[发明专利]水分散体在三级矿物油生产中的用途

说明书

本发明涉及水溶性聚合物通过将该聚合物引入矿物油矿床中在三级矿 物油生产中的用途，其中所述水溶性聚合物以水溶性聚合物和至少一种水 溶性聚合型稳定剂的分散体的形式使用。

在已知的矿物油生产技术中，通常仅可取出一部分存在于矿床中的矿 物油。在钻探一个新的矿床之后，矿物油通常在矿床中的自然压力下取出。 这就是所谓的初级生产。如果矿床压力降低，矿床压力然后可通过迫入水 再次增加或保持，这就是所谓的二级矿物油生产。

然而，即使通过二级生产，还有相当一部分矿物油不能从储油岩石中 取出。在初级生产和二级生产之后，通常65％或者更多油仍然存在于矿床 中。

已知收率可通过三级生产方法而进一步提高。三级油生产的综述例如 在Journal of Petroleum Science and Engineering 19(1998)265-280中。三 级油生产例如包括热法，其中将热水或过热蒸气(所谓“蒸气驱(flooding)”) 迫入矿床中。这降低油的粘度。气体如CO₂或氮气也可作为驱介质使用。 此外，适合的化学物质作为助剂使用的方法为已知的。例如，适合的表面 活性剂可用于更好地从岩石中释放矿物油(“表面活性剂驱”)。此外，将 增加粘度的聚合物加入水相中是已知的。因此，水相的粘度与油相的粘度 相匹配，并且油可更容易被来自多孔岩层的水相替代。这种技术被称为所 谓的“聚合物驱”。该技术的详情例如描述于W.Littmann的专论“Polymer Flooding”，Elsevier Amsterdam，纽约1988中。所述技术的组合也是可 能的，例如WAG(用气体代替水)技术，其中驱例如用水和气体如CO₂组 合进行。

就聚合物驱而言，尤其是使用高分子量聚丙烯酰胺衍生物，例如部分 水解的聚丙烯酰胺或黄原胶。通常分子量M_w为1000000-20000000g/mol 的数量级。US 4,702,319公开了一种丙烯酰胺、改性丙烯酰胺和含磺基的 单体的共聚物，US 6,020,289公开了一种用于聚合物驱的丙烯酰胺衍生物 的共聚物。通过聚合物增加水相的粘度引起驱效率的改善。

WO 97/42397公开了一种用于用于聚合物驱的包含水溶性聚合物例如 聚丙烯酰胺或聚丙烯酸的组合物，以及一种具有脲、蜜胺、苯胍胺或甘脲 骨架的化合物，其中所述骨架用羟甲基和烷氧基甲基改性。

在一些使用形式中，聚合物用于例如通过用适合的多价阳离子交联高 分子量聚合物而制备凝胶，其除了纯增厚效应外，还有阻塞了岩层的可渗 透区域，例如如US 5,244,936中所述。矿床的高可渗透区域的阻塞可用于 获得更好地通向较小的可渗透但富含油的区域，并且因此提高驱效率。

在三级矿物油生产中，必须注意特别的应用条件。因此，不是所有作 为增稠剂已知的聚合物都适用于三级矿物油生产。

在矿物油矿床中通常为至多300℃。因此，用于聚合物驱的聚合物甚 至当相对高温的持久作用如达3年的作用时应不进行基本降解，所述降解 可导致不期望的粘度降低。此外，在某种情况下在矿物油矿床中可能存在 高盐负荷(例如Na、Ca、Mg或Sr离子的氯化物、硫酸盐或碳酸氢盐)，即 所用的聚合物甚至在相对高的盐浓度下必须有所需效果。最后，矿物油的 粘度取决于矿床中的条件而变化极大。低粘度矿物油的粘度通常为约 4mPa·s，然而粘性油也可达到200mPa·s或更多。因此，用于聚合物驱的 溶液的粘度应尽可能地容易改变以最适合于矿物油的粘度。

通常，非常稀的聚合物溶液用于聚合物驱。高分子量聚合物在水中的 溶解存在特别的问题。尤其在溶解过程开始时出现非常高度的粘性相，其 可使处理，尤其是向岩层中的注入能力变得复杂。高粘度尤其在迫入岩层 期间产生大的压降。因此，通常需要就地使用适合的包含混合器、分散单 元或类似物的溶解站。为此，US 5,139,087建议例如通过强剪切或通过超 声作用促进溶解过程。除设备的成本外，聚合物溶液的剪切或超声作用可 导致不想要的聚合物的降解。

US 4,380,600公开了水溶性聚合物的水分散体，其中水溶性单体的聚 合在水溶性聚合物的存在下以1∶5-5∶1的重量比进行。未公开用于三级矿物 油生产。