[发明专利]用于油田应用的具有剪切增稠和剪切胶凝特性的聚合物和纳米粒子配方

说明书

技术领域

本发明广泛地涉及用于油田应用的聚合物配制，并且更精确地涉及用于油田应用的具有剪切增稠和剪切胶凝特性的纳米粒子。

背景技术

专利申请EP1591619公开了一种用于提高采收率(也称为EOR)应用的方法，所述方法使用智能剪切胶凝流体以减少大裂缝的有效开度(以及在较小范围的裂隙)，并因此使储层中的各处的流动条件达到平均水平。这些具有可逆剪切特性的智能剪切胶凝流体可以使用两性合成水溶性聚合物配制而成。

专利申请EP1404776中公开了这种剪切胶凝流体聚合物的化学性质。剪切胶凝特性基于聚合物/聚合物相互作用。在这些聚合物在其结构内具有低临界溶解温度(LCST)组的情况下，这些聚合物具有缔合特性或热缔合特性。然而，将这些聚合物作为工业产品开发是困难的，因为合成过程昂贵，并且难以大规模操纵。需要得到这种智能流体的其它方法。

因此，本发明提出了一种基于纳米粒子的聚合物组合的聚合物的新系统，所述系统还具有剪切胶凝特性，但是工业制造更容易而且不会很昂贵。

发明内容

本发明公开了一种具有剪切胶凝和剪切增稠特性的合成物，所述合成物基于结合有亲水粒子和聚环氧乙烷(polyethyleneoxide)的两性聚合物。优选地，亲水粒子是Laponite型(注册商标)合成粘土(clay)。在第一种类型的实施例中，两性聚合物是合成聚合物。在第二种类型的实施例中，两性聚合物是被改变疏水性的生物聚合物。

优选地，对于各个浓度的Laponite/PEO的比在3.4与3.8之间，并且优选地在3.5与3.7之间，更优选地大约为3.6，和/或精确地为3.6。

在本发明的第二方面中，公开了一种用于在地层中提高采收率的方法，具体地公开一种用于在非匀质储层地层中提高采收率的方法，所述方法包括以下步骤：在注入剪切增稠流体之前泵送剪切胶凝流体。

在渗透率从一个区带到另一个区带变化的非匀质储层地层中，并且与剪切变稀型流体相比，流变的增稠流体最小化流体流速的不同，从而减小低渗透区带的旁通。当储层存在裂缝时，在剪切力作用下增稠的流体减小被通过或经由裂缝通路(例如，在砂岩储层中)的注入流体旁通的多孔隙区带的范围，或者减小最窄裂缝被旁通到最大裂缝占优势的范围(例如，在二氧化碳储层中)。与适当的泵送条件结合注入在剪切力作用下形成胶体的流体减少剪切力较高的最大裂缝的宽度，但是没有减小剪切力较低的最窄裂缝的宽度。因此，在具有裂缝的储层中，减小油旁通的方法包括首先泵送在剪切力的作用下形成胶体的流体，然后泵送在剪切力的作用下增稠的流体。

此技术主要在含有原油和诸如气体和/或水的其它流体的地层中有用。本发明对于处理非常低的原生孔隙度(紧密的)储层尤其有利，在所述非常低的原生孔隙度储层中，裂缝导致困难的EOR条件。油主要存储在不同开度的裂隙和裂缝中。这些裂缝来源于两个或几个族，所述两个或几个族以给定角度相互交叉，因此在交叉方向上产生高渗透通道。根据随后构造应力的定向，一些裂缝族闭合，而另一些则大大地张开，这使渗透率产生重要的非均匀性。油优选地在闭合裂缝中捕获，并迅速从张开的裂缝涌出。

所提出的方法的主要优点在于根据剪切力可进行选择：这能够选择性地减少通过较大裂缝的流动，而没有削弱通过较小裂缝的流动。较大裂缝通常是用于注水烃类的主要旁路。

第二优点是可逆的并因此对储层没有损坏。通过将注入率减少到小于被调节成达到临界剪切率的注入率的10倍，或者通过将注入率增加到凝胶破坏，可以完全移除形成在裂缝内的凝胶。

附图说明

以下参照附图理解本发明的进一步实施例，其中：

图1描述在Laponite型RDS和PEO的不同比下根据本发明的不同系统的特性；

图2示出作为整体Laponite/PEO浓度的函数的临界剪切率；

图3示出用于根据本发明的系统的剪切过程的重要性；

图4示出用于根据本发明的系统的粘度相对于剪切率的比；

图5示出根据本发明的系统的驰豫；

图6A和6B示出用于管道的根据本发明的用于EOR应用的系统的性能；

图7示出只用于裂隙的根据本发明的用于EOR应用的系统的性能；

图8A和图8B示出用于管道组合的根据本发明的用于EOR应用的系统的性能；以及

图9A和图9B示出用于管道和裂隙组合的根据本发明的用于EOR应用的系统的性能。

具体实施方式