CN101755027A - 从地层中开采原油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从地层中开采原油的水性流体及其使用方法，其中所述水性流体包含水以及一种或多种有机磷材料。

Description

从地层中开采原油的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求在2007年7月20日提交的美国临时专利申请No.60/929,979的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及从地层中开采原油的方法。
背景技术
多种方法被用于从地层中开采原油。最初，通过压力递减从地层中得到石油。在这种方法中，地层与一个或多个开采井之间的压力差迫使地层中所含的石油流向可以开采石油的开采井处。通常，利用压力递减法至多可开采地层中初始所含石油的约35％。这样便使大量的石油剩余在地层中。此外，某些地层中所含石油粘度过大，从而不能通过压力递减法来高效地将其从地层中开采出来。由于人们需要从地层中开采更高比例的石油，因此研发出开采这样的石油的方法，所述石油是不能仅仅通过压力递减技术而开采的。通常这些方法被称为“提高采油率(enhanced oil recovery)技术”。
之前的产油方法会剩余高达50％的初始原油在地层中。近年来人们试图开采出油藏中的剩余石油，并且在这一方面取得了重大成功。在现在所使用的方法中，更为有前景的一种方法为被称作表面活性剂驱油法的提高采油率方法。
将含有表面活性剂的水性流体注入富含石油的地层中，以从地层中驱替(displace)出石油，随后开采所驱替出的石油。
在油湿地层(例如碳酸盐岩地层)中，地层的疏水性表面抑制了水性流体渗吸至地层中，从而限制了可通过驱油法而驱替出的石油量。
大多数碳酸盐油藏为天然裂缝性油藏，从这些油藏中的开采量通常远远低于从非裂缝性油藏中的开采量。根据近年来对100个裂缝性油藏所进行的调查，对于这些基岩孔隙度大且基岩渗透率低的油藏，需要“提高采油率(EOR)”技术来达到最高的产量。通过吸附极性化合物和/或使原来含于原油中的有机物沉积，原本水湿碳酸盐油藏(water-wet carbonate reservoir)的润湿性发生改变，因此许多碳酸盐油藏成为混合润湿性的或油湿性的。尽管难以准确确定何种化合物在改变油藏的润湿性方面是关键的，然而人们指出沥青质、环烷酸和多种羧酸(包括辛酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸)是引起润湿性改变的主要原因。原油中的这些天然表面活性剂在水中具有足够高的溶解性，从而可通过较薄的水层并吸附于岩石表面。硅石与方解石之间的主要差别在于：方解石的零电荷点为约8.2，因而在中性pH下，方解石的表面带有正电荷。如果岩石为油湿性或混合润湿性的，则不会发生自发渗吸。人们提出使用表面活性剂来改变岩石表面以增加水润湿性、降低界面张力并促进水向基岩油藏中的渗吸，从而提高采油率。然而，在碳酸盐地层中，表面活性剂的使用并不总能获得令人满意的效果。
改善油湿地层中的采油率的·主要机理为：改变润湿性并降低界面张力。
关于润湿性的改变，可考虑两种不同的方案，这些方案涉及：将直接吸附在沉积于油藏的碳酸盐表面的有机羧酸酯(organic carboxylate)之上、并将增加该表面的亲水性的化合物；将使所吸附的有机羧酸酯发生解吸附并赋予表面更高亲水性的化合物。
为了到达固-液界面，其唯一的迁移机理是通过水-油界面、随后通过油相的扩散。这表明与更大的大分子相比，较小的非缔合分子可能是更好的候选者。
一般来说，阴离子表面活性剂不能够使吸附在白垩表面上的有机羧酸酯发生解吸附。
R-N+(CH3)3型阳离子表面活性剂能够使有机羧酸酯以不可逆的方式从白垩表面上解吸附下来，在某些情况中，通过在70℃下水性表面活性剂溶液的自发渗吸，可在30天内开采地质中70％的石油。在这种情况中，油相中形成并分散有离子对。使用阳离子表面活性剂可改变润湿性。然而，阳离子表面活性剂可能会与阴离子表面活性剂不相容，其中阴离子表面活性剂通常用于降低界面张力，从而同样有助于提高地层中的采油率。
附图简要说明
图1示出了纯净去离子水下的CaCO3晶体上的十六烷液滴。
图2示出了纯净去离子水下的CaCO3晶体上的十六烷液滴，该CaCO3晶体经PEG1000磷酸酯预处理，以示出将PEG1000磷酸酯吸附到CaCO3晶体上增大了十六烷在水下的CaCO3上的接触角。
图3标示出了图1的接触角。
图4标示出了图2的接触角。
发明内容
对于诸如(例如)碳酸钙之类的低表面能材料来说，其具有疏水性表面。在试图从地层中开采石油时，这种材料的疏水性是不利的。人们需要对低表面能基体进行亲水化的方法。
在第一方面，本发明涉及用于从地层中开采原油的水性流体，其包含盐水以及一种或多种有机磷材料(organophosphorus material)，所述有机磷材料选自：
(b)(1)符合结构(I)的有机磷化合物：
Figure G2008800254496D00031
其中：
各R1和各R2独立地不存在或为O，条件是R1和R2中的至少一个为O，
各R3独立地为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R5和各R4独立地不存在、或为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R6、R8、和各R7分别独立地为H、或(C1-C30)烃、或-POR9R10，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，
R9和R10各自独立地为羟基、烷氧基、芳氧基、或(C1-C30)烃，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，以及
m为1至5的整数，
(b)(2)符合结构(I)的有机磷化合物的盐，
(b)(3)一种或多种符合结构(I)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(b)(4)包含(b)(1)、(b)(2)和(b)(3)所述的化合物、盐、和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
在第二方面，本发明涉及用于从地层中开采原油的方法，其包括：向地层中引入水性介质，该水性介质包含：水或盐水；以及如上所述的有机磷材料。
用本发明的磷酸酯(其为有机磷材料)对表面进行处理，可使表面性能发生改变。降低原油烃(例如附图中的十六烷)在碳酸钙上的吸附有利于从油井内的多孔石材中提取出来(例如)原油。
与用于表面处理的许多聚合物相比，磷酸酯相对较为便宜，并且易于生产。
磷酸酯被认为是无毒和可生物降解的。
长期以来，人们利用一种称作“酸化”的方法对产油气井进行处理，以提高其产量，在这种方法中，将无机酸的水性乳液单独或与各种表面活性剂、腐蚀抑制剂和烃油的组合加入开采井中。据推测，这种处理易于立即从紧邻开采井眼的地下油层或地下气层的区域中除去沉淀物，因此提高了地层的渗透率，并允许通过井眼开采出剩余的油或气。对产油井或产气井进行这种“酸化”处理的另一目的是通过使用这样的组合物来除去地层裂缝中的水，其中所述组合物大大降低水与油或气之间的界面力。多种表面活性剂被建议用于该用途。
常规油田的全球平均采油率为约35％，通过提高采油率可使其增至50％。EOR有两个重要要素：提高驱替效率和改善宏观波及效率(macroscopic sweep efficiency)。本发明提供了这样的磷酸酯，其使地层中的油湿性碳酸盐的润湿性改为水润湿性。由于地层变为水润湿性，因此本发明可和用于改善驱替效率和宏观波及效率的化合物一同使用。
在任何现有技术的参考文献中均未指示本文所披露且要求保护的特定磷酸酯可用于使产量较低或已停止生产的产油气井恢复生产。本发明的方法尤其可用于提高这样的油气井的产量，其中开采井的酸化处理、包括使用各种酸和各种表面活性剂的酸化处理已经对这种油气井不起作用。
有利的是，磷酸酯与这样的阴离子表面活性剂相容，其中所述阴离子表面活性剂通常用于降低界面张力，从而同样有助于提高地层中的采油率。
发明详述
本文中所用的术语“疏水性表面”是指显示出排斥水的趋势、由此表现为不会被水润湿的表面，这由水接触角大于或等于70°、更典型为大于或等于90°、和/或表面自由能小于或等于约40达因/厘米来证实。
本文中所用的术语“亲水性表面”是指显示出对水的亲和性、由此表现为可被水润湿的表面，这由水接触角小于70°、更典型为小于60°、和/或表面自由能大于约40达因/厘米、更典型为大于或等于约50达因/厘米来证实。
本文中涉及疏水性表面而使用的术语“亲水化”是指赋予这种表面以更强的亲水性，由此使疏水性减弱，这由水接触角减小来表明。一种表明处理后疏水性表面的亲水性得到增强的方式为：与未经处理的表面的水接触角相比，经处理的表面的水接触角减小。
本文中涉及基体而使用的术语“水接触角”是指由位于表面上的水滴所表现出的接触角，这通过常规的图像分析方法来测量，所述常规的图像分析方法为：在25℃下，将水滴置于表面(通常为基本上平坦的表面)上，对液滴进行拍照，并测量照片图像中所显示的接触角。
利用杨氏方程来评价表面能：
cos(θ)*γlv＝γsv-γsl
其中θ为接触角，ysv为固相与气相间的界面能，γsl为固相与液相间的界面能，且γlv为液相与气相间的界面能，并且γsv表示固体的表面能。
本文中涉及有机基团或化合物而使用的符号“(Cn-Cm)”(其中n和m均为整数)是指这样的基团或化合物，其中每个所述基团或化合物含有n个碳原子至m个碳原子。
本文中所用的术语“烷基”是指一价饱和直链或支化的烃基，典型为一价饱和(C1-C30)烃基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、或正己基，所述烷基可以任选地在其一个或多个碳原子上被取代。在一个实施方案中，烷基在其一个或多个碳原子上被烷氧基、氨基、卤素、羧基、或膦酰基取代，如羟甲基、羟乙基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、异丙氧基乙基、氨基甲基、氯代甲基、或三氯甲基、羧乙基、或膦酰甲基(phosphonomethyl)。
本文中所用的术语“羟烷基”是指在其一个碳原子上被羟基取代的烷基。
本文中所用的术语“烷氧基”是指被烷基取代的氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、或丁氧基，所述烷氧基可以任选地在其一个或多个碳原子上被进一步取代。
本文中所用的术语“环烷基”是指饱和环烃基，典型为(C3-C8)饱和环烃基，例如环己基或环辛基，所述环烷基可以任选地在其一个或多个碳原子上被取代。
本文中所用的术语“烯基”是指含有一个或多个碳-碳双键的不饱和直链、支链、或环状的烃基，例如乙烯基、1-丙烯基、或2-丙烯基，所述烯基可以任选地在其一个或多个碳原子上被取代。
本文中所用的术语“芳基”是指含有一个或多个六元碳环(该六元碳环的不饱和度可由3个共轭双键来表示)的一价不饱和烃基，例如苯基、萘基、蒽基、菲基、或联苯基，所述芳基可以任选地在该环的一个或多个碳原子上被取代。在一个实施方案中，芳基在其一个或多个碳原子上被羟基、烯基、卤素、卤代烷基或氨基取代，例如甲基苯基、二甲基苯基、羟苯基、氯苯基、三氯甲基苯基或氨基苯基。
本文中所用的术语“芳氧基”是指被芳基取代的氧基，如苯氧基、甲基苯氧基、异丙基甲基苯氧基。
除非另有明确地限定或者被上下文限定，否则本文中所用的表述，基团可以“任选地被取代”或者“任选地被进一步取代”通常是指该基团可被一个或多个无机或有机取代基(例如烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂原子、或杂环基)、或一个或多个能够与金属离子配位的官能团(例如羟基、羰基、羧基、氨基、亚氨基、酰氨基、膦酸或磺酸、或其无机酯和有机酯(例如硫酸酯或磷酸酯)、或其盐)取代。
本文中涉及有机基团而使用的术语“(Cx-Cy)”(其中x和y均为整数)表示这样的基团，每个所述基团可含有x个碳原子至y个碳原子。
有机磷材料
根据本发明，于2006年9月5日提交的美国临时专利申请60/842,265以及于2006年6月12日提交的美国临时专利申请60/812,819(以引用方式并入本文)中所描述的有机磷材料以水性混合物的形式注入地层中以提高水润湿性，当地层包含石灰石(碳酸钙)时尤其是如此。
在第一方面，本发明涉及用于从地层中开采原油的水性流体，所述水性流体包含盐水和一种或多种有机磷材料，所述有机磷材料选自：
(b)(1)符合结构(I)的有机磷化合物：
Figure G2008800254496D00081
其中：
各R1和各R2独立地不存在或为O，条件是R1和R2中的至少一个为O，
各R3独立地为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R5和各R4独立地不存在、或为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R6、R8、和各R7分别独立地为H、或(C1-C30)烃、或-POR9R10，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，
R9和R10各自独立地为羟基、烷氧基、芳氧基、或(C1-C30)烃，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，以及
m为1至5的整数，
(b)(2)符合结构(I)的有机磷化合物的盐，
(b)(3)一种或多种符合结构(I)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(b)(4)包含(b)(1)、(b)(2)和(b)(3)所述的化合物、盐、和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
在一个实施方案中，R6、R8和各R7分别独立地为H、(C1-C30)烷基、(C1-C30)烯基、或(C7-C30)烷芳基。
在一个实施方案中，R1和R2均为O，并且有机磷化合物选自：
(II)(1)符合结构(II)的有机磷酸酯：
Figure G2008800254496D00091
其中R3、R4、R5、R6、R7、R8和m均如上所述，
(II)(2)符合结构(II)的有机磷化合物的盐：
(II)(3)一种或多种符合结构(II)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(II)(4)包含(II)(1)、(II)(2)和(II)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
在一个实施方案中，R1均不存在，R2均为O，并且有机磷化合物选自：
(III)(1)符合结构(III)的有机膦酸酯：
Figure G2008800254496D00101
其中R3、R4、R5、R6、R7、R8和m均如上所述，
(III)(2)符合结构(III)的有机磷化合物的盐：
(III)(3)一种或多种符合结构(III)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(III)(4)包含(III)(1)、(III)(2)和(III)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
在一个实施方案中，R1均为O，各R2均不存在，并且有机磷化合物选自：
(IV)(1)符合结构(IV)的有机膦酸酯：
Figure G2008800254496D00102
其中R3、R4、R5、R6、R7、R8和m均如上所述，
(IV)(2)符合结构(IV)的有机磷化合物的盐：
(IV)(3)一种或多种符合结构(IV)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(IV)(4)包含(IV)(1)、(IV)(2)和(IV)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
在一个实施方案中，各R3为符合结构(V)、(VI)、(VII)或(VIII)的二价基团：
Figure G2008800254496D00111
Figure G2008800254496D00112
Figure G2008800254496D00113
Figure G2008800254496D00114
其中：
各R12和各R13独立地为H、羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳氧基，或者与相邻的碳原子连接的两个R12基团、以及与这两个R12基团连接的碳原子可以一同稠合形成(C6-C8)烃环，
R20为H、羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基，
R22为羟基或羟烷基，条件是R20和R22不均为羟基，
R23和R21各自独立地为亚甲基或多(亚甲基)，
p、p′、p″、q、和x各自独立地为2至5的整数，
r、s、r′、r″和y各自独立地为0至25的数，条件是r和s中的至少一个不为0，
u为2至10的整数，
v和w各自为1至25的数，
t、t′和t″各自为1至25的数，
条件是(r+s)的值与倍数t的乘积小于或等于约100，(v+r’)的值与倍数t’的乘积小于或等于约100，并且(w+r”)的值与倍数t″的乘积小于或等于约100。
在一个实施方案中，各R4和各R5独立地不存在或者为符合结构(V)、(VI)或(VII)的二价基团，其中R12、R13、R20、R21、R22、R23、p、p′、p″、q、r、r′、r″、s、t、t′、t″、u、v、w、x和y如上所述。
在一个实施方案中，各R3独立地为符合结构(V)、(VI)或(VII)的二价基团，其中R12、R13、R20、R21、R22、R23、p、p′、p″、q、r、r′、r″、s、t、t′、t″、u、v、w、x和y如上所述，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
在一个实施方案中，各R3独立地为符合结构(V)的二价基团，其中p为2、3或4，r为1至25的整数，s为0，t为1至2的整数，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
在一个实施方案中，各R3独立地为符合结构(VI)的二价基团，其中R12基团、包括与它们连接的碳原子一同稠合形成(C6-C8)烃环，R13均为H，p′为2或3，u为2，v为1至3的整数，r’为1至25的整数，t′为1至25的整数，(v+r’)的值与倍数t”的乘积小于或等于约100、更典型为小于或等于约50，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
在一个实施方案中，各R3独立地为符合结构(VII)的二价基团，其中R20为羟基或羟烷基，R22为H、烷基、羟基或羟烷基，条件是R20和R22不均为羟基，R21和R23各自独立地为亚甲基、二(亚甲基)或三(亚甲基)，w为1或2，p″为2或3，r″为1至25的整数，t″为1至25的整数，(w+r”)的值与倍数t″的乘积小于或等于约100、更典型为小于或等于约50，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
在符合结构(II)的有机磷化合物的一个实施方案中：
R6、R8以及各R7分别独立地为H、或(C1-C30)烃、或-POR9R10，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，更典型地，R6、R8和各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(V)、(VI)或(VII)的二价基团，以及
m为1至5的整数。
在符合结构(II)的有机磷化合物的一个实施方案中：
R6、R8以及各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(V)的二价基团，
P各自独立地为2、3或4，更典型为2或3，
r各自独立地为1至约100的数，更典型为2至约50的数，
s均为0，
t均为1，以及
m为1至5的整数。
在一个实施方案中，有机磷材料选自：
(X)(1)符合结构(IX)的有机磷化合物：
其中：
p为2、3或4，更典型为2或3，
r为4至约50的数，
(IX)(2)符合结构(IX)的有机磷化合物的盐，以及
(IX)(3)包含(IX)(1)和(IX)(2)所述的化合物和/或盐中的两种或多种的混合物。
在符合结构(II)的有机磷化合物的一个实施方案中：
R6、R8以及各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(VI)的二价基团，
R12基团、包括与它们连接的碳原子一同稠合形成(C6-C8)烃环，
R13均为H，
p′为2或3，
u为2，
v为1，
r’为1至25的数，
t′为1至25的数，
(v+r’)的值与倍数t’的乘积小于或等于约100，以及
m为1至5的整数。
在符合结构(II)的有机磷化合物的一个实施方案中：
R6、R8以及各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(VII)的二价基团，
R20为羟基或羟烷基，
R22为H、烷基、羟基或羟烷基，
R23和R21各自独立地为亚甲基、二(亚甲基)或三(亚甲基)，
w为1或2，
p″为2或3，
r″为1至25的数，
t″为1至25的数，
(w+r”)的值与倍数t″的乘积小于或等于约100，以及
m为1至5的整数。
在一个实施方案中，有机磷化合物符合结构(III)，R3均为符合结构(V)的二价基团，其中s＝0并且t＝1，R4和R5均不存在，并且R6、R7以及R8均为H。
在一个实施方案中，有机磷化合物符合结构(IV)，其中R3和R5均符合结构(V)，其中s＝0并且t＝1，且R6和R8均为H。
在一个实施方案中，有机磷材料(b)(I)包含符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物。
在一个实施方案中，有机磷材料(b)(I)包含呈线型分子形式的、符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物，例如通过符合结构(II)的分子与符合结构(IV)的分子的缩合而形成的符合结构(X)的线型缩合反应产物：
Figure G2008800254496D00151
其中R4、R7、p、r均如上所述。
在一个实施方案中，有机磷材料(b)(I)包含呈交联网络形式的、符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物。示例性的交联缩合反应产物网络的一部分以结构(XI)示出：
其中
R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8和m均如上所述，并且
各R3′独立地为上述符合结构(I)的化合物中的R3基团的残基，其中R3基团为亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)部分，该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)部分在所述亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)部分的一个或多个碳原子上被羟基、羟烷基、羟基亚烷基氧基或羟基多(亚烷基氧基)取代，并且——R3′——R4——和——R3′——R5——分别表示该R3基团与另外的符合结构(I)的化合物分子中的——R3′——R5——或R8——R5——基团缩合而形成的连接。
在一个实施方案中，有机磷材料(b)(I)包含符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物，并且该缩合反应产物形成共价交联的有机磷网络。通常而言，共价交联的有机磷网络在水中的溶解度小于符合结构(I)的有机磷化合物在水中的溶解度，更典型地，共价交联的有机磷网络基本上不溶于水。
本文中所用的术语“盐”是指由碱(包括无机碱或有机碱)或酸(包括无机酸或有机酸)制得的盐。
在一个实施方案中，有机磷材料(b)(I)以盐的形式存在，其包含：衍生自符合结构(I)的有机磷化合物的阴离子(例如，通过羟基或羟烷基取代基的去质子化而得到的阴离子)；以及衍生自碱的带一个或多个正电荷的反离子。
合适的带正电荷的反离子包括无机阳离子和有机阳离子，如钠阳离子、钾阳离子、钙阳离子、镁阳离子、铜阳离子、锌阳离子、铵阳离子、四烷基铵阳离子、和衍生自伯胺、仲胺和叔胺以及取代的胺的阳离子。
在一个实施方案中，阳离子为一价阳离子，例如Na+或K+。
在一个实施方案中，阳离子为多价阳离子，例如Ca+2、Mg+2、Zn+2、Mn+2、Cu+2、Al+3、Fe+2、Fe+3、Ti+4、Zr+4，其中存在下列情况：有机磷化合物可以呈“盐络合物”的形式，所述盐络合物由有机磷化合物和多价阳离子形成。对于每分子中具有两个或多个阴离子位点(例如去质子化的羟基取代基)的有机磷化合物，有机磷化合物-多价阳离子络合物可形成离子型交联网络结构。通常而言，离子型交联有机磷网络在水中的溶解度小于符合结构(I)的有机磷化合物在水中的溶解度，更典型地，离子型交联有机磷网络基本上不溶于水。
可通过已知的合成方法来制备合适的有机磷化合物，例如，通过(例如)美国专利No.5,550,274、5,554,781和6,136,221中所披露的方法，由一种或多种每分子中具有两个或多个羟基的化合物与磷酸、多磷酸、和/或磷酸酐的反应而获得。
可通过已知的合成方法来制备合适的有机磷化合物，例如，通过(例如)美国专利No.5,550,274、5,554,781和6,136,221中所披露的方法，由一种或多种每分子中具有两个或多个羟基的化合物与磷酸、多磷酸、和/或磷酸酐的反应而获得。
通常可将本发明的一种或多种化合物以水性组合物的形式注入地层中。例如，相对于100重量份(“pbw”)的流体，所述水性流体含有：约0.01重量份(pbw)至约5重量份(pbw)、更通常为约0.05pbw至约2pbw或3pbw、约0.1pbw至1pbw的有机磷材料。
如上所述，本发明化合物可与用于提高采油率的其他化合物一同使用。例如，可向含有烃的地层中提供仅含有本发明的一种或多种化合物的烃开采用组合物、或者提供含有本发明的一种或多种化合物和用于提高采油率的其他化合物的烃开采用组合物。例如，组合物可包含本发明的一种或多种磷酸酯和一种或多种非离子添加剂(例如醇、乙氧基化醇、非离子表面活性剂和/或糖基酯)以及一种或多种阴离子表面活性剂(例如硫酸盐、磺酸盐、乙氧基化硫酸盐和/或磷酸盐)。
醇
可使用醇作为互溶剂以降低水饱和度。油与乙醇间的界面张力远远小于油与盐水间的界面张力。
与保持盐水的毛细管力相比，保持醇的毛细管力大大降低。
据报道可将异丙醇或丁醇与甲醇一同用于混相驱替，以提高石脑油和矿物油的采油率。
其他人研究了通过醇驱法来提高采油率。其工艺设计主要围绕着醇/油/盐水三相。已表明采油率受醇/油/盐水组合的选择影响极大。其他人报道注入油溶性溶剂和水溶性溶剂(如醇和酮)的合适组合可显著提高采油率。
在一个实施方案中，脂肪族非离子添加剂可用于烃开采用组合物中。本文中所用的术语“脂肪族”是指由碳和氢原子构成的直链或支链。在一些实施方案中，脂肪族非离子添加剂的脂肪族部分的平均碳原子数目可为10至24。在一些实施方案中，脂肪族非离子添加剂的脂肪族部分的平均碳原子数目可为12至18。在一些实施方案中，脂肪族非离子添加剂可包含支化的脂肪族部分。脂肪族非离子添加剂的支化的脂肪族部分的平均碳原子数目可为16至17。在一些实施方案中，脂肪族非离子添加剂的支化的脂肪族基团的脂肪族季碳原子可低于约0.5％。在一个实施方案中，平均支链数目/脂肪族非离子添加剂为约0.1至约2.5。在其他实施方案中，平均支链数目/脂肪族非离子添加剂为约0.7至约2.5。
甲基支链可占支链非离子添加剂中支链总数目的约20％至约99％。在一些实施方案中，甲基支链可占支链非离子添加剂中支链总数目的大于约50％。在某些实施方案中，醇中乙基支链的数目可占支链总数目的小于约30％。在其他实施方案中，如果存在乙基支链，则乙基支链的数目可占支链总数目的约0.1％至约2％。如果存在除了甲基或乙基之外的支链，则其可占支链总数目的小于约10％。在一些实施方案中，除了甲基和乙基之外的支链占支链总数目的小于约0.5％。
在一个实施方案中，脂肪族非离子添加剂可为长链脂肪醇。本文中所用术语“长链”是指平均碳原子数为10至30的碳链。长链脂肪醇(例如，长链伯醇)可为商业购得的(例如由位于美国得克萨斯州休斯顿市的Shell Chemical公司制造的Neodol.RTM.醇)。在某些实施方案中，可通过多种通常已知的方法来制备长链脂肪醇。长链脂肪醇的平均碳原子数可为10至24。在一些实施方案中，长链脂肪醇的平均碳原子数可为12至18。在其他实施方案中，长链脂肪醇的平均碳原子数可为16至17。
在实施方案中，一部分长链脂肪醇可以是支化的。可通过支化的烯烃的加氢甲酰基化来制备支化的长链脂肪醇。在Murray的题为“Process For Isomerizing Linear Olefins to Isoolefins”的美国专利文献No.5,510,306、Murray的题为“Process For Isomerizing Linear Olefinsto Isoolefins”)的美国专利文献No.5,648,584、以及Murray的题为“Process For Isomerizing Linear Olefins to Isoolefins”的美国专利文献No.5,648,585中描述了支化的烯烃的制备，所有这些文献的内容以引用方式并入本文。在Singleton等人的题为“Highly Branched PrimaryAlcohol Compositions，and Biodegradable Detergents Made Therefrom”的美国专利文献No.5,849,960、Singleton等人的题为“HighlyBranched Primary Alcohol Compositions，and Biodegradable DetergentsMade Therefrom”的美国专利文献No.6,150,222、以及Singleton等人的题为“Highly Branched Primary Alcohol Compositions，andBiodegradable Detergents Made Therefrom”的美国专利文献No.6,222,077中描述了支化的长链脂肪醇的制备，所有这些文献的内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，长链脂肪醇的支化的脂肪族基团的支链可含有低于约0.5％的脂肪族季碳原子。在一个实施方案中，平均支链数目/长链脂肪醇为约0.1至约2.5。在其他实施方案中，平均支链数目/长链脂肪醇为约0.7至约2.5。
甲基支链可占支化的长链脂肪醇中支链总数目的约20％至约99％。在一些实施方案中，甲基支链可占支化的长链脂肪醇中支链总数目的大于约50％。在某些实施方案中，醇中乙基支链的数目可占支链总数目的小于约30％。在其他实施方案中，如果存在乙基支链，则乙基支链的数目可占支链总数目的约0.1％至约2％。如果存在除了甲基或乙基之外的支链，则其可占支链总数目的小于约10％。在一些实施方案中，除了甲基和乙基之外的支链占支链总数目的小于约0.5％。
脂肪族阴离子表面活性剂
在实施方案中，脂肪族阴离子表面活性剂可用于烃开采用组合物中。在某些实施方案中，脂肪族阴离子表面活性剂的脂肪族部分的平均碳原子数目可为10至24。在一些实施方案中，脂肪族阴离子表面活性剂的脂肪族部分的平均碳原子数目可为12至18。在其他实施方案中，脂肪族阴离子表面活性剂的脂肪族部分的平均碳原子数目可为16至17。在一些实施方案中，脂肪族阴离子表面活性剂可包含支化的脂肪族部分。在一些实施方案中，脂肪族阴离子表面活性剂的支化的脂肪族基团的脂肪族季碳原子可低于约0.5％。在实施方案中，平均支链数目/脂肪族阴离子表面活性剂为约0.1至约2.5。在其他实施方案中，平均支链数目/脂肪族阴离子表面活性剂为约0.7至约2.5。
甲基支链可占支化的阴离子表面活性剂中支链总数目的约20％至约99％。在一些实施方案中，甲基支链可占支化的阴离子表面活性剂中支链总数目的大于约50％。在某些实施方案中，醇中乙基支链的数目可占支链总数目的小于约30％。在其他实施方案中，如果存在乙基支链，则乙基支链的数目可占支链总数目的约0.1％至约2％。如果存在除了甲基或乙基之外的支链，则其可占支链总数目的小于约10％。在一些实施方案中，除了甲基和乙基之外的支链占支链总数目的小于约0.5％。
在还采用脂肪族阴离子表面活性剂的实施方案中，可提供含有有效量的脂肪族阴离子表面活性剂的溶液，其中所述脂肪族阴离子表面活性剂选自由具有如下通式的化合物构成的组：R1O(C3H6O)m(C2H4O)nYX，其中R1为直链或支链烷基、烯基、或者被烷基或烯基取代的苯基(所述基团的非芳香族部分含有6至24个碳原子)；m的平均值为1至10；n的平均值为1至10；Y为亲水性基团；并且X为阳离子，优选为一价阳离子，例如N、K、NH4 +。Y为适合的亲水性基团或者被取代的亲水性基团，诸如(例如)硫酸根、磺酸根、膦酸根、磷酸根或羧酸根。优选的是，R1为具有至少两个支链基团的支化的烷基，并且Y为磺酸根或磷酸根。
其他可任选的添加剂
可任选地，本发明的水性流体还可包含粘土稳定材料或者沙土稳定材料。在石油开采过程中，沙土和其他物质可带入开采的石油中。这种情况可通过加入粘土稳定材料或者沙土稳定材料而得以减轻。合适的粘土稳定材料或者沙土稳定材料包括环氧树脂、多官能阳离子聚合物(例如聚(N-丙烯酰基酰氨基甲基三甲基氯化铵)、或者聚(乙烯基苄基三甲基氯化铵))。
可加入本发明水性流体中的其他可任选的成分包括(但不限于)诸如生物多糖、纤维素醚、由丙烯酰胺衍生的聚合物之类的聚合物、腐蚀抑制剂、除氧剂、杀菌剂等、及它们的任意组合。
将本发明的水性流体引入含有原油的地层中，通常是将流体注入地层中。
当碳酸盐地层具有疏水性表面时，向水性驱流体中加入所述有机磷材料使该表面得到改性，从而增加了该表面的表面能，并使该表面更易于被水润湿。表面改性的地层更易于渗吸水性驱流体，因此提高被地层渗吸的水性流体的量，并增加了被水性流体从地层中驱替出的原油的量。
水性流体可用于二次采油或三次采油工艺中，尽管也不排除这种流体用于其他用途中。
使用方法
用于形成包含本发明有机磷材料的水性介质可为软水、半咸水、或盐水。
可任选的是，在将含有本发明磷酸酯的水性流体注入原油后，可使用各种烃溶剂以将水性溶液驱替到油藏中，其中所述原油的粘度通常为待处理的油井中的含油地层粘度。可使用低分子量烃溶剂，通常为沸点在汽油沸点范围以下的液态烃，例如低级烷烃(包括丁烷、丙烷、戊烷、己烷和庚烷)、以及天然汽油、石脑油和煤油或者这些烃的混合物。低硫原油和酸性原油均可用作用于将水溶液驱替至地下油藏或气藏中的烃。
可任选的是，在注入本发明水性流体之前，可注入预冲洗液。预冲洗液可由烃流体、盐水溶液构成，或仅由水构成。
此外，在注入包含本发明磷酸酯的水性流体之后，还可任选地向地层中注入表面活性剂、流度控制流体或聚合物冲洗液，以进一步提高采油率，其中聚合物冲洗液通常为利用(例如)上面所披露的聚合物的增稠的水溶液。利用这种聚合物溶液以将在含有石油情况下的表面活性剂驱从油藏中驱出或赶出，从而将原油从油藏中“驱扫(sweep)”出来。此外，聚合物溶液的粘度极高，这有助于防止被行业称作窜槽或“指进(fingering)”的发生，从而提高了驱扫效率。
在注入这种聚合物冲洗液或流度控制流体之后，还可再次注入水冲洗液，其可为盐水、或咸水、或软水、或淡水。
当驱替流体推动流度缓冲剂料快(该流度缓冲剂料快将石油驱扫出地层中的孔并到达开采井)时，在与注入井分隔的开采井处开采石油。水/油乳液到达表面后，将其送入存储罐中，随后进行反乳化，从而利用自然重力使油与水分离。
例如，可将含有本发明磷酸酯的烃开采用组合物加入一部分含烃地层中(其平均温度可低于80℃)。为了便于将一定量的烃开采用组合物送至含烃地层，可将烃组合物与水或盐水结合使用，以制得可注入流体。通常可通过注入井向含烃地层中注入为可注入流体总重量的约0.01重量％至约5重量％的磷酸酯。在某些实施方案中，通过注入井注入的烃开采用组合物的浓度可为可注入流体总重量的约0.05重量％至约3重量％。在一些实施方案中，烃开采用组合物的浓度可为可注入流体总重量的约0.1重量％至约1重量％。
在一些实施方案中，可将烃开采用组合物加入一部分含烃地层中。
实施例
图1示出了纯净去离子水下的CaCO3晶体上的十六烷液滴。图3标示出了图1的接触角。图3示出接触角为60°至80°。
图2示出了水(其中含有1重量％的PEG1000磷酸酯，pH值为10)下的CaCO3晶体上的十六烷液滴，该CaCO3晶体经PEG1000磷酸酯预处理。该图示出PEG1000磷酸酯吸附到CaCO3晶体上增大了十六烷在水下的CaCO3上的接触角。通过将碳酸钙晶体浸入(例如)PEG1000磷酸酯的水溶液(例如，1重量％，pH为6-7)中来对该晶体进行预处理。通过测量十六烷在水下的接触角显示出其成功地吸附于该晶体上，并且表面性能相应改变。图4标示出了图2的接触角。图4示出了该接触角为＞130°。
图3和图4的对比显示出，PEG1000磷酸酯吸附到CaCO3晶体上增大了十六烷在纯净去离子水下的CaCO3上的接触角(由＜80°至＞130°)。
因此，对于未经处理的晶体而言，观察到十六烷的接触角小(即，油在该晶体上的吸附效果好，这是不利的)，而对于经处理的晶体而言，观察到接触角大(即，油在该晶体上的吸附效果差，这是有利的)。
显而易见的是，除了上面明确描述的实施方案之外的其他实施方案也落入本发明权利要求的精神和范围之内。因此，本发明不受限于上述说明，而是由本发明所附权利要求进行限定。

Claims (28)

1.一种用于从地层中开采原油的水性流体组合物，其包含：
(a)盐水，以及
(b)一种或多种有机磷材料，其选自：
(b)(1)符合结构(I)的有机磷化合物：
Figure F2008800254496C00011
其中：
各R1和各R2独立地不存在或为O，条件是R1和R2中的至少一个为O，
各R3独立地为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R5和各R4独立地不存在、或为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R6、R8、和各R7分别独立地为H、或(C1-C30)烃、或-POR9R10，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，
R9和R10各自独立地为羟基、烷氧基、芳氧基、或(C1-C30)烃，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，以及
m为1至5的整数，
(b)(2)符合结构(I)的有机磷化合物的盐，
(b)(3)一种或多种符合结构(I)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(b)(4)包含(b)(1)、(b)(2)和(b)(3)所述的化合物、盐、和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
2.权利要求1所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，R1和R2均为O，并且所述有机磷化合物选自：
(II)(1)符合结构(II)的有机磷酸酯：
(II)(2)符合结构(II)的有机磷化合物的盐：
(II)(3)一种或多种符合结构(II)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(II)(4)包含(II)(1)、(II)(2)和(II)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
3.权利要求1所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，R1均不存在，R2均为O，并且所述有机磷化合物选自：
(III)(1)符合结构(III)的有机膦酸酯：
Figure F2008800254496C00031
(III)(2)符合结构(III)的有机磷化合物的盐：
(III)(3)一种或多种符合结构(III)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(III)(4)包含(III)(1)、(III)(2)和(III)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
4.权利要求1所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，R1均为O，R2均不存在，并且所述有机磷化合物选自：
(IV)(1)符合结构(IV)的有机膦酸酯：
Figure F2008800254496C00032
(IV)(2)符合结构(IV)的有机磷化合物的盐：
(IV)(3)一种或多种符合结构(IV)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(IV)(4)包含(IV)(1)、(IV)(2)和(IV)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
5.权利要求1所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，各R3为符合结构(V)、(VI)、(VII)或(VIII)的二价基团：
其中：
各R12和各R13独立地为H、羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳氧基，或者与相邻的碳原子连接的两个R12基团、以及与这两个R12基团连接的碳原子可以一同稠合形成(C6-C8)烃环，
R20为H、羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基，
R22为羟基或羟烷基，条件是R20和R22不均为羟基，
R23和R21各自独立地为亚甲基或多(亚甲基)，
p、p′、p″、q、和x各自独立地为2至5的整数，
r、s、r′、r″和y各自独立地为0至25的数，条件是r和s中的至少一个不为0，
u为2至10的整数，
v和w各自为1至25的数，
t、t′和t″各自为1至25的数，
条件是(r+s)的值与倍数t的乘积小于或等于约100，(v+r’)的值与倍数t’的乘积小于或等于约100，并且(w+r”)的值与倍数t″的乘积小于或等于约100。
6.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，各R4和各R5独立地不存在或者为符合结构(V)、(VI)或(VII)的二价基团。
7.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，各R3独立地为符合结构(V)、(VI)或(VII)的二价基团，其中R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
8.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，各R3独立地为符合结构(V)的二价基团，其中p为2、3或4，r为1至25的整数，s为0，t为1至2的整数，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
9.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，各R3独立地为符合结构(VI)的二价基团，其中R12基团、包括与它们连接的碳原子一同稠合形成(C6-C8)烃环，R13均为H，p′为2或3，u为2，v为1至3的整数，r’为1至25的整数，t′为1至25的整数，(v+r’)的值与倍数t”的乘积小于或等于约100，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
10.权利要求1所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，各R3独立地为符合结构(VII)的二价基团：
Figure F2008800254496C00061
其中R20为羟基或羟烷基，R22为H、烷基、羟基或羟烷基，条件是R20和R22不均为羟基，R21和R23各自独立地为亚甲基、二(亚甲基)或三(亚甲基)，w为1或2，p″为2或3，r″为1至25的整数，t″为1至25的整数，(w+r”)的值与倍数t″的乘积小于或等于约100、更典型为小于或等于约50，并且R4和R5各自独立地不存在或者为R3。
11.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，R1和R2均为O，并且有机磷化合物选自：
(II)(1)符合结构(II)的有机磷酸酯：
Figure F2008800254496C00062
(II)(2)符合结构(II)的有机磷化合物的盐：
(II)(3)一种或多种符合结构(II)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(II)(4)包含(II)(1)、(II)(2)和(II)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物，
其中在符合结构(II)的所述有机磷化合物中：
R6、R8以及各R7分别独立地为H、或(C1-C30)烃、或-POR9R10，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，更典型地，R6、R8和各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(V)、(VI)或(VII)的二价基团，以及
m为1至5的整数。
12.权利要求11所述的水性流体，其中R6、R8以及各R7分别为H。
13.权利要求2所述的水性流体，其中在符合结构(II)的所述有机磷化合物中：
R6、R8以及各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(V)的二价基团，
Figure F2008800254496C00071
p、q各自独立地为2、3或4，
r各自独立地为1至约100的数，更典型为2至约50的数，
s均为0，
t均为1，以及
m为1至5的整数。
14.权利要求1所述的水性流体，其中所述有机磷材料选自：
(X)(1)符合结构(IX)的有机磷化合物：
Figure F2008800254496C00072
其中：
p为2、3或4，更典型为2或3，
r为4至约50的数，
(IX)(2)符合结构(IX)的有机磷化合物的盐，以及
(IX)(3)包含(IX)(1)和(IX)(2)所述的化合物和/或盐中的两种或多种的混合物。
15.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，R1和R2均为O，并且所述有机磷化合物选自：
(II)(1)符合结构(II)的有机磷酸酯：
(II)(2)符合结构(II)的有机磷化合物的盐：
(II)(3)一种或多种符合结构(II)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(II)(4)包含(II)(1)、(II)(2)和(II)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物，
在符合结构(II)的所述有机磷化合物中：
R6、R8以及各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(VI)的二价基团，
R12基团、包括与它们连接的碳原子一同稠合形成(C6-C8)烃环，
R13均为H，
p′为2或3，
u为2，
v为1，
r’为1至25的数，
t′为1至25的数，
(v+r’)的值与倍数t’的乘积小于或等于约100，以及
m为1至5的整数。
16.权利要求5所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，R1和R2均为O，并且有机磷化合物选自：
(II)(1)符合结构(II)的有机磷酸酯：
Figure F2008800254496C00091
(II)(2)符合结构(II)的有机磷化合物的盐：
(II)(3)一种或多种符合结构(II)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(II)(4)包含(II)(1)、(II)(2)和(II)(3)所述的化合物、盐和/或反应产物中的两种或多种的混合物，
其中在符合结构(II)的所述有机磷化合物中：
R6、R8以及各R7分别为H，
R4和R5均不存在，
各R3独立地为符合结构(VII)的二价基团，
R20为羟基或羟烷基，
R22为H、烷基、羟基或羟烷基，
R23和R21各自独立地为亚甲基、二(亚甲基)或三(亚甲基)，
w为1或2，
p″为2或3，
r″为1至25的数，
t″为1至25的数，
(w+r”)的值与倍数t″的乘积小于或等于约100，以及
m为1至5的整数。
17.权利要求3所述的水性流体，其中所述有机磷化合物符合结构(III)，各R3均为符合结构(V)的二价基团，其中s＝0并且t＝1，R4和R5均不存在，并且R6、R7以及R8均为H。
18.权利要求4所述的水性流体，其中在所述有机磷化合物中，所述有机磷化合物符合结构(IV)，其中R3和R5均符合结构(V)，其中s＝0并且t＝1，且R6和R8均为H。
19.权利要求1所述的水性流体，其中所述有机磷材料(b)(I)包含符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物。
20.权利要求1所述的水性流体，其中所述有机磷材料(b)(I)包含呈线型分子形式的、符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物。
21.权利要求1所述的水性流体，其中所述有机磷材料(b)(I)包含呈线型分子形式的、符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物，其选自通过符合结构(II)的分子
Figure F2008800254496C00101
与符合结构(IV)的分子
Figure F2008800254496C00102
的缩合而形成的符合结构(X)的线型缩合反应产物：
Figure F2008800254496C00103
其中，在结构(X)中，R4、R7、p、r；
其中，在结构(IV)中，p、q各自独立地为2至5的整数，
r、s各自独立地为0至25的数，条件是r和s中的至少一个不为0，
t为1至25的数，
条件是(r+s)的值与倍数t的乘积小于或等于约100。
22.权利要求1所述的水性流体，其中所述有机磷材料(b)(I)包含呈交联网络形式的、符合结构(I)的两个或多个分子的缩合反应产物。
23.权利要求22所述的水性流体，其中所述交联网络包含以结构(XI)示出的缩合反应产物网络：
其中
R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8和m均如上所述，并且
各R3′独立地为上述符合结构(I)的化合物中的R3基团的残基，其中R3基团为亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)部分，该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)部分在所述亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)部分的一个或多个碳原子上被羟基、羟烷基、羟基亚烷基氧基或羟基多(亚烷基氧基)取代，并且——R3′R4——和——R3′——R5——分别表示该R3基团与另外的符合结构(I)的化合物分子中的——R3′——R5——或R8——R5——基团缩合而形成的连接。
24.权利要求1所述的水性流体，还包含脂肪族材料。
25.权利要求23所述的水性流体，其中所述脂肪族材料为表面活性剂。
26.权利要求1所述的水性流体，还包含用于降低油井中的界面张力的聚合物和表面活性剂中的至少一种。
27.一种从地层中开采原油的方法，该方法包括向所述地层中引入水性流体，所述水性流体包含：
(a)水或盐水，以及
(b)有机磷材料，其选自：
(b)(I)(1)符合结构(I)的有机磷化合物：
Figure F2008800254496C00121
其中：
各R1和各R2独立地不存在或为O，条件是R1和R2中的至少一个为O，
各R3独立地为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R5和各R4独立地不存在、或为亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)，所述亚烷基氧基、多(亚烷基氧基)可以任选地在该亚烷基氧基或多(亚烷基氧基)的一个或多个碳原子上被羟基、烷基、羟烷基、烷氧基、烯基、芳基、或芳氧基取代，
R6、R8、和各R7分别独立地为H、或(C1-C30)烃、或-POR9R10，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，
R9和R10各自独立地为羟基、烷氧基、芳氧基、或(C1-C30)烃，所述的烃可以任选地在一个或多个碳原子上被羟基、氟、烷基、烯基、或芳基取代，和/或在一个或多个位点处插入O、N、或S杂原子，以及
m为1至5的整数，
(b)(I)(2)符合结构(I)的有机磷化合物的盐，
(b)(I)(3)一种或多种符合结构(I)的有机磷化合物的两分子或多分子的缩合反应产物，以及
(b)(I)(4)包含(b)(I)(1)、(b)(I)(2)和(b)(I)(3)所述的化合物、盐、和/或反应产物中的两种或多种的混合物。
28.权利要求27所述的方法，其中所述水性流体还包含由下列物质构成的组中的物质：用于降低油井中的界面张力的聚合物和表面活性剂。
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