[发明专利]延缓胶凝剂

说明书

本公开涉及聚电解质络合物纳米粒子，其可用于将试剂递送至烃类储层深处。本公开还提供了制备和使用所述聚电解质络合物纳米粒子的方法。本公开还提供了延缓胶凝剂，其包含所述聚电解质络合物纳米粒子。

本申请是申请日为2013年10月23日，申请人为科诺科菲利浦公司和堪萨斯大学，申请号为201380071339.4，发明名称为“延缓胶凝剂”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2013年1月28日提交并且以全文引用的方式并入本文中的US61/757,276的优先权。

联邦政府支持研究陈述

不适用。

缩微胶片附录的引用

不适用。

本公开的领域

本公开涉及用于油田应用的组合物和方法。更具体地说，本公开涉及用于诸如锆或PEI等交联剂的控制释放的聚电解质络合物(PEC)纳米粒子系统，其可用于介导延缓的胶凝或交联反应。此类聚合物可适用于改善二次和三次采油提高采油率的方法的表现，但也可以在需要延缓反应的任何时候使用。

本公开的背景

所有油气公司的挑战是产生尽可能多的商业上可用的油，在储层内部留下尽可能少的截留和废弃的油。在一次开采阶段期间，储层驱动来自于许多天然机制。这些天然机制包括天然水将油朝向井推进、储层顶部天然气的膨胀、最初溶解于原油中的气体的膨胀以及由储层内的油的移动引起的从井所位于的上部区域到下部区域的重力泄油。根据此类天然驱动机制，一次开采阶段期间的采收因子典型地是约5-15％。

然而，在井的使用寿命内，压力最终将下降，并且在一些点将存在不足以迫使油到达表面的地下压力。一旦天然储层驱动减小，则应用二次和三次开采法来进一步增加采收率。

二次开采法依赖于以注射流体的形式向储层中供应外部能量以增加储层压力，因此用人工驱动代替天然储层驱动或增加天然储层驱动。此外，可使用诸如游梁式抽油泵、气举辅助泵送以及电动潜水泵(ESP)等泵将油带到表面。二次开采技术包括通过注水、CO₂注射、天然气再注射以及可混溶注射(MI)来增加储层压力，其中最常见的可能是注水。注水操作的典型采收因子是约30％，这取决于油的性质和储层岩石的特征。平均来说，一次和二次采油操作之后的采收因子在35％与45％之间。

虽然二次开采技术相当有效，但裂缝和高孔隙度或可渗透区域的存在使其有效性降低。注入井中的任何气体或液体均将天然地沿最不具限制的路径行进，因此绕过了更低孔隙度或更不可渗透的区域中的大多数油。因此，总体波及有效性因这些所谓的“漏失区”而降低，所述漏失区将注入流体直接引导至生产井。

在此类情况下，将聚合物、泡沫、胶凝剂、乳液等注入漏失区，以阻断这些区，从而使后续注入流体转向以将先前未波及油朝向生产井推进。参见例如图1。

在用于此类目的的聚合物之中，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与Cr(III)凝胶交联已广泛用于油田应用中的堵水和波及改善。聚合物凝胶已应用于提高采油率以通过将胶凝剂放置于储层深处并且阻断高可渗透通道来提高波及系数，从而延长油井的寿命并且使可开采油量最大化。

使用聚合物来阻断漏失区的困难之一是粘度的问题。粘性聚合物难以泵送，并且在诸如乙酸铬等常见交联剂存在下胶凝过快而不能放置于目标区深处。为此，已针对延缓聚合物交联直至它们已经穿透至含油储层深处作出大量努力。