含有犧牲劑的強(qiáng)化油采收流體的制作方法
【專利摘要】本文提供含有分散在流體中的犧牲劑和表面活性劑的強(qiáng)化采油配制劑組合物。犧牲劑減少用來(lái)增強(qiáng)從含石油地層的采油所需要的表面活性劑的量。犧牲劑選自包含單羧酸、單羧酸衍生物或單羧酸鹽的化合物,或缺少羧酸基團(tuán)、羧酸鹽基團(tuán)、磺酸基團(tuán)或磺酸鹽基團(tuán)的化合物,其是酚、磺酰胺或硫醇,或具有1000或更低的分子量的包含一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的化合物。
【專利說(shuō)明】含有犧牲劑的強(qiáng)化油采收流體 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于從地層采收石油的組合物,和本發(fā)明尤其涉及用于從地層采收石 油的含有表面活性劑和犧牲劑的組合物。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 從地層產(chǎn)生石油能夠由至少三個(gè)不同產(chǎn)生階段代表。在一次產(chǎn)生期間,地層中的 先天驅(qū)動(dòng)力足以驅(qū)使石油從地層、比如從地下地層的深處達(dá)到地球表面。先天驅(qū)動(dòng)力可以 包括地層中的天然壓力產(chǎn)生機(jī)制比如向下的水置換,天然氣膨脹,和井中的重力誘導(dǎo)引流。 在某些點(diǎn),先天驅(qū)動(dòng)力可以降低,其程序使得產(chǎn)生顯著減少或停止。在二次產(chǎn)生中,可以向 地層提供外部施加的力以提供從地層中移除石油的充足能量。外部施加的力可以包括例如 注射的流體,其形成補(bǔ)充或代替地層中的先天驅(qū)動(dòng)力的流體壓力。外部抬升機(jī)制比如泵還 可以用來(lái)幫助產(chǎn)生石油。
[0004] 在二次采收不再經(jīng)濟(jì)有效地產(chǎn)生充足石油之后,在許多情況下地層中可以仍然存 在大量殘余石油。石油在地層中不充足的可移動(dòng)性可以是導(dǎo)致其保留的原因之一。石油在 地層中的可移動(dòng)性可以涉及石油的先天粘度、在石油與地層之間的界面張力,其組合等。在 三次產(chǎn)生也稱為強(qiáng)化采油技術(shù)中,以某些方式改變石油在地層中的可移動(dòng)性,由此誘導(dǎo)石 油發(fā)生移動(dòng)并且得以產(chǎn)生。改變石油在地層中的可移動(dòng)性的技術(shù)可以包括加熱石油以降低 其粘度,將可混合的流體比如二氧化碳或烴引入石油以降低其粘度,或?qū)⒑砻婊钚詣┑?流體引入地層以降低在石油與地層之間的界面張力。盡管曾經(jīng)常規(guī)地在完成一次和二次生 產(chǎn)之后才進(jìn)行強(qiáng)化采油技術(shù),現(xiàn)在普通地在生產(chǎn)操作期間的任意點(diǎn)應(yīng)用這些技術(shù)。也即,強(qiáng) 化采油技術(shù)可以在一次或二次生產(chǎn)期間或作為獨(dú)立的生產(chǎn)操作使用。
[0005] 在用表面活性劑降低地層中的界面張力可以頻繁遭遇的一個(gè)問(wèn)題是過(guò)量的表面 活性劑吸著在地層表面。如本文所用,術(shù)語(yǔ)〃吸著〃總體上指吸收、吸附或其任意組合。過(guò) 多表面活性劑吸著至地層可以限制表面活性劑降低地層希望區(qū)域的界面張力的能力。盡管 能夠?qū)㈩~外的表面活性劑引入地層以抵消吸著導(dǎo)致無(wú)效的那些,在經(jīng)濟(jì)立場(chǎng)這種途徑可以 是不希望的,原因是許多表面活性劑能夠是相對(duì)高成本的。出于至少該原因,通常希望限制 在強(qiáng)化采油生產(chǎn)期間所用的表面活性劑的量。
[0006] 為了應(yīng)對(duì)地層中的表面活性劑吸著,犧牲劑(sacrificial agent)常常與表面活 性劑結(jié)合使用。如本文所用,術(shù)語(yǔ)"犧牲劑"是指緩和表面活性劑吸著至地層或者降低表 面活性劑在地層中的保留物質(zhì)。不受理論或機(jī)理所限,犧牲劑可以修飾地層表面或本身吸 著至地層,從而降低或消除表面活性劑的吸著。理想地,犧牲劑比表面活性劑成本更低,由 此允許實(shí)現(xiàn)更佳的過(guò)程經(jīng)濟(jì)學(xué)。一般所用的犧牲劑可以包括,例如,無(wú)機(jī)鹽,水可溶的聚合 物增粘劑,木質(zhì)素磺酸鹽,纖維素和纖維素衍生物,淀粉和淀粉衍生物,和多元羧酸,特別是 螯合酸。螯合酸在這方面可以是特別有利的,原因在于它們可以螯合金屬離子比如鈣和鎂, 所述金屬離子可以與表面活性劑反應(yīng)并使其無(wú)法降低地層中的界面張力。
[0007] 與表面活性劑組合用于強(qiáng)化采油配制劑中的改善的犧牲劑是希望的。 發(fā)明概要
[0008] 本發(fā)明涉及采油組合物,包含,
[0009]流體;
[0010] 犧牲劑,選自包含單羧酸、單羧酸衍生物或單羧酸鹽的化合物;缺少羧酸基團(tuán)、羧 酸鹽/酯基團(tuán)、磺酸基團(tuán)和磺酸鹽/酯基團(tuán)的化合物,其是酚、磺酰胺或硫醇;具有1000或 更低的分子量且包含一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的化合物;及其混合物,其中犧牲劑分散在流體 中;和
[0011] 表面活性劑。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是石油產(chǎn)生系統(tǒng)的示意圖,其中可以使用本發(fā)明組合物。
[0013] 圖2是用于產(chǎn)生石油的井網(wǎng)的圖解,其中可以使用本發(fā)明組合物。
[0014] 圖3是用于產(chǎn)生石油的井網(wǎng)的圖解,其中可以使用本發(fā)明組合物。
[0015] 圖4和5分別顯示在存在和不存在異抗壞血酸的情況下各種流體組分的示例性保 留圖。
[0016] 圖6顯示采油驅(qū)油流的示例性產(chǎn)生圖,其中將異抗壞血酸加至ASP塞。
[0017] 發(fā)明詳述
[0018] 本發(fā)明涉及可以用于從地層采收石油的方法中的組合物,和本發(fā)明尤其涉及可以 用于強(qiáng)化油采收方法中的含表面活性劑的組合物。更特別地,本發(fā)明涉及組合物,其是包含 表面活性劑和犧牲劑的可以用于強(qiáng)化油采收方法中的采油配制劑,其中犧牲劑可以包含單 (single)羧酸、羧酸衍生物或羧酸鹽;或不含羧酸、磺酸或其鹽的酸性物質(zhì)或酸性物質(zhì)的 鹽;或具有約1 000或更小分子量并且具有一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的化合物。
[0019] 如上文所討論,許多不同類型的犧牲劑已與將表面活性劑引入含石油地層結(jié)合使 用,特別在強(qiáng)化采油操作期間。盡管這些犧牲劑已不同程度地成功應(yīng)用,為了增加給定應(yīng)用 的操作靈活性,降低與表面活性劑和/或犧牲劑有關(guān)的成本,和/或增加從地層產(chǎn)生的石油 的量,發(fā)現(xiàn)和開發(fā)新的犧牲劑可以是希望的。
[0020] 在含石油地層處于天然環(huán)境中(例如地下地層中)時(shí),地層可以是還原態(tài)。在從 其天然環(huán)境除去時(shí),比如在得自地層用于采油研宄的核心樣品中,可以發(fā)生氧化,由此改變 核心樣品的氧化態(tài)和其特性。為了將核心樣品返回可以更類似地下地層中的天然存在的還 原態(tài),核心樣品可以在對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試之前用還原劑處理。連二亞硫酸鈉常常用于該 意圖。
[0021] 在強(qiáng)化采油操作中,含有聚合物和表面活性劑的采油配制劑可以用來(lái)強(qiáng)化從地層 采油。堿也常??梢源嬖凇_@兩種類型的強(qiáng)化采油操作一般分別稱為表面活性劑-聚合物 (SP)和堿-表面活性劑-聚合物(ASP)驅(qū)油。在對(duì)經(jīng)連二亞硫酸鈉還原的核心樣品測(cè)試 ASP驅(qū)油的過(guò)程中,觀察到據(jù)信由連二亞硫酸鈉促進(jìn)的聚合物降解。相應(yīng)地,用更溫和的還 原劑異抗壞血酸進(jìn)行核心樣品還原,隨后進(jìn)行ASP核心驅(qū)油。令人驚訝地,用異抗壞血酸處 理核心樣品顯著降低表面活性劑在核心樣品中的保留。與之相對(duì),盡管連二亞硫酸鈉提供 所希望的核心還原,但其不顯著影響表面活性劑在核心樣品中的保留。
[0022] 本發(fā)明涉及用于從含石油地層強(qiáng)化油采收的組合物。本發(fā)明的采油配制劑組合物 包含表面活性劑和具有異抗壞血酸的一個(gè)或多個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)特征的犧牲劑。采油配制劑還可 以包括聚合物和/或堿性化合物。犧牲劑有效地降低表面活性劑在含石油地層中的保留。 采油配制劑組合物可以用于從含石油地層產(chǎn)生石油的方法中。可以將采油配制劑引入含石 油地層和與含石油地層中的石油接觸??梢栽趯⒉捎团渲苿┡c含石油地層中的石油接觸之 后從含石油地層產(chǎn)生石油。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,采油配制劑包含表面活性劑和異抗壞血 酸。
[0023] 采油配制劑組合物包含具有異抗壞血酸的一個(gè)或多個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)特征的犧牲劑。異 抗壞血酸的結(jié)構(gòu)如下式1所示。異抗壞血酸是抗壞血酸也稱為維生素C的對(duì)映體,示于式 2,和抗壞血酸可以以與異抗壞血酸類似的方式充當(dāng)犧牲劑。
[0024]
【權(quán)利要求】
1. 采油組合物,包含 流體; 犧牲劑,選自包含單羧酸、單羧酸衍生物或單羧酸鹽的化合物;缺少羧酸基團(tuán)、羧酸鹽 /酯基團(tuán)、磺酸基團(tuán)和磺酸鹽/酯基團(tuán)的化合物,其是酚、磺酰胺或硫醇;具有1000或更低 的分子量且包含一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的化合物;及其混合物,其中犧牲劑分散在流體中; 和 表面活性劑。
2. 權(quán)利要求1的采油組合物,其中所述表面活性劑是陰離子表面活性劑。
3. 權(quán)利要求2的采油組合物,其中陰離子表面活性劑選自α烯烴磺酸鹽化合物,內(nèi)烯 烴磺酸鹽化合物,支化的烷基苯磺酸鹽化合物,氧化丙烯硫酸鹽化合物,或其共混物。
4. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-3中任一項(xiàng)的采油組合物,其中所述犧牲劑包含單羥基羧 酸,二羥基羧酸,三羥基羧酸,四羥基羧酸,五羥基羧酸,其鹽,或其任意組合。
5. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的采油組合物,其中所述犧牲劑包含選自單糖、 二糖、三糖、四糖、五糖或其任意組合的碳水化合物,其中所述碳水化合物包含至少一種還 原糖。
6. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)的采油組合物,其中犧牲劑包含10個(gè)碳或更
7. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中犧牲劑包含可氧化的官能 團(tuán)。
8. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中犧牲劑包含烯醇。
9. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中犧牲劑包含還原酮。
10. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中犧牲劑包含選自酯和酰胺 的羧酸衍生物。
11. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-10中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中犧牲劑是內(nèi)酯或內(nèi)酰胺。
12. 權(quán)利要求1的采油配制劑,其中犧牲劑選自異抗壞血酸,抗壞血酸,脫氫異抗壞血 酸,脫氫抗壞血酸,其衍生物,或其鹽,及其任意組合。
13. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-12中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中流體是水或鹽水溶液。
14. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-13中任一項(xiàng)的采油配制劑,其中犧牲劑包含0. 001重 量%至0. 5重量%的采油配制劑而表面活性劑包含0. 001重量%至5重量%的采油配制 劑。
15. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-14中任一項(xiàng)的采油配制劑,還包含選自聚丙烯酰胺,部分 水解的聚丙烯酰胺,聚丙烯酸類,烯式共聚物,生物聚合物,羧甲基纖維素,聚乙烯醇,聚苯 乙烯磺酸鹽/酯,聚乙烯基吡咯烷酮,AMPS (2-丙烯酰胺-甲基丙烷磺酸鹽/酯),及其組合 的聚合物。
16. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2-15中任一項(xiàng)的采油配制劑,包含選自氫氧化鋰,氫氧化 鈉,氫氧化鉀,碳酸鋰,碳酸鈉,碳酸鉀,碳酸氫鋰,碳酸氫鈉,碳酸氫鉀,硅酸鋰,磷酸鋰,硅 酸鈉,磷酸鈉,硅酸鉀,和磷酸鉀,及其混合物的堿。
【文檔編號(hào)】C09K8/58GK104520406SQ201380040902
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】M·A·布尤吉斯, J·G·邵思維可, D·W·范巴騰伯格, C·H·T·范理金 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司