JPH08510481A - Ｎ．ｎ−ジアルキルアミドを適用して、原油からのアスファルトの沈殿を減少させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 原油からのアスファルトの沈澱の減少、好ましくは防止法。１つの態様では、ボアホール中で、原油を炭素原子が８ないし２２個の脂肪酸の少なくとも１種のＮ，Ｎ−ジアルキルアミドと接触させる。別の態様では、ＥＯＲ法のミシブル攻法により、炭素原子が８ないし２２個の脂肪酸の少なくとも１種のＮ，Ｎ−ジアルキルアミドをフラッディング溶剤に加えて、沈澱を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミドを適用して、原油からのアスファルトの 沈澱を減少させる方法技術分野 この発明は、原油からのアスファルトの沈澱の減少、好ましくは防止方法に関 する。背景技術 含油層からの石油炭化水素の一次産出は、通常、含油層内または含油層を貫通 するボーリングによって行われる。油は、次に、ボアホールに流入し、そこから ポンプで汲み上げて地表に回収する。大抵の油層では、一次回収すなわち一次産 出は、油層内の油の僅か約２５ないし３５％しか回収しない。多くの技法が開発 されており、それによって、該油層からさらに油を回収することができる。この ような、総称して二次または増進回収（ＥＯＲ）法と呼ぶ方法が、産出を大幅に 増大させることができる。ある場合には、６０ないし６５％もの回収が達成され た。 ＥＯＲが必要になる場合には、油田中の多数の坑井を圧入井にあてて、残留す る油を油層から残りの産出井に押出し、そこから地表にポンプで押出すだけの圧 力の水、溶剤またはガスのような流体を圧入井に装入する。この方法を「フラッ ディング」という。フラッディングに、液化天然ガスまたは液体炭素のような流 体を用いる場合には、該方法を「ミシブル攻法」という。 一次回収法のみならず増進回収法で直面する重大な問題は、含油層内か産出ボ アホール中のいずれかにおけるアスファルテンおよび同類の固体成分（総称して アスファルトと呼ぶ）の沈澱である。ほとんどすべての原油は溶解状態またはコ ロイド分散状態のアスファルトを少量含有しているので、ほとんどすべての油田 において、少なくとも１つの形態で、この問題に遭遇する。 油が地質貯留岩層に見られる周囲の条件に曝露したままでありさえすれば、ア スファルトは、場合によっては、溶解または懸濁状態を保っている。しかし該条 件が変化すると、有害な沈澱を生じることがある。したがって、ＥＯＲの間に、 原油をミシブル攻法溶液と接触させると、含油層内にアスファルトの沈澱の見出 されることが多い。原油を低温／低圧の周囲の条件に曝す場合には、さらに頻発 的にボアホール中に沈澱が生じる。いずれかの場所における沈澱も、清掃を行う 間に、ひどい損失を伴う油井からの産出の中断をもたらすことがある。 沈澱したアスファルトの清掃は、通常、機械的または化学的清掃法もしくは貯 留岩層状態（たとえば圧力または産出速度）の処置によって行われる。今日まで のところ、該方法は、常に欠点を補うためのものであって、ある期間油井または 油層の産出停止が必要なことは変らない。したがって、防止策が大いに必要とな る。 発明の開示 この発明の目的は、原油からのアスファルトの沈澱の防止または少なくとも減 少方法を提供することにある。 この発明によれば、地質貯留岩層内に見られる状態と異なる状態に曝す場合に 、原油からのアスファルトの沈澱を減少させる方法において、該方法が前記原油 を、効果的な量の式Ｉ Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ₁）（Ｒ₂） （Ｉ） （式中、Ｒ₁は置換または無置換Ｃ₁−Ｃ₆アルキル基、Ｒ₂は置換または無置換Ｃ₁ −Ｃ₆アルキル基、およびＲ₃Ｃ（Ｏ）−は炭素原子が８ないし２２個の置換ま たは無置換脂肪酸残基）の少なくとも１種の化合物と接触させることを特徴とす る方法が提供される。 この発明の１つの態様では、 圧入井から、含油層内に、ミシブル攻法の溶剤が存在するときに、原油からア スファルトが沈澱しはじめる圧力を、油層内の周囲の地質圧力よりも高い圧力に 高めるのに効果的な量の、液化天然ガスおよび液体炭素から選ばれ、さらに式Ｉ Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ₁）（Ｒ₂） （Ｉ） （式中、Ｒ₁は置換または無置換Ｃ₁−Ｃ₆アルキル基、Ｒ₂は置換または無置換Ｃ₁ −Ｃ₆アルキル基、およびＲ₃Ｃ（Ｏ）−は炭素原子が８ないし２２個の置換ま たは無置換脂肪酸残基）の少なくとも１種の化合物を含有するミシブル攻法の溶 剤を圧入することを特徴とする増進原油回収法の改良法が提供される。 この発明の別の態様では、産出ボアホール中の原油からのアスファルトの沈澱 を減少させる方法において、該方法が、原油中にまだアスファルトが安定して溶 解または懸濁している時点に、ボアホール中の原油に、アスファルトが該原油か ら沈澱しはじめる温度を、原油が油井口で遭遇する温度よりも低い温度に低下さ せるだけの量の式Ｉ Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ₁）（Ｒ₂） （Ｉ） （式中、Ｒ₁は置換または無置換Ｃ₁−Ｃ₆アルキル基、Ｒ₂は置換または無置換Ｃ₁ −Ｃ₆アルキル基、およびＲ₃Ｃ（Ｏ）−は炭素原子が８ないし２２個の置換ま たは無置換脂肪酸残基）の少なくとも１種の化合物を添加することを特徴とする 方法が提供される。 図面の簡単な説明 この発明を、添付図面について若干説明する。 図１は、ミシブル攻法の溶剤が存在するとき、またはボアホール中で原油試料 からアスファルトの沈澱が生じる圧力および温度を求める装置の略図である。 この発明の方法に有効な前記式Ｉの化合物は公知のＮ，Ｎ−ジアルキルアミド である。式Ｉの化合物のジアルキル成分は同一かまたは異なることができ、炭素 が１ないし３個のアルキル基が好ましく、メチル基がさらに好ましい。 前記化合物Ｉの脂肪酸残基 Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−は、植物油中に存在する脂肪酸の 置換または無置換残基であることができる。該植物油はトール油、パーム油、大 豆油、綿実油、やし油、とうもろこし油、落花生油、カノラ油、ベニバナ油、ひ まわり油、ババス油、ひまし油、あまに油、オリーブ油および桐油から選ぶこと ができる。好ましい態様では、植物油はトール油、パーム油および大豆油から選 ぶことができる。 一般に、この発明の方法には、炭素原子が８ないし２２個のカルボン酸のジア ルキルアミドを使用することができる。ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸 、リノレン酸およびリシノレイン酸のような炭素原子が１８個の脂肪酸を原料と するものが好ましく、オレイン酸を原料とするものがさらに好ましい。とくに好 ましいジアルキルアミドはＮ，Ｎ−ジメチルオレオアミドである。 前記のような植物油のアミドは、植物油を適当なアミンと反応させることによ って調製される。たとえば、トール油のジメチルアミド（ＤＭＡＴＯ）はトール 油 脂肪酸（ＴＯＦＡ）をジメチルアミン（Ｒ₁＝Ｒ₂＝メチル）と反応させることに よって調製される。同様にして、大豆油（ＤＭＡＳＯ）およびパーム油（ＤＭＡ ＰＯ）についてジメチルアミドを調製した。こうすることによって、各成分脂肪 酸のジメチルアミドが調製される。 一般に、前記式Ｉの化合物は、高温高圧下で、脂肪酸を適当なアミンと結合さ せて調製することができる。たとえば、ＤＭＡＴＯの場合には、ＴＯＦＡ（トー ル油脂肪酸）留分（１．０モル）をやや過剰モル量（１．１モル）のジメチルア ミンと混合する。脂肪酸がトリグリセリド（脂肪酸３個／トリグリセリド）とし て存在する他の植物油（大豆油、パーム油）の場合には、１．０モルの油を３． ３モルのジメチルアミンと混合する。該混合物を密閉容器内で、１００ｐ．ｓ． ｉ．を超えない圧力下で徐々に１７０℃に加熱する。この状態で反応を８時間行 う。その後の分析により、この方法では成分脂肪酸の少なくとも９５パーセント のアミド化が達成されることが判明した。ＤＡＭＴＯの場合には、過剰のアミン は反応中に生成した水によって形成される水相中に除去される。トリグリセリド を含む場合には、過剰のアミンは反応後除去されるグリセリン相中に存在する。 この発明の方法では、界面活性剤、乳化剤または分散剤のような一般的な添加 剤を含有するＮ，Ｎ−ジアルキルアミドの配合物を使用することもできる。好ま しいＮ，Ｎ−ジアルキルアミドの配合物は、カナダ、ケベック州、Ｖａｕｄｒｅ ｕｉｌのＢｕｃｋｍａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ｏｆ Ｃａｎａｄａ，Ｌ ｔｄ．から販売されている製品ＭＦＥ２４００である。製品ＭＦＥ２４００はＤ ＭＡＴＯ ９０．１％および製品ＴＤＥＴ９９（たとえばテネシー州、メンフィ スのＨａｒｃｒｏｓｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入 手しうるエトキシル化ドデシルフェノール）９．９％である。 ミシブル攻法に用いられる液化天然ガスは主にＣ₁ないしＣ₄炭化水素を含む低 分子量ガスの入手容易な液化混合物である。この物質は、すべてではないにして も、ほとんどの原油に非常に混和性がある。しかし、原油中に存在するアスファ ルトはほとんどの含有層内の貯留岩層にある天然ガスには可溶ではない。その結 果、天然ガスが原油と接触すると、アスファルトは沈澱し、さらに凝固して、含 有層のポアを閉塞するようになることが多い。このような沈澱および凝固を、効 果的な量の前記式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミド化合物の添加によって減少、さ らには防止することができる。 この発明に適用可能なその他のミシブル攻法の流体は液体炭酸（ＣＯ₂）であ る。液体炭酸が存在する場合にも同様に原油からアスファルトが沈澱し、凝固す る。この明細書に規定される式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミドは、液体ＣＯ₂を ミシブル攻法の流体として使用する場合に生じる前記沈澱および凝固の減少、さ らには防止にも効果的である。 フラッディング流体が存在するときのアスファルトの沈澱および凝固は圧力に 関連する現象のように思われる。すなわち、アスファルト含有原油がミシブル攻 法の流体と接触すると、アスファルトの沈澱はたぶん比較的低圧で生じるであろ う。この圧力は油層内の周囲の地質圧力よりも小さいことが多い。このような場 合には、油層内でアスファルトの沈澱および凝固の起ることがあり、これによっ て圧入井と産出井との間の油層の閉塞が生じる場合がある。 発明実施の最良態様 この発明の第１の態様によれば、ミシブル攻法の溶剤中に式ＩのＮ，Ｎ−ジア ルキルアミドを包含させると、ミシブル攻法の間にアスファルトが沈澱しさらに 凝固する圧力を高めることが見出された。式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミドの効 果的な量は、アスファルトが沈澱しはじめる圧力を、処理する原油含有層内の周 囲の地質圧力よりも高い圧力に高めるのに要する量と定義される。 式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミドの効果的な量は、ミシブル攻法の溶剤の容量 に対して通常約１ないし５容量％、好ましくは約１ないし３容量％である。 式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミドは沈澱防止剤として働く以外に、ミシブル攻 法の溶剤として液体炭酸を使用する場合には、増粘剤としても働くこともできる 。Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミドは液体炭酸の粘度を１３０℃および４１００ｐｓｉ ｇにおいて約６０％増大させる。このような粘度上昇は液体炭酸圧入操作の移動 度比（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｒａｔｉｏ）を改善して、油層内の原油の「不揃い」 でないより均一な通過、したがって良好な回収率をもたらすこができる。 図１に示す装置で、油と周囲の圧力および溶剤濃度との関係ならびにＮ，Ｎ− ジアルキルアミドの効果に関する測定を行う。試供油およびＮ，Ｎ−ジアルキル アミド含有溶剤を、おのおの単一相のままである温度および圧力条件下で、それ ぞれ原シリンダー１および２に入れる。原シリンダー１および２は水−水銀プラ グ１’および２’を介して容積式ポンプ３によって加圧され、該プラグ１’およ び２’は、油および溶剤を共通移動管路４およびマニホールド５を経て、所定の 比率で可視シリンダー６に移行させるピストンとして働く。 可視シリンダー６内で、原油と溶剤とを合わせた混合物は、この場合も水銀プ ラグ６’を介して、飽和圧力（Ｐｓａｔ）に加圧され、可視シリンダー内のＰｓ ａｔにおいて生じる沈澱（もしあれば）の度合を目視観察することができる。Ｐ ｓａｔは可視シリンダー内の圧力を、気相が生じはじめる状態まで調節すること によって求められる。 可視シリンダー６から、油／溶剤混合物をマニホールド５を経てレーザーセル ７に圧送し、そこでレーザービームの透過率によって沈澱を検知する。レーザー セルは流路を約０．５ないし１．０ｍｍとするように粗調整することができる。 このレーザー源はヘリウム／ネオンであって、流路の反対側にホトダイオード検 出器を備えている。レーザーの透過率はミリボルト単位で測定する。透明な溶剤 は原油の光学濃度を低下させるので、ミシブル攻法の溶剤濃度が増すにつれて透 過率は大きくなる。沈澱の兆しを見せる圧力に達すると、油中に溶剤相が出現す るために油／溶剤混合物が不透明になるので透過率は低下しはじめる。 混合物は貯蔵または廃棄するためにレーザーセル７から捕集セル８に移行させ る。 この発明のこの態様を次の実施例によって例示するが、該実施例は後記クレー ムが必要とする以外は限定するつもりはない。 実施例１ １３０℃の温度および４１００ｐｓｉｇの油層から回収される、アスファルト の沈澱を生じやすいことが公知の原油を、予め回収した分離ガスおよび分離油を 混合して再構成した。この原油の飽和圧力は１３０℃で３６５０ｐｓｉｇであっ た。前記の装置を用いて、問題の原油を、種々のモルパーセントの表１に概略組 成を示す液化天然ガスフラッディング溶剤と接触させた。 アスファルトの沈澱が生じる圧力増加を実証するために、再構成原油を、約４ ．５容量パーセントのＭＦＥ２４００を含有する液化天然ガスフラッディング溶 剤およびさらにＭＦＥ２４００を含まないフラッディング溶剤と接触させた。Ｍ ＦＥ２４００をフラッディング溶剤に加えなかった対照試験の結果とともに表２ に試験結果を記す。観察はフラッディング溶剤と接触させなかった油についても 行った。 油の中に固形物質が現われるために、レーザーの透過率が増大をやめて、実際 に減少しはじめる段階からアスファルトの沈澱が始まったと考えられる。固形物 質は必ずしも肉眼で見えるとは限らないが、レーザーでは容易に検知される。 表中のデータから、ＭＦＥ２４００が存在すると、沈澱が生じる圧力およびフ ラッディング溶剤濃度がともに増大することがわかる。 実施例２ 同じ原油を用いて、実施例１と同様の評価を行ったが、この場合にはフラッデ ィング溶剤としてＭＦＥ２４００含有および不含有の液体炭素を使用した。ＭＦ Ｅ２４００を用いる実験では、ＭＦＥ２４００を３容量パーセントの量で使用し た。 結果を表３に記す。 この発明の第２の態様では、ボアホール中のアスファルトの沈澱を防止するた めにＮ，Ｎ−ジアルキルアミドを使用する。 この発明のこの態様では、沈澱問題は温度に関連する。沈澱は、貯留岩層と油 井口との温度勾配の結果として、ボアホール中のある点で起る。アスファルトを 溶解または懸濁したままに保つだけの油井口周囲の温度はめったにない。したが って、ボアホール中の沈澱問題はほとんど一般的な問題である。大抵の油井は、 清掃のために定期的、しばしば週１回の頻度で産出を止める必要がある。 ボアホール中のアスファルトの沈澱を防止するために処理する場合に、適切に は、沈澱を阻止するほどの温度において、式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミドをボ アホール下端から原油の中に圧入するのが好ましい。ミシブル攻法における沈澱 の減少あるいは、さらに防止のための効果的な式ＩのＮ，Ｎ−ジアルキルアミド の量を、ここでは、油井口の温度における沈澱の減少あるいはさらに防止のため に必要な量と定義する。通常、効果的な量は圧送する油の容量に対して約０．５ ないし７容量％である。 この発明のこの態様では、式Ｉと同じＮ，Ｎ−ジアルキルアミドを使用する。 好ましいＮ，Ｎ−ジアルキルアミドはステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、 リノレン酸およびリシノレイン酸のような炭素原子が１８個の脂肪酸を原料とす るものである。とくに好ましいＮ，Ｎ−ジアルキルアミドはＮ，Ｎ−ジメチルオ レオアミドである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．地質貯留岩層内で見られる状態とは異なる状態に曝されたときにアスファ ルトの沈澱を生じやすい原油からの該沈澱を減少させる方法において、該方法が 、前記原油と効果的な量の式Ｉ Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ₁）（Ｒ₂） （Ｉ） （式中、Ｒ₁は置換または無置換Ｃ₁−Ｃ₆アルキル基、Ｒ₂は置換または無置換Ｃ₁ −Ｃ₆アルキル基、およびＲ₃Ｃ（Ｏ）−は炭素原子が８ないし２２個の置換ま たは無置換脂肪酸残基）の少なくとも１種の化合物と接触させることを特徴とす る方法。 ２．圧入井から含油層内に、フラッディング溶剤が存在するときに原油からア スファルトが沈澱しはじめる圧力を、油層内周囲の地質圧力よりも高い圧力まで 高めるのに効果的な量の、液化天然ガスおよび液体炭素から選ばれ、さらに式Ｉ Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ₁）（Ｒ₂） （Ｉ） （式中、Ｒ₁は置換または無置換Ｃ₁−Ｃ₆アルキル基、Ｒ₂は置換または無置換Ｃ₁ −Ｃ₆アルキル基、およびＲ₃Ｃ（Ｏ）−は炭素原子が８ないし２２個の置換ま たは無置換脂肪酸残基）の少なくとも１種の化合物を含有するミシブル攻法溶剤 を圧入することを特徴とする増進原油回収方法。 ３．式Ｉの前記化合物の量がフラッディング溶剤の容量に対して約１ないし５ 容量パーセントであることを特徴とする請求項２の方法。 ４．式Ｉの前記化合物がＤＭＡＴＯであることを特徴とする請求項３の方法。 ５．フラッディング溶剤が液化天然ガスであることを特徴とする請求項３の方 法。 ６．式Ｉの前記化合物がＤＭＡＴＯであることを特徴とする請求項５の方法。 ７．フラッディング溶剤が液体炭素であることを特徴とする請求項３の方法。 ８．式Ｉの前記化合物がＤＭＡＴＯであることを特徴とする請求項７の方法。 ９．産出ボアホール中の原油からのアスファルトの沈澱を減少させる方法にお いて、該方法が、原油中にまだアスファルトが安定に溶解または懸濁している時 点に、ボアホール中の原油に、アスファルトが前記原油から沈澱しはじめる温度 を、原油が油井口で遭遇する温度よりも低い温度に低下させるだけの量の式Ｉ Ｒ₃Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ₁）（Ｒ₂） （Ｉ） （式中、Ｒ₁は置換または無置換Ｃ₁−Ｃ₆アルキル基、Ｒ₂は置換または無置換Ｃ₁ −Ｃ₆アルキル基、およびＲ₃Ｃ（Ｏ）−は炭素原子が８ないし２２個の置換ま たは無置換脂肪酸残基）の少なくとも１種の化合物を添加することを特徴とする 方法。 １０．式Ｉの前記化合物の量が、産出される原油に対して、約０．５ないし７ 容量％であることを特徴とする請求項９の方法。 １１．式Ｉの前記化合物がＤＭＡＴＯであることを特徴とする請求項９の方法 。