本發(fā)明涉及一種用于從來自地下位置的重油或瀝青儲集層去除石油產(chǎn)品的原位分級蒸汽提取方法。
背景技術(shù)：
：從油砂采收瀝青是一種具有挑戰(zhàn)性的工作，其需要接近地下瀝青，從地下砂中提取瀝青，且然后將瀝青從地下位置采收到地面上。存在眾多用于從油砂采收瀝青的方法。美國公開US2008/0139418的
背景技術(shù)：
部分提供了許多采收方法的綜述，包括露天采礦、冷流技術(shù)、周期注蒸汽(cyclicsteamstimulation，CSS)、蒸汽輔助重力泄油(steamassistedgravitydrainage，SAGD)及蒸氣提取工藝(vaporextractionprocess，VAPEX)。CSS和SAGD工藝是“熱”工藝(也就是說，熱方法)，其使用熱蒸汽來降低地下瀝青的粘度。在這些工藝中，將蒸汽沿第一井向下注入地下油砂中。蒸汽滲透砂并且通過加熱油砂來降低瀝青的粘度，這有助于瀝青流過砂進入第一井(CSS)或第二井(SAGD)中，從所述井采收瀝青。利用CSS方法，蒸汽在250℃到400℃溫度下注入井中。然后使所述井保持數(shù)天或數(shù)周，在此期間，蒸汽將井周圍地下環(huán)境中的瀝青加熱，使瀝青排放到井中，并且之后，歷經(jīng)數(shù)周或數(shù)月從井中泵出混有冷凝蒸汽的熱油。然后重復(fù)該過程。在SAGD工藝中，鉆出兩個水平井，一個在另一個的下方(一般相隔約五米)。將蒸汽注入上部井中，加熱周圍地下環(huán)境中的瀝青，由此降低瀝青的粘度，從而使其流入下部井中。隨后將所得到的瀝青與冷凝蒸汽混合物從底部井泵送到地面上。根據(jù)US公開US2008/0139418，通過CSS從油砂儲集層采收瀝青的采收率通常僅為約20％至25％，而在SAGD工藝中，據(jù)報導(dǎo)在油砂儲集層可用瀝青的采收率多達約60％。也已知一種改進的SAGD工藝。USP6230814描述了已經(jīng)變得被稱為擴展溶劑的蒸汽輔助重力泄油(ES-SAGD)工藝。ES-SAGD工藝需要在SAGD型工藝中組合烴與蒸汽，由此烴可溶解地下油砂中的瀝青，從而進一步降低瀝青粘度，以有助于瀝青排放到第二井孔中用于采收到地面上。所述參考文獻鑒別出適合添加劑是具有一個到25個碳的烴。熱方法的挑戰(zhàn)包括低采收率(原地油的40％到60％)以及高能量和水用量。提高井性能(較高油速率、較高采收率，降低的蒸汽用量)的一種方法為通過將化學(xué)劑添加到蒸汽注射流。已證明若干不同類型的化學(xué)品的可能效用，包括乙二醇醚、胺和表面活性劑，見USP3,396,792和3,454,095；美國專利申請案第2009/0078414號和第2009/0218099號；以及美國臨時申請案序列號61/806067和61/739279。然而，連續(xù)添加此類蒸汽添加劑昂貴并且不切實際。期望的是具有改進瀝青和/或重油采收率同時經(jīng)濟可行的蒸汽強化采收方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種使用蒸汽組合物的原位瀝青采收方法(稱為分級蒸汽提取(SSE))，所述方法提供了關(guān)于當前CSS、SAGD和/或ES-SAGD方法增加重油和/或瀝青采收百分比的問題的經(jīng)濟的解決方案。在一個實施例中，本發(fā)明為用于從地下重油或瀝青儲集層原位采收石油產(chǎn)品的方法，其包含以下步驟：(i)在重油或瀝青儲集層的富油區(qū)內(nèi)鉆一個或多個井；(ii)將第一蒸汽組合物注入井中；(iii)從井采收石油產(chǎn)品；(iv)將不同于第一蒸汽組合物的第二蒸汽組合物注入井中；(v)從井采收附加石油產(chǎn)品；(vi)按需要用第三、第四、第五等蒸汽組合物任選地重復(fù)一個或多個注射/采收周期(步驟(iv)和(v))；(vii)確定終止石油產(chǎn)品采收；以及(viii)終止石油產(chǎn)品采收，優(yōu)選地石油產(chǎn)品為從地下瀝青儲集層采收的瀝青。本發(fā)明的一個實施例為以上本文公開的方法，其中注射井和采收井為相同的井。本發(fā)明的一個實施例為以上本文公開的方法，其中鉆兩個或更多個井包含以下步驟：(i)(a)在重油或瀝青儲集層的富油區(qū)內(nèi)鉆一個或多個注射井；(i)(b)鉆位于重油或瀝青儲集層的富油區(qū)內(nèi)的一個或多個生產(chǎn)井；(ii)(a)將第一蒸汽組合物注入注射井中；(iii)(b)從生產(chǎn)井采收石油產(chǎn)品；(iv)(a)將不同于第一蒸汽組合物的第二蒸汽組合物注入注射井中；(v)(b)從生產(chǎn)井采收附加石油產(chǎn)品；(vi)按需要用第三、第四、第五等蒸汽組合物任選地重復(fù)一個或多個注射/采收周期(步驟(iv)(a)和(v)(b))；(vii)確定終止石油產(chǎn)品采收；以及(viii)終止石油產(chǎn)品采收，優(yōu)選地將一個或多個注射井水平地鉆到位于富油區(qū)內(nèi)的深度，并且將一個或多個生產(chǎn)井水平地鉆到低于和基本上平行于位于富油區(qū)內(nèi)的注射井的深度。本發(fā)明的一個實施例為以上本文公開的方法，其中至少一種蒸汽組合物基本上由蒸汽組成。本發(fā)明的一個實施例為以上本文公開的方法，其中以蒸汽和強化油采收劑總組合重量計，至少一種蒸汽組合物包含蒸汽和量為0.01wt％到10wt％的一種或多種強化油采收劑，可替代地，以蒸汽和強化油采收劑總組合重量計，每種蒸汽組合物包含蒸汽和量為0.01wt％到10wt％的一種或多種強化油采收劑，優(yōu)選地，強化油采收劑為烷烴；苯；甲苯；柴油；C1到C25烴；C4到C10伯醇、C4到C10仲醇；C4到C10叔醇；烷基醇烷氧基化物；烷基酚乙氧基化物；叔炔屬二醇；氨基醇；氨；伯胺；仲胺；叔胺；乙二醇；二醇醚胺；亞烷基二醇醚；陰離子表面活性劑；α烯烴磺酸酯；脂肪酸烷氧基化物；或其混合物，更優(yōu)選地，強化油采收劑為單乙二醇的單己醚、二乙二醇的單己醚、三乙二醇的單己醚、單乙二醇的2-乙基己醚、二乙二醇的2-乙基己醚、三乙二醇的2-乙基己醚、單乙二醇的2-丙基庚基醚、二乙二醇的2-丙基庚基醚、三乙二醇的2-丙基庚基醚、2-和(2-己氧基-2-乙氧基)-1氨基乙烷。附圖說明圖1為示出用于石油產(chǎn)品的分級流提取的本發(fā)明方法的一個實施例的流程圖。圖2為示出用于石油產(chǎn)品的分級流提取的本發(fā)明方法的另一實施例的流程圖。圖3提供實驗1到3中用于確定瀝青提取效率的測試設(shè)備的圖示。具體實施方式本發(fā)明的方法需要將蒸汽組合物通過井注入含重油或瀝青儲集層的地下位置中。地下位置期望在油砂礦藏中或接近于油砂礦藏。油砂又稱為焦油砂或瀝青砂。油砂是松軟的砂粒，或含有砂、粘土與水的混合物的部分固結(jié)的沙巖，其包括瀝青。加拿大、哈薩克斯坦及俄羅斯都含有大量的油砂礦藏。當應(yīng)用到油砂時，本發(fā)明的方法通過將蒸汽組合物分級注入地下油沙沉積物中以增加瀝青與單獨蒸汽的流動性從在地下位置的油砂的其它組分提取瀝青，從而實現(xiàn)將瀝青從油砂組分更快排出并且最終通過泵送采收到地面上。本發(fā)明的方法首次避免了如露天采礦方法中所需的那樣，必須從地下移出油砂，以便從移出的油砂中提取瀝青。取而代之的是，本發(fā)明從油砂原位(即在油砂的地下位置中)提取瀝青。本發(fā)明的蒸汽組合物包含蒸汽和/或蒸汽和強化油采收劑。蒸汽組合物期望在足以提供蒸汽組合物的溫度和壓力下注射，在150℃或更高，優(yōu)選180℃或更高的溫度下，并且同時期望300℃或更低，優(yōu)選260℃或更低的溫度。蒸汽組合物中的蒸汽可為過熱蒸汽、飽和蒸汽、不到100％質(zhì)量的蒸汽或其任何組合?！斑^熱蒸汽”是溫度超過水的蒸氣-液體平衡點的蒸汽?！帮柡驼羝迸c100％質(zhì)量的蒸汽同義。蒸汽的質(zhì)量是蒸汽中液體水相的存在量的特征。100％質(zhì)量蒸汽存在0％的液相水。“低于100％質(zhì)量的蒸汽”存在液體水。低于100％質(zhì)量蒸汽的蒸汽組合物可包括從進料蒸汽進料和液體水相進料一起的所得組合物。強化油采收劑為已知的，例如見USP3,396,792；3,454,095；3,782,472；3,902,557；5,110,487；6,225,263；6,230,814和7,938,183；美國公開第2009/0078414號；第2009/0218099號；以及第2013/0081808號；以及美國臨時申請案序列號61/806067和61/739279，其全部以引用的方式全文并入本文中。用作強化油采收劑的一類普通的化合物為表面活性劑。然而，改進石油產(chǎn)品采收的任何強化油采收劑適合于本發(fā)明的方法，例如(不限于)烷烴；苯；甲苯；柴油；C1到C25烴；C4到C10伯醇、仲醇和叔醇；烷基醇烷氧基化物，如醇乙氧基化物、醇丙氧基化物、醇丙氧基化物乙氧基化物和烷基酚乙氧基化物；叔炔屬二醇，包括叔炔屬二醇乙氧基化物；氨基醇，包括單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)或三乙醇胺(TEA)；氨；胺，包括伯胺、仲胺和叔胺；二醇，如乙二醇和丙二醇及其衍生物；二醇醚胺；亞烷基二醇醚；陰離子表面活性劑，如烷基芳基苯；α烯烴磺酸酯；脂肪酸烷氧基化物；及其混合物。優(yōu)選的強化油采收劑為單乙二醇的單己醚、二乙二醇的單己醚、三乙二醇的單己醚、單乙二醇的2-乙基己醚、二乙二醇的2-乙基己醚、三乙二醇的2-乙基己醚、單乙二醇的2-丙基庚基醚、二乙二醇的2-丙基庚基醚、三乙二醇的2-丙基庚基醚、2-和(2-己氧基-2-乙氧基)-1氨基乙烷。適用作強化油采收劑的烴包括(但不限于)C1到C25烴及其組合。合適的C1到C25烴的實例包括(但不限于)甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、稀釋劑、煤油、石腦油及其組合。另一種合適的強化油采收劑為氨或一種或多種胺。合適的胺包括具有在大氣壓下沸點不超過135℃和至少5.0的pKa的任何胺。在另一個實施例中，胺為具有在大氣壓下沸點不超過145℃和至少4.95的pKa的任何胺。示例性胺包括(但不限于)：甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、乙胺、異丙胺、正丙胺、二乙胺、1，1-二甲基肼、異丁胺、正丁胺、吡咯烷酮、三乙胺、甲基肼、哌啶、二丙胺、肼、吡啶、乙二胺、3-甲氧基丙胺、N，N-二乙基羥胺、嗎啉、吡咯和環(huán)己胺。具有低沸點和比較高pKa的胺，如二甲胺(BP：-1.7℃；pKa＝10.68)在本發(fā)明的一些實施例中可為期望的。另一種合適的強化油采收劑為二醇醚胺。此類二醇醚胺通過以下結(jié)構(gòu)描述：R-(OC2H4)x-NH2或R-(OCH2CH(CH3))y-NH2其中R為C1到C6烷基或苯基，并且x和y獨立地為1到3。優(yōu)選二醇醚胺的實例優(yōu)選二醇醚胺，為2-丁氧基-1-氨基乙烷；2-(2-甲氧基乙氧基)-1-氨基乙烷；2-(2-丁氧基乙氧基)-1-氨基乙烷；1-甲氧基-2-氨基丙烷；1-丙氧基-2-氨基丙烷；1-丁氧基-2-氨基丙烷；1-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-氨基丙烷；1-(2-丙氧基-1-甲基乙氧基)-2-氨基丙烷；1-(2-丁氧基-1-甲基乙氧基)-2-氨基丙烷；1-[2-(2-丙氧基-1-甲基乙氧基)-1-甲基乙氧基]-2-氨基丙烷；或1-[2-(2-丁氧基-1-甲基乙氧基)-1-甲基乙氧基]-2-氨基丙烷，更優(yōu)選2-(2-甲氧基乙氧基)-1-氨基乙烷或1-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-氨基丙烷。另一種合適的強化油采收劑為亞烷基二醇醚。亞烷基二醇醚期望在當將蒸汽組合物注入如上文所描述的井中時的溫度、壓力和環(huán)境下是易揮發(fā)的。優(yōu)選地，亞烷基二醇醚與水形成共沸物，以便優(yōu)化在蒸汽中的分散和輸送效率。合適的亞烷基二醇醚具有以下化學(xué)式：H(OR1)nOR2其中：R1在本文中稱為亞烷基單元或簡稱為亞烷基，OR1稱為亞烷基二醇單元，R2稱為烷基或芳基并且OR2為烷基醚組分或芳基醚組分。R2可為純烷基、純芳基，或其可為包含除碳和氫外的元素的被取代的烷基或芳基。在此說明中，“純”意指僅由碳和氫組成。通常，R2由碳原子和氫原子組成，并且n等于一或更大，同時在最廣泛范圍中對于n不存在已知上限，期望n為10或更小，優(yōu)選8或更小，再更優(yōu)選6或更小，甚至更優(yōu)選4或更小，并且可為3或更小，甚至2或更小，并且n可為一。合適的亞烷基二醇醚的具體實例包括以下中任一種或超過一種的任何組合：丙二醇正丁基醚(如DOWANOLTMPnB二醇醚，DOWANOL是陶氏化學(xué)公司(TheDowChemicalCompany)的商標)、二丙二醇甲基醚(如DOWANOLDPM二醇醚)、二丙二醇正丙基醚(如DOWANOLDPnP二醇醚)、丙二醇正丙基醚(如DOWANOLPnP二醇醚)、二丙二醇正丁基醚(如DOWANOLDPnB二醇醚)、乙二醇單己醚(例如HexylCELLOSOLVETM溶劑，CELLOSOLVE是陶氏化學(xué)公司的商標)、乙二醇單正丙基醚(如propylCELLOSOLVESolvent)、二乙二醇單己醚、乙二醇單正丙基醚(如PropylCELLOSOLVESolvent)、二乙二醇單己醚(如HexylCARBITOLTMSolvent，CARBITOL是陶氏化學(xué)公司的商標)、二乙二醇單丁基醚(如ButylCARBITOLSolvent)及三乙二醇單丁基醚。如本文所用，術(shù)語蒸汽組合物包含蒸汽(即，氣化的水無有意添加的化合物，也稱為主要由蒸汽組成)和包含一種或多種有意添加的化合物(如一種或多種強化油采收劑)的蒸汽。如果強化油采收劑用于本發(fā)明的蒸汽組合物，那么實現(xiàn)重油和/或瀝青提取的改進超過單獨蒸汽的蒸汽組合物中所需強化油采收劑的量可出人意料地低。蒸汽組合物可含有少到0.01重量％(wt％)的強化油采收劑，并且仍展示瀝青提取的改進超過在相同方法中使用單獨蒸汽。通常，蒸汽組合物含有0.05wt％或更多，更通常0.1wt％或更多，更通常0.2wt％或更多，并且可含有0.3wt％或更多、0.4wt％或更多，或0.5wt％或更多的強化油采收劑。同時，蒸汽組合物可含有25wt％或更少，又優(yōu)選含有10wt％或更少，更優(yōu)選7wt％或更少，又更優(yōu)選5wt％或更少，并且可含有4wt％或更少的強化油采收劑。過量的強化油采收劑使所述方法的成本增加，因此從成本的觀點看，較低濃度的強化油采收劑是期望的。強化油采收劑的wt％以蒸汽和強化油采收劑的總組合重量計。在最廣泛的范圍內(nèi)，本發(fā)明與如何形成蒸汽組合物無關(guān)。舉例來說，強化油采收劑的水溶液可沸騰以產(chǎn)生蒸汽組合物，強化油采收劑(無溶劑或以水溶液)可被引入到蒸汽，強化油采收劑可被脈沖引入到蒸汽中，或其任何組合。在將蒸汽組合物注入含重油或瀝青的地下位置中之后，所述方法進一步包括從地下位置將石油產(chǎn)品，例如瀝青提取到地面上。蒸汽組合物用以使瀝青變得可流動，從而使其能從地下泵送到地面上。本發(fā)明的方法可采取周期注蒸汽(CSS)方法的形式，其中瀝青是從注入蒸汽組合物的相同井泵出；蒸汽輔助重力泄油(SAGD)形式，其中瀝青是從不是通過其將蒸汽組合物注入到地中的井的第二井泵出；或CSS和SAGD型方法的可能組合的形式。本發(fā)明的方法可應(yīng)用到現(xiàn)有井和/或新型井，圖1。在選擇的位置102，將現(xiàn)有或新型的井鉆到重油或瀝青儲集層的富油區(qū)。可垂直、水平、多側(cè)向、以傾斜或其任何組合鉆104井或多個井，或任何延長達到井。將蒸汽組合物注入106注射井中，并且包含石油產(chǎn)品的熱流體和其它組分如(但不限于)冷凝物和氣體流出生產(chǎn)井108。注射井可為與生產(chǎn)井相同或不同的井。本發(fā)明的方法涉及不同蒸汽組合物的多次或分級注射。最初，注射106第一蒸汽組合物，采收108石油產(chǎn)品，注射110第二蒸汽組合物，并且采收112石油產(chǎn)品。在采收石油產(chǎn)品之后，接著確定第二蒸汽注射生產(chǎn)采收率以看它是否經(jīng)濟繼續(xù)生產(chǎn)114。如果答案為“是”(步驟114)，那么然后所述方法可再次在步驟110開始，其中將第三蒸汽組合物注入注射井中。只要生產(chǎn)為經(jīng)濟的，就可多次重復(fù)注射/采收周期(114到110)。每個后續(xù)時間，重復(fù)注射/采收周期，使用不同蒸汽組合物，例如第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十等蒸汽組合物用于第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十等周期。一旦生產(chǎn)降低低于經(jīng)濟速率，終止生產(chǎn)(決策步驟114的“否”分支)。在本發(fā)明的一個實施例中，相同的井用于注射和生產(chǎn)。在此實施例中，通過相同井，在第一和第二蒸汽組合物注射之間以及在第二蒸汽組合物注射之后，將兩種或更多種不同蒸汽組合物依次注入井中，并且采收石油產(chǎn)品。然后作出是否重復(fù)注射/采收周期/重復(fù)注射/采收周期多少次的決策，直至確定生產(chǎn)速率不經(jīng)濟然后結(jié)束生產(chǎn)。在本發(fā)明的另一個實施例中，使用兩個或更多個井，其中一個或多個第一井用于注射，并且一個或多個第二井用于采收，圖2。在此實施例中，將第一蒸汽組合物注入第一井或注射井中，接著通過第二井或生產(chǎn)井采收石油產(chǎn)品，然后將不同于第一蒸汽組合物的第二蒸汽組合物注入注射井，接著從生產(chǎn)井采收石油產(chǎn)品。然后作出是否重復(fù)注射/采收周期/重復(fù)注射/采收周期多少次的決策，直至確定生產(chǎn)速率不經(jīng)濟然后結(jié)束生產(chǎn)。在包含使用一個或多個井的本發(fā)明的實施例中，垂直鉆井(CSS)。在包含使用一個或多個注射井和一個或多個生產(chǎn)井的本發(fā)明的另一個實施例中，將一個或多個注射井水平地鉆(例如SAGD)到位于富油區(qū)內(nèi)的深度，并且將一個或多個生產(chǎn)井水平地鉆到低于，并且優(yōu)選基本上平行于位于富油區(qū)內(nèi)的一個或多個注射井的深度。眾所周知，單獨蒸汽或包含不同強化油采收劑的蒸汽組合物可展示在提供來自地下重油和瀝青儲集層的石油產(chǎn)品的增加原位比率的不同水平的效力。出人意料地，我們已發(fā)現(xiàn)不同蒸汽組合物(包含不同強化油采收劑或不同濃度的相同強化油采收劑)展示根據(jù)油飽和的程度(例如，存在于巖層中的重油或瀝青的量)提取石油產(chǎn)品的不同效率。另外，我們己發(fā)現(xiàn)不同蒸汽組合物的分級注射(例如，在井的壽命內(nèi)的不同時間點注射)可通過需要較少蒸汽組合物注射和/或通過在井壽命結(jié)束時采收整體較高百分比石油產(chǎn)品來最大化從重油或瀝青儲集層的石油產(chǎn)品采收?？善谕氖窃诘谝徽羝M合物中的第一強化油采收劑具有與在第二蒸汽組合物中的第二強化油采收劑不同的揮發(fā)性。在本發(fā)明的一個實施例中，第一強化油采收劑具有低于第二強化油采收劑的揮發(fā)性的揮發(fā)性。在本發(fā)明的另一個實施例中，第一強化油采收劑的揮發(fā)性與第二強化油采收劑的揮發(fā)性相同。在本發(fā)明的又一個實施例中，第一增強油試劑的揮發(fā)性低于第二強化油采收劑的揮發(fā)性。舉例來說，隨著蒸汽室成熟，例如尺寸生長，隨著注入后續(xù)蒸汽組合物，可期望在后續(xù)蒸汽組合物中的強化油采收劑揮發(fā)性更強。更大揮發(fā)性可實現(xiàn)強化油采收劑在整個蒸汽室中和/或在蒸汽室上的更大移動性以到達邊緣，其中在更成熟室中的大多數(shù)瀝青采收為期望的。根據(jù)本發(fā)明的方法，隨時間推移的油生產(chǎn)速率可通過將總蒸汽組合物注射相劃分成兩階段或更多階段來改進，其中對于每個階段，選擇不同強化油采收劑或具有不同濃度的相同強化油采收劑。當僅使用一種強化油采收劑用于注射時，可在給定階段中在儲集層中期望的油飽和的范圍下基于其用于增強油在多孔介質(zhì)中排出的性能選擇強化油采收劑或濃度。強化油采收劑可為單一化學(xué)化合物或旨在通過不同機理(例如，瀝青-水界面張力(IFT)、砂表面的潤濕等)增強瀝青生產(chǎn)的兩種或更多種化學(xué)化合物的共混物。本發(fā)明的一個具體實施例是使用在高油飽和下更有效的添加劑作為井啟動劑(在在壓回地層壓井期間或恰在完成蒸汽再循環(huán)之后)，并且在已建立蒸汽室之后切換成在較低油飽和下更有效的另一種添加劑。本發(fā)明的另一實施例是在已經(jīng)用SAGD處理一定時間的儲集層中使用包含一種或多種強化油采收劑的蒸汽組合物，在此情況下，可在兩階段或更多階段上將從中等到低油飽和最有效的蒸汽組合物依次注入。本發(fā)明的另一個實施例為注射具有在較高油飽和下注射的較低濃度的強化油采收劑的蒸汽組合物，接著隨時間推移巖層中油飽和降低，以較高濃度注射相同強化油采收劑。流經(jīng)多孔介質(zhì)主要通過重力和毛細管力的競爭影響引導(dǎo)。雖然重力有利于油的流動并且從而有利于采收，但是毛細管效應(yīng)傾向于延遲油的流動。不束縛于特定理論，我們認為在較高油飽和下，重力占優(yōu)勢，并且更易于油流經(jīng)多孔儲集層巖層。添加強化油采收劑可通過改變在瀝青-水-砂系統(tǒng)中的相互作用機理降低毛細管效應(yīng)(例如降低IFT)，這可導(dǎo)致與當不使用試劑時相比更好的石油產(chǎn)品采收。隨時間推移，油飽和降低，并且由于(a)斷開砂表面上的薄油膜片和(b)滯留在較小尺寸的孔中，較大部分的未采收的油保留在儲集層巖層中。從膜采收油可經(jīng)由小尺寸的油滴汽提和形成進行，小尺寸的油滴最終夾帶在向下流動冷凝水流中并且被采收。已知液滴大小將直接與IFT有關(guān)，這意味著較小尺寸滴的形成將需要更大的IFT的降低。在較低油飽和下，這使更好IFT降低成為必要從而從更薄油膜采收油。IFT的降低可通過增加添加劑濃度或通過使用不同添加劑。為了幫助在低油飽和下從膜采收石油產(chǎn)品，有利地降低油-砂相互作用(即，改變可濕性)的強化油采收劑還可與降低IFT的添加劑協(xié)同使用。類似地，在低油飽和下，滯留在較小孔中的油可通過降低IFT和/或改變砂表面的可濕性采收。降低IFT和/或適當改變沙可濕性使水更好地滲透較小尺寸的孔喉并且擠出任何滯留的油。因此，隨時間推移的油生產(chǎn)速率將期望通過將總添加劑注射相劃分成兩階段或更多階段改進，其中對于每個階段選擇不同添加劑或具有不同濃度的相同添加劑。實例用于實例1到6的油砂為來自艾伯塔科技創(chuàng)新研究院(AlbertaInnovatesTechnologyFutures)樣品組的高級開采油砂。存在于油砂(原地原始油-OOIP)瀝青的量為總油砂的12.5重量％?？紫抖炔⑶覐亩鞍挠惋柡腿Q于壓縮的水平。以重量計給定相同OOIP，由于較小孔隙體積被較大部分的油占據(jù)，更緊湊的床將具有較高油飽和。這些實例使用了與圖3中所圖示類似的設(shè)置來模擬蒸汽輔助的從油砂中提取瀝青。溶液罐1容納水溶液，其通過管線2經(jīng)由泵3泵送入溫控蒸汽發(fā)生器4以產(chǎn)生在期望壓力(通過壓力表6監(jiān)測)和溫度(通過熱電偶8監(jiān)測)下的蒸汽組合物，其然后通過管線5被引導(dǎo)到巖心夾持器10。管線5包含通風(fēng)口7和爆破片9。水或添加劑溶液的流動速率保持恒定在4.5ml/min。巖心夾持器10具有帶有限定通過的入口開口14的蓋12和帶有限定通過的出口開口18的相對底部16。在容器10內(nèi)按順序放置以下物質(zhì)：在底部16上的篩20以便覆蓋出口開口18，在篩20上的100克油砂30，覆蓋油砂30的篩22，覆蓋篩22的一層玻璃珠粒40，覆蓋玻璃珠粒40的篩24以及處于壓縮并且設(shè)置在蓋12和篩24之間的彈簧50，以便將容器10的內(nèi)容物保持在適當位置。加熱器60位于容器10周圍，以便在實驗期間將油砂30加熱到蒸汽飽和溫度。為了模擬在不同采收階段下的油砂形成，在巖心夾持器10內(nèi)將油砂床30壓緊到不同高度。使用具有負荷框架和荷重計的INSTRONTM壓縮裝置(在圖3中未示出)實現(xiàn)壓緊。將力以固定速率施加到油沙床30直到達到期望的力并且然后保持30分鐘。對于實例1到6，模擬三種不同飽和：1)手動填料產(chǎn)生4.8cm的床高度，對應(yīng)于總油砂的39重量％的油飽和，2)使用1kN(235lbf)的荷重計，實現(xiàn)4.55cm的床高度，對應(yīng)于總油砂的45重量％的油飽和，以及3)使用較高荷重計，實現(xiàn)4.2cm的床高度，這對應(yīng)于總油砂的53重量％的油飽和。為了模擬油采收，將蒸汽組合物注入入口開口14中并且將注射壓力維持在0.8兆帕(MPa)下一小時，且然后將壓力增加到1.6MPa再維持一小時。在每一階段期間，將加熱器60設(shè)置到飽和溫度。通過出口開口18從容器10收集排放物。以4.5ml/min(液體水相等的體積)將蒸汽組合物注入開口14中。在實例中，用于生成蒸汽的水溶液不包含強化油采收劑(例如，僅為水)或水和4000ppm作為強化油采收劑的二乙二醇的單己醚。對于實例1到6的蒸汽組合物的組成在表1中給出。在過程中的兩點處確定瀝青采收率％。基于在過程的前20分鐘內(nèi)收集的排放物中油的量確定初始采收率重量％?；谠谡麄€兩小時過程內(nèi)收集的排放物中瀝青的量確定最終采收率重量％。通過甲苯提取排放物，確定在每個時間間隔提取的瀝青的量。甲苯提取法包括將甲苯與排放物混合物混合，分離出甲苯層，蒸發(fā)甲苯以分離出提取的瀝青，并且然后稱重提取的瀝青。對于過程中的兩點，通過將提取的瀝青的組合重量除以在原始油砂材料中的瀝青的重量，確定瀝青采收率％。通過對具有已知重量的原始油砂樣品進行甲苯提取，確定原始油砂中瀝青的重量。根據(jù)油砂樣品的已知重量和在甲苯提取中提取的瀝青的重量，通過將提取的瀝青重量除以已知的油沙重量并且乘以100容易計算在油沙中的瀝青重量％。該值可通過在注射蒸汽組合物之前首先測量油沙的重量用于確定用于實驗的油沙中有多少瀝青。表1提供對于實例1到6的結(jié)果。表1實例123456蒸汽組合物二乙二醇的單己醚，ppm040000400004000油采收率，％在39wt％下2533在45wt％下3547在53wt％下4639沒有強化油采收劑的蒸汽組合物(實例1、3和5)的單調(diào)油采收趨勢與基于油-水相對滲透性曲線期望的一致。包含增強油采收率試劑的實例2、4和6的最大油采收趨勢是出乎意料的，并且示出了存在對于添加劑與巖層的油飽和度的理想性能范圍。當前第1頁1 2 3