产油方法、系统和组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种由地层产油的方法，具体地，本发明涉及一种由地层强化油采收 的方法。
【背景技术】
[0002] 在从地下地层采收油中，使用利用天然地层压力产油的原始采收方法可能仅从地 层中采收部分油。通过改进或强化油采收（EOR)方法可产出使用原始采收方法不能从地层 中产出的部分油。
[0003] -种强化油采收方法在载油地层中应用碱-表面活性剂-聚合物（"ASP")驱油来 增加由地层采收的油量。一次采收或者二次水驱采收后，将碱性组分、表面活性剂和聚合物 的含水分散体注入载油地层以增加由地层的油采收。ASP驱通过降低地层中油和水相间的 界面张力由此使油流动用于产出，从而强化由地层的油采收。地层中油和水相间的界面张 力通过ASP驱中的表面活性剂以及碱与油中的酸相互作用形成皂而降低。聚合物增加 ASP 流体的粘度，通常至与地层中油相同的数量级，因此ASP驱可以迫使流动的油通过地层而 用于产出。
[0004] 应用ASP强化油采收由海底载油地层采收油可能受限于海上油采收平台上可获 得的空间大小以及平台的重量限制。必须为聚合物、表面活性剂和碱性组分提供贮存设施。 在一些情况下，海上平台的空间和重量限制阻止了 ASP强化油采收的应用，因为在平台上 没有足够的空间贮存ASP驱的所有组分，或者对于在海上油采收平台上应用来说ASP驱的 各组分的重量过高。
[0005] 在ASP EOR方法中最常用作为碱性组分的碱包括碱金属氢氧化物和碱金属碳酸 盐，和在ASP EOR方法中最常用的碱性组分是碳酸钠。对于从海底地层采收油来说，由于碱 金属碳酸盐贮存需要相对较大的贮存空间、混合设施需要较大的空间和碱金属碳酸盐溶液 相对较重的重量，海上油采收平台对空间和重量的限制可能使得碱金属碳酸盐ASP强化油 采收方法不可行。
[0006] 可以应用液态氨替代碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物作ASP EOR方法的碱性组 分，以降低用于实施ASP EOR方法的系统的空间要求。无水液态氨产生的碱性为等重量碳 酸钠的6. 2倍，因此在提供相同相对碱性的条件下，应用无水液态氨的ASP驱的碱性组分的 重量要求相对于碳酸钠可以降低至1/6. 2。因此相对于碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物，需 要更少的空间和重量来贮存氨碱性组分，这是因为可以应用更少量的氨碱性组分提供等量 水平的碱性。在用于从海底载油地层采收油的海上平台上，通过用液态氨替代通常应用的 碱金属碳酸盐所节约的空间和重量可能是在所述平台上或所述地层中应用ASP EOR方法的 可行性的决定因素。
[0007] 但在ASP EOR方法和系统中应用氨作为碱性组分受限于耐受钙的表面活性剂的应 用。当氨用作ASP EOR驱的碱性组分时地层和附着于地层表面的油和水中存在的钙离子 不会沉淀，因为当应用液态氨作为ASP EOR方法中的碱时形成的钙沉淀物氢氧化钙只有在 25°C下在Ca2+浓度高于8. 8% (高于大多数载油地层中的Ca2+浓度）时才会沉淀。因此， 只有耐受钙的表面活性剂（这些表面活性剂在大量钙阳离子存在下不沉淀）可以在氨作 为碱性组分的ASR EOR方法中应用，而不会因钙沉淀造成表面活性剂大量损失。但可用于 ASP EOR方法中的最工业实用的耐受钙的表面活性剂为在60°C以上以不可接受速率水解的 环氧乙烷硫酸盐、环氧丙烷硫酸盐和环氧乙烷-环氧丙烷硫酸盐表面活性剂。因此，应用氨 作为碱性组分的ASP EOR方法对于其中具有高浓度钙离子和地层温度至少60°C的地层来 说工业实用性很差，和在具有这些特征的海上地层中ASP EOR方法可能在工业上不可行。
[0008] 希望对于现有的ASP强化油采收方法、组合物和系统进行改进。具体地，希望在具 有高浓度钙离子和地层温度至少50°C或至少60°C的海底载油地层中还能够有效应用ASP 基强化油采收的方法、组合物和系统。
【发明内容】
[0009] 在一个方面，本发明涉及一种由载油地层采收油的方法，所述方法包括：
[0010] 使表面活性剂、水、聚合物、碱金属碳酸盐和含至多l〇wt%水的氨液体混合，以形 成油采收制剂；
[0011] 将所述油采收制剂引入所述载油地层；
[0012] 使所述油采收制剂与所述载油地层中的油接触；和
[0013] 在向所述载油地层中引入油采收制剂之后由所述载油地层产油。
[0014] 在另一个方面，本发明涉及一种组合物，所述组合物包含表面活性剂、聚合物、碱 金属碳酸盐、氨和水。
[0015] 在另一个方面，本发明涉及一种系统，所述系统包括：
[0016] 表面活性剂；
[0017] 聚合物；
[0018] 含至多IOwt%水的氨液体；
[0019] 碱金属碳酸盐；
[0020] 水；
[0021] 载油地层；
[0022] 向载油地层引入所述表面活性剂、聚合物、碱金属碳酸盐、氨液体和水的机构；和
[0023] 在向所述载油地层中引入表面活性剂、聚合物、碱金属碳酸盐、氨液体和水之后由 载油地层产油的机构。
[0024] 在另一个方面，本发明涉及一种由载油地层采收油的方法，所述方法包括：
[0025] 向载油地层引入表面活性剂、水、聚合物、碱金属碳酸盐和含至多10wt%水的氨液 体；
[0026] 使表面活性剂、水、聚合物和碱金属碳酸盐和氨液体在载油地层中混合，以形成油 米收制剂；
[0027] 使所述油采收制剂与所述载油地层中的油接触；和
[0028] 在向所述载油地层中引入表面活性剂、水、聚合物和碱金属碳酸盐和氨液体之后 由所述载油地层产油。
【附图说明】
[0029] 图1描述了本发明的产油系统，其可用于按本发明方法采收油。
[0030] 图2描述了本发明的产油系统，其可用于按本发明方法采收油。
[0031] 图3为按照本发明的系统和方法产油的井分布图。
[0032] 图4为按照本发明的系统和方法产油的井分布图。
[0033] 图5为在不同盐水浓度下油与碳酸钠/表面活性剂水溶液的平衡混合物的照片。
[0034] 图6为在不同盐水浓度下油与氢氧化铵/表面活性剂水溶液的平衡混合物的照 片。
[0035] 图7为在CaCl2存在下在不同盐水浓度下油与氢氧化铵/表面活性剂水溶液的平 衡混合物的照片。
[0036] 图8为在CaCl2S在下在不同盐水浓度下油与碳酸钠/表面活性剂水溶液、油与 氢氧化铵/表面活性剂水溶液以及油与氢氧化铵/碳酸钠/表面活性剂水溶液的平衡混合 物的照片。
【具体实施方式】
[0037] 本发明涉及应用表面活性剂、水、聚合物、碱金属碳酸盐或碳酸氢盐、含至多 IOwt %水的氨液体、以及包含表面活性剂、聚合物、碱金属碳酸盐或碳酸氢盐、氨和水的组 合物由载油地层强化油采收油的方法和系统。可以将所述表面活性剂、水、聚合物、碱金属 碳酸盐或碳酸氢盐和氨液体一起混合以形成用于强化油采收方法的油采收制剂。所述表面 活性剂、碱金属碳酸盐或碳酸氢盐和氨可以通过降低地层中油和水间的界面张力使地层中 的油流动，所述聚合物可以提供足以驱使流动的油流通过地层而由地层产出的粘度，和所 述碱金属碳酸盐或碳酸氢盐可以促进地层中的钙和镁沉淀，从而抑制钙和镁诱导的表面活 性剂沉淀。
[0038] 相对于通常应用的碱金属碳酸盐，应用氨对于降低ASP EOR方法的空间和重量要 求是有利的。例如，无水液态氨产生的碱性为等重量碳酸钠的6. 2倍，因此在提供相同相对 碱性的条件下，应用无水液态氨的ASP驱系统的碱性组分的重量要求相对于碳酸钠可以降 低到1/6. 2。因此相对于通常应用的碱金属碳酸盐碱性组分，需要更少的空间和重量来贮存 本发明的ASP驱系统的氨碱性组分，这是因为需要更少量来提供等量水平的碱性。在用于 从海底载油地层采收油的海上平台上，通过用液态氨替代通常应用的碱性组分所节约的空 间和重量可能是在所述平台上应用ASP EOR方法的可行性的决定因素。
[0039] 在ASP混合物中可以包括足够的碱金属碳酸盐或碳酸氢盐以沉淀ASP段塞移动经 过地层时在地层中遇到的钙，从而允许在ASP混合物中应用在高于60°C的地层温度下稳定 但在钙存在下易于沉淀的工业上实用的表面活性剂。与应用碱金属碳酸盐或碳酸氢盐作为 唯一或主要碱性组分的常规ASP驱相比，在本发明方法和系统中应用的ASP混合物中优选 提供明显更少量的碱金属碳酸盐或碳酸氢盐，从而实现通过应用氨作为ASP混合物的碱性 组分所节约的空间和重量，同时在ASP混合物中能够应用不耐受钙和镁的表面活性剂。
[0040] 可以在本发明的方法或系统中应用的本发明的油采收制剂组合物包括表面活性 剂、聚合物、碱金属碳酸盐或碳酸氢盐、氨和水。水可以是淡水或盐水溶液。水的总溶解固 体（TDS)含量可以为100-200000ppm。水可以由水源提供，其中所述水源可以是选自如下 的TDS含量小于1000 Oppm的淡水源：河、湖、淡水海、蓄水层、TDS含量小于1000 Oppm的地 层水；或者所述水源可以是选自如下的TDS含量为1000 Oppm或更大的盐水源：海水、河口 水、咸水、蓄水层、通过处理含盐水源提供的盐水溶液、和TDS含量为1000 Oppm或更高的地 层水。
[0041] 当在海上实施应用油采收制剂的ASP EOR方法来由海底载油地层采收油时，水可 以为经处理以降低海水盐度至理想TDS含量的海水。可以通过常规脱盐方法降低海水盐 度，例如通过使海水流过一个或多个纳米过滤、反渗透和/或正渗透膜或离子交换材料。
[0042] 可以调节油采收制剂水的TDS含量，以优化水的盐度，用于产生与地层中的油和 地层水组合的油采收制剂的中间相第III类微乳液，和从而降低地层中油与水间的界面张 力以使流动最大化，并因而由地层产油。也可以调节油采收制剂水的TDS含量以优化油采 收制剂的粘度，因为油采收制剂的粘度部分取决于制剂中聚合物的粘度，这又可能取决于 制剂的盐度。确定用于使载油地层中油与水的界面张力最小化和提供与地层中油相同数量 级粘度的油采收制剂水的最优盐度可以按常规的和对本领域熟练技术人员来说已知的方 法来实施。一种这样的方法在WO 2011/090921中有述。水的盐度优化可以按常规的和对