[发明专利]用于烃二次开采的注水法

说明书

技术领域

烃二次开采方法，所述方法包括使注水组合物通过含有烃藏的地层。

背景技术

烃生产的第一阶段被称为烃初次开采。在烃初次开采中，地层中的能量(例如压力或势能)被利用来将烃从地层驱替到生产井中，并最终驱替到地表。烃初次开采可以借助于人造举升系统例如泵或气体举升装备。

烃生产的第二阶段称为烃二次开采。在烃二次开采中，气体或液体形式的外部流体通过一个或更多个注射井注射到地层中。所述外部流体通常起到将烃通过地层向一个或更多个生产井驱替，由此可以将烃产出到地表。所述外部流体还可以有助于保持或提高地层中的压力。

烃二次开采的一种形式是注水。在注水中，注水组合物被当作外部流体注射到地层中。所述注水组合物通常包含水和一种或更多种其他材料，所述一种或更多种其他材料为所述注水组合物提供期望的性质。这些其他材料可以包括增稠剂以提高注水组合物的粘度从而降低注水组合物通过地层的迁移率。适合用于注水组合物的增稠剂通常为聚合物，结果，使用包含增稠剂的注水组合物的注水有时称为聚合物灌注。

流体的迁移率被定义为(流体所通过的介质的)渗透率和(所述流体的)粘度的比率。因此，迁移率是流体的性质和流体所在环境的性质的函数。

地层中的烃藏(hydrocarbon deposit)可以表现出相对较高的粘度和相对较低的迁移率。如果与烃藏相比，注水组合物具有相对较低的粘度和相对较高的迁移率，则注水组合物可能倾向于运动通过烃藏或者绕过烃藏，使得无法通过注水组合物有效地将烃藏向一个或更多个生产井驱替。

这种现象被称为“指进”，并导致注水程序中的“波及效率”的降低。波及效率被定义为地层在注水程序中与注水组合物实际接触的体积与地层在注水程序中能够与注水组合物接触的体积的比率。

通过在注水组合物中包括增稠剂来提高注水组合物的粘度从而降低注水组合物通过地层的迁移率，由此可以降低指进并提高波及效率。

美国专利No.4,529,523(Landoll)描述了使用注水介质的用于增强从含有石油的地层采油的注水法，所述注水介质包括增稠剂并且还可以包括兼容性表面活性剂。

Landoll的专利提出可能限制注水程序的有效性的的问题包括注水介质的高迁移率、注水组合物与石油的不相混溶性以及注水介质暴露于盐/盐水、剪切力、热、和/或生物活性时的持久性缺乏。在Landoll的专利中提及的这些问题将通过使用含有作为增稠剂的疏水改性的水溶性聚合物的注水介质来克服。

在Landoll的专利中，增稠聚合物包括聚合物骨架，所述聚合物骨架可以是任何非离子型水溶性聚合物，包括聚(丙烯酰胺)、纤维素醚、聚(氧化乙烯)、天然多糖胶和聚(乙烯醇)。所述骨架的非离子特性据称对提高盐耐受性是重要的。Landoll的专利中可行的聚合物的分子量为约50,000至1,000,000。Landoll的专利中优选的分子量为约150,000至约800,000。

Landoll的专利中的聚合物骨架通过引入少量的长链烷基基团进行修饰。据称，在Landoll的专利中，烷基改性剂通常含有约8至约25个碳，优选含约16至25个碳。据称烷基改性剂的存在量为0.2重量％至使聚合物在水中的溶解度为小于1％的量，或者为所述聚合物的约0.2重量％至约2.0重量％。

据称在Landoll的专利中，聚合物在注水组合物中的浓度为约0.01重量％至2.0重量％，优选为约0.1重量％至0.5重量％。

在Landoll的专利中，优选的聚合物是疏水改性的羟基乙基纤维素，其中烷基链改性剂的长度为约8至约25个碳原子。

在Landoll的专利中，据称Landoll的专利中的非离子型疏水改性的水溶性聚合物特别适合用于聚合物-水灌注介质，因为它们具有表面活性，这在注水程序中可以降低或消除对单独的表面活性剂的使用。

然而，除了提供展示出适当粘度和迁移率的注水组合物之外，在配制注水组合物中的另一个目的是提供可以注射通过地层的注水组合物。如果注水组合物能够通过地层而没有对地层造成明显堵塞，则所述注水组合物是可注射的。

展示出适当的粘度和迁移率的注水组合物如果不能展示出足够的可注射性，则可能不适合用作注水组合物。注水组合物的可注射性看来不是Landoll的专利中要解决的一个因素。

发明内容

在本文中提及尺寸、取向、操作参数、范围、范围的下限以及范围的上限不是为了给本发明的范围提供严格的界限，而是应该将其解释为在本文的教导的范围内的“大约”、“约”或“基本上”之意，除非另有明确说明。