[发明专利]用于调节辅助油采收中的注入压力的装置

说明书

一种装置，用于调节将水性聚合物溶液注入到油井中的压力，该装置由一系列线性管制成，每个管安装有压力计(2)，每个管由阀分隔开，其特征在于阀是环形密封闸阀(3)和/或针阀(1)。使用该装置降低作为井的压力的函数的注入水性聚合物溶液的压力的方法。

背景技术

由于聚合物的机械降解的可能性，通过注入粘性聚合物溶液来提高油采收率(EOR)会发生某些困难。

所使用的聚合物，特别是聚丙烯酰胺，在受到剪切力时经历分子量降解。这种降解随着分子量的增加和聚合物浓度的降低而增加。

从20世纪70年代到80年代，在第一次石油危机之后，EOR是在美国使用低分子量聚合物(约1000万道尔顿)开发的。

在20世纪90年代，为了在低剂量下获得较高的粘度，进行了重要的研究以增加分子量。如今，在这个应用中，分子量大于2000万，具有对机械降解的高敏感性，因为它们以50ppm至2000ppm的低浓度注入。

一个油田包括10至数千个二次采收注水井，初级采收方法为自生石油生产。

当将聚合物溶液注入到注有水的油田中时，首先制备浓缩的储备溶液，通常具有0.5％至2％的高分子量聚合物。

然后通过各种方法将该溶液以每百万50至2000份注入单位分散。

通常，在油田内，单个注水泵供应多个井。但是由于油田的非均质性，注入压力因井的不同而不同。出于这个原因，在井口处安装压力控制阀或调节阀(称为节流阀)。聚合物溶液不能以不降解的方式通过该节流阀，随着压力下降，聚合物溶液以不成比例的方式从约20巴至30巴的ΔP增加。

这些不同类型的节流阀不允许在聚合物溶液中的必要的压降而不降解，其随着压力增加而几乎呈指数增长。

为了解决这种降解问题，已经使用机械设备：

-通过高压正排量泵以保持井的压力的速率泵送低压下的储备溶液和水；

-在高压下将最终压力下的水和聚合物混合，该溶液通过合适长度的校准管，从而产生必要的压降而不降解聚合物。在该设备中，压力差为50巴的降解，具有标准浓度为1000ppm至2000ppm和分子量为2000万的溶液的速度不应超过约11m/s(美国专利2015/0041143)；

-混合物也可以通过正排量泵，例如齿轮驱动泵，其速度和因此的流量由液压或电动制动器控制。

文献US 3477467A公开了一种用于低剪切的受控压力降低的装置。它由两个线性管组成，每个管都具有压力计。这些管由具有开/关阀的补充非线性管道分隔开。该中间管道由包括流体收集器的组分隔开，该流体收集器允许由于浇口而将固体颗粒保留在导管中。因此，它既不是针阀也不是闸阀。

在20世纪80年代，Marathon提出了两项专利，该两项专利原则上很有意思，但不适合当前的油田条件：

-美国专利4,782,847使用了具有引起涡流效应的限制的针阀和管段。与石油公司对具有分子量为2000万的聚合物的低粘度(<20cps)稀释溶液(1000ppm)进行的测试允许针阀将压力降低7巴至10巴，具有不多于2％的降解。涡流孔和针阀不允许在井处进行永久性调整，在井中随时间的变化可以是50巴。因此，为了调整涡流套筒，该系统必须拆除，这在大油田中是不可能的。

-美国专利4,510,993使用了单针阀或针补偿系统，但比上述专利具有更重要的限制。

石油公司目前要求：

-在50巴下最多10％的粘度(有时为5％)的降解；

-在3cps至30cps的范围中的粘度比浓缩溶液更容易降解；

-由于盐度对粘度的影响，从50ppm至2000ppm的聚合物浓度会产生广泛变化的粘度。