H)16 · 4(H20)]、水鎂鋁石[Mg6Al2(CO3) (OH)16 · 4(H20)]、鱗鎂鐵礦[Mg6Fe2(CO3) (OH) 16 · 4· 5 (H2O)]、水碳鐵鎂石[Mg6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4· 5 (H2O)]、碳酸鎂鉻礦[Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]、水鎂鉻礦[Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 ·4 (H2O)]、水鋁鎳石、水碳鐵鎳礦[Ni6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]、羥碳錳鎂石[Mg6Mn2 (CO3) (OH) 16C03 · 4 (H2O)]、硫碳鋁鎂石、羥鋁鈣鎂 石、羥鎂鋁石、片碳鎂石、氯鎂鋁石、鎳鋁礬、鐵鎳礬、水銅鋁礬、水氯鐵鎂石、水鐵鎳礬和 莫特克石。更優(yōu)選地,所述至少一種通式(I)的層狀雙氫氧化物選自如下組:水滑石 [Mg6Al2 (CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]、水鎂鋁石[Mg6Al2 (CO3) (OH) 16 ·4 (H2O)]、鱗鎂鐵礦[Mg6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4. 5 (H2O)]、水碳鐵鎂石[Mg6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4. 5 (H2O)]、碳酸鎂鉻礦[Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]、水鎂鉻礦[Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 ·4 (H2O)]、水鋁鎳石、水碳鐵鎳礦[Ni6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]和羥碳錳鎂石[Mg6Mn2 (CO3) (OH) 16C03 · 4 (H2O)]。更優(yōu)選地,所述至少一種 層狀雙氫氧化物選自如下組:水滑石[Mg6Al2(CO3) (OH)16 · 4 (H2O)]、水鎂鋁石[Mg6Al2(CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]、鱗鎂鐵礦[Mg6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4. 5 (H2O)]和水碳鐵鎂石[Mg6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4. 5 (H2O)]。
[0060] 所述固體顆粒由通式(I)的層狀雙氫氧化物制成。實際的平均粒度應(yīng)足夠小以提 供對內(nèi)部油相的足夠表面積覆蓋率。優(yōu)選地,所述固體顆粒具有30nm至10 μ m,更優(yōu)選30nm 至2 μ m,最優(yōu)選50-100nm的平均粒度,根據(jù)SEM照片測定(如在方法A下所定義)。
[0061] 優(yōu)選地,由通式(I)的層狀雙氫氧化物制成的固體顆粒的縱橫比為1-30,更優(yōu)選 為1-20,最優(yōu)選為1-10,甚至更優(yōu)選為2-8,其中縱橫比定義為直徑/厚度。直徑和厚度根 據(jù)SEM照片測定(如在方法A下所定義)。
[0062] 優(yōu)選地,所述固體顆粒具有50-400m2/g,更優(yōu)選80-130m2/g的BET表面積,根據(jù) DIN 66315在77K下測定。
[0063] 優(yōu)選地,所述固體顆粒在本發(fā)明所用的條件下保持未溶解于水相中,但具有合適 的電荷分布以穩(wěn)定內(nèi)部液滴相(即油)與外部連續(xù)相(即水)之間的界面,由此制得固體 顆粒穩(wěn)定化的水包油乳液。
[0064] 優(yōu)選地,所述固體顆粒為親水的以制備水包油乳液。由此,所述顆粒被包納非連續(xù) 相的連續(xù)相(即水)適當(dāng)?shù)貪櫇?。該合適的親水特性可為所述固體顆粒所固有的特性或者 通過對固體顆粒進行處理而改善或獲得。
[0065] 在本發(fā)明的范圍內(nèi),"親水性"意指相應(yīng)"親水性"固體顆粒的表面與水對空氣 具有〈90°的接觸角。接觸角根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法測定,例如使用標(biāo)準(zhǔn)儀器 (Dropshape Analysis Instrument,F(xiàn)a. Kruss DAS10)。液滴的陰影圖象使用 CCD 照相機獲 取,液滴形狀通過計算機輔助圖像分析獲得。這些測量根據(jù)DIN 5560-2進行。
[0066] 優(yōu)選地,存在于所述水包油乳液中的液滴具有1-40 μ m,更優(yōu)選5-40 μ m,最優(yōu)選 5-30 μm的平均液滴尺寸Dv5tl,根據(jù)IS013320測定。Dv5tl定義為分布的50%包含在小于該 值的液滴中,而另一半包含在大于該值的液滴中的體積中值直徑。
[0067] 優(yōu)選地,存在于所述水包油乳液中的液滴具有40-100 μ m,更優(yōu)選40-80 μ m,最優(yōu) 選40-50 μm的平均液滴尺寸Dv9tl,根據(jù)IS013320測定。Dv9tl定義為分布的90%包含在小 于該值的液滴中,而10%包含在大于該值的液滴中的直徑。
[0068] 在優(yōu)選實施方案中,所請求保護的本發(fā)明涉及一種從含油地下地層采油的方法, 其至少包括如下步驟:
[0069] a)將固體顆粒和水引入含油地下地層中,從而獲得含液滴的固體顆粒穩(wěn)定化的乳 液,其中水為連續(xù)相且油為分散相,和
[0070] b)從含油地下地層采出所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液,
[0071] 其中所述固體顆粒為選自如下組的親水性固體顆粒:水滑石[Mg6Al2(CO 3) (OH)16 · 4(H20)]、水鎂鋁石[Mg6Al2(CO3) (OH)16 · 4(H20)]、鱗鎂鐵礦[Mg6Fe2(CO3) (OH) 16 · 4. 5 (H2O)]、水碳鐵鎂石[Mg6Fe2 (CO3) (OH) 16 · 4. 5 (H2O)]、碳酸鎂鉻礦[Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 · 4 (H2O)]、水鎂鉻礦[Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 ·4 (H2O)]、水鋁鎳石、水碳鐵鎳礦[Ni6Fe2 (CO3) (OH)16 · 4 (H2O)]、輕碳猛儀石[Mg6Mn2(CO3) (OH)16CO3 · 4 (H2O)]、硫碳錯儀石、輕錯媽儀石、 羥鎂鋁石、片碳鎂石、氯鎂鋁石、鎳鋁礬、鐵鎳礬、水銅鋁礬、水氯鐵鎂石、水鐵鎳礬和莫特克 石。
[0072] 優(yōu)選地,所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液包含表面活性劑。所述表面活性劑可為陰離 子、兩性離子或兩性、非離子或陽離子表面活性劑,或者這些表面活性劑中兩種或更多種的 混合物。合適的陰離子表面活性劑的實例包括羧酸鹽、硫酸鹽、膦酸鹽和磷酸鹽。合適的非 離子表面活性劑的實例包括醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、脂肪酸乙氧基化物、脫水山 梨糖醇酯及其乙氧基化衍生物、乙氧基化脂肪和油、胺乙氧基化物、氧化乙烯-氧化丙烯共 聚物、衍生自單和多糖的表面活性劑如烷基多葡糖苷,和甘油醋。合適的陽離子表面活性劑 的實例包括季銨化合物。兩性離子或兩性表面活性劑的實例包括N-烷基甜菜堿或衍生自 甜菜堿的其他表面活性劑。
[0073] 優(yōu)選地,用于采油的水包含離子。優(yōu)選地,總離子濃度為3000-300000mg/l,更優(yōu)選 總離子濃度為100000-250000mg/l,最優(yōu)選總離子濃度為200000-220000mg/l。
[0074] 優(yōu)選地,所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液具有50-190mS/cm,更優(yōu)選130-160mS/cm的 電導(dǎo)率。
[0075] 優(yōu)選地,所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液的粘度根據(jù)DIN 53019在20°C溫度和10/ s剪切速率下為5-30mPa · s,更優(yōu)選根據(jù)DIN 53019在20°C溫度和ΙΟ/s剪切速率下為 5-20mPa · s〇
[0076] 由于所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液具有低粘度,該乳液不:
[0077] (a)用作驅(qū)替流體以頂替過于粘稠以至于無法在非熱(或"冷流")或熱應(yīng)用中通 過水驅(qū)替有效采收的油;
[0078] (b)用于填充高滲透性地層區(qū)域以用于"調(diào)剖"應(yīng)用,從而改善隨后的水驅(qū)替性 能;
[0079] (C)用于對水或氣體的垂直流動形成有效的水平阻隔以降低所述水或氣體對井的 采油區(qū)域的錐進。
[0080] 所述固體顆粒以足以穩(wěn)定水包油乳液的量添加。優(yōu)選地,所述固體顆粒以相對于 100mL水為0.0 l-IOg的量,更優(yōu)選以相對于100mL水為0. 01-5. Og的量,最優(yōu)選以相對于 100mL水為0. 01-2. 5g的量添加,即水包含優(yōu)選0. 01-10重量%,更優(yōu)選0. 01-5. 0重量%, 最優(yōu)選0. 01-2. 5重量%所添加的固體顆粒。
[0081] 優(yōu)選地,用于制備所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液的油包含足量的瀝青質(zhì)、極性烴或 極性樹脂以有助于穩(wěn)定固體顆粒-油相互作用。
[0082] 所述含液滴且其中水為連續(xù)相,而油為分散相(即水包油乳液)的固體顆粒穩(wěn)定 化的乳液在含油地層中形成。優(yōu)選地,所述水包油乳液在30-200°C,更優(yōu)選40-150°C,最優(yōu) 選50-100°C的溫度下形成。乳化借助含油地層的剪切所產(chǎn)生的足量混合能而進行。換言 之,混合自然伴隨著流體在多孔巖石中的流動。
[0083] 含油地下地層具有孔隙,且所述固體顆粒穩(wěn)定化的乳液通過將固體顆粒和水輸送 通過這些孔隙而獲得。
[0084] 所述地層具有足夠高以至于孔隙喉道足夠大而允許各液滴無阻礙地通過該孔隙 的絕對滲透率。因此,滲透率的下限不僅取決于巖石孔隙結(jié)構(gòu),而且取決于乳液中的液滴尺 寸分布。對大多數(shù)應(yīng)用而言,預(yù)期巖石滲透率不是限制性因素。例如,許多包含重油藏的地 層巖石具有3. 0X 10_13至I. 5X 10_nm2的絕對滲透率。該類巖石具有平均直徑為20-200 μm 的孔隙喉道。在這些巖石中形成的乳液的液滴尺寸處于小于孔隙喉道平均直徑的直徑范圍 內(nèi),因此液滴在流經(jīng)該巖石時應(yīng)不受阻礙。
[0085] 允許特定固體顆粒穩(wěn)定化的乳液流動的巖石滲透率的下限可在實驗室測試中通 過使所述乳液流經(jīng)一系列絕對滲透率降低但已知的巖石而測定。實施該巖心流動測試的程 序?qū)Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易知曉的,但包括測量所測流動速率下的巖心壓降,并確定 乳液是否被捕集在巖石孔隙中或者無阻礙地通過該巖石。對具有小于5 μπι平均液滴直徑 Dv5tl的乳液而言,使用該固體顆粒穩(wěn)定化的乳液的精確下限測得為小于1.5XKTnm 2。在目 標(biāo)地層應(yīng)用的典型巖石中實施的該巖心驅(qū)替測試是目前最好的確定乳液液滴尺寸分布是 否足夠小以允許乳液流過而不將液滴捕集在孔隙喉道中的方法。
[0086] 為了分離油和水,用化學(xué)品處理所述水包油乳液。這些化學(xué)品稱為脫水化學(xué)品或 破乳劑。破乳劑允許所述乳液的分散液滴聚結(jié)成較大的液滴,并從基體中沉降出。例如, US5, 045, 212、US4, 6