油及含油制剂的处理的制作方法
【专利摘要】本发明公开了将油和水的混合物(例如分散液)分离为富油相和富水相的方法，该方法包括步骤：(i)选择混合物及处理制剂，该混合物包括从地层中回收的油，其中所述处理制剂被添加到油中，以便促进油的回收和/或移动性，其中所述处理制剂具有对照所述油的样品测得的在2mN/m至20mN/m范围内的界面张力(IFT)；(ii)将所述混合物引入分离装置；及(iii)在化学反乳化剂不存在的情况下，加热所述混合物直到在重力作用下至少部分地实现分离。优选地，IFT在9mN/m至12mN/m的范围内。油和水的混合物可以通过处理地层中的油来形成。
【专利说明】油及含油制剂的处理
[0001]本发明涉及油及含油制剂(oil-containing formulation)的处理。优选的实施方式涉及制剂例如分散液的分离，所述制剂包括已从地层(subterranean formation)中回收的油水混合物。
[0002]许多含油制剂包括不能通过普通生产工艺回收的油，因为这种油的粘度太高。已知通过使用表面活性材料以降低油的表观粘度且帮助其流动来设法解决这个问题。已知的表面活性材料包括乳化表面活性剂，比如US5641433 (Intev印)中所描述的，所述乳化表面活性剂以含水制剂被提供，且被布置为形成具有比油本身的表观粘度低的表观粘度的水包油乳化液。因此，油可更容易地运输和/或回收。
[0003]然而，被回收的油/水/表面活性剂混合物，需要被处理以优化油的量且优选地分离含有低水平的水和/或表面活性剂的油。然而，这是有挑战的。事实上，如US5641433中所描述的所制备的混合物不能容易地令人满意地被分离且因此乳化液根据商标0RMULS10N(商品名)被出售，用于低水平用途，例如作为被燃烧的燃料。在其他现有技术中，化学反乳化剂可以用于破坏回收的水包油乳化液。然而，不利地，这个工艺需要在另外的工艺步骤中使用另外的可能昂贵的化学品，所述化学品增加油分离工艺的花费和复杂性。
[0004]本发明的目的是解决上面所描述的问题。
[0005]本发明的目的是提供用于分离水包油乳化液的手段，同时降低和/或消除化学反乳化剂的作用。
[0006]根据本发明的第一方面，提供了将油和水的混合物(例如分散液)分离为富油相和富水相的方法，该方法包括步骤:
[0007](i)选择混合物及处理制剂，所述混合物包括从地层中回收的油，其中所述处理制剂被添加到油中，以便促进油的回收和/或移动性，其中所述处理制剂具有对照所述油的样品测得的在2至20mN/m范围内的界面张力(IFT)；
[0008](ii)将所述混合物引入分离装置；及
[0009](iii)在化学反乳化剂不存在的情况下，加热所述混合物，直到在重力作用下至少部分地实现分离。
[0010]因为有些油对于IFT来说太粘而不能被方便地测量，所以油的样品用甲苯以75:25的油:甲苯的比来稀释。因此，所指的IFT基于稀释的材料。IFT可以通过下面实施例中所描述的标准方法来测量。
[0011]有利地，在不存在任何反乳化剂的情况下至少部分地实现分离减少了化学品的使用且促进分离过程。步骤(iii)中所描述的分离优选地被执行而没有任何描述的被添加的反乳化剂。
[0012]除了具有特定的IFT外，当所述处理制剂与所述油接触时，所述处理制剂还能适当地增强地层中油的移动性。当所选择的处理制剂与油的样品接触时，能增加移动性的处理制剂适当地具有以下特征(在25°C测量)中的至少一个，其中油:处理制剂的比为70:30:[0013](a)油和处理制剂的分散液在Is—1的剪切速率下具有小于5000cP，优选小于4000cP、最优选小于3000cP的粘度。
[0014](b)油和处理制剂的分散液在剪切速率范围Is—1至IOOiT1内为假塑性体。
[0015](c)油和处理制剂的分散液在lOOs—1的剪切速率下具有不大于700cP，优选小于500cP、最优选小于400cP的粘度。
[0016]所述处理制剂优选地包括特征(a)到(C)中的至少两个，更优选地包括全部三个特征。
[0017]油和制剂之间的界面的流变性能优选地属于某种结构边界。如果边界不是很结构化(structured),则分散液将聚结(coalesce)且不是可移动的。如果边界太高度结构化，则分散液将是牢不可破的。优选的处理制剂需要在所指的“太结构化”和“不很结构化”极端条件中间的某处。继续这个主题，界面优选地不是太有弹性的一例如其合适地不是在施加应力下能变形而不是断裂及聚结的界面。简单的观点是高界面结构可以等同于高界面粘度而低界面结构可以等同于低界面粘度。然而，流体的流变性能是复杂的且多维的，因此充分地表示界面的硬度、结构和弹性是困难的，原因是这些性能与界面处分子的组织相关，分子的组织是极小的且难于处理。现代流变学方法表明，界面的结构可以利用研究其非牛顿特征比如:界面粘度、剪切依赖性、粘度模量、弹性模量、复数粘度及相角等的流变学方法论来研究。
[0018]所述分离装置合适地包括第一容器，其中所述混合物被运送到所述第一容器中。该方法优选地包括加热在所述混合物被运送到其中的第一容器中的混合物。该方法优选地包括将第一容器中的混合物合适地加热到至少40°C，优选地至少50°C的温度的步骤。混合物可被加热到低于90°C。优选地，混合物被加热到50°C至90°C的范围内。所述混合物可以如所描述的被加热(例如因此其在50°C至90°C的范围内)至少I小时，至少12小时，至少24小时或至少36小时；其可如前述的被加热小于90小时或小于72小时。
[0019]在所述加热期间，混合物在重力作用下适当地分离，使得材料的两个层被定义-下层和包含油的上层，下层包含水、水溶性材料及固体(如果存在于混合物中)比如砂。油层可以是湿的，因为其包括一些水，但优选地其包括小于20wt%或小于10wt%的水。定义为步骤(iii)中分离之前混合物中水的wt%除以分离之后上层中水的被％的比优选地为至少2,更优选地至少3。该比可以小于50。下层可以包括至少70wt%、80wt%或90wt%的水。下层可以包括小于99wt%的水。下层的余量可以由添加的所述处理制剂中含有的一种或多种添加剂(例如为调节所述处理制剂的水的IFT)和/或砂或其他固体构成。
[0020]所述第一容器优选地包括通气孔装置，合适地在上端部，用于从容器中除去气体。所述第一容器优选地包括第一出口，合适地在上端部，用于从容器的上部部分除去流体，例如用于从所述上层除去流体。因此，该方法合适地包括从第一容器中的流体的上层除去流体(例如其包括大量的油)的步骤。
[0021]所述第一容器优选地包括第二出口，合适地在下端或接近下端，以便从所述下层除去流体。因此，该方法合适地包括从第一容器中的下层除去流体的步骤。优选地，从所述下层中除去的流体被再循环；即优选地所述方法包括将所述流体(其合适地包括如下文所描述的活性材料)与另外的油接触，例如在地层中，以便促进它的回收和/或移动性。该方法可以包括将从所述下层中除去的流体运送到处理制剂容器中，该容器被布置为将处理制剂运送到其中处理制剂接触油的位置，例如在地层中。该方法可以包括将一种或多种添加剂(例如如下文所描述的另外的活性材料)引入处理制剂容器中的流体中，使得其中的流体具有预定的组成和/或因此所述制剂中活性材料的浓度在预定的范围内。
[0022]所述第一容器可以包括用于从其中除去固体例如砂的出口。因此，所述方法优选地包括从第一容器的流体中分离出固体材料的步骤。
[0023]作为优选的，当所述第一容器包括第一出口时，所述第一出口可以被连接到第二容器且该方法可以包括从第一容器的上部部分取出流体并将其运送到所述第二容器中。在该方法中，流体中的水被优选地从第二容器中的流体中的油中分离。优选地，没有化学反乳化剂(优选地没有任何描述的反乳化剂)被添加到第二容器。在所述第二容器中的分离优选地包括将第二容器中的流体合适地加热到至少40°C，优选地至少50°C的温度的步骤。流体可被加热到低于90°C。优选地，流体被加热到50°C至90°C的范围内。所述流体可以如所描述的被加热(例如因此其在50°C至90°C的范围内)至少I小时，至少12小时，至少24小时或至少36小时；其可如前述的被加热小于96小时或小于72小时。
[0024]所述第二容器可以被布置用于流体从其上部部分运送到另外的分离装置，该另外的分离装置可以包括传统的电解槽(battery)。
[0025]所述处理制剂在25 °C可以具有界面张力(没有任何油)，优选地在35至66mN/m，更优选地在40至65mN/m的范围内。
[0026]所述IFT可以是至少6mN/m,合适地至少7mN/m,优选地至少8mN/m,更优选地至少9mN/m。IFT可以小于18mN/m、合适地小于16mN/m、优选地小于14mN/m、更优选地小于12mN/m、特别地小于10mN/m。优选地，IFT在8至14mN/m,特别地9至12mN/m的范围内。
[0027]所述处理制剂合适地包括水及活性材料，其中合适的所述活性材料影响处理制剂相对于油的IFT和/或将水改性，因此其具有如本文所描述的IFT。
[0028]所述处理制剂适当地是含水的。其合适地包括至少80wt%、优选地至少90wt%、更优选地至少95wt%、特别地至少98wt%的水。其可以包括99.5wt%或更少的水。
[0029]所述处理制剂合适地包括至少0.1wt %、优选地至少0.3wt%、更优选地至少
0.4wt%的所述活性材料。其可包括小于lwt%、优选地小于0.8wt%的所述活性材料。
[0030]所述处理制剂合适地包括95wt%至99wt%的水,0.1wt %至Iwt %的所述活性材料及0被％至3被％的其他添加剂，比如生物杀伤剂或腐蚀抑制剂。其他添加剂的量可以小于2.5wt%、合适地小于2.0wt%、优选地小于Iwt%。优选地,所述处理制剂包括98wt%至99.9wt%的水、0.1wt %至Iwt %的所述活性材料及Owt %至Iwt %的其他添加剂。
[0031]所述处理制剂合适地包括小于0.0lwt %，更优选地Owt %的聚乙二醇对-(1，1，3，3，-四甲基丁基)-苯基醚(例如TRITON X-100 (商标))。所述处理制剂合适地包括小于0.01wt%,更优选地0wt%的包括(_CH2CH20-)n重复单元的聚合物。所述处理制剂合适地包括小于0.01wt%，更优选地0wt%的阴离子型表面活性剂。所述处理制剂合适地包括小于0.01wt%,更优选地Owt%的阳离子型表面活性剂。所述处理制剂合适地包括小于0.0lwt %，更优选地Owt %的两性离子表面活性剂。所述处理制剂合适地包括小于0.0lwt %，更优选地Owt %的非离子型表面活性剂。所述处理制剂合适地包括小于
0.0lwt %,更优选地Owt %的含胺基团的材料。所述处理制剂合适地包括小于0.0lwt %,更优选地Owt %的含季铵基团的材料。所述处理制剂合适地包括小于0.0lwt %,更优选地Owt%的含羧酸(-COOH)基团的材料。
[0032]在该方法中所使用的浓度及在25°C下，所述活性材料优选地全部可溶于处理制剂中。所述活性材料在25°C的去离子水中优选地溶解到至少lwt%。
[0033]所述活性材料可以是使得:在水中，其自组装成具有纳米范围内的流体动力学半径的伪胶束，这与传统表面活性剂形成的宏观胶束不同。
[0034]所述活性材料优选地是非离子型的。
[0035]所述活性材料优选地使得lwt%含水溶液没有可检测的浊点。这与例如通常在(TC至100°C范围内具有浊点的表面活性剂形成对比。
[0036]所述活性材料可以具有小于200，000、合适地小于150，000、优选地小于100，000、更优选地小于50，000的重均分子量(Mw)。Mw可以是至少5，000、优选地至少10，000。Mw可以在5，000至25，000的范围内，更优选地在10，000至25，000的范围内。
[0037]重均分子量可以通过光散射、小角度中子散射X-射线散射或沉降速度来测量。指定的聚合物材料的水溶液的粘度可以使用B型粘度计通过日本标准协会(JSA)JIS K6726来评估。可选择地，粘度可以使用其他标准方法来测量。例如，可以使用任何实验室旋转粘度计比如 Anton Paar MCR300。
[0038]活性材料的4wt%水溶液的粘度可以在20°C下是至少2.0cP，优选至少2.5cP。粘度可以小于6cP，优选地小于5cP，更优选地小于4cP。粘度优选地在2至4cP的范围内。
[0039]所述活性材料可以包括重复单元，该重复单元包括亲水性官能团。所述亲水官能团优选地包括- O-部分，且更优选地包括-OH部分。
[0040]所述活性材料可以包括重复单元，该重复单元包括相对疏水性官能团。这种基团可以是式R1CO-,其中R1代表任选地取代的烷基，例如任选地取代的C1,，优选地CV5烷基。所述R1CO-可以是醋酸酯部分。
[0041]所述活性材料优选地包括烃主链，优选地饱和的，优选地脂族烃主链。
[0042]所述活性材料优选地是无规共聚物(与嵌段共聚物不同)。
[0043]所述活性材料可以包括两个以上的不同的重复单元。优选地其包括不超过两个不同类型的重复单元。
[0044]在所述活性材料中，包括亲水性官能团的重复单元的摩尔％除以包括疏水性官能团的重复单元的摩尔％可以在1.5至19的范围内，优选地在2至15的范围内，更优选地在4至12的范围内。
[0045]当所述分离装置包括包含如所描述的上层和下层时，所述上部油层合适地包括小于0.3wt%,小于0.2wt%,小于0.1wt %,小于0.05wt%或小于0.0lwt %的所述活性材料。下层中活性材料的wt%除以上层中活性材料的的比可以是至少5，优选地至少7，更优选地至少10。
[0046]在第一实施方式中，所述活性材料不是任选地交联的水解的聚乙烯醇和/或其优选地不包括乙烯醇重复单元和/或其不包括含有从其聚合物主链侧挂的-O-部分的聚合物材料，其中所述聚合物材料是任选地交联的。然而，在第二实施方式中，所述活性材料可以包括聚合物材料。这种聚合物材料合适地包括至少50摩尔％,优选地至少60摩尔％,更优选地至少70摩尔％，特别地至少80摩尔％的乙烯醇重复单元。其可以包括小于99摩尔％，合适地小于95摩尔％，优选地小于91摩尔％的乙烯醇重复单元。所述聚合物材料合适地包括60摩尔％至99摩尔％,优选地80摩尔％至95摩尔％,更优选地85摩尔％至95摩尔%,特别地80摩尔％至91摩尔0Z0的乙烯醇重复单元。
[0047]所述聚合物材料优选地包括醋酸乙烯酯(vinylacetate)重复单元。其包括至少2摩尔％，优选地至少5摩尔％，更优选地至少7摩尔％，特别地至少9摩尔％的醋酸乙烯酯重复单元。其可以包括30摩尔％或更少，或20摩尔％或更少的醋酸乙烯酯重复单元。所述聚合物材料优选地包括9摩尔％至20摩尔％的醋酸乙烯酯重复单元。
[0048]所述聚合物材料优选地不是交联的。
[0049]合适地，所述聚合物材料中的乙烯醇重复单元和醋酸乙烯酯重复单元的摩尔％的总数是至少80摩尔%，优选地至少90摩尔%，更优选地至少95摩尔%，特别地至少99摩尔％。
[0050]所述聚合物材料优选地包括70-95摩尔%，更优选地80摩尔％至95摩尔V0，特别地85至91摩尔％的水解的聚乙烯醇。
[0051]在步骤(i)中所收集的所述混合物，合适地包括大于5wt%，优选地大于IOwt %，更优选地大于20wt%,特别地大于30wt%的油。所收集的材料可包括小于lwt%、或甚至小于0.75wt%的所述活性材料。混合物可以包括大于30wt%、大于40wt%或大于5(^1:%的水。
[0052]第一方面的方法在步骤(i)之前可以包括步骤(a)，步骤(a)包括处理油以定义该方法的步骤(i)中所选择的混合物。步骤(a)可以包括使待处理的油与所述处理制剂接触。
[0053]所述油优选地是原油，在本`说明书中术语“原油”包括从焦油砂中得到的焦油(重原油)和浙青。油可以具有小于30°，合适地小于25°，优选地小于20°的API比重指数。在一些情况中，API比重指数可以小于15°。
[0054]所述处理制剂可以首先在地面或接近地面处与油接触，例如以促进油在管线中的运输。优选地，当油在地下时，所述处理制剂首先与油接触。优选地，所述处理制剂被引入地层。所述处理制剂合适地被布置为与在所述地层中的油或与所述地层相关的油接触。
[0055]所述处理制剂在引入到地层中之前可以立即是至少环境温度的温度。优选地，在所述引入之前，该温度立即超过环境温度。其可以超过环境温度至少5°C，优选地至少10。。。
[0056]所述处理制剂在25°C和lOOs—1合适地具有大于0.98cP，合适地大于lcP，优选地大于1.2cP，特别地大于1.5cP的粘度。所述处理制剂在所描述的条件下优选地具有不大于IOcP,优选地5cP或更小，更优选地2cP或更小的粘度。
[0057]用于用在处理制剂中的水可以来源于任何方便的源。其可以是饮用水、地表水、海水、含水层的水、去离子产生的水及来自前述源中的任何一种的过滤过的水。所述水优选地是盐水，例如海水或来自盐水比如海水的盐水。本文所指的水的量合适地指包括其组分例如比如存在于海水中的天然存在的组分在内的水。水可以包括高达6?七％的溶解盐但合适地包括小于4wt%、2wt%* Iwt %或更少的在水中天然存在的溶解盐。
[0058]在一个实施方式㈧中，处理制剂在步骤(a)中可以被运送至地下。这可包括将地层中的油在生产井的上游位置处与所述处理制剂接触。处理制剂可以经由注入井被引入到地层中。所述注入井可以选自垂直井、斜井或水平井。在一些实施例中，处理制剂可以被引入多个，合适地三个或更多个注入井中，合适地基本上同时引入。优选地，在实施方式(A)中，所述地层中的油通过所述处理制剂的初始接触使油在第一方向移动，其中合适地被接触的油在所述初始接触之前不在所述第一方向上移动。优选地，所述地层中的油的初始接触使被接触的油的运动速度增加。例如，油可以在接触之前被限制且因此基本固定(除了油的分子运动外)。接触之后，油可以被引起移动且因此它的速度将增加。合适地，在接触之后，油与其相关的处理制剂一起基本上以处理制剂的速度行进。在一些情况中，重力可对油起作用，以将其移向生产井，在这种情况下，油在重力和通过所述处理制剂施加的力的作用下可以移向生产井。在一些实施方式中，基本上仅有引起油移向生产井的力可以通过所述处理制剂提供。优选地，处理制剂被布置(例如通过施加到它的压力以将其引入地层中)成携带油朝向生产井。
[0059]在一些油通过替代的方法已被除去后，实施方式(A)的方法可以被使用。该方法可以包括如所描述的包括将所述地层中的油与所述处理制剂接触的一个步骤和涉及将地层与不同的制剂接触的另一个步骤。与不同的制剂接触之后，可能有另一个步骤，该步骤包括如所描述的将所述地层中的油与所述处理制剂接触。
[0060]在实施方式⑶中，步骤(a)可以包括提高与井筒(wellbore)有关的井筒泵的性能或效率和/或增加来自储层中的储层流体的生产率，其中井筒泵被布置为将井筒中的井筒流体泵送到地面，所述方法包括步骤:
[0061](I)选择包括相关的井筒泵的井筒，及
[0062](II)将井筒泵的入口上游的储层流体与所述处理制剂接触。
[0063]在步骤(II)中，所述储层流体优选地首先与所述井筒中的所述处理制剂接触。
[0064]在所述实施方式(B)中在与所述储层流体接触之前，所述处理制剂合适地在所述井筒被定义在其中的地面的表面之上。其可被容纳在容器中。在步骤(II)中，优选地使所述处理制剂从与井筒泵的入口隔开第一位置移动，朝向由井筒泵的入口界定的第二位置。当向所述第二位置移动时，所述处理制剂优选地被布置为沿着井筒内(优选地，井筒的环状空间内)延伸的流体流路移动。优选地，所述流体流路在井筒的第一区域和井筒的第二区域之间延伸，所述井筒的第一区域邻近井筒的上端，所述井筒的第二区域合适地在第一区域下方，优选地在或邻近所述泵的所述入口处。优选地基本上所述流体流路的全部在井筒中延伸。所述流体流路延伸至少10m，优选地至少30m。优选地，在步骤(II)中，力投射到处理制剂上以使处理制剂在所述第一位置和第二位置之间移动。所述力可以至少部分通过泵装置来提供。优选地，所述力的主要量由重力提供。在优选的实施方式中，处理制剂被引入到所述井筒中且允许在重力作用下下落，从而向井筒泵移动。在这种情况下，合适地，没有泵可以用于加速井筒中的处理制剂的流动。
[0065]在实施方式(B)的一个实施例中，在步骤(II)中，所述处理制剂可以首先与井筒的环状空间中的储层流体接触。处理流体制剂可以在首先接触之后被允许在重力作用下下落且向井筒泵的入口移动。优选地，处理制剂在超过井筒泵的入口的高度至少5m的位置首先与储层流体接触。如果井筒包括超过一个泵，则所提及的泵合适地是最低的那个泵。所述井筒泵可以是任何类型的。优选地，所述井筒泵选自前进式腔式泵(PCP)(也称为偏心螺杆泵)、梁式泵(也称为杆式泵、步进式梁式泵和抽吸式杆式泵)和离心泵例如电浸没式泵(ESP)。[0066]在实施方式(C)中，所述处理制剂可以在地层的生产面或其下游首先接触油。这可以适合于处理被布置为沿流体流路流动的油。所述流体流路优选地通过管道装置界定。所述管道装置优选地包括第一管道部分(例如管线)，第一管道部分被布置在生产装置的下游，优选地在地平面之上。所述流体流路(例如所述管道装置)可以在第一点和第二点之间延伸，所述第一点是远离油的生产的点，所述第二点是更靠近油的生产的点，例如在或邻近油的生产的点。所述第一点可以在地面之上且可以是例如井口或精炼厂；所述第二点可以更靠近地层的生产面。其可以在或邻近生产面。所述流体流路可以通过从地面以下向上延伸到地面之上的第二管道部分部分地界定。所述第二管道部分可以是升流管。所述第二管道部分在与所述处理制剂接触之后含有油。运送流路优选地被界定，该运送流路被布置为与所述流体流路相通，其中所述处理制剂经由所述运送流路被添加到所述流体流路的所述油中。所述运送流路优选地与在地层的生产面或地层的生产面的下游的所述流体流路相通。所述运送流路中处理制剂的流速(以单位时间的重量计)与所述流体流路中油的流速(以相同的单位计)的比在0.1至2.5的范围内，优选地在0.2至I的范围内，更优选地在0.4至0.8的范围内，特别地在0.6至0.7的范围内。
[0067]在实施方式(D)中，步骤(a)可以包括增加来自由井筒穿透的储层中的烃的生产的方法，所述井筒包括相关的人工提升装置，该方法包括:
[0068](X)将具有出口的管道插入到井筒中；
[0069](Y)当管道被移进井筒时，将处理制剂通过管道的出口引入到井筒中，所述处理制剂被布置成使烃动起来。
[0070]管道经由相关的生产井可以被插入到井筒。当管道离开生产井被移进井筒时，处理制剂经由管道的出口被引入井筒。当管道被移进井筒时，引入的处理制剂能使烃例如重油动起来，而在所述制剂不存在的井筒中的条件下所述烃基本上不可移动。
[0071]在其插入井筒期间，管道的出口可以被移动至少25m、50m、100m、200m、300m或至少400m的距离。因此，自地面开始的管道的长度可以具有上述值。优选地，当所述管道沿着侧向延伸的井筒被移动至少25m、50m、100m、200m、300m或至少400m的距离时，所述处理制剂被从所述管道连续地注入。优选地，在该方法中，当出口经过人工提升装置且进入侧向延伸的井筒时，处理制剂从管道的出口流出。优选地，当从人工提升装置向上测量时，当出口被定位为离人工提升装置相距至少IOm或至少20m的距离时，处理制剂从管道的出口流出。优选地，当出口被定位为与生产井的顶部相距IOm或5m的距离时，处理制剂从管道的出口流出。优选地，基本在管道的全部通路下到生产井期间，处理制剂从管道的出口流出。在插入之后，管道的出口和/或全部管道优选地是固定的。当在上述固定位置时，处理制剂被适当地引入井筒中。优选地，当人工提升装置正被操作以从井筒中除去烃时，处理制剂经由管道的出口被引入井筒。优选地，当人工提升装置正被操作时，处理制剂被连续不断地引入井筒。
[0072]在到达固定位置后，处理制剂可以在至少10天、至少50天、至少100天、至少I年或至少5年的时段内被引入到井筒。
[0073]根据本发明的第二方面，提供有含有在第一方面的所述方法中处理后所生产的流体的第一容器，所述容器包括包含如所描述的水和活性材料的下层和包含油的上层。所述第一容器可以具有加上必要的变化的本文所描述的第一容器的任何特征。[0074]根据第三方面提供有设备，其包括:
[0075]第一容器，其容纳在第一方面的方法中处理后产生的流体；
[0076]第二容器，其在所述第一容器的下游且可操作地连接到所述第一容器，以便将流体从所述第一容器中的上部部分(例如流体的上层)转移到所述第二容器；
[0077]处理制剂容器，其可操作地连接到所述第一容器，以便将流体从所述第一容器中的下部部分(例如流体的下层)转移到所述处理制剂容器；
[0078]其中所述第二容器包含比所述处理制剂容器或所述第一容器浓度高的油；且
[0079]所述第一容器含有比所述第二容器多的水。
[0080]所述设备可以包括加上必要变化的本文所描述的设备、制剂、方法和用途的任何特征。
[0081]本文所描述的任何发明或实施方式的任何方面的任何特征可以与加上必要变化的本文所描述的任何其他发明或实施方式的任何方面的任何特征相结合。
[0082]本发明的具体的实施方式现在将参考附图通过实施例的方式来描述，其中:
[0083]图1是显示用处理流体处理地层及随后从用过的处理流体中分离出回收的油的示意图；及
[0084]图2是在用处理流体处理且随后与处理流体分离之前和之后，油的粘度对温度的图。
[0085]参考图2，处理流体罐2被布置为沿着井筒的环状空间向下泵送处理流体(其含有添加剂)，如W02008152357中 所描述的，以改进与井筒有关的井筒泵的性能和效率和/或用于增加来自储层的储层流体的生产率。在位置4的井下泵将流体泵送回表面并进入在表面的生产罐6，所述流体可包括液态烃(油)、储层水、砂和/或气。通过选择包括添加剂的合适处理流体，如下文所述的，可以使油与生产罐6中的水、盐水和/或砂分离，而无需在生产罐6中添加任何化学反乳化剂。分离可以仅仅通过将混合物在生产罐6中在50-90°C下保温几天而完成。在保温期间，包括砂和含添加剂的水的流体8下降至罐的底部且富油相10移至罐的顶部。富油相可以包括I至25wt%的水。然而，其基本不含在处理流体中含有的任何添加剂。包括湿油的富油相10可以被定期地(例如每隔几天)运送到销售罐12，在销售罐12中富油相10在50°C至90°C被进一步保温，这导致较干燥的油14与残留的水、盐水和/或砂16的进一步分离。此外，不需要化学反乳化剂来引起罐12中的分离。
[0086]罐6中的流体8 (其基本包括来自运送到罐6中的流体的所有添加剂)被再循环回到罐2(这是可能的，因为流体8仅仅包括非常低水平的油和非常高水平的添加剂)，如箭头11所表示的。罐2中添加剂的浓度可以通过添加另外的添加剂被调整，使得罐2中的流体为所希望的浓度(通常包括0.5wt%的添加剂)。如果罐8中的水不适合于如上述的再循环，其可如通过箭头18所表示的来处理。流体8中的砂可以被取出且被处理，如箭头20所表示的。
[0087]在罐12中保温后，较干燥的油14可以被运送到电解槽22，在电解槽中该较干燥的油14被进一步处理以与残留的水适当地分离，因此在24处油中的水具有小于0.5?〖％的水。反乳化剂可以在这个阶段被使用。干燥的油24可以如箭头26所表示的被运送到精炼厂。在电解槽中被除去的任何水28可以如通过箭头30所表示的被处理。
[0088]已经发现在不使用化 学反乳化剂的情况下，油与处理流体的分离依赖于油和水相之间的界面张力(IFT)。因此，用在油处理中的添加剂可以根据它们的IFT来选择。实施例1描述了 IFT可如何被测量。
[0089]实施例1-通过Kruss悬滴法确定界面张力的一般方法
[0090]该方法通常根据Sh1-Yow Lin, L1-Jen Chen, Jia-ffen Xyu 和 We1-Jiunn ffangi, Langmuirl996, 11,4159-41664159。该方法在25°C下进行。然而，因为油太粘而不能通过针，因此在测试之前，将油用甲苯以油:甲苯为75:25的比进行稀释。
[0091]Kruss DSA1000表面张力计被用于在环境温度用J形针测量两种液体之间的IFT。在该方法中，一定形状的液滴从向上翘的针悬垂产生，同时悬浮在含有另一种流体的光学槽中，且数学方程式被用于计算这两种流体之间的界面张力。所使用的程序如下:
[0092]⑴将棱镜(Tilt)的倾斜角转到O。。
[0093](ii)将Hamilton玻璃注射器填充不超过0.4ml的待测试流体且确保没有空气被截留在注射器中。
[0094](iii)将J形针拧到注射器的端部上且将注射器推进在注射器单元上的注射器固定器中，确保在注射器的玻璃凸缘和注射器固定器的最上面的夹子之间存在间隙且塞的末端安装到注射器单元内。
[0095](iv)调节单元上的放大功能，使得针占屏幕的大约10%。
[0096](V)在针下滑动光学玻璃槽且该槽完全被将要测试的流体充满。升高样品台直到针正好接触所述槽的底部。
[0097](vi)将图像聚焦。
[0098](vii)将剂量模式设置为“连续的”，同时输入剂量速率20微升/分钟。注射器单元然后开始推动测试流体向下通过针且滴开始形成且在屏幕上可见。滴图像的理想的形状是正准备从针滴落的滴的图像。然而，由于内嵌相的向下作用的重力，所以液滴倾向于形成球形形状，因此对粘的流体来说，非常难确定理想的形状。对该方法的初始研究已经表明:需要非常大的滴来得到一致的精确结果。对于最佳结果，滴图像需要尽可能多的窗口，因此放大可能不得不被调整。
[0099](viii)将滴在低的剂量率下发展为合适的尺寸且然后捕获图像。
[0100](ix)然用软件计算两种流体之间的界面张力。
[0101]实施例2-用于评估分离油与含有所选择的添加剂和油中的残留水的处理流体的容易性的一般程序
[0102]将待测试的制剂与所选择的油混合，使用70:30的油:制剂比以产生分散液。然后将分散液在玻璃容器中在80°C保温16h。在这个时间后，用传统的BS&W技术(ASTM标准D4007-08)分析含量以评估是否发生分离。表I中的“Y”表示分离已发生，而“N”表示分离没发生。
[0103]所提及的“残留水”是如通过BS&W测量所评估的油中的水的水平。
[0104]实施例3-13-测试制剂
[0105]使用实施例1和2中所描述的程序评估测试制剂(添加剂的浓度是0.5wt% )且结果提供在表I中。油I和2分别具有25°C下37，500cP和71，OOOcP的粘度。IFT测量中的不确定度是0.lmN/m。
[0106]表I[0107]
【权利要求】
1.一种将油和水的混合物分离为富油相和富水相的方法，所述方法包括步骤: (i)选择混合物及处理制剂，所述混合物包括从地层中回收的油，其中所述处理制剂被添加到所述油中，以便促进所述油的回收和/或移动性，其中所述处理制剂具有对照所述油的样品测得的在2至20mN/m范围内的界面张力(IFT)； (?)将所述混合物引入分离装置；及 (iii)在化学反乳化剂不存在的情况下，加热所述混合物，直到在重力作用下至少部分地实现分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当所选择的处理制剂与所述油的样品接触时，所述处理制剂能增强油的移动性且具有在25°C所测得的以下特征中的至少一个，其中油:处理制剂的比为70:30: (a)油和处理制剂的分散液在Is—1的剪切速率下具有小于5000cP的粘度； (b)油和处理制剂的分散液在剪切速率范围Is—1至IOOiT1内为假塑性体；和/或 (c)油和处理制剂的分散液在IOOiT1的剪切速率下具有不大于700cP的粘度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述分离装置包括所述混合物被运送到其中的第一容器，其中所述方法包括下述步骤:将在所述混合物被运送到其中的所述第一容器中的所述混合物加热到至少40°C的温度至少I小时。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述加热期间，所述混合物在重力作用下分离，使得定义了材料的两个层，一层是包含水和水溶性材料的下层且另一层是包含油的上层，其中所述油层包含小于 20wt%的水且所述下层包含至少70wt%的水。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述第一容器包括用于从所述容器中除去气体的通气孔装置且所述第一容器包括用于从所述容器的上部部分除去流体的第一出口，所述方法包括从所述第一容器的上层的流体中除去流体的步骤。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的方法，其中所述方法包括从所述第一容器的下层中除去流体的步骤，其中所除去的流体被再循环。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中所述第一容器包括用于除去固体的出口。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中所述第一容器包括第一出口，所述第一出口被连接到第二容器，并且所述方法包括从所述第一容器的所述上部部分取出流体且将所取出的流体运送到所述第二容器中，然后在所述第二容器中将所述流体中的水与所述流体中的油分离。
9.根据前述权利要求8所述的方法，其中没有化学反乳化剂被添加到所述第二容器中且所述第二容器中的分离包括将所述第二容器中的所述流体加热到至少40°C的温度。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述第二容器被布置成用于将流体从所述第二容器的上部部分运送到包括电解槽的另外的分离装置中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述处理制剂在油不存在的情况下在25°C下具有40至65mN/m范围内的界面张力。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述IFT在8至14mN/m的范围内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述处理制剂包含水及活性材料，其中所述活性材料影响所述处理制剂相对于油的IFT和/或将水改性，因此所述处理制剂具有如所描述的IFT，其中所述处理制剂包含至少95wt%水。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述活性材料是非离子型的和/或所述活性材料是使得lwt%含水溶液没有可检测的浊点和/或所述活性材料具有小于200，000的重均分子量(Mw)。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述活性材料不是任选地交联的水解的聚乙烯醇。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述活性材料包括聚合物材料，所述聚合物材料包括至少50摩尔％的乙烯醇重复单元。
17.根据权利要求1至14和16中任一项所述的方法，其中所述聚合物材料包括醋酸乙烯酯重复单元。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括在步骤(i)之前的步骤(a)，步骤(a)包括处理油以定义所述方法的步骤(i)中所选择的所述混合物且步骤(a)包括使待处理的油与所述处理制剂接触。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述处理制剂具有在25°C和IOOiT1下大于0.98cP的粘度。`
20.一种第一容器，其容纳在根据前述权利要求中任一项所述的方法中处理后产生的流体，所述第一容器包括下层和上层，所述下层包含水和活性材料，所述上层包含油。
21.设备，其包括: 第一容器，其容纳在权利要求1至19中任一项所述的方法中处理后产生的流体； 第二容器，其在所述第一容器的下游且可操作地连接到所述第一容器，以便将流体从所述第一容器中的上部部分转移到所述第二容器； 处理制剂容器，其可操作地连接到所述第一容器，以便将流体从所述第一容器中的下部部分转移到所述处理制剂容器； 其中所述第二容器包含比所述处理制剂容器或所述第一容器浓度高的油；且 所述第一容器含有比所述第二容器多的水。
【文档编号】B01D17/04GK103889530SQ201280051986
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2011年8月24日
【发明者】菲利普·弗莱彻, 杰弗里·福赛斯, 科里·杰斯卡 申请人:油流技术控股有限公司