提高石油采收率的制作方法
【專利摘要】用于提高石油采收率的處理配制物，其包含可為聚乙烯醇的分散聚合物和可為部分水解的聚丙烯酰胺的驅(qū)油聚合物。
【專利說明】提高石油采收率
[0001]本發(fā)明涉及石油的采收，并且，盡管不全是，但其特別涉及從地層中采收中油和重油(包含浙青)。
[0002]從儲層中可采收的油量由許多因素決定。這些因素包括地層滲透率、地層的多孔性、儲層非均質(zhì)性、自然能量驅(qū)動的強度(自由氣體、溶解在油中的氣體、來自附近的水和重力的壓力等)。在確定油生產(chǎn)的量和生產(chǎn)率中油的粘度和其密度一樣也是重要的因素。密度較低的油會產(chǎn)生較高的開采率。 [0003]通常，在儲層的壽命中，在一個或全部三個連續(xù)階段中，從地層中開采油。使用采收率來將任意階段中的開采效率進行定量，其簡單地為移出的油占該位置中原始油的百分?jǐn)?shù)。
[0004]在初次采油階段過程中，儲層能量驅(qū)動來自于許多自然機理，這些機理利用的事實是儲層中地下壓力足以將石油送至地面。初次采油階段過程的采收率通常為5%至20%，然而對于低API油來說，采收率會低得多。
[0005]接下來的階段是二次采油階段。其通常始于儲層壽命中地下壓力已經(jīng)大大減少至不足以將石油送至地面時。二次采油方法依靠于外部能量的供應(yīng)將石油送至地面。通過在儲層注入流體來提高其驅(qū)動壓力，由此，用人工驅(qū)動來代替或增加自然儲層驅(qū)動，能夠?qū)⒛芰恐苯庸?yīng)至儲層。注入的流體包括水、鹽水或天然氣?；蛘?，能夠通過泵在作業(yè)沙面提供能量，或?qū)⒛芰刻峁┲辆壑?，從而幫助將石油提升至地?人工提升)；但是，應(yīng)注意的是人工提升能夠用于任意生產(chǎn)階段并且其不僅僅屬于二次采油技術(shù)。平均而言，初次和二次石油采收之后的采收率為20%至50%，并且取決于石油的性質(zhì)和儲油巖的特性。通過將水或鹽水注入儲層中的注水是超過初次采收的最重要的石油采收方法。
[0006]第三連續(xù)階段是三次采油階段，通常始于二次石油采收不足以連續(xù)充分開采時。三次采油通常被稱為提高石油采收率技術(shù)(EOR)。與簡單提供外加能量相反，三次采油涉及提高儲油巖的孔隙中的石油的流動性。通常，其涉及在儲層中注入化學(xué)改性劑?；瘜W(xué)改性劑通常是水基的，并包含表面活性劑來使石油從巖石中釋放出來，或者包含聚合物來提高水的粘度并提高將石油從地層“推出”的效率。其它改性劑或添加劑包括稀釋劑、堿金屬、超臨界氣體、微生物或蒸汽。
[0007]三次采油產(chǎn)生另外的5%至15%的儲層油。采用蒸汽注入這種增量增加可能會高達(dá)35%。然而，化學(xué)品的使用或者產(chǎn)生蒸汽的能量的供應(yīng)增加了成本。因此，三次采油的使用高度依賴于石油價格和方法的效率。當(dāng)石油的價格高時，利用三次采油使之前沒有利潤的油井恢復(fù)使用，當(dāng)石油價格低時，則縮減三次采油。
[0008]常規(guī)的正確判斷表明初次或二次采油后，留在儲層孔隙中的石油分布貫穿三個位置。參見附圖1，最大比例的油2位于孔隙中的較寬帶并且被認(rèn)為是最易流動的石油部分。其次，認(rèn)為較少比例的油4通過短程界面力被強烈吸收至孔隙表面。再次，認(rèn)為一些油6被機械陷入或者被毛細(xì)力限制在微裂紋中和在靠近孔喉8無規(guī)則洞中。將后兩種類型的石油聚集在一起，稱作殘余油，并且被認(rèn)為是難以接近的或者非常難以移動的。
[0009]常規(guī)地，二種特征控制著二次米油階段的米收率:[0010]1.波及系數(shù)和流度比:波及系數(shù)是測定驅(qū)替液如何均勻地移動通過多孔介質(zhì)中的可用空間。如果波及系數(shù)提高，則采收率相應(yīng)地提高。因此，如果，當(dāng)油被驅(qū)替時，其在驅(qū)替液前面堆積，則波及系數(shù)達(dá)到最大。相比之下，如果驅(qū)替液突破原油或位于原油周圍，則宏觀作用達(dá)到最小。當(dāng)流度比(M)最小時，波及系數(shù)本身最大。流度比M定義為驅(qū)替液的(入ing)流度與被驅(qū)替液(λ J流度之比，其中多孔介質(zhì)中任意流體的流度(λ，單位:達(dá)西/cP)為該流體的有效滲透率(k,單位:達(dá)西)與該流體粘度(μ，單位:cP)之比(Craigl97
I,GreenandffiIIhite1998)，即
【權(quán)利要求】
1.從地層中采收石油的方法，所述方法包括如下步驟: (a)使所述地層與處理配制物接觸，所述處理配制物包含驅(qū)油聚合物和分散聚合物；以及 (b)通過生產(chǎn)井收集已經(jīng)與所述處理配制物接觸的石油。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物滿足:當(dāng)在25°C和Is—1的條件下測定時，500ppm的所述驅(qū)油聚合物溶解在去離子水中所形成的測試配制物的粘度為5cP至IOOcP,所述測試配制物不含其它任何添加劑，并且當(dāng)如前所述測定粘度時，適用如下第一關(guān)系式:

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中當(dāng)在25°C和Is—1的條件下測定粘度時，所述處理配制物的粘度除以與不包含所述分散聚合物的所述處理配制物相同的配制物的粘度的值為0.6至1.3。
4.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物的分子量為至少200，000道爾頓，并且分子量小于35，000, 000道爾頓。
5.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物選自聚(乙烯醇)；丙烯酸類聚合物、丙烯酰胺類聚合物和乙烯基吡啶類聚合物?’聚(甲基乙烯基醚)；聚乙烯吡咯烷酮；聚環(huán)氧乙烷；纖維素；多糖；生物高分子；硬葡聚糖；黃原膠和前述的衍生物。
6.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物包含至少兩種不同的重復(fù)單元，其中所述至少兩種不同的重復(fù)單元包含選自酰胺、羧基、羥基和醚基中的官能團。
7.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物包含含有酰胺的式I重復(fù)單元:
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物包含式I重復(fù)單元并包含含有式II部分的重復(fù)單元:


9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物包含式I重復(fù)單元并包含含有式III部分的重復(fù)單元:
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述式III部分為式IV或式V:
11.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物為疏水改性的聚丙烯酰胺或丙烯酰胺甲基丙磺酸鹽(AMPS)。
12.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物為式VI或式XI:
13.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理配制物包含少于SOOOppm并且至少25ppm的所述驅(qū)油聚合物。
14.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理配制物包含少于500ppm并且至少IOOppm的所述驅(qū)油聚合物。
15.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中包含來自地層的石油和分散聚合物的水性配制物的石油分散液以石油:水性配制物之比70:30在25°C具有如下的性質(zhì)，其中所述分散聚合物的水性配制物包含5000ppm的分散聚合物: ο在剪切速率Is—1下的粘度小于4000cP ； ο在剪切速率范圍Is—1至IOOiT1下為假塑性； ο在剪切速率lOOs—1下，其粘度不超過600cP。
16.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物包含從聚合物主鏈垂下的-O-部分。
17.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物平均包含從聚合物主鏈垂下的至少10個-O-部分。
18.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物包含式VIII部分:
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述分散聚合物基本上由包含式VIII部分的重復(fù)單元組成。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，其中所述分散聚合物基本上由式VIII的單元和20摩爾％以下的其它單元組成。
21.如權(quán)利要求18至20中任一權(quán)利要求所述的方法，其中與式VIII部分中的氧原子連接的自由鍵與基團Rki鍵合，其中基團Rki包含3個以下的碳原子。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中部分-O-Rki為羥基或醋酸酯基。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法，其中至少50%的基團Rki為羥基。
24.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物中醋酸酯基的數(shù)量與羥基的數(shù)量之比為0.06至0.3。
25.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中與所述分散聚合物中的從聚合物主鏈垂下的-O-部分中的氧原子連接的每個自由鍵為式-O-Rltl,其中每個-ORw基團選自羥基和醋酸酷基。
26.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物包含至少70摩爾％的乙烯醇重復(fù)單元和30摩爾％以下的醋酸乙烯酯重復(fù)單元。
27.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物包含80%至95%的水解的聚乙烯醇。
28.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分散聚合物的重均分子量為5，000至50，OOO0
29.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中在20°C，4wt%的所述分散聚合物的水性溶液的粘度為2cP至4cP。
30.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理配制物包含: -1OOppm至30000ppm的驅(qū)油聚合物 -500ppm至1000Oppm的驅(qū)油聚合物 -填至平衡的水。
31.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述驅(qū)油聚合物包含丙烯酰胺重復(fù)單元并且所述分散聚合物包含乙烯醇和醋酸乙烯酯重復(fù)單元。
32.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中以至少IOOPsi的壓力將所述處理配制物引入地層中，所述處理配制物在其剛要引入地層之前處于至少環(huán)境溫度，并且所述處理配制物以1000升/天至1，000，000升/天的速率引入與地層連接的一個注入井中。
33.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理配制物包含低于0.lwt%的表面活性劑。
34.處理配制物，其包含驅(qū)油聚合物、分散聚合物和水。
35.在權(quán)利要求1至33中任一權(quán)利要求所述的方法中使用的裝置，所述裝置包括:(i)含有處理配制物的設(shè)備，所述處理配制物包含驅(qū)油聚合物和分散聚合物；(ii)用于將所述處理配制物遞送至地層從而使所述處理配制物接觸地層的設(shè)備；(iii)用于收集 已經(jīng)與所述處理配制物接觸的石油的設(shè)備。
【文檔編號】C09K8/588GK103764785SQ201280038470
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】菲利普·弗萊徹, 杰弗里·福賽斯, 科里·杰斯卡 申請人:油流技術(shù)控股有限公司