187049. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olaj földalatti lelőhelyekről történő kinyerésére
1 2 Az olajtartalmú lelőhelyeknél az olaj kitermelésekor elsődleges kinyerési eljárásokkal általában csak az eredeti olajkészlet tört részét lehet kibányászni. Ilyenkor az olaj a természetes lelőhelyi nyomás következtében jut a földfelszínre. A másodlagos olajkitermelésnél szokás szerint vizet préselnek be a réteg egy vagy több besajtoló kútján át, és így az olajat az egy vagy több kitermelő kúthoz nyomják, és így hozzák felszínre. Ez az ún. vizes elárasztás, mint másodlagos eljárás relatíve olcsó, és ennek megfelelően gyakran alkalmazzák, mégis sok esetben a lelőhelyi olaj kiszorításának fokozásához csak kévéssé járul hozzá. Az olaj hatékony koszorítása, amely drágább, de a jelenlegi olgjszűkéie való tekintettel népgazdaságilag sürgősen szükséges harmadlagos eljárások segítségével történik. Ezek alatt olyan eljárásokat kell érteni, amelyek során vagy az olaj viszkozitását csökkentik és/vagy az utánáramló víz viszkozitását növelik és/vagy az olaj és a víz közti határfelületi feszültséget csökkentik. Ezeknek a folyamatoknak a többségét a következő eljárások körébe lehet besorolni; oldószeres vagy elegyedő elárasztás, termikus olajkinyerési eljárások, tenzid- vágj' polimer elárasztás illetve ezek kombinációi. A termikus kinyerési eljárások gőz vagy forróvíz beszólását jelentik, illetve földalatti elégetésként történnek. Az oldószeres és elegyedő eljárások egy kőolaj-oldóanyag lelőhelyre való besajtolását jelen tik, ez gáz és/vagy folyadék is lehet. A tenzid-elárasztásos eljárások - a tenzidkoncentráció, adott esetben a tenzidtípus és az adalékok alapján megkülönböztetünk: tenzidtámogatott vizes elárasztást, szokásos tenzid-elárasztást (Lowtension flooding), micelláris elárasztást és emulziós elárasztást — elsősorban az olaj és a besajtolt víz közti határ felületi feszültség erős csökkentésén alapulnak. Egyes esetekben mégis, különösen nagyobb tenzidkoncentrációk esetén víz-az-olajban diszperziók keletkeznek, melyek viszkozitása az olajénál jóval nagyobb, úgyhogy itt a tenzid-elárasztás a mobilitás-arány csökkentését is célozza, melynek révén nő az olajkiszorítás hatásfoka. A tiszta polimer-elárasztás túlnyomórészt a fent leírt effektuson alapszik; az olaj és az utánáramló víz közti kedvezőbb mobilitás-arányon. Az itt következő találmány egy tenzid-elárasztás segítségével történő olajkinyerési eljárásra vonatkozik. Mint ol^j-mobilizáló tenzideket, eddig mindenekelőtt a szerves szulfonátokat, mint alkj]-, alkilarilvagy olajszulfonátokat írták le. Ezeknek azonban nagyon alacsony a tűrési határuk a réteg vizek sótartalmával szemben. Már az 1000 ppm-es sókoncentrációk is problematikusnak számítanak. Ugyanakkor •ezekneka tenzideknek az alkáli földfém-ionokkal szembeni érzékenysége különösen kifejezett. Itt a felső kritikus határkoncentrációnak az 500 ppm-et tekintik körülbelül, (USPS 4 110 228). Magasabb sókoncentráció jelenléte esetén ezeknek a tenzideknek az alkalmazásakor csapadékok keletkeznek, amelyek a réteg el töm ődéséhez vezethetnek. Mivel azonban nagyon sok rétegvíz rendelkezik lényegesen nagyobb sótartalommal, pL Észak-Wémetországban egészen 250 000 ppm-ig, olyan utakat kerestünk, amelyek a szerves szulfonátok egyébként jó olajmobilizáló tulajdonságait nagyobb sótartalmú lelőhelyek esetében is hasznosíthatóvá teszik. Társ felületaktív anyagokkal (Cosurfactant), mint például alkoholokkal vagy nemionos -tenzidekkel való keverés esetén a szerves szulfonátok ugyan kevésbé elektrolit-érzékenynek mutatkoztak, de ilyenkor általában az olajmobiüzáló hatás is rosszabb lett. Ezzel az anyagcsoporttal szemben az alkü- 111. al- Jdlaril-poüglikoléteiszulfátok vagy a karoboximetilezett alkü- illetve alküariletoxilátok jól viselik el még a lelőhelyi vizek extrém magas sótartamát is (pl. 250 000 ppm). Mivel ezeknek a tenadeknek az olajmobilizáló hatása jó (H.J. Neumann, DGMK BERICHTE; DGMK jelentések; Bericht 164 1978, D. Balzer és K. Kosswig, Tenside Detergents; Tenzid detergensek; 16 , 256, 1979), előállításuk egyszerű és gazdaságos, ezért az ilyen típusú anyagok nagyon alkalmasak dájkiszorításra a közepes és nagyobb sótartalmú lelőhelyrendszerekben (10 000 - 250 000 (ipm össz-sótartalom), Modellmagokban karboximetüezett etoxilátokkal nint tenzidekkel végzett számos maradékolaj-mobilizáló kisédet során azonban azt figyeltük meg, hogy az ülőpadnak a rétegen keresztül való transzportálását erős nyomásemelkedés kíséri. Így például még relatív jól áteresztő mesterséges rétegeknél is 40 bar/m-ig terjedő nyomásemelkedések voltak megfigyelhetők, amelyek a földfelszínre való átvitelkor messze az olajsztatikus nyomás fölé való emelkedéshez vezetnének, és ezzel kizárnák ezeknek a tenzideknek az alkalmazásit a harmadlagos olajkinyerésnél. Hasonló nagyságrendű nyomásemelkedésre az irodalomban is utalnak g. Marx, H. Murtada, M. Burkowsky, Erdőéi Erdgas itschrift; Kőolaj földgáz folyóirat: 93,303, 1977). A szerzők a nagy nyomáskülönbségeket emulziós zónák keletkezésével magyarázzák, amelyek azonban állítólag az áramlási front területére korlátozódnak. A mi kísérleteinek során azonban nem volt felismerhető a nyomásemelkedés helyi behatároltsága. És mivel a nyetsolqjemulziók, amelyeket karboximetilezett etoxilátokkal stabilizáltak, szerkezeti viszkozitásuk révén a nagy nyomáskülöbségeket az áramlási sebesség csökkentésével sem lehet akármennyire lecsökkentél. Következésképpen a karboximetilezett etoxilátcs tenzíd-elárasztársoknál az olajmezőben kezelhetetlenül nagy nyomásemelkedésekkel kellene számolni. Az volt tehát a feladat, hogy a jó olajmobizlízáló karboximetilezett etoxilátok számára egy olyan tenzid-elárasztásos eljárást találunk, amely nem vezet túl nagy nyomásé melke déshez. A nyomásemelkedés fccsökkentése olyan módon lehetséges, hogy a tenzidmennyiséget a lelőhelynek megfelelően szabják meg és alkalmazzák, így céloznak meg egy erősen csökkentett tenzid-áttörést. Ez az eljárási mód azonban homogén rétegeket tételez fel, amelyek ugye adottak a meseterséges homokmagokon, de a tulajdonképpeni lelőhelyeken aligha fordulnak elő. A feladat megoldása ezen a módon tehát alig lehetséges. Ezt a feladatot meglepő módon úgy sikerült megoldani, hogy elhagytuk egy az irodalom által is alátámasztott munkahipotézist, miszerint, ha a feltételek egy víz-az olajba emulzió meglétére lehetőleg a tejjes elárasztási folyamat során megvannak (U Lepper, Erdőéi Erdgas Zetischrift: Kőolaj földgáz folyóirat; 92 , 426 1976). D Balzer és K. Kosswig (Tenside Detergents; Tenzid detergensek; 16,256, 1976)szerint ez azt jelenti, hogy az eredeti nyersolaj és a rétegvíz vagy elárasztási követő víz rendszer (amennyiben nem a rétegvízzel végzik az elárasztást), valamint a tenzid 187.049 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
