石油采收方法和系统的制作方法

石油采收方法和系统的制作方法
【专利摘要】提供一种系统和方法用于从地层采收石油。将包含至少75vol％二甲基硫醚的油采收制剂引入载油地下地层中和从地层产出石油。
【专利说明】石油采收方法和系统

【技术领域】
[0001] 本发明设及从地层采收石油的方法，具体地，本发明设及从地层强化油采收的方 法。

【背景技术】
[0002] 在从地下地层采收石油中，使用利用天然地层压力产出石油的原始采收方法可能 仅从地层中采收部分石油。通过改进或强化油采收巧OR)方法可产出使用原始采收方法不 能从地层中产出的部分石油。改进油采收方法包括水驱。E0R方法包括热E0R、混溶驱替E0R 和化学E0R。热E0R方法加热地层中的石油W减低地层中石油的粘度，由此使石油流动用 于采收。蒸汽驱和火驱是常见的热E0R方法。混溶驱替E0R设及将与载油地层中的石油混 溶的化合物或混合物注入地层中W与石油混合和降低石油的粘度，降低了它的表面张力和 使石油膨胀，由此使石油流动用于采收。注入的化合物或混合物一定比地层中的石油更轻 和粘度更小一用作混溶E0R试剂的典型化合物是气体如0)2、氮或姪气体如甲烧。化学E0R 设及向地层中注入含水碱性溶液或表面活性剂和/或向地层中注入聚合物。通过使石油和 注入水之间的界面表面张力降至非常低的值，化学E0R试剂可从地层的岩石中驱替石油或 释放地层岩石的孔隙中捕集的石油，由此使捕集的石油液滴变形和流过岩石孔隙W形成油 带。聚合物可用于提高水的粘度W促使所形成的油带进入产出井用于采收。
[0003] 相对新的E0R方法包括向载油地层中注入化学溶剂W使石油流动用于从地层采 收。地层中的石油至少部分溶于该种溶剂，该溶剂的粘度通常明显低于石油。石油和化学 溶剂可W W类似于气态混溶E0R试剂的方式在地层中混合，降低了石油的粘度、降低了石 油的表面张力和和使石油膨胀，由此使石油流动用于从地层中产出。用于该个目的的化学 溶剂包括二硫化碳和二甲離。
[0004] 希望改进已存在的化学溶剂E0R方法。例如，希望化学溶剂E0R方法增加从地层 中的石油采收，同时最小化油藏酸化和由于在地层水中可溶造成的E0R试剂损失，和消除 了由于E0R制剂毒性所需要的地层清理。


【发明内容】

[0005] 在一个方面，本发明设及一种用于采收石油的方法，包括：
[0006] 提供包含至少75mol%二甲基硫離的油采收制剂；
[0007] 将所述油采收制剂引入由选自多孔矿物基质、多孔岩石基质和多孔矿物基质与多 孔岩石基质组合的材料组成的地下载油地层中；
[000引在所述载油地层中使所述油采收制剂与石油接触；和
[0009] 在将所述油采收制剂引入所述地层中之后从所述地层中产出石油。
[0010] 在另一个方面，本发明设及一种系统，包括：
[0011] 油采收制剂，所述油采收制剂包含至少75mol%的二甲基硫離；
[0012] 地下载油地层，所述地下载油地层由选自多孔矿物基质、多孔岩石基质和多孔矿 物基质与多孔岩石基质组合的材料组成；
[0013] 用于将所述油采收制剂引入所述地下载油地层中的机构；和
[0014] 用于在向所述地下载油地层引入所述油采收制剂之后从所述地层产出石油的机 构。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 根据本发明教导，附图仅W举例而非限制方式描述了一种或多种实施方案。在图 中，类似标号指相同或相似的元素。
[0016] 图1描述了本发明的石油产出系统。
[0017] 图2描述了本发明的石油产出系统。
[001引图3描述了本发明的石油产出系统。
[0019] 图4的图为按照本发明的系统和方法用于产出石油的井分布。
[0020] 图5的图为按照本发明的系统和方法用于产出石油的井分布。
[0021] 图6的图表示在30°C下使用不同溶剂从油砂采收石油。
[0022] 图7的图表示在10°C下使用不同溶剂从油砂采收石油。
[0023] 图8的图表示增加二甲基硫離浓度对西非含蜡原油的粘度降低效果。
[0024] 图9的图表示增加二甲基硫離浓度对中东渐青基原油的粘度降低效果。
[0025] 图10的图表示增加二甲基硫離浓度对加拿大渐青基原油的粘度降低效果。

【具体实施方式】
[0026] 本发明设及利用包含至少75mol%二甲基硫離的油采收制剂从地下载油地层强化 油采收的方法和系统。油采收制剂可与地下地层中的石油首次接触混溶，从而当向地层引 入油采收制剂时可与其在地层中接触的石油完全混合。油采收制剂的粘度可非常低，从而 当与其在地下地层中接触的石油混合时，可W产出相比于初始处于地层中的石油粘度显著 降低的石油和油采收制剂的混合物。可使石油和油采收制剂的混合物流动通过地下地层， 部分由于相比于初始处于地层中的石油粘度降低的混合物，其中从地层可产出流动的混合 物，由此从地层产出石油。
[0027] 本文使用的某些术语定义如下：
[002引本文所用的"渐青质"定义为在标准温度和压力下不溶于n-庚烧和可溶于甲苯的 姪。
[0029] 本文所用的"混溶"定义为两种或更多种物质、组合物或液体W任何比例混合而不 会分为两个或更多个相的能力。
[0030] 本文所用的"流体操作连接"定义为两个或更多个元件间的连接，其中所述元件直 接或间接连接W允许元件间直接或间接的流体流动。本文所用的术语"流体流动"指气体 或液体的流动。
[0031] 本文所用的"石油"定义为通常为液态的天然姪混合物，其也可W包含硫、氮、氧和 金属的化合物。
[003引本文所用的"渣油"指由ASTM方法D7169确定的在0. lOlMPa下沸程分布高于 538°C (1000°巧的石油组分。
[0033] 提供用于本发明方法或系统的油采收制剂包含至少75mol%的二甲基硫離。油 采收制剂可包含至少80mol%、或至少85mol%、或至少90mol%、或至少95mol%、或至少 97mol %、或至少99mol %的二甲基硫離。油采收制剂可包含至少75vol %、或至少80vol %、 或至少85vol%、或至少90vol%、或至少95vol%、或至少97vol%、或至少99vol%的二甲 基硫離。油采收制剂可包含至少75wt %、或至少80wt %、或至少85wt %、或至少90wt %、或 至少95wt%、或至少97wt%，或至少99wt%的二甲基硫離。油采收制剂可基本上由二甲基 硫離组成，或可由二甲基硫離组成。
[0034] 提供用于本发明方法或系统的油采收制剂可包含一种或多种助溶剂，其与油采收 制剂中的二甲基硫離形成混合物。所述一种或多种助溶剂优选与二甲基硫離混溶。所述 一种或多种助溶剂可选自邻二甲苯、甲苯、二硫化碳、二氯甲烧、=氯甲烧、Cs-Cs脂族和芳族 姪、天然气凝析油、硫化氨、柴油、煤油、二甲離及它们的混合物。
[0035] 提供用于本发明方法或系统的油采收制剂可与液相石油组合物、优选任何液相石 油组合物首次接触混溶。在液相或气相中油采收制剂可与包括重原油、中间原油和轻原 油的液体石油组合物首次接触混溶，和在液相或气相中可与地下载油地层中的石油首次 接触混溶。油采收制剂可与姪组合物首次接触混溶，所述姪组合物例如包含至少25wt%、 或至少30wt%、或至少35wt%、或至少40wt%的具有由ASTM方法D7169确定的至少 538°C (1000°巧沸点的姪的液相原油。油采收制剂可与姪类组合物如原油中的液相渣油 和液相渐青质首次接触混溶。油采收制剂可与姪组合物首次接触混溶，所述姪组合物包含 小于25wt %、或小于20wt %、或小于15wt %、或小于lOwt %、或小于5wt %的具有由ASTM方 法D7169确定的至少538°C (1000°巧沸点的姪。油采收制剂可与包含小于5wt%的氧、小 于lOwt%的硫和小于5wt%的氮的Cg-Cg脂族和芳族姪首次接触混溶。
[0036] 油采收制剂可与宽粘度范围的姪组合物如原油或液相石油首次接触混溶。油采 收制剂可与低或适度低粘度的姪组合物首次接触混溶。油采收制剂可与在25°C下动态 粘度为最多 lOOOmPa ? s(lOOOcP)、或最多 SOOmPa ? S 巧OOcP)、或最多 lOOmPa ? s(100c 巧 的姪组合物如液相石油首次接触混溶。油采收制剂也可与适度高或高粘度的姪组合物首 次接触混溶。油采收制剂可与在25°C下动态粘度为至少lOOOmPa ? s(lOOOcP)、或至少 5000mPa ? S (5000cP)、或至少 lOOOOmPa ? S (lOOOOcP)、或至少 50000mPa ? S 巧OOOOcP)、或 至少lOOOOOmPa ? s(lOOOOOcP)、或至少500000mPa ? s巧00000c巧的姪组合物如液相石油 首次接触混溶。油采收制剂可与在25°C下动态粘度为l-5000000mPa . s(l-5000000cP)、 或 lOO-lOOOOOOmPa ? s(lOO-lOOOOOOcP)、或 500-500000mPa ? s(500-500000cP)、或 lOOO-lOOOOOmPa ? s(l〇〇〇-l〇〇〇〇〇c巧的姪组合物如液相石油首次接触混溶。
[0037] 提供用于本发明方法或系统的油采收制剂优选具有低的粘度。油采收制剂可为 在25°C温度下动态粘度为最多0. 35mPa ? s(0. 35cP)、或最多0. 3mPa ? s(0. 3cP)、或最多 0. 285mPa ? s(0. 285c巧的流体。
[003引提供用于本发明方法或系统的油采收制剂优选具有相对低的密度。油采收制剂的 密度可为最多0. 9g/cm3或最多0. 85g/cm 3。
[0039] 提供用于本发明方法或系统的油采收制剂可具有相对高的内聚能密度。提供用于 本发明方法或系统的油采收制剂的内聚能密度可为300-410化或320-400Pa。
[0040] 提供用于本发明方法或系统的油采收制剂优选为相对无毒的或无毒的。油采收制 剂在96小时的水生毒性LCg。（虹轉鱼）可W大于200mg/l。油采收制剂在4小时的急性口服 毒性LDg。（小鼠和大鼠）可为535-3700mg/kg、急性皮肤毒性LDg。（兔子）可W大于5000mg/ kg和急性吸入毒性1X5。（大鼠）可为4025化pm。
[0041] 在本发明方法中，将油采收制剂引入地下载油地层中，和本发明的系统包括地下 载油地层。地下载油地层包括在与油采收制剂接触和混合后可从地下地层中分离和产出的 石油。地下载油地层的石油可与油采收制剂首次接触混溶。地下载油地层的石油可为包含 至少25wt %、或至少30wt %、或至少35wt %、或至少40wt %的具有由ASTM方法D7169测定 的至少538°C (1000 了）的沸点的姪的重质油。所述重质油可包含至少20wt%的渣油、或 至少25wt %的渣油、或至少30wt %的渣油。所述重质油的渐青质含量可为至少5wt %、或至 少lOwt%、或至少15wt%。
[0042] 地下载油地层中包含的石油可为包含小于25wt%、或小于20wt%、或小于 15wt%、或小于lOwt%、或小于5wt%的具有至少538°C (1000。巧的沸点的姪的中等重油 或相对轻质油。中等重油或轻质油的渐青质含量可为小于5wt%。
[0043] 在地层条件下（特别是在地层温度范围内的温度下）地下载油地层中包含的石油 的粘度可为至少ImPa ? S (IcP)、或至少lOmPa ? S (lOcP)、或至少lOOmPa ? S (lOOcP)、或至少 lOOOmPa ? s(lOOOcP)、或至少lOOOOmPa ? s(lOOOOcP)。在地层温度条件下地下载油地层中 包含的石油的粘度可为1-lOOOOOOOmPa ? s(l-lOOOOOOOcP)。在实施方案中，在地层温度条 件下地下载油地层中包含的石油的粘度可为至少lOOOmPa- s(lOOOcP)，其中石油的粘度至 少部分或完全对地层中石油的不流动负责。
[0044] 在地层温度条件下地下载油地层中包含的石油可包含很少或不含微晶蜡。微晶蜡 为可仅部分溶于或可基本不溶于油采收制剂中的固体。在地层温度条件下地下载油地层中 包含的石油可包含最多3wt%、或最多Iwt%、或最多0. 5wt%的微晶蜡，和在地层温度条件 下优选微晶蜡不存在于载油地层的石油中。
[0045] 载油地层为地下地层。地下地层由选自多孔矿物基质、多孔岩石基质和多孔矿物 基质与多孔岩石基质组合的一种或多种多孔基质材料组成，其中多孔基质材料可位于在地 表下深50-6000米、或100-4000米、或200-2000米的上覆地层的下方。地下地层可为海底 地层或地表地层。
[0046] 多孔基质材料可为固结的基质材料，其中形成基质材料的至少大部分和优选基本 上全部岩石和/或矿物为固结的，从而岩石和/或矿物形成堆，其中当石油、油采收制剂、水 或其它流体从中通过时基本上全部岩石和/或矿物是不动的。当石油、油采收制剂、水、或 其它流体从中通过时，优选至少95wt %、或至少97wt %、或至少99wt %的岩石和/或矿物是 不动的，从而由石油、油采收制剂、水或其它流体通过而移位的任何量的岩石或矿物材料不 足W造成地层对流过地层的油采收制剂、石油，水或其它流体是不可渗透的。多孔基质材料 可为非固结的基质材料，其中形成基质材料的至少大部分或基本上全部岩石和/或矿物为 非固结的。地层的渗透性可为0.0001-15达西或0.001-1达西。地层的岩石和/或矿物多 孔基质材料可由砂岩和/或选自白云石、石灰石及其混合物的碳酸盐组成，其中石灰石可 为微晶体型或晶型石灰石和/或白里。
[0047] 地下载油地层中的石油可位于地层的多孔基质材料内的孔隙中。可使地下载油地 层的石油在地层的多孔基质材料内的孔隙中不流动，例如，通过毛细管力、石油与孔隙表面 的相互作用、石油的粘度或地层中石油和水的界面张力实现。
[0048] 地下载油地层还可包含水，其可位于多孔基质材料内的孔隙中。地层中的水可为 原生水、来自二次或=次油采收过程水驱的水或它们的混合物。可使地下载油地层中的水 定位而使孔隙内的石油不流动。油采收制剂与地下地层中的石油接触可使地层中的石油流 动，用于通过从地层内的孔隙中释放至少部分石油而从地层产出和采收。
[0049] 现在参照图1，给出了用于实施本发明方法的本发明系统100。在通过管线105流 体操作连接到注射/产出设备103的油采收制剂储存设备101中可提供如上所述的油采收 制剂。注射/产出设备103可流体操作连接到井107,它可从注射/产出设备103延伸至如 上所述包括一个或多个地层部分111、113和115的地下载油地层109，所述地层部分由如上 所述位于上覆地层117下方的多孔材料基质形成。如井107中的向下箭头所示，可使油采 收制剂从注射/产出设备103流过井而引入地层109如地层部分113中，其中注射/产出 设备103和井107或井107本身包括用于将油采收制剂引入地层109中的机构。用于将油 采收制剂引入地层109中的机构可包含括累110,所述累110用于将油采收制剂传送到井的 穿孔或开孔中，其中油采收制剂可通过井的穿孔或开孔注入地层中。
[0050] 将油采收制剂引入地下地层109中，例如通过将油采收制剂累送至地层中而注入 地层中。在高于地层中瞬时压力的压力下可将油采收制剂引入地层中W促使油采收制剂流 入地层。将油采收制剂引入地层中的压力可从地层中瞬时压力到高达但不包括地层压裂压 力。可将油采收制剂注入地层的压力可为地层压裂压力的20-95%或40-90%。将油采收 制剂注入地层的压力可为高于在开始注入前测量的初始地层压力大于0至37MPa的压力。
[0051] 可将一定量的油采收制剂引入地层中W形成石油和油采收制剂的流动混合物。引 入地层的一定量油采收制剂可足W形成油采收制剂和石油的流动混合物，所述流动混合物 可包含至少lOvol %、或至少20vol %、或至少30vol %、或至少40vol %，或至少50vol %、或 大于50vol%的油采收制剂。
[0052] 当将油采收制剂引入地下地层109中时，油采收制剂如箭头119所示扩散入地层 中。当引入地层109时，油采收制剂与地层中的部分石油接触并形成混合物。油采收制剂与 地层中的石油首次接触混溶，其中当油采收制剂与石油混合时使地层中的至少部分石油流 动。当油采收制剂与石油混合时，如通过相对于地层中的天然石油降低混合物的粘度、通过 降低使石油保存在地层孔隙中的毛细管力、通过降低石油在地层中孔隙表面上的湿润性、 通过降低地层孔隙中石油和水的界面张力和/或通过使地层孔隙中的石油膨胀，可W使石 油流动。
[0053] 油采收制剂的粘度和地下地层中水的粘度可为相同的数量级，由此油采收制剂有 利地驱替地层孔隙中的水和相应地进入地层的孔隙中与孔隙中包含的石油混合。例如，在 地层温度条件下油采收制剂的粘度可为约0. 2-0. 35cP。在地层温度条件下地层水的粘度可 为约0. 7-1. IcP。结果是，油采收制剂能够将水推出，同时与石油接触、混合和使石油流动。 [0化4] 在将油采收制剂引入地层W与地层中的石油混合和使其流动后，可将油采收制剂 留在地下地层中进行浸泡。可将油采收制剂留在地下地层中浸泡1小时-15天的时间，优 选5-50小时。
[0化5] 如图2所示，在将油采收制剂引入地下地层109中和浸泡一段时间之后，可从地层 109采收和产出石油。任选也可从地下地层109中采收和产出油采收制剂（优选与石油混 合），和任选还从地层109采收和产出气体和水。系统包括用于产出石油的机构和可包括 用于在将油采收制剂引入地层之后如将油采收制剂完全引入地层之后从地层109产出油 采收制剂、气体和水的机构。用于从地层109采收和产出石油及任选的油采收制剂、气体和 水的机构可包括累112,所述累可位于注射/产出设备103中和/或井107内，从地层抽取 石油及任选的油采收制剂、气体和水W将石油及任选的油采收制剂、气体和水送入设备103 中。
[0056] 替代地，用于从地层109采收和产出石油和油采收制剂及任选的气体和水的机构 可包括压缩机114。压缩机114可通过管线116流体操作连接到气体储罐129,和可压缩气 体储罐中的气体用于通过井107注入地层中。压缩机114可压缩气体储罐中的气体用于通 过井107注入地层109中。压缩机可压缩气体至足W驱动从地层通过井107产出石油和油 采收制剂及任选的气体和水的压力，其中适当的压力可通过本领域技术人员已知的常规方 法确定。不同于从地层产出石油和任选的油采收制剂、水和/或气体的井位置，可将压缩的 气体从井107的不同位置注入地层中，例如，可在地层部分111将压缩的气体注入地层中， 而在地层部分113从地层产出石油、油采收制剂、水和气体。
[0化7] 如箭头121所示，可从地层部分113抽取优选为与油采收制剂的混合物和任选与 水和地层气混合的石油，和产出返回井107至注射/产出设备103。可在分离装置123中分 离石油与油采收制剂、水和气体。分离装置可包括用于分离气体与石油、油采收制剂和水的 常规液体-气体分离器、用于分离水与石油和油采收制剂的常规姪-水分离器和用于分离 油采收制剂与石油的常规蒸馈塔。为便于分离产出的油采收制剂与产出的石油，可通过蒸 馈分离产出的油采收制剂与石油，从而产出的油采收制剂包含源自地层产出的石油和不存 在于初始油采收制剂中的Cs-Cs或C 3-Ce脂族和芳族姪。可W实施蒸馈使产出的油采收制剂 具有原始油采收制剂加上高至25vol%源自地层的C3-C,脂族和芳族姪的组合物，其中经分 离的产出的油采收制剂包含至少75mol%的二甲基硫離。
[0化引经分离的石油可由注射/产出设备103的分离装置123提供至液体储罐125,液 体储罐125可通过管线127流体操作连接至注射/产出设备的分离装置。经分离的气体可 由注射/产出设备103的分离装置123提供至气体储罐129,气体储罐129可通过管线131 流体操作连接至注射/产出设备的分离装置。
[0059] 经分离的产出的任选包含额外的Cs-Cs或C 3-Ce姪的油采收制剂可由注射/产出设 备的分离装置123提供至油采收制剂储存设备101，油采收制剂储存设备101可通过管线 133流体操作连接至注射/产出设备的分离装置。替代地，经分离的产出的任选包含额外的 Cs-Cs或C 3-Ce姪的油采收制剂可由注射/产出设备103的分离装置123提供至用于再次注 入地层的注射机构110,其中分离装置123可通过管线118流体操作连接至注射机构110 W 将经分离的产出的油采收制剂从分离装置123提供至注射机构。
[0060] 经分离的水可从注射/产出设备103的分离装置123提供至水罐135,水罐135可 通过管线137流体操作连接至注射/产出设备的分离装置。水罐135可通过管线139流体 操作连接至注射机构110用于将从地层产出的水再次注回地下地层中。
[0061] 在从地下地层109采收和产出至少部分石油和任选采收和产出注入地层的至少 部分注油采收制剂之后，可将额外部分油采收制剂注入地层W使留在地层的至少部分石油 流动用于采收和产出。相对于在注入额外部分油采收制剂之前注入的油采收制剂的量，可 增加注入地层109的额外部分油采收制剂的量W增加与油采收制剂接触的地层的孔隙体 积。在W如上所述的方式注入额外部分油采收制剂之后，可使留在地层中的额外部分石油 流动、从井中采收和产出。如所希望的，可将随后额外部分油采收制剂注入地层中用于从地 层109进一步采收和产出石油。
[0062] 现在参照图3,其中给出了用于实施本发明方法的本发明系统200。所述系统包括 如上所述的延伸至地下载油地层205的第一井201和第二井203。地下载油地层205可W 包括位于上覆地层213下方的如上所述由多孔材料基质形成的一个或多个地层部分207、 209和211。提供如上所述的油采收制剂。油采收制剂可由通过管线219流体操作连接至 第一注射/产出设备217的油采收制剂储存设备215提供。第一注射/产出设备217可流 体操作连接至第一井201，它可从第一注射/产出设备217延伸至地下载油地层205。油采 收制剂可从第一注射/产出设备217流过第一井被引入地下地层205如地层部分209中， 其中第一注射/产出设备217和第一井或第一井本身包括用于将油采收制剂引入地层的机 构。替代地，油采收制剂可从油采收制剂储存设备215直接流入第一井201用于注入地层 205中，其中第一井包括用于将油采收制剂引入地层中的机构。用于将油采收制剂通过第一 井201引入地下地层205中的机构（位于第一注射/产出设备217、第一井201或该两者 中）可包括用于将油采收制剂传送至第一井中的穿孔或开孔的累221，通过所述第一井中 的穿孔或开孔可将油采收制剂引入地层中。
[0063] 如通过将油采收制剂通过第一井201累送入地层而将油采收制剂通过第一井注 入地层中，可将油采收制剂引入地下地层205中。可将油采收制剂通过第一井201注入地 下地层205的压力可如上面针对使用单个井注射和产出所述。
[0064] 通过第一井201引入地下地层205的油采收制剂体积可为0. 001-5倍孔隙体积、 或0. 01-2倍孔隙体积、或0. 1-1倍孔隙体积、或0. 2-0. 6倍孔隙体积，其中术语"孔隙体积" 指第一井201和第二井203之间可由油采收制剂扫过的地层体积。通过本领域技术人员已 知的方法例如通过模拟研究或通过注入其中包含示踪剂的水通过地层205从第一井201至 第二井203,可容易地确定孔隙体积。
[00化]当将油采收制剂引入地下地层205中时，油采收制剂如箭头223所述扩散入地层。 当引入地层205中时，油采收制剂与地层中的部分石油接触和形成混合物。油采收制剂与 地下地层205中的石油首次接触混溶，其中当油采收制剂与地层中的石油接触和混合时可 使石油流动，例如，通过相对于地层中的天然石油降低混合物的粘度、通过降低使石油保存 在地层孔隙中的毛细管力、通过降低石油在地层中孔隙表面上的湿润性、通过降低地层孔 隙中石油和水的界面张力和/或通过使地层孔隙中的石油膨胀实现。如上所述，在地层温 度条件下油采收制剂的粘度可与地层中水的粘度具有相同的数量级，能够使油采收制剂驱 替地层孔隙的水此渗入孔隙，与其中包含的石油接触和混合W及使石油流动。
[0066] 在将油采收制剂引入地层中之后，通过进一步将更多油采收制剂或油不可混溶制 剂引入地层中，可推动油采收制剂和石油的流动混合物和任何未混合油采收制剂穿过地下 地层205从第一井201至第二井203。在将油采收制剂完全引入地层之后，可将油不可混溶 制剂通过第一井201引入地下地层205中W促使或W其它方式驱替油采收制剂和石油的流 动混合物W及任何未混合油采收制剂流向第二井203用于产出。当未混合油采收制剂通过 地层从第一井201驱替至第二井203时，任何未混合油采收制剂可与地层205中更多的石 油混合和使其流动。
[0067] 可设置油不可混溶制剂W驱替油采收制剂和石油的流动混合物W及任何未混合 油采收制剂通过地层205。适合的油不可混溶制剂不与地下地层205中的石油首次接触混 溶或多次接触混溶。油不可混溶制剂可选自含水聚合物流体、气体或液体形式的水、在低于 其最小混溶压力的压力下的二氧化碳、在低于其最小混溶压力的压力下的氮、空气和前述 两种或更多种的混合物。
[0068] 用于含水聚合物流体的适合聚合物可包括但不限于聚丙締酷胺、部分水解的聚丙 締酷胺、聚丙締酸醋、己締共聚物、生物聚合物、駿基甲基纤维素、聚己締基醇、聚苯己締横 酸醋、聚己締基化咯烧酬、AMPS(2-丙締酷胺-2-甲基丙烧横酸醋）和它们的组合等。己締 共聚物的例子包括丙締酸和丙締酷胺、丙締酸和丙締酸月桂醋、丙締酸月桂醋和丙締酷胺 的共聚物。生物聚合物的例子包括黄原胶、瓜尔胶、褐藻酸醋W及褐藻酸和它的盐。在一些 实施方案中，聚合物可在地下地层205中原位交联。在其它实施方案中，聚合物可在地下地 层205中原位产生。
[0069] 可将油不可混溶制剂存储在可通过管线227流体操作连接至第一注射/产出设备 217的油不可混溶制剂储存设备225中和从中提供油不可混溶制剂用于引入地下地层205 中。第一注射/产出设备217可流体操作连接至第一井201 W向第一井提供油不可混溶制 剂用于引入地层205中。替代地，油不可混溶制剂储存设备225可流体操作连接至第一井 201 W向第一井直接提供油不可混溶制剂用于引入地层205。第一注射/产出设备217和 第一井201或第一井本身可包括用于通过第一井201将油不可混溶制剂引入地层205中的 机构。用于通过第一井201将油不可混溶制剂引入地层205的机构可包括用于将油不可混 溶制剂传送至第一井中的穿孔或开孔的累或压缩机，其中通过第一井中的穿孔或开孔可将 油不可混溶制剂注入地层中。用于将油不可混溶制剂通过第一井201引入地层205中的机 构可为用于将油采收制剂通过第一井201注入地层中的累221。
[0070] 可将油不可混溶制剂引入地下地层205中，如通过将油不可混溶制剂累送通过第 一井至地层中而将油不可混溶制剂通过第一井201注入地层中。可将油不可混溶制剂通过 第一井201注入地下地层205中的压力可为高至但不包括地层压裂压力，或为地层压裂压 力的20-99 %、或30-95 %、或40-90 %。在本发明实施方案中，可在高于注入油不可混溶制 剂之前测量的地层压力大于0至37MPa的压力下将油不可混溶制剂注入地下地层205中。
[0071] 在将油采收制剂通过第一井201引入地下地层205中之后，通过第一井引入地层 的油不可混溶制剂的量可为0. 001-5倍孔隙体积、或0. 01-2倍孔隙体积、或0. 1-1倍孔隙 体积、或0. 2-0. 6倍孔隙体积，其中术语"孔隙体积"指第一井和第二井之间可由油不可混 溶制剂扫过的地层体积。引入地层205的油不可混溶制剂的量应该足W驱动流动的石油/ 油采收制剂混合物和任何未混合油采收制剂穿过至少部分地层。如果油不可混溶制剂为液 相，在将油采收制剂引入地下地层205中之后引入地层中的油不可混溶制剂的体积相对于 在引入油不可混溶制剂之前紧接着引入地层的油采收制剂的体积按油不可混溶制剂与油 采收制剂比可为0. 1:1-10:1，更优选为如果油不可混溶制剂为气相，在将油采收 制剂引入地层205中之后引入地层中的油不可混溶制剂的体积相对于在引入油不可混溶 制剂之前紧接着引入地层的油采收制剂的体积可明显大于液相油不可混溶制剂，例如，相 对于在引入气相油不可混溶制剂之前紧接着引入的单位体积油采收制剂为至少10、或至少 20、或至少50体积的气相油不可混溶制剂。
[0072] 如果油不可混溶制剂为液相，在地层温度条件下油不可混溶制剂的粘度与流 动的石油/油采收制剂混合物的粘度可具有至少相同的量级W能够使油不可混溶制剂 驱动流动的石油/油采收制剂的混合物穿过地层205至第二井203。在地层温度条件 或25°C下油不可混溶制剂的粘度可为至少0. 8mPa ? s(0. 8cP)、或至少lOmPa ? s(lOcP)、 或至少 50mPa ? s (50cP)、或至少 lOOmPa ? s (lOOcP)、或至少 SOOmPa ? s 巧OOcP)、或至少 lOOOmPa ? s(lOOOcP)。如果油不可混溶制剂为液相，在地层温度条件下优选油不可混溶制 剂的粘度大于流动的石油/油采收制剂混合物的粘度至少一个数量级，因此油不可混溶制 剂可驱动流动的石油/油采收制剂混合物W活塞流穿过地层，从而最小化和抑制流动的石 油/油采收制剂混合物指进穿过油不可混溶制剂的驱动活塞。
[0073] 可将油采收制剂和油不可混溶制剂W交替段塞通过第一井201引入地层中。例 如，在第一时间段可将油采收制剂通过第一井201引入地层205中，之后在第一时间段之后 的第二时间段可将油不可混溶制剂通过第一井引入地层中，之后在第二时间段之后的第= 时间段可将油采收制剂通过第一井引入地层中，之后在第=时间段之后的第四时间段可将 油不可混溶制剂通过第一井引入地层中。如所希望的，作为许多交替段塞可将油采收制剂 和油不可混溶制剂通过第一井引入地层中。
[0074] 通过将油采收制剂和任选的油不可混溶制剂引入地层中，可使石油流动用于从地 下地层205通过第二井203产出，其中将油采收制剂和任选的油不可混溶制剂通过第一井 201引入地层中，如箭头229所示驱动流动的石油通过地层用于从第二井产出。用于从地 层205产出的流动石油可包括流动的石油/油采收制剂混合物。将油采收制剂通过第一井 201引入地层，也可使水和/或气体流动用于从地层205通过第二井203产出。
[0075] 在将油采收制剂通过第一井201引入地下地层205之后，可从地层通过第二井203 采收和产出石油。系统可包括位于第二井用于在将油采收制剂引入地下地层205之后从地 层采收和产出石油的机构，和可W包括位于第二井用于在将油采收制剂引入地层之后从地 层采收和产出油采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气体的机构。位于第二井203用于采 收和产出石油W及任选用于采收和产出油采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气体的机 构可包括累233,所述累233可位于第二注射/产出设备231中和/或第二井203内。累 233可从地层205抽取石油和任选的油采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气体通过第二 井203的穿孔W传送石油和任选的油采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气体至第二注射 /产出设备231。
[0076] 替代地，用于从地层205采收和产出石油和任选的油采收制剂、油不可混溶制剂、 气体和水的机构可包括可位于第二注射/产出设备231中的压缩机234。压缩机234可通过 管线236流体操作连接至气体储罐241，和可压缩气体储罐中的气体用于通过第二井203注 入地层205。压缩机可压缩气体至足W从地层通过第二井203驱动产出石油和任选的油采 收制剂、油不可混溶制剂、气体和水的压力，其中适当的压力可通过本领域技术人员已知的 常规方法确定。不同于从地层产出石油和任选的油采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气 体的井位，可将压缩的气体从第二井203的不同位置注入地层，例如，可在地层部分207将 压缩的气体注入地层，而在地层部分209从地层产出石油、油采收制剂、油不可混溶制剂、 水和气体。
[0077] 如箭头229所示可从地下地层205抽取任选与油采收制剂、油不可混溶制剂、水和 /或气体混合的石油，和沿第二井203向上产出至第二注射/产出设备231。在位于第二注 射/产出设备231中和流体连结至用于从地层采收和产出石油和任选的油采收制剂、油不 可混溶制剂、气体和/或水的机构233的分离装置235中可分离石油与油采收制剂、气体和 油不可混溶制剂（如果有的话）和/或水。分离装置235可包括用于分离气体与石油、油 采收制剂、液体油不可混溶制剂（如果有的话）和水的常规液体-气体分离器、用于分离石 油和油采收制剂与水和任选的液体油不可混溶制剂的常规姪-水分离器、用于分离油采收 制剂（如W上讨论的任选与源自地层的C3-C,或Cs-Ce脂族和芳族姪组合）与石油的常规蒸 馈塔和任选用于分离液体油不可混溶制剂与水的分离器。
[007引经分离的产出的石油可由第二注射/产出设备231的分离装置235提供至液体 储罐237,液体储罐237可通过管线239流体操作连接至第二注射/产出设备的分离装置 235。如果有的话，经分离的气体可由第二注射/产出设备231的分离装置235提供至气体 储罐241，气体储罐241可通过管线243流体操作连接至第二注射/产出设备231的分离 装置235。经分离的水可由第二注射/产出设备231的分离装置235提供至水罐247,水罐 247可通过管线249流体操作连接至第二注射/产出设备231的分离装置235。如果有的 话，经分离的油不可混溶制剂可由第二注射/产出设备231的分离装置235提供通过管线 250至油不可混溶制剂储存设备225。
[0079] 经分离的产出的任选包含额外的Cs-Cs或C 3-Ce姪的油采收制剂可由第二注射/产 出设备231的分离装置235提供至油采收制剂储存装置215,油采收制剂储存装置215可通 过管线245流体操作连接至第二注射/产出设备231的分离装置235,其中产出的油采收制 剂可与油采收制剂混合。替代地，经分离的油采收制剂可由第二注射/产出设备231的分 离装置235提供通过管线238至注射机构221，用于通过第一井201再次注入地下地层205 中，用于从地层进一步流动和产出石油。替代地，经分离的油采收制剂可由分离装置235提 供通过管线240至注射机构如第二注射/产出设备231中的累251，用于任选与新鲜油采收 制剂一起通过第二井203再次注入地下地层205。
[0080] 在本发明系统和方法的实施方案中，第一井201可用于将油采收制剂注入地下地 层205和如上所述第二井203可用于在第一时间段从地层产出石油，和第二井203可用于 将油采收制剂注入地层205中W使地层中的石油流动和驱动流动的石油穿过地层至第一 井，和第一井201可用于在第二时间段从地层产出石油，其中第二时间段在第一时间段之 后。第二注射/产出设备231可包括机构如累251，所述累251通过管线253流体操作连接 至油采收制剂储存设备215和任选分别通过管线240和242流体操作连接至分离装置235 和259 W从中接收产出的油采收制剂，和所述累251流体操作连接至第二井203 W将油采 收制剂通过第二井引入地下地层205中。累251或压缩机也可通过管线255流体操作连接 至油不可混溶制剂储存设备225, W在将油采收制剂通过第二井203引入地层205之后将 油不可混溶制剂通过第二井引入地层。第一注射/产出设备217可包括机构如累257或压 缩机258,所述累257或压缩机258用于从地层205通过第一井201产出石油和任选的油 采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气体。第一注射/产出设备217也可包括用于分离石 油、油采收制剂、油不可混溶制剂、水和/或气体的分离装置259。分离装置259可包括用于 分离气体与石油、油采收制剂、液体油不可混溶制剂（如果有的话）和水的常规液体-气体 分离器、用于分离石油和油采收制剂与水和任选的液体油不可混溶制剂的常规姪-水分离 器、用于分离油采收制剂（任选与源自地层的Cs-Cs或Cs-Ce脂族和芳族姪组合）与石油的 常规蒸馈塔和任选用于分离液体油不可混溶制剂与水的分离器。分离装置259可流体操作 连接如下：通过管线261至液体储罐237用于在液体储罐中储存产出的石油；通过管线265 至气体储罐241用于在气体储罐中储存产出的气体；和通过管线267至水罐247用于在水 罐中储存产出的水。如果有的话，经分离的油不可混溶制剂可由第一注射/产出设备217 的分离装置259提供通过管线268至油不可混溶制剂储存设备225。
[0081] 分离装置259可通过管线263流体操作连接至油采收制剂储存设备215用于在油 采收制剂储存设备215中储存产出的油采收制剂。分离装置259可分别通过管线242和 244流体操作连接至第一注射/产出设备217的注射机构221用于将油采收制剂通过第一 井201注入地层205中，或至第二注射/产出设备231的注射机构251用于将油采收制剂 通过第二井203注入地层中。
[0082] 在第一时间段，第一井201可用于将油采收制剂引入地下地层205中和任选地在 通过第一井引入油采收制剂之后将油不可混溶制剂引入地下地层205中，和第二井203可 用于从地层产出石油；然后在第二时间段，第二井203可用于将油采收制剂注入地层205中 和任选地在通过第二井引入油采收制剂之后将油不可混溶制剂引入地层205中，和第一井 201可用于从地层产出石油，其中第一和第二时间段组成一个周期。可进行多个周期，包括 使第一井201和第二井203在将油采收制剂引入地层205中及在引入油采收制剂之后任选 将油不可混溶制剂引入地层中和从地层产出石油之间交替，其中在第一时间段一个井注射 和另一个井产出，然后在第二时间段将它们切换。该周期可为约12小时-1年、或约3天-6 个月、或约5天-3个月。在一些实施方案中，在周期初可将油采收制剂引入地层中，和在周 期末时可将油不可混溶制剂引入。在一些实施方案中，周期初可为周期的最初10-约80%、 或周期的最初20-约60%、或周期的最初25-约40%，和周期末可为周期的剩余部分。
[0083] 现在参照图4,描述了井阵列300。井阵列300包括第一井组302 (水平线表示） 和第二井组304 (斜线表示）。在本发明系统和方法的一些实施方案中，如上所述的系统和 方法的第一井可包括作为井阵列300中第一井组302描述的多个第一井，和如上所述的系 统和方法的第二井可包括作为井阵列300中第二井组304描述的多个第二井。
[0084] 第一井组302中的每个井可距第一井组302中的相邻井水平距离330。水平距离 330可为约5-1000米、或约10-500米、或约20-250米、或约30-200米、或约50-150米、或 约90-120米、或约100米。第一井组302中的每个井可距第一井组302中的相邻井垂直距 离332。垂直距离332可为约5-1000米、或约10-500米、或约20-250米、或约30-200米、 或约50-150米、或约90-120米、或约100米。
[0085] 第二井组304中的每个井可距第二井组304中的相邻井水平距离336。水平距离 336可为约5-1000米、或约10-500米、或约20-250米，或约30-200米、或约50-150米，或 约90-120米、或约100米。第二井组304中的每个井可距第二井组304中的相邻井垂直距 离338。垂直距离338可为约5-1000米、或约10-500米、或约20-250米、或约30-200米、 或约50-150米、或约90-120米、或约100米。
[0086] 第一井组302中的每个井可距第二井组304中的相邻井距离334。第二井组304中 的每个井可距第一井组302中的相邻井距离334。距离334可为约5-1000米、或约10-500 米、或约20-250米、或约30-200米、或约50-150米、或约90-120米、或约100米。
[0087] 第一井组302中的每个井可被第二井组304中的四个井围绕。第二井组304中的 每个井可被第一井组302中的四个井围绕。
[008引在一些实施方案中，井阵列300可具有约10-1000个井，如第一井组302中约 5-500个井，和第二井组304中约5-500个井。
[0089] 在一些实施方案中，井阵列300可被视为在一块地上分隔开的垂直井的第一井组 302和第二井组304的俯视图。在一些实施方案中，井阵列300可被视为具有在地层内分隔 开的水平井的第一井组302和第二井组304的地下地层的剖面侧视图。
[0090] 现在参照图5,描述了井阵列400。井阵列400包括第一井组402 (水平线表示） 和第二井组404 (斜线表示）。井阵列400可为上面针对图4中井阵列300描述的井阵列。 在本发明系统和方法的一些实施方案中，如上所述的系统和方法的第一井可包括作为井阵 列400中的第一井组402描述的多个第一井，和如上所述的系统和方法的第二井可包括作 为井阵列400中的第二井组404描述的多个第二井。
[0091] 可将油采收制剂注入第一井组402中，和可从第二井组404采收和产出石油。如 所描述的，油采收制剂可具有注射分布406,和从第二井组404产出的石油可具有石油采收 分布408。
[0092] 可将油采收制剂注入第二井组404中，和可从第一井组402产出石油。如所描述 的，油采收制剂可具有注射分布408,和从第一井组402产出的石油可具有石油采收分布 406。
[0093] 在第一时间段，第一井组402可用于注射油采收制剂，和第二井组404可用于从地 层产出石油；然后在第二时间段，第二井组404可用于注射油采收制剂，和第一井组402可 用于从地层产出石油，其中第一和第二时间段组成一个周期。在一些实施方案中，可进行多 个周期，包括使第一井组402和第二井组404在注射油采收制剂和从地层产出石油和/气 体之间交替，其中在第一时间段一个井组注射和另一个井组产出，然后在第二时间段将它 们切换。
[0094] 为有助于更好地理解本发明，给出了一些实施方案的某些方面的W下实施例。W 下实施例不应该W任何方式限制或定义本发明的范围。
[00巧]实施例1
[0096] 基于相对于其它化合物二甲基硫離与原油的混溶性，评价了二甲基硫離作为油采 收试剂的品质。通过在10°c和30°C下用溶剂提取油砂测量二甲基硫離、己酸己醋、邻二甲 苯、二硫化碳、氯仿、二氯甲烧、四氨快喃和戊烧溶剂与开采的油砂的混溶性W确定通过溶 剂从油砂提取的姪馈分。测量开采的油砂的渐青含量为llwt%，作为对于已知从油砂有效 提取基本上全部渐青的溶剂一尤其是氯仿、二氯甲烧、邻二甲苯、四氨快喃和二硫化碳的渐 青提取收率值的平均值。制备每个提取温度每种溶剂的油砂样品用于提取，其中用于提取 油砂样品的溶剂为二甲基硫離、己酸己醋、邻二甲苯、二硫化碳、氯仿、二氯甲烧、四氨快喃 和戊烧。称量每个油砂样品和置于纤维素提取套管中，所述纤维素提取套管置于具有滴速 控制阀口的夹套玻璃圆筒中的多孔聚己締承载圆盘上。然后在循环接触和排放实验中在经 选择的温度（l〇°C或30°C )下用经选择的溶剂提取每个油砂样品，其中接触时间为15-60 分钟。应用新鲜接触溶剂和重复循环提取直到从设备排出流体的颜色变为淡栋色。
[0097] 使用旋转式蒸发器除去提取的流体中的溶剂和然后真空干燥W除去残余溶剂。采 收的渐青样品都含有3-7wt%的残余溶剂。将残余固体和提取套管空气干燥、称重和然后真 空干燥。真空干燥残余固体时基本上未观察到重量损失，该表明固体没有保留提取溶剂或 容易流动的水。总体而言，提取后回收的固体或样品和套管的重量加上提取后回收的渐青 的量除W初始油砂样品加上套管的重量得到关于提取的质量核算。经计算的样品百分比质 量核算略高，该是因为回收的渐青值未校正3-7wt%的残余溶剂。表1中总结了提取实验结 果。
[009引

【权利要求】
1. 一种产出石油的方法，包括： 提供包含至少75mol%二甲基硫醚的油采收制剂； 将所述油采收制剂引入由选自多孔矿物基质、多孔岩石基质和多孔矿物基质与多孔岩 石基质组合的材料组成的地下载油地层中； 在所述载油地层中使所述油采收制剂与石油接触；和 在将所述油采收制剂引入所述地层中之后和在所述地层中使所述油采收制剂与石油 接触之后从所述地层中产出石油。
2. 权利要求1的方法，其中所述油采收制剂与所述地层中或来自所述地层的液相石油 首次接触混溶。
3. 权利要求1的方法，其中所述油采收制剂与液相石油首次接触混溶。
4. 权利要求3的方法，其中液相中的所述油采收制剂与液相石油组合物首次接触混 溶，所述液相石油组合物包含至少25wt%、或至少30wt%、或至少35wt%的具有由ASTM方 法D7169测定的至少538°C的沸点的烃。
5. 权利要求3的方法，其中液相中的所述油采收制剂与液相石油组合物首次接触混 溶，所述液相石油组合物包含少于25wt%、或少于20wt%、或少于15wt%、或少于10wt%、 或少于5wt%的具有由ASTM方法D7169测定的至少538°C的沸点的烃。
6. 权利要求1-5任一项的方法，其中所述油采收制剂的内聚能密度为300-410Pa。
7. 权利要求1-6任一项的方法，其中将0. 001-0. 6倍孔隙体积的所述油采收制剂引入 所述地下载油地层中。
8. 权利要求1-7任一项的方法，其中所述多孔矿物或岩石基质是包含砂石、石灰石或 白云石的固结基质。
9. 权利要求1-8任一项的方法，其中所述油采收制剂在25°C下的动态粘度为最多 0? 35mPa ? s (0? 3cP)或最多 0? 3mPa ? s。
10. 权利要求1-9任一项的方法，其中所述油采收制剂的密度为最多0. 9g/cm 3。
11. 权利要求1-10任一项的方法，其中通过经延伸至所述地层的第一井注射将所述油 采收制剂引入所述地层中。
12. 权利要求11的方法，其中经第一井从所述地层产出石油。
13. 权利要求11的方法，其中经延伸至所述地层的第二井从所述地层产出石油。
14. 权利要求1-12任一项的方法，其中从所述地层产出所述油采收制剂。
15. 权利要求1的方法，其中所述油采收制剂在96小时的水生毒性LC 5(l>200mg/l。
16. 权利要求1-15任一项的方法，还包括在将所述油采收制剂引入所述地下载油地层 中之后将油不可混溶制剂引入所述地层中的步骤。
17. -种系统，包括： 油采收制剂，所述油采收制剂包含至少75mol%的二甲基硫醚； 地下载油地层，所述地下载油地层由选自多孔矿物基质、多孔岩石基质和多孔矿物基 质与多孔岩石基质组合的材料组成； 用于将所述油采收制剂引入所述地下载油地层中的机构；和 用于在向所述地下载油地层引入所述油采收制剂之后从所述地层产出石油的机构。
18. 权利要求17的系统，其中所述用于将所述油采收制剂引入所述地下载油地层的机 构位于延伸至所述地下地层的第一井处。
19. 权利要求18的系统，其中所述用于从所述地下载油地层产出石油的机构位于延伸 至所述地下地层的第一井处。
20. 权利要求18的系统，其中所述用于从所述地下载油地层产出石油的机构位于延伸 至所述地下地层的第二井处。
21. 权利要求17-20任一项的系统，其中所述油采收制剂与液相石油首次接触混溶。
22. 权利要求17-21任一项的系统，其中所述油采收制剂与所述地层中或来自所述地 层的石油首次接触混溶。
23. 权利要求17-22任一项的系统，其中所述油采收制剂与液相原油首次接触混溶，所 述液相原油包含至少25wt%、或至少30wt%、或至少35wt%的具有由ASTM方法D7169测定 的至少538°C的沸点的烃。
24. 权利要求17-22任一项的系统，其中所述油采收制剂与液相原油首次接触混溶，所 述液相原油包含小于25wt%、或小于20wt%、或小于15wt%、或小于10wt%、或小于5wt% 的具有由ASTM方法D7169测定的至少538°C的沸点的烃。
25. 权利要求17-24任一项的系统，还包括： 油不可混溶制剂；和 用于将所述油不可混溶制剂引入所述地下载油地层中的机构。
【文档编号】C09K8/58GK104487653SQ201380037274
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】S·N·米拉姆, J·J·弗里曼, E·W·特格拉 申请人:国际壳牌研究有限公司