專利名稱：從油藏中采油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從油藏中采油的方法。
2. 相關(guān)技術(shù)內(nèi)容
人們已經(jīng)采用多種方法來從油藏(地下含油巖層)中開采原油。 一次采油技術(shù)通常依靠天然的油藏壓力來進(jìn)行抽出或抽取。二次采油 技術(shù)通常需要借助于在井眼以外但一般沿井眼的總體方向的位置處 灌注水、蒸汽或氣體而引入(注入)的能量來增加油藏壓力。當(dāng)引入 水時(shí)，其被稱為水驅(qū)。然后，在井眼處開采石油。三次采油技術(shù)通常 需要通過更加精密復(fù)雜的技術(shù)(例如加熱、改變驅(qū)油液(flooding fluid) 的流變性以及改變地層和/或孔的幾何形狀)來提高采油率。
一種一次采油技術(shù)涉及將水通過井眼注入油藏中，從而將油藏壓 開或壓裂至可產(chǎn)生額外的石油的程度。水還可以用于承載支撐劑(例 如砂子)，從而有助于在水壓解除后使地層中的孔和裂縫保持開放， 由此進(jìn)一步提高石油的產(chǎn)量。
在三次采油中，在驅(qū)油過程中注入了水性的表面活性劑溶液/分 散液的流體。已經(jīng)披露出某些陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑 可用于該目的，所述表面活性劑例如有烴基酚聚乙二醇醚磺酸鹽、烴 氧基化脂肪醇和烴氧基化烴基酚。所述表面活性劑降低了流體的界面 表面張力(IFT)，并使流體與油藏中的石油更容易形成乳液混合物 和/或微乳液。通過降低IFT并使石油在水性表面活性劑溶液中保持 穩(wěn)定，使得所形成的所述混合物和/或微乳液可將地層中捕集的石油 移出，從而提高了地下巖層的采油率。然而，表面活性劑流體的粘度 小于石油的粘度，因此它們將石油從地層中推出的效力受到限制。
為了更有效地將石油從地下巖層中推出，人們已經(jīng)通過加入諸如聚丙烯酰胺(PAM)之類的高分子量聚合物來提高驅(qū)油液的粘度。此 夕卜，這種高分子量的聚合物還已經(jīng)與常規(guī)的陰離子表面活性劑組合使 用。
在驅(qū)油液中單獨(dú)使用常規(guī)陰離子表面活性劑的缺點(diǎn)在于它們主
要的物理作用是降低IFT，但不會(huì)顯著地增加粘度。單獨(dú)使用高分子 量聚合物的缺點(diǎn)在子它們無法降低IFT。為了既降低IFT又增大粘度 而將常規(guī)陰離子表面活性劑與高分子量聚合物組合使用則需要使用 兩種不同的成分，這可能是昂貴且麻煩的。另外， 一些常規(guī)的陰離子 表面活性劑可能會(huì)與高分子量聚合物發(fā)生不需要的相互作用并阻礙 粘度的增加。另外，高分子量聚合物通常在油藏中會(huì)發(fā)生吸附或沉淀， 從而會(huì)破環(huán)地層并降低采油率。
需要提供一種用于三次采油中的驅(qū)油液和驅(qū)油方法，其中所述驅(qū) 油液和方法使用單一一種可顯著降低IFT并顯著增加驅(qū)油液粘度的添 加劑或成分。
發(fā)明概述
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種從油藏中開采石油的方法。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種從油藏中開采石油的三次采油 方法，該方法使用了含有單一一種添加劑或成分的驅(qū)油液，其中所述 添加劑或成分可顯著降低IFT，并顯著增加驅(qū)油液的粘度。
根據(jù)本發(fā)明的這些和其它目的，提供一種提高油藏采油率的方 法。該方法包括如下步驟a)將驅(qū)油液引入油藏中；以及b)在與將 驅(qū)油液引入油藏中的引入地點(diǎn)不同的位置處通過井眼抽取石油。所述 驅(qū)油液含有水和一定量的一種或多種這樣的非聚合物型粘彈性表面 活性劑，當(dāng)有機(jī)鹽和/或無機(jī)鹽的鹽分濃度(salinity density)高達(dá)約 20英磅/1000加侖水的水中含1重量％的所述非聚合物型粘彈性表面 活性劑時(shí)，足以使界面表面張力為約1毫牛頓/米(mNm)或更小， 并使粘度為約10厘泊(cPs)或更大。所述非聚合物型粘彈性表面活 性劑選自陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、兩性表面活性劑、
陰離子表面活性劑及其組合。在水(甚至在高鹽度的水)中并高達(dá)350T的條件下，所述非聚合物型粘彈性表面活性劑是粘彈性的。
根據(jù)本發(fā)明的這些和其它目的，提供另一種從油藏中采油的方 法。該方法包括如下步驟a)以足以導(dǎo)致油藏被壓裂的壓力將壓裂 液通過井眼引入油藏中；以及b)在與井眼位置不同的位置處將驅(qū)油 液引入油藏中。所述驅(qū)油液含有水和一定量的一種或多種這樣的非聚 合物型粘彈性表面活性劑，當(dāng)環(huán)境條件下高鹽度的水中含1重量％的 所述非聚合物型粘彈性表面活性劑時(shí)，足以使油/水界面表面張力為 約1mNm或更小，并使粘度為約10cPs或更大。所述非聚合物型粘彈 性表面活性劑選自陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、兩性表 面活性劑、陰離子表面活性劑及其組合。在環(huán)境條件和高鹽度條件及 高溫條件下，所述非聚合物型粘彈性表面活性劑都是粘彈性的。
發(fā)明詳述
出乎意料地發(fā)現(xiàn)，在三次采油方法中的水驅(qū)過程中，向驅(qū)油液中 加入單一一種成分就可以在顯著地增加注入水的粘度的同時(shí)顯著地 降低IFT。
在本發(fā)明的方法中，為了將石油從油藏或地層中推出或驅(qū)出，在 加壓條件下將含有一種或多種非聚合物型表面活性劑的驅(qū)油液引入 (例如注入)油藏或地層中。有用的表面活性劑包括非聚合物型粘彈 性陽離子表面活性劑、非聚合物型粘彈性兩性表面活性劑、非聚合物 型粘彈性兩性離子表面活性劑和非聚合物型粘彈性陰離子表面活性 劑。可形成增粘的水性流體的非聚合物型表面活性劑是有利的，這是 因?yàn)樗鼈兺ǔＪ且活惙肿恿啃∮诰酆衔锏姆肿恿康谋砻婊钚詣尚?表面活性劑在某一pH范圍(如通常為弱酸性的pH范圍)內(nèi)同時(shí)具 有帶正電荷的部分和帶負(fù)電荷的部分，在某一pH范圍(如通常為弱 堿性的pH范圍)內(nèi)只具有帶負(fù)電荷的部分，在與上述不同的pH范 圍(如通常為中等酸性的pH范圍)內(nèi)只具有帶正電荷的部分。兩性 離子表面活性劑的分子在任何pH下總是具有帶正電荷的部分，而在 堿性pH下會(huì)具有帶負(fù)電荷的部分。陽離子表面活性劑的分子在任何 pH下總是具有帶正電荷的部分。陰離子表面活性劑在除了極強(qiáng)酸性pH之外的條件下總是具有帶負(fù)電荷的部分。
驅(qū)油液中存在的表面活性劑的量足以使驅(qū)油液(在注入地層或油
藏之前)的界面表面張力(IFT)為約1 mNm或更小，優(yōu)選為約O.l mNm 或更小，更優(yōu)選為約0.01 mNm或更小?？墒褂眯D(zhuǎn)式液滴張力計(jì)測 定IFT。存在于驅(qū)油液中的表面活性劑的量優(yōu)選為驅(qū)油液總重量的約 0.1重量％到約10重量％，最優(yōu)選為約0.5重量％到約6重量％。所需 的表面活性劑的量隨著多種因素(包括表面活性劑的種類、流體中鹽 水的含量和驅(qū)油液中的雜質(zhì))的變化而顯著地變化。即使在驅(qū)油液的 鹽度較高(即濃度高達(dá)約20英磅/1000加侖)的情況下，所述表面活 性劑也會(huì)有效地提供所需水平的IFT。鹽可以是有機(jī)鹽或無機(jī)鹽，包 括一價(jià)鹽類、二價(jià)鹽類和三價(jià)鹽類。半咸水和鹽水中通常含有的無機(jī) 鹽包括(但不限于)氯化和溴化鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鐵和銨鹽。
非聚合物型粘彈性表面活性劑在水驅(qū)過程中起到降低在地層中 相遇的驅(qū)油液與石油之間的IFT、以及增加注入水的粘度的作用。當(dāng) 驅(qū)油液在油藏或地層中與石油混合時(shí)，表面活性劑使得石油/水混合 物得以形成，或者更優(yōu)選的是形成微乳液。同時(shí)，表面活性劑使得驅(qū) 油液的粘度增加，從而更有效地將石油/水混合物或乳液通過地層推 至和/或輸送到井眼中，在井眼處石油/水混合物或乳液被抽出或抽取 出來。與不含有這種粘彈性表面活性劑的驅(qū)油液相比，驅(qū)油液中含有
這些表面活性劑可賦予相當(dāng)高的粘度。較高粘度的驅(qū)油液增強(qiáng)了將石 油從地層中推出或驅(qū)出的能力，這樣可以減少使用常規(guī)的聚合物(例 如PAM)或者完全不使用這些聚合物。粘度增加的程度隨著多種因 素(包括表面活性劑的種類和量、驅(qū)油液和地層中的鹽水含量、地層 中石油的組成和物理特性以及驅(qū)油液中的雜質(zhì))的變化而顯著地變 化。驅(qū)油液中存在足量的表面活性劑，使得粘度為約10cPs或更大， 更優(yōu)選為約25cPs或更大，最優(yōu)選為約50cPs或更大。實(shí)際情況中， 可以使用粘度為約10 cPs至約1000 cPs的驅(qū)油液。
可用于本發(fā)明中的表面活性劑是粘彈性的。雖然不受任何理論的 束縛，但是據(jù)信，粘彈性是由于形成了與大多數(shù)表面活性劑形成的常 規(guī)球形膠束類型不同的膠束而引起的。粘彈性表面活性劑在溶液中形成了蠕蟲狀、棒狀或圓柱狀的膠束。粘彈性表面活性劑是優(yōu)選的，這 是因?yàn)樗鼈冊(cè)诟呒羟袘?yīng)用中保持穩(wěn)定，即它們?cè)诟呒羟袟l件下不會(huì)發(fā) 生不可逆的劣化。在通過油藏或地層時(shí)，含有粘彈性表面活性劑的流 體還會(huì)表現(xiàn)出比含有非粘彈性表面活性劑的流體的傳導(dǎo)性更高的傳 導(dǎo)性。
一般意義的粘彈性特性是公知的，可參考以下文獻(xiàn)S. Gravsholt， Journal of Coll. And Interface Sci" 57(3)， 575(1976); Hoffmann等人， "Influence of Ionic Surfactants on the Viscoelastic Properties of Zwitterionic Surfactant Solutions", Langmuir, 8, 2140-2146 91992;禾口 Hoffmann等人，"The Rheological Behaviour of Different Viscoelastic Surfactant Solutions", Tenside Surf. Det,, 31， 289-400, 1994。在由那些 測定液體是否具有粘彈性特性的參考文獻(xiàn)所具體說明的試驗(yàn)方法中， 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可用于測定水性溶液的粘彈性的一個(gè)測試方法，該方法包
括使溶液作渦旋運(yùn)動(dòng)，并在渦旋停止之后目測觀察是否存在由旋渦 反沖而產(chǎn)生的氣泡。任何氣泡反沖都是粘彈性的象征。另一個(gè)有用的 試驗(yàn)是在給定溫度下測量儲(chǔ)能模量(G')和損耗模量(G")。如果在給
定溫度下，在小于約10弧度/秒(通常為約0.001到10弧度/秒，更 通常為約0.1到約10弧度/秒)的某點(diǎn)處或某些點(diǎn)構(gòu)成的范圍內(nèi)，G' 〉G"，并且如果0'>10—2帕斯卡(優(yōu)選10"帕斯卡)，則通常認(rèn)為該 流體在該溫度下具有粘彈性。參考文獻(xiàn)"Rheological Measurements", Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 21,第347-372頁(第四版， 由位于美國紐約州紐約市的John Wiley & Sons公司于1997年出版) 對(duì)流變測量(如G'和G")進(jìn)行了更充分地討論。以上文獻(xiàn)特意以引 用方式并入本文。
可用于本發(fā)明的粘彈性陽離子表面活性劑包括選自i)一定的季 鹽、ii)一定的胺、iii)一定的氧化胺以及iv)它們的組合的那些。以下 列出代表性的陽離子表面活性劑。
所述的季鹽具有如下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 14</formula>
其中R,為烴基、烴基芳烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基或烴基酰 氨基烴基之類的疏水部分，其中R,具有約16到約22個(gè)碳原子，并 且可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的。
R2和R3獨(dú)立地為i〉脂肪族基團(tuán)或ii)其上鍵合有芳族或芐基部 分的脂肪族基團(tuán)。R2、 R3和R5具有1到約20個(gè)碳原子。脂肪族基團(tuán) 可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的。R2、 R3和Rs可以 是(例如)烴基、氧化亞烴基、聚氧化亞烴基、烴氧基和烴基芳基。 R2、 R3和Rs優(yōu)選為烴基。R2、 R3和Rs最優(yōu)選為甲基或乙基。
X為合適的平衡陰離子，如Cl'、 Br'和CH3CH3S04'。
所述胺具有以下結(jié)構(gòu)式
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中R,、 R2和R3如上定義。
具有上述結(jié)構(gòu)的代表性的胺包括聚氧化亞乙基(2-15)椰油烴基
胺、聚氧化亞乙基(12-18)牛油烴基胺、以及聚氧化亞乙基(2-15)油胺
和二十二碳烯胺。
用于本發(fā)明的非聚合物型粘彈性陰離子表面活性劑的例子由式
(I)至(V)表示
(I) ROS(V
(II) R(OCHR'CHR')mOS03-
(m) rso3-
(IV) R(OCHR'CHR')mS03-
(V) RC6H4-S03-
其中R表示烴基、烯基、芳烴基或羥烴基。R具有約16到約24個(gè)碳原子，更優(yōu)選具有約16到約20個(gè)碳原子。R可以是飽和的或不飽和 的、以及支鏈的或直鏈的，其中所述烴基的支鏈具有1到約6個(gè)碳原
子。用于R的代表性的烴基包括癸基、十二烷基、十四烷基(肉豆
蔻基)、十六垸基(鯨蠟基)、十八碳烯基(油烯基)、硬脂基、二 十二碳烯基以及衍生自椰子油、脂油、豆油和菜子油的基團(tuán)。氧化亞
烴基的數(shù)量m為0到約35，更優(yōu)選為0到約10。
用于本發(fā)明的非聚合物型粘彈性兩性離子表面活性劑的例子由
T式表不
干2
其中R,表示烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基和烴 基酰氨基烴基之類的疏水部分，其中烴基表示具有約16到約24個(gè)碳 原子、并且可以是支鏈的或直鏈的以及飽和的或不飽和的基團(tuán)。代表 性的長鏈烴基包括十四烷基(肉豆蔻基)、十六烷基(鯨蠟基)、 十八碳烯基(油烯基)、十八烷基(硬脂基)、鯨蠟烯基(二十二碳烯基) 以及衍生自脂油、椰子油、豆油和菜子油的基團(tuán)。優(yōu)選的烴基和烯基 是具有約16到約22個(gè)碳原子的基團(tuán)。代表性的烴基酰氨基烴基是具
有上述烴基的烴基酰氨基丙基。
R2和R3獨(dú)立地為具有約1到約30個(gè)碳原子(優(yōu)選具有約1到約 20個(gè)碳原子，更優(yōu)選具有約1到約10個(gè)碳原子，最優(yōu)選具有約l到 約6個(gè)碳原子)的脂肪族鏈(即，與季氮鍵合的原子不是芳族基團(tuán)中 的原子，例如烴基、烯基、芳烴基、羥烴基、羧烴基和羥烴基-聚氧 化亞烴基(如羥乙基-聚氧化亞乙基或羥丙基-聚氧化亞丙基))，其中 所述脂肪族基團(tuán)可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的。優(yōu) 選的烴基鏈為甲基和乙基，優(yōu)選的芳烴基為芐基，優(yōu)選的羥烴基為羥 乙基或羥丙基，優(yōu)選的羧烴基為乙酸基和丙酸基。優(yōu)選的羥烴基-聚 氧化亞烴基為羥乙基-聚氧化亞乙基和羥丙基-聚氧化亞乙基。
R4是碳鏈長度為1到4的烴基基團(tuán)(如亞烴基)。其優(yōu)選的是亞甲 基或亞乙基。粘彈性兩性離子表面活性劑的具體例子包括由以下結(jié)構(gòu)所表示 的那些
<j:h2ch2oh
R廣NtCH2C00— CH2CH2OH
r廣N.Lch2COO-CH3
CH3
r,CONHCH2CH2CH2—N+—CH2COO-CH3
CH2CH2OH r' CONHCH2CH2CH「N+—CH2CO(y CH2CH2OH
其中如上所述。
所選的粘彈性兩性離子表面活性劑的另一個(gè)例子為氧化胺。該
物質(zhì)具有以下結(jié)構(gòu) 予2
r廣n——
其中R,、 R2和R3如上述定義。
其它代表性的兩性離子表面活性劑包括二羥乙基牛油基甘氨酸 內(nèi)鹽(dihydroxy ethyl tallow glycinate)、丙酸鹽、油酰胺基丙基甜菜 堿和二十二碳烯基酰胺丙基甜菜堿。
非聚合物型粘彈性兩性表面活性劑的例子包括由下式所表示的 那些
平2 +
r廣^ h r4coo —
其中R" R2和FU如上述定義。
粘彈性兩性表面活性劑的其它具體例子包括由以下結(jié)構(gòu)所表示 的那些<formula>formula see original document page 17</formula>
其中R,如上所定義，X+是與羧酸根基團(tuán)結(jié)合的無機(jī)陽離子(如Na+、 K+、 NH4+)，或者在酸性介質(zhì)中為氫原子。
有用的粘彈性兩性離子表面活性劑和粘彈性兩性表面活性劑包 括美國專利No. 6,831,108 B2中披露的那些，其內(nèi)容以引用方式并入 本文。
在本發(fā)明的方法中，為了將石油從油藏或地層中推出或驅(qū)出，在 加壓條件下將含有一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑的驅(qū)油 液引入(例如注入)油藏或地層中。引入驅(qū)油液的地點(diǎn)或位置與井眼 的位置不同，在井眼處石油由油藏中被抽出或抽取出來。驅(qū)油的方向 通常指向油田中的可有效地抽取或抽出石油的區(qū)域或位置。更通常 地，驅(qū)油的方向?yàn)槌蚓鄣母浇蛳蛑貙又械目捎行С槿』虺槌?石油的油井或通道中。
驅(qū)油液可任選地含有選自有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽、無機(jī)酸和無機(jī)鹽中 的一種或多種物質(zhì)。有機(jī)酸或其鹽有助于形成提高的粘度。由于半咸 水在油田中經(jīng)常被用作驅(qū)油液，因此鹽含量可能已經(jīng)達(dá)到一定的水 平。
有用的有機(jī)酸通常為磺酸或羧酸中的那些。有機(jī)酸鹽的陰離子型 平衡離子通常為磺酸根或羧酸根。這種有機(jī)分子的代表物包括芳香族 磺酸鹽和芳香族羧酸鹽，如對(duì)甲苯磺酸鹽、萘磺酸鹽、氯苯甲酸、水 楊酸、鄰苯二甲酸等，其中所述的平衡離子是水溶性的。最優(yōu)選的是 水楊酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、對(duì)甲苯磺酸鹽、羥基萘羧酸鹽，如5-羥基 -l-萘甲酸、6-羥基-l-萘甲酸、7-羥基-l-萘甲酸、l-羥基-2-萘甲酸，優(yōu)選3-羥基-2-萘甲酸、5-羥基-2-萘甲酸、7-羥基-2-萘甲酸和1,3-二羥 基-2-萘甲酸以及3，4-二氯苯甲酸鹽?？扇芜x地存在的有機(jī)酸或其鹽在 驅(qū)油液中的含量為驅(qū)油液總重量的約0.1重量％到約10重量％，更通 常為約0.1重量％到約7重量％，甚至更通常為約0.1重量％到約6重 量％。
有用的無機(jī)鹽包括水溶性的鉀、鈉或銨鹽，如氯化鉀或氯化銨。 另外，也可使用氯化鈣、溴化鈣和鹵化鋅鹽?？扇芜x地存在的無機(jī)鹽 在驅(qū)油液中的重量百分濃度為約0.1重量％到約30重量％，更通常為 約0.1重量％到約10重量％，甚至更通常為約0.1重量％到約8重量 %。除無機(jī)鹽之外，或者作為無機(jī)鹽的替代，也可使用有機(jī)鹽(如三 甲基銨鹽酸鹽和四甲基氯化銨)。
驅(qū)油液中含量最高的成分為水。通常，水占驅(qū)油液重量的大部 分。通常，所存在的水的量為驅(qū)油液的約50重量％或更高，更通常 為約80重量％或更高。水可以得自任何來源，只要該水源不含有與 驅(qū)油液中的其它組分為化學(xué)不相容或物理不相容(例如形成不希望的 沉淀)的污染物即可。水不必是可飲用的，并且可以是半咸水并含有 金屬(例如鈉、鉀、鈣、鋅、鎂等)鹽或是含有在油田中或油田附近 發(fā)現(xiàn)的水源中通常所含的其他物質(zhì)。
可任選地，可將天然或合成的聚合物加入到驅(qū)油液中以便調(diào)節(jié)粘 度。有用的聚合物包括(但不限于)瓜爾膠和瓜爾膠衍生物、黃原膠、 聚丙烯酰胺(PAM)、淀粉和淀粉衍生物、纖維素衍生物和聚丙烯酸 酯。
驅(qū)油液(或壓裂液)可任選地含有氣體(如空氣、氮?dú)饣蚨?化碳)，以便形成增能流體或泡沫。也可以存在超臨界二氧化碳乳液。
可任選地，可以將非粘彈性表面活性劑(聚合物型非粘彈性表面
活性劑或非聚合物型非粘彈性表面活性劑)加入到驅(qū)油液中以便賦予
額外的降低IFT和/或改變粘度的效果。將非粘彈性表面活性劑與粘
彈性表面活性劑復(fù)合，從而影響IFT和/或粘度。有用的非粘彈性表
面活性劑可以是陰離子非粘彈性表面活性劑、陽離子非粘彈性表面活 性劑、非離子非粘彈性表面活性劑、兩性離子非粘彈性表面活性劑/兩性非粘彈性表面活性劑、及它們的組合。當(dāng)存在非粘彈性表面活性 劑時(shí)，該非粘彈性表面活性劑優(yōu)選以有限的量(即，優(yōu)選為驅(qū)油液總 重量的約0.5重量％或更低，更優(yōu)選為約0.2重量％或更低，甚至更優(yōu) 選為0.1重量％或更低)存在。
本發(fā)明的方法可任選地在水力壓裂步驟之后進(jìn)行。在水力壓裂 過程中，以足夠克服上覆巖層壓力并在地層中觸發(fā)裂縫和/或使裂縫 延伸到地層中的壓力和流速，通過井眼并對(duì)著地層面注入壓裂液(例 如水)。壓裂液可任選地承載有懸浮在該壓裂液中并且將被輸送到裂
縫中的支撐劑，例如20-40目的砂子、礬土、玻璃珠等。支撐劑用于 在壓力解除時(shí)防止地層自身的閉合。由支撐劑填充的裂縫形成滲透通 道，地層流體可通過該滲透通道流向井眼，然后被抽取或抽出。
應(yīng)該理解，上述說明僅用于解釋本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 以在不偏離本發(fā)明的條件下，得出多種替代方案和修改方式。因此， 本發(fā)明旨在涵蓋落入所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有這些替代方 案、修改方式和變化方式。
權(quán)利要求
1.一種提高油藏采油率的方法，包括a)將驅(qū)油液引入所述油藏中，其中所述驅(qū)油液含有下列成分i)水，以及ii)一定量的一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑，足以使得含有所述一種或多種非聚合物型表面活性劑的驅(qū)油液的石油/水界面表面張力為約1毫牛頓/米或更小、并且粘度為約10厘泊或更大，其中所述一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑選自一種或多種陽離子表面活性劑、一種或多種兩性離子表面活性劑、一種或多種陰離子表面活性劑、一種或多種兩性表面活性劑及其組合；b)在與將所述驅(qū)油液引入所述油藏中的引入地點(diǎn)不同的位置處通過井眼抽取石油。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有約0.1重量％ 到約20重量％的所述的一種或多種非聚合物型表面活性劑。
3. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有約0.5重量％ 到約10重量％的所述的一種或多種非聚合物型表面活性劑。
4. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有最多約為20 英磅/1000加侖水的有機(jī)鹽和無機(jī)鹽。
5. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有一定量的所述 的一種或多種表面活性劑，足以提供界面表面張力為約0.1毫牛頓/ 米或更小的驅(qū)油液。
6. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘 彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式予2<formula>formula see original document page 3</formula>其中R,為烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基或 烴基酰氨基烴基之類的疏水部分，并且其中R,具有約16到約22個(gè) 碳原子并可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；其中R2 和R3獨(dú)立地為i)脂肪族基團(tuán)，或ii)其上鍵合有芳族部分或芐基 部分的脂肪族基團(tuán)；其中R2、 R3和Rs具有1到約30個(gè)碳原子；其 中所述脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；以及 其中X為合適的平衡陰離子，如Cr、 Br—禾卩CH3CH3S(V。
7. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘 彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 3</formula>其中R,為烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基或 烴基酰氨基烴基之類的疏水部分，并且其中&具有約16到約22個(gè) 碳原子并可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；其中R2 和R3獨(dú)立地為i)脂肪族基團(tuán)，或ii)其上鍵合有芳族部分或芐基 部分的脂肪族基團(tuán)。
8. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘 彈性表面活性劑具有下式(I)到(V)中的任何一種(I) 謹(jǐn)03-(II) R(OCHR'CHR')mOS03-則RS(V(IV) R(OCHR'CHR')mS(V(V) RC6H4-S(V其中R表示烴基、烯基、芳烴基或羥烴基；其中R具有約16到 約24個(gè)碳原子；其中R是飽和的或不飽和的、以及支鏈的或直鏈的;其中所述烴基的支鏈具有1到約6個(gè)碳原子；以及其中m為0到約 10。
9. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘 彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 4</formula>其中^表示烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基 或烴基酰氨基烴基之類的疏水部分；其中烴基表示具有約16到約24 個(gè)碳原子并且可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的基團(tuán)； 其中112和Rs獨(dú)立地為具有1到約30個(gè)碳原子的脂肪族鏈，其中所 述脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；以及其中 R4是碳鏈長度為1到4的烴基基團(tuán)，如亞烴基。
10. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘 彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 4</formula>其中R,表示徑基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基 或烴基酰氨基烴基之類的疏水部分；其中烴基表示具有約16到約24 個(gè)碳原子并且可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的基團(tuán)； 其中112和R3獨(dú)立地為具有1到約12個(gè)碳原子的脂肪族鏈，其中所 述脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的。
11. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘 彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 5</formula>R「W H R4COO'其中Ri表示烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基 或烴基酰氨基烴基之類的疏水部分；其中烴基表示具有約16到約24 個(gè)碳原子并且可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的基團(tuán)； 其中&是具有1到約30個(gè)碳原子的脂肪族鏈，其中所述脂肪族基團(tuán) 是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；以及其中R4是碳鏈長 度為1到4的烴基。
12. —種提高油藏采油率的方法，包括如下步驟a) 以足以導(dǎo)致所述油藏被壓裂的壓力將壓裂液通過井眼引入該 油藏中，所述壓裂液含有水；b) 在與所述井眼位置不同的位置處將驅(qū)油液引入所述油藏中， 所述驅(qū)油液含有i) 水，以及ii) 一定量的一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑，足以 提供石油/水界面表面張力為約1毫牛頓/米或更小、且粘度為10厘 泊或更大的驅(qū)油液，其中所述一種或多種表面活性劑選自一種或多種 陽離子表面活性劑、 一種或多種兩性離子表面活性劑、 一種或多種兩 性表面活性劑、 一種或多種陰離子表面活性劑及其組合；以及c) 通過所述井眼將石油抽取出來。
13. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有約0.1重量 %到約20重量％的所述的一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑。
14. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有約0.5重量 %到約10重量％的所述的一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑。
15. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述驅(qū)油液含有一定量的所述的一種或多種表面活性劑，足以提供界面表面張力為約0.1毫牛頓 /米或更小的驅(qū)油液。
16. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型 粘彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 6</formula>其中R,為烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基或 烴基酰氨基烴基之類的疏水部分，并且其中R,具有約16到約22個(gè) 碳原子并可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；其中R2 和R3獨(dú)立地為i)脂肪族基團(tuán)，或ii)其上鍵合有芳族部分或芐基 部分的脂肪族基團(tuán)；其中R2、 R3和Rs具有1到約30個(gè)碳原子；其 中所述脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；以及 其中X為合適的平衡陰離子，如Cr、 Br'和CH3CH3SCV。
17. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 6</formula>其中&為烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基或 烴基酰氨基烴基之類的疏水部分，并且其中R,具有約16到約22個(gè) 碳原子并可以是支鏈的或直鏈的、以及飽的和或不飽和的；其中R2 和R3獨(dú)立地為i)脂肪族基團(tuán)，或ii)其上鍵合有芳族部分或芐基 部分的脂肪族基團(tuán)；并且其中X為合適的平衡陰離子，如Cr、 Br'和CH3CH3S04'。
18. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型 粘彈性表面活性劑具有下式(I)到(V)中的任何一種<formula>formula see original document page 6</formula>(II) R(OCHR'CHR')mOS03-(III) RSCV(IV) R(OCHR'CHR')mSCV(V) RC6H4-SCV其中R表示烴基、烯基、芳烴基或羥烴基；其中R具有約16到 約24個(gè)碳原子；其中R是飽和的或不飽和的、以及支鏈的或直鏈的； 其中所述烴基的支鏈具有1到約6個(gè)碳原子；以及其中m為0到約 10。
19. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式 <formula>formula see original document page 7</formula>其中R,表示烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基 或烴基酰氨基烴基之類的疏水部分；其中烴基表示具有約12到約24 個(gè)碳原子并可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的基團(tuán)；其 中&和R3獨(dú)立地為具有1到約30個(gè)碳原子的脂肪族鏈，其中所述 脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；以及其中 R4是碳鏈長度為l到4的烴基基團(tuán)，如亞烴基。
20. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型 粘彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 7</formula>其中Ri表示烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基 或烴基酰氨基烴基之類的疏水部分；其中烴基表示具有約12到約24 個(gè)碳原子并且可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的基團(tuán)； 其中&和&獨(dú)立地為具有1到約30個(gè)碳原子的脂肪族鏈，其中所 述脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的。
21. 權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 8</formula>其中R,表示烴基、烴基芳基烴基、烴氧基烴基、烴基氨基烴基 或烴基酰氨基烴基之類的疏水部分；其中烴基表示具有約16到約24 個(gè)碳原子并且可以是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的基團(tuán)； 其中112是具有1到約30個(gè)碳原子的脂肪族鏈，其中所述脂肪族基團(tuán)是支鏈的或直鏈的、以及飽和的或不飽和的；以及其中R4是碳鏈長 度為1到4的烴基。
22. 權(quán)利要求1所述的方法，該方法進(jìn)一步包括使氣體與所述的 粘彈性表面活性劑流體接觸。
23. 權(quán)利要求22所述的方法，其中所述氣體選自氮?dú)?、二氧?碳及其組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高油藏采油率的方法。該方法包括如下步驟a)將驅(qū)油液引入油藏中，以及b)在與將驅(qū)油液引入油藏中的引入地點(diǎn)不同的位置處通過井眼抽取石油。所述驅(qū)油液含有水和一定量的一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑，所述非聚合物型粘彈性表面活性劑足以提供小于或等于約1毫牛頓/米的界面表面張力以及大于或等于約10厘泊的粘度。所述一種或多種非聚合物型粘彈性表面活性劑選自一種或多種陽離子表面活性劑、一種或多種兩性離子表面活性劑、一種或多種兩性表面活性劑、一種或多種陰離子表面活性劑及其組合。
文檔編號(hào)E21B43/22GK101310093SQ200680042674
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2006年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者保羅-喬爾·德里安, 布魯諾·朗格盧瓦, 馬尼拉勒·S·達(dá)哈納亞克 申請(qǐng)人:羅迪亞公司