Эмульсии, содержащие водорастворимые агенты, замедляющие реакцию кислоты, и способы их получения и применения - RU2018111408A
Код документа: RU2018111408A
Формула
1. Многофазная водная композиция, содержащая:
поверхностно-активное вещество;
первую фазу, содержащую воду, кислоту и водорастворимый агент, замедляющий реакцию кислоты; и
вторую фазу, выбранную из группы, состоящей из несмешивающейся органической фазы, газа и их комбинаций.
2. Многофазная водная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что кислота выбрана из группы, состоящей из хлороводорода, бромоводорода, йодоводорода, фтороводорода, серной кислоты, азотной кислоты, фосфорной кислоты, алкансульфоновых кислот, арилсульфоновых кислот, уксусной кислоты, муравьиной кислоты, алкилкарбоновых кислот, акриловой кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, малоновой кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты, винной кислоты и их комбинаций.
3. Многофазная водная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что водорастворимый агент, замедляющий реакцию кислоты, выбран из группы, состоящей из соли, мочевины или одного из ее производных, альфа-аминокислоты, бета-аминокислоты, гамма-аминокислоты, спирта, содержащего от одного до пяти атомов углерода, поверхностно-активного вещества, имеющего структуру в соответствии с формулой I, и их комбинаций:
Формула I
где R1представляет собой углеводородную группу, которая может быть разветвленной или неразветвленной, ароматической, алифатической или олефиновой и содержит от примерно 1 до примерно 26 атомов углерода, и может содержать амин; R2представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до примерно 4 атомов углерода; R3представляет собой углеводородную группу, содержащую от 1 до примерно 5 атомов углерода; и Y представляет собой электроноакцепторную группу.
4. Многофазная водная композиция по п. 3, отличающаяся тем, что указанная соль содержит: i) катион, выбранный из группы, состоящей из лития, натрия, калия, рубидия, цезия, бериллия, магния, кальция, стронция, бария, скандия, иттрия, титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама, марганца, технеция, рения, железа, рутения, осмия, кобальта, родия, иридия, никеля, палладия, платины, меди, серебра, золота, цинка, кадмия, ртути, бора, алюминия, галлия, индия, таллия, олова, аммония, алкиламмония, диалкиламмония, триалкиламмония и тетраалкиламмония, и
ii) анион, выбранный из группы, состоящей из фторида, хлорида, бромида, йодида, сульфата, бисульфата, сульфита, бисульфита, нитрата, алкансульфонатов, арилсульфонатов, ацетата, формиата, и их комбинации.
5. Многофазная водная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что поверхностно-активное вещество представляет собой вспенивающий агент, а вторая фаза содержит газ.
6. Многофазная водная композиция по п. 5 в форме пены.
7. Многофазная водная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанный газ выбран из группы, состоящей из азота, диоксида углерода, кислорода, гелия, аргона, водорода, метали, этана, пропана или бутана, или их комбинации.
8. Многофазная водная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что вторая фаза содержит несмешивающуюся органическую фазу.
9. Многофазная водная композиция по п. 8 в форме эмульсии, в которой первая фаза является непрерывной фазой, а вторая фаза является дисперсной фазой, и стабилизирована поверхностно-активным веществом.
10. Многофазная водная композиция по п. 9, отличающаяся тем, что указанное поверхностно-активное вещество представляет собой этоксилированное неионогенное поверхностно-активное вещество структуры RO(CH2CH2O)nH, где R представляет собой алкильную группу, содержащую от 6 до 18 атомов углерода, и 1≤n≤10.
11. Многофазная водная композиция по п. 8 в форме эмульсии, в которой вторая фаза является непрерывной фазой, а первая фаза является дисперсной фазой, и стабилизирована поверхностно-активным веществом.
12. Многофазная водная композиция по п. 11, отличающаяся тем, что указанное поверхностно-активное вещество представляет собой катионное поверхностно-активное вещество структуры [RNXYZ]+ A-, где R представляет собой алкильную цепь, содержащую от 10 до 18 атомов углерода. X, Y и Z выбраны из метила, этила, гидроксиэтила или бензила, где X, Y и Z могут быть одинаковыми или различными; и A представляет собой анион, выбранный из группы, состоящей из фторида, хлорида, бромида, йодида, ацетата, сульфата, алкилсульфоната или арилсульфоната.
13. Способ, включающий:
a) обеспечение многофазной водной композиции, содержащей:
поверхностно-активное вещество;
первую фазу, содержащую воду, кислоту и водорастворимый агент, замедляющий реакцию кислоты;
вторую фазу, выбранную из группы, состоящей из несмешивающейся органической фазы, газа и их комбинаций; и
b) обработку подземного пласта, соединенного по текучей среде со стволом скважины, жидкостью для обработки нефтяной скважины, содержащей указанную многофазную водную композицию.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанная кислота выбрана из группы, состоящей из хлороводорода, бромоводорода, йодоводорода, фтороводорода, серной кислоты, азотной кислоты, фосфорной кислоты, алкансульфоновых кислот, арилсульфоновых кислот, уксусной кислоты, муравьиной кислоты, алкилкарбоновых кислот, акриловой кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, малоновой кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты, винной кислоты и их комбинаций.
15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанный водорастворимый агент, замедляющий реакцию кислоты, выбран из группы, состоящей из соли, мочевины или одного из ее производных, альфа-аминокислоты, бета-аминокислоты, гамма-аминокислоты, спирта, содержащего от одного до пяти атомов углерода, поверхностно-активного вещества, имеющего структуру в соответствии с формулой I, и их комбинаций:
Формула I
где R1представляет собой углеводородную группу, которая может быть разветвленной или неразветвленной, ароматической, алифатической или олефиновой и содержит от примерно 1 до примерно 26 атомов углерода, и может содержать амин; R2представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до примерно 4 атомов углерода; R3представляет собой углеводородную группу, содержащую от 1 до примерно 5 атомов углерода; и Y представляет собой электроноакцепторную группу.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанная соль содержит: i) катион, выбранный из группы, состоящей из лития, натрия, калия, рубидия, цезия, бериллия, магния, кальция, стронция, бария, скандия, иттрия, титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама, марганца, технеция, рения, железа, рутения, осмия, кобальта, родия, иридия, никеля, палладия, платины, меди, серебра, золота, цинка, кадмия, ртути, бора, алюминия, галлия, индия, таллия, олова, аммония, алкиламмония, диалкиламмония, триалкиламмония и тетраалкиламмония, и
ii) анион, выбранный из группы, состоящей из фторида, хлорида, бромида, йодида, сульфата, бисульфата, сульфита, бисульфита, нитрата, алкансульфонатов, арилсульфонатов, ацетата, формиата, и их комбинации.
17. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанное поверхностно-активное вещество представляет собой вспенивающий агент, а вторая фаза содержит газ, причем указанный газ выбран из группы, состоящей из азота, диоксида углерода, кислорода, гелия, аргона, водорода, метана или этана, или их комбинации.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что указанная многофазная водная композиция представлена в форме пены.
19. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанная вторая фаза содержит несмешивающуюся органическую фазу, и указанная многофазная водная композиция представлена в форме эмульсии, в которой первая фаза является непрерывной фазой, а вторая фаза является дисперсной фазой, и стабилизирована поверхностно-активным веществом.
20. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанная вторая фаза содержит несмешивающуюся органическую фазу, и указанная многофазная водная композиция представлена в форме эмульсии, в которой вторая фаза является непрерывной фазой, а первая фаза является дисперсной фазой, и стабилизирована поверхностно-активным веществом.
21. Способ, включающий:
a) обработку подземного пласта, соединенного по текучей среде со стволом скважины, жидкостью для обработки нефтяной скважины, содержащей многофазную водную композицию, которая содержит:
поверхностно-активное вещество, включая вспенивающий агент;
первую фазу, содержащую воду, кислоту и водорастворимый агент, замедляющий реакцию кислоты;
вторую фазу, содержащую газ, выбранный из группы, состоящей из азота, диоксида углерода, кислорода, гелия, аргона, водорода, метана или этана, или их комбинации; причем указанная многофазная водная композиция представлена в форме пены.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что указанная кислота выбрана из группы, состоящей из хлороводорода, бромоводорода, йодоводорода, фтороводорода, серной кислоты, азотной кислоты, фосфорной кислоты, алкансульфоновых кислот, арилсульфоновых кислот, уксусной кислоты, муравьиной кислоты, алкилкарбоновых кислот, акриловой кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, малоновой кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты, винной кислоты и их комбинаций.
23. Способ по п. 21, отличающийся тем, что указанный водорастворимый агент, замедляющий реакцию кислоты, выбран из группы, состоящей из соли, мочевины или одного из ее производных, альфа-аминокислоты, бета-аминокислоты, гамма-аминокислоты, спирта, содержащего от одного до пяти атомов углерода, поверхностно-активного вещества, имеющего структуру в соответствии с формулой I, и их комбинаций:
Формула I
где R1представляет собой углеводородную группу, которая может быть разветвленной или неразветвленной, ароматической, алифатической или олефиновой и содержит от примерно 1 до примерно 26 атомов углерода, и может содержать амин; R2представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до примерно 4 атомов углерода; R3представляет собой углеводородную группу, содержащую от 1 до примерно 5 атомов углерода; и Y представляет собой электроноакцепторную группу.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что указанная соль содержит: i) катион, выбранный из группы, состоящей из лития, натрия, калия, рубидия, цезия, бериллия, магния, кальция, стронция, бария, скандия, иттрия, титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама, марганца, технеция, рения, железа, рутения, осмия, кобальта, родия, иридия, никеля, палладия, платины, меди, серебра, золота, цинка, кадмия, ртути, бора, алюминия, галлия, индия, таллия, олова, аммония, алкиламмония, диалкиламмония, триалкиламмония и тетраалкиламмония, и
ii) анион, выбранный из группы, состоящей из фторида, хлорида, бромида, йодида, сульфата, бисульфата, сульфита, бисульфита, нитрата, алкансульфонатов, арилсульфонатов, ацетата, формиата, и их комбинации.
25. Способ по п. 21, отличающийся тем, что указанную многофазную водную композицию получают посредством:
i) введения поверхностно-активного вещества и первой фазы в подземный пласт, и
ii) отдельного введения газа в подземный пласт для приведения его в контакт с поверхностно-активным веществом и первой фазой с достаточной энергией для образования многофазной водной композиции в форме пены.
