187048. lajstromszámú szabadalom • Eljárás emulziótól nagymértékben mentes olaj termelésére földalatti lelőhelyről
I I 1 A találmány tárgya eljárás emulziótól nagymértékben mentes olaj termelésére földalatti lelőhelyről. Ha az olajat olajvezető réteget tartalmazó lelőhelyekről nyerik, akkor általában az eredetileg jelenlevő olajnak csupán egy törtrészét sikerül kiemelni az elsődleges kitermelő eljárásokkal. Ennek során az olaj a lelőhely természetes nyomásának hatására kerül felszínre. A másodlagos (szekundér) olajkitermelés során az olajtelep egy vagy több befecskendező fúrásába vizet préselnek, az olajat ennek segítségével egy vagy több kitermelő fúráshoz hajtják, és ezt követően hozzá felszínre. Ez az úgynevezett vízárasztás viszonylag olcsó másodlagos eljárás, és éppen ezért gyakran alkalmazzák, azonban számos esetben a lelőhely maradék olajkészletének csak kismértékű további kiaknázását eredményezi. Az olajnak jó hatásfokú kiszorítása - mely drágább, azonban a jelenlegi olajhiány miatt népgazdasági szempontból sürgetően szükséges — harmadlagos (terciér) eljárás segítségével válik sikeressé. Ezen olyan eljárásokat értünk, melyek során az olaj viszkozitását csökkentik, és/vagy az utólag bevezetett víz viszkozitását növelik, és/vagy a víz és olaj közötti határfelületi feszültséget csökkentik. A legtöbb ilyen típusú eljárás az oldat- vagy keverékárasztás, termikus olajtermelő eljárások tenzidvagy polimérárasztás, illetve egy vagy több ilyen eljárás kombinációjának típusához tartozik. A termikus termelő eljárásokat az jellemzi, hogy gőzt vagy forró vizet fecskendeznek be, vagy földalatti égetést alkalmaznak. Az oldatárasztó vagy keverékárasztó eljárások abban állnak, hogy a lelőhelyre a kőolajnak valamilyen oldószerét fecskendezik be, mely lehet gáz és/vagy folyadék. A tenzidárasztó eljárások sorában - a tenzid koncentrációja, adott esetben a tenzid típusa és adalékanyagai szerint — megkülönböztetnek tenziddel elősegített víz árasztást, közönséges (alacsony felületi feszültséggel járó, úgynevezett ,Jow tension flooding”) tenzidárasztás, micelláris és emulziós árasztást. Ezek a módszerek elsősorban az olaj és a lelőhelyen jelenlevő víz közötti határfelületi feszültség csökkentésén alapulnak. Egyes esetekben azonban - különösen magasabb tenzídkoncentrációk jelenlétében - víz/olaj diszperziók keletkeznek, melyek viszkozitása az olajhoz képest fokozottabb, ennek következtében a tenzidárasztás az olaj mozgékonysági viszonyának csökkenését is előidézi, s így, amint ismeretes, az olaikiszorítás hatásfoka megnövekszik. A tiszta polimérárasztás túlnyomórészt az olaj és az utólag bevezetett víz közötti kedvezőbb mozgékonysági viszony legutóbb leírt hatásán alapul. A találmány olyan eljárásra vonatkozik, melynek során az olaj kitermelését tenzidárasztással éljük el. Olajmobilizáló tenzidekként mindeddig elsősorban szerves szulfonátokról, így például alkil-, alkil-aril- és petróleum-szulfonátokról tettek említést. Ezeknek az anyagoknak a toleranciahatára (tűrőképessége) azonban nagyon csekély a lelőhelyen levő vizek sótartalmával szemben. Alkalmazásukat már 1000 ppm szintű sókcncentrációk kérdésessé tehetik, és különösen kifejezett ezeknek a tenzideknek az érzékenysége az alkáliföldfémek ionjaival szemben. Ez esetben felső, kritikus határkoncentrációként elfogadják a körülbelül 500 ppm értéket (4 110 228 számú Egyesült Államokbeli szabadalmi leírás). Ennél magasabb sókoncentrációk esetében csapadékos termékek képződnek, és ezek a formáció eldugulá2 sához vezethetnek. Mivel azonban számos lelőhelyvíz sótartalma lényegesen magasabb, így például Észak-Németországban a 250000 ppm értéket is eléri, olyan lehetőségeket vizsgáltak, melyek segítségével a szerves szulfonátoknak egyébként kedvező olajmobilizáló sajátságai magas sótartalmú lelőhelyrendszerek eseteiben is kiaknázhatók. Társtenzidekkel, így például alkoholokkal vagy nemionos tenzidekkel keverve a szerves szulfonátok elektrolitokkal szemben mutatott érzékenysége csökken, ugyanakkor azonban legtöbbnyire olajmobilizáló hatásuk is romlik. Ellentétben a szerves szulfonátok említett anyagcsoportjával, az alkil-, illetve alkil-aril-poliglikol éterszulfátok és a karboxi-metil-csoportöt tartalmazó alkil-, illetve alkil-aril-oxetilátok toleranciája (tűrőképessége) szélsőségesen magas sókoncentrációkkal (melyek szintje például a 250 000 ppm értéket is elérheti) szemben is kedvező. Mivel e tenzidek olajmobilizáló hatása megfelelő [D. Balzer és K. Kosswlg: Tenside Detergents 16, 256 (1979)] továbbá előállításuk egyszerű és gazdaságos, ezért önként adódik ennek az anyagcsoportnak az alkalmazása közepes és nagy sótartalmú (10 000-250 000 ppm összes sótartalmú) lelőhelyrendszerek olajtartalmának kiszorítására. Számos olyan vizsgálat során, melyeket modellezett formációkban, tenzidként karboxi-metil-csoportot tartalmazó oxetilátokkal végeztek, megfigyelték, hogy a harmadlagos eljárással kapott, úgynevezett „terciér olaj” túlnyomórészt emulzió alakjában került felszínre. Mivel ez esetben olaj/víz emulzióról van szó, melynek elválasztása olajos és vizes fázisra a kőolajfeldolgozásban részben nagyon költségigényes, ez a jellemző vonás az eljárás lényeges hátrányát jelenti. A találmány céljául tűztük ki ezért olyan eljárás kidolgozását, mely lehetővé teszi a karboxi-metilezett oxetilátok segítségével mobilizált, harmadlagosan kitermelt olaj nagymértékű emulziómentesítését. Ezt a feladatot az 1-5. igénypontokban leírt eljárás segítségével oldottuk meg. Az eljárás alapja az a meglepő felismerés, hogy az olaj túlnyomórészt emulziómentesen szorítható ki úgy, hogy a tenzidnek lelőhelyvízben vagy árasztásra használt vízben való oldatához, illetve diszperziójához - amennyiben az árasztást nem a formáció víztartalmával végezzük - oldható alkáliföldfémsókat adunk. Ezekben az esetekben általában olyan formációs vizekről vagy árasztáshoz alkalmazott vizekről van szó, melyek alkáliföldfém-iontartalma körülbelül 3%-nál kevesebb. Ez a tulajdonság nyilvánvalóan anyagspecifikus a karboxi-metilezett oxetilátok szempontjából, mert políglikol-éter-szulfátoknál még oxetilátokkal való keverékek esetében sem figyelték meg A találmányi eljárás értelmében olajmobilizáló tenzidekként karboxi-metilezett oxetilátokat alkalmazunk. E vegyületeket a 2 418 444 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás szerint ügy állítjuk elő, hogy R-(0-CH3-CH3 )n-OH képletű oxetilátokat alkáli- vagy alkáliföldfém-hidroxid jelenlétében a klór-ecetsav valamely sójával reagáltatunk. Alkalmazhatók azonban más előállítási eljárások is. A fenti képletben R jelentése telített vagy telítetlen, egyenes vagy elágazó szénláncű, 6-20 szénatomos előnyösen 8—16 szénatomos alkilcsoport vagy az alkilrészben 3—16 szénatomot tartalmazó alkil-aril-csoport, 187.048 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
