产油方法、系统和组合物的制作方法_3

文档序号:9203851阅读:来源:国知局
69]油采收制剂还包含聚合物,其中所述聚合物为油采收制剂提供与地层温度条件下 地层中油粘度相同数量级的粘度,从而所述油采收制剂可以驱使油流过地层用于由地层产 出,同时油最少量地指进入油采收制剂和/或油采收制剂最少量地指进入油。所述聚合物 在混合形成强化油采收制剂之前可以为水溶液或含水分散体。所述聚合物可以与强化油采 收制剂的其它组分混合以形成强化油采收制剂,其中所述聚合物可以在1)向载油地层引 入强化油采收制剂之前、或2)已经向地层中分别引入一种或多种强化油采收制剂组分之 后、或3)与向地层中引入一种或多种强化油采收制剂组分的同时与其它强化油采收制剂 组分混合,但与至少一种组分分开。
[0070] 油采收制剂可以包括选自如下的聚合物:聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺、聚 丙烯酸酯、烯属共聚物、生物聚合物、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸酯、聚乙烯吡 咯烷酮、AMPS (2-丙烯酰胺-甲基丙烷磺酸酯)以及它们的组合。烯属共聚物的例子包括 丙烯酸和丙烯酰胺、丙烯酸和月桂酰丙烯酸酯、以及月桂酰丙烯酸酯和丙烯酰胺的共聚物。 生物聚合物的例子包括黄原胶和瓜尔豆胶。
[0071] 油采收制剂中聚合物的量应该足以使油采收制剂的粘度足以驱使油流过载油地 层,同时最小量的流动油指进入油采收制剂中和任选的最少量的油采收制剂指进入流动油 中。油采收制剂中聚合物的量可能足以使油采收制剂在地层温度下的动态粘度与载油地层 中油在地层温度下的动态粘度相同数量级、或略不优选的更大数量级,从而所述油采收制 剂可以推动油流过地层。在一个优选的实施方案中,当等温测量时,油采收制剂的动态粘度 可以为载油地层中油的动态粘度的400%以内、或300%以内、或200%以内。油采收制剂 中聚合物的量可以足以使油采收制剂在25°C或地层温度范围内的温度下的动态粘度为至 少 ImPa s (IcP)、或至少 IOmPa s (IOcP)、或至少 50mPa s (50cP)、或至少 IOOmPa s (IOOcP)。 油采收制剂中聚合物的浓度可以为200-10000ppm、或500-5000ppm、或1000-2500ppm。
[0072] 油采收制剂中聚合物的重均分子量应该足以使油采收制剂粘度驱使流动的油通 过地层。聚合物的重均分子量可以为10, 000-30, 000, 000道尔顿或100, 000-10, 000, 000 道尔顿。
[0073] 在一个方面,本发明涉及包含水、氨、碱金属碳酸盐和/或碳酸氢盐、表面活性剂 和聚合物的油采收制剂组合物。所述水、氨、碱金属碳酸盐和/或碳酸氢盐、表面活性剂和 聚合物可以如上所述。所述油采收制剂组合物可以包含一定量的含至多l〇wt%水的氨液 体(优选为无水液态氨),其量有效地为油采收制剂提供10-12的初始pH,或者0. 01-2M 的氨浓度,或0.01_5界1:%的氨;0.001-2¥1:%、或0.01-1¥1:%、或0.05-0.5¥1:%的碱金属碳 酸盐和/或碳酸氢盐;〇.〇5-5wt%、或0. l-3wt%的表面活性剂或表面活性剂的组合;和 200-10000ppm、或500-5000ppm、或1000-2500ppm的聚合物或聚合物的组合。
[0074] 在本发明的方法中,将油采收制剂或油采收制剂的组分引入载油地层以及包括载 油地层的本发明的系统中。所述载油地层包括在与油采收制剂接触和混合后可以从地层分 离和产出的油。载油地层的油可以包含按每克样品KOH毫克数表示的总酸值(TAN)为至少 0. 1或至少0. 3或至少0. 5的油,其中所述油的TAN可以按ASTM方法D664确定。TAN至少 为0. 1的油含有大量酸性部分,当用包含氨和碱金属碳酸盐和/或碳酸氢盐的油采收制剂 处理时,所述酸性部分可以与氨和/或碱金属碳酸盐或碳酸氢盐反应形成皂,从而降低地 层中油和水间的界面张力和使油流动用于从地层中产出。
[0075] 载油地层中包含的油可以是含少于25wt%、或少于20wt%、或少于15wt%、或少 于10wt%、或少于5wt%的沸点至少为538°C (1000 °F )且按ASTM方法D6882确定的API 重度为至少20°、或至少25°、或至少30°的烃的轻油或中等重油。替代但略不优选地,载 油地层中的油可以是含大于25wt%的沸点至少为538°C和API重度小于20°的烃的重油。
[0076] 在载油地层中包含的油在地层条件下(具体在地层温度范围内的温度下)的动态 粘度可以为至少〇.4mPa s (0.4cP)、或至少IOmPa s (IOcP)、或至少IOOmPa s (IOOcP)、或至 少1000 mPa S(1000 cP)、或至少1000 OmPa S(1000 OcP)。在载油地层中包含的油在地层温度 条件下的动态粘度可以为0· 4-10000000mPa s (0· 4-10000000cP)。
[0077] 载油地层可以为地下地层。地下地层可以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。
[0078] 地下地层可为海底地下地层。本发明的方法和系统可能特别适合于应用海上油采 收平台从载油海底地下地层采收油。
[0079] 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以 造成地层对流过地层的油采收制剂、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/或白垩。地层的岩石和/或矿物多孔基质材料可以包含大量的二氧 化硅石英,因为氨基油采收制剂的碱性可以足够低以避免二氧化硅-石英溶解。
[0080] 载油地层中的油可位于地层的多孔基质材料内的孔隙中。可使载油地层中的油在 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、油与孔隙表面的相互作用、 油的粘度或地层中油和水的界面张力实现。
[0081] 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、来自二次或三次油采收过程水驱的水或它们的混合物。可使载油地层中的水在地层中 定位而使孔隙内的油不流动。油采收制剂与地层中油和水接触可使地层中的油流动,用于 通过降低地层中水和油间的界面张力而从地层内孔隙中释放至少部分油用于从地层产出 和米收。
[0082] 在一些实施方案中,所述载油地层可以包含未固结的砂和水。载油地层可以为油 砂地层。在一些实施方案中,油可以包含约l-16wt%的油/砂/水混合物,和砂可以包含 约80-85wt%的油/砂/水混合物,和水可以包含约l-16wt%的油/砂水混合物。砂可以 位于被湿砂颗粒周围空隙中的含油水层包覆。任选地,所述载油地层也可以包含气体,例如 甲烷或空气。
[0083] 所述载油地层可以包含钙阳离子和/或可以从中置换钙阳离子的钙化合物或盐。 所述钙阳离子和/或可以从中置换钙阳离子的钙化合物或盐可以在地层内的原生水中存 在。钙阳离子在原生水中可以以10-30, OOOppm的浓度存在。钙阳离子和/或可以从中置 换钙阳离子的钙化合物或盐可以如上所述在地层的多孔基质材料中存在。
[0084] 现在参照图1,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 如上所述的延伸至载油地层205的第一井201和第二井203。载油地层205可以包括位于 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。载油地层205可以为海底地层,其中所述第一井201和所述 第二井203可以从位于载油地层205上方海面217上的一个或多个海上平台215延伸。
[0085] 在一个实施方案中,所述系统包括包含如上所述水、如上所述氨、如上所述碱金属 碳酸盐或碳酸氢盐、如上所述表面活性剂和如上所述聚合物的油采收制剂。可以如上所述 选择和/或调节油采收制剂的盐度,以优化油采收制剂的表面活性剂和/或氨和/或碱金 属碳酸盐或碳酸氢盐降低与载油地层中油的界面张力的能力,和/或优化油采收制剂的粘 度。油采收制剂可由通过管线223流体操作连接至第一注射/产出设备221的油采收制剂 贮存设施219提供。第一注射/产出设备221可流体操作连接至第一井201,它可从第一注 射/产出设备221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221流 过第一井201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221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 收制剂贮存设施219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221、第一井201或这两者中)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泵225,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。
[0086] 在图2所示的另一个实施方案中,所述系统可以包括用于强化油采收制剂的氨液 体、碱金属碳酸盐或碳酸氢盐、表面活性剂和聚合物中一种或多种的独立的贮存设施。氨液 体可以IC存在氨液体IC存设施227中,和可以包含至多IOwt %的水、或至多5wt%的水、或 者可以为无水液态氨。碱金属碳酸盐或碳酸氢盐可以作为水溶液或固体材料贮存在碱金属 碳酸盐或碳酸氢盐贮存设施228中。表面活性剂可以贮存在表面活性剂贮存设施229中, 和可以为如上所述的阴离子型表面活性剂。聚合物可以贮存在聚合物贮存设施231中,和 可以为如上所述的聚合物。
[0087] 水可以由水源水(如海水、产出的地层水、湖水、蓄水层的水、或河
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