязкости тяжелых нефтей с высоким содержанием полярных соединений.

 Полный текст патента можно скачать здесь

Хотите знать больше? Закажите бесплатный тестовый патентный поиск по интересующей вас теме.

В ответ на запрос вы получите:

• Количество патентов в мире за 10 лет
• Динамика патентования по годам и странам
• Перечень технических задач, решаемых в патентах
• Примеры компании и их новейших разработок

Скачать пример отчета вы можете здесь 
Заказать патентные исследования можно здесь
Получить патент на свое изобретение здесь