[发明专利]涉及烃回收的改进

说明书

技术领域

本发明涉及烃的回收。特别地但并不唯一，本发明涉及改进的方法和装置，其用于分离包含烃水乳液的混合物。

背景技术

烃是由氢和碳所组成的一大类有机化合物。例如，原油、天然气、干酪根(kerogen)、沥青、焦沥青、沥青烯都是不同的烃的混合物。虽然烃通常被定义为主要由碳和氢原子形成的分子，他们也可以包含其他元素，例如但不限于，卤素、金属元素、氮、氧和/或硫。

烃通常是从各地层通过各种方法回收的或生产的。“初次回收”技术是指利用烃自身形成的能源来从地层中回收烃。然而，初次回收仅能回收油藏地质储量的一小部分。因此，已经开发了二次技术，如注水法，和众多三次技术(通常被称为“强化油回收”(EOR)的技术)，其中这些技术的主要目的是可回收已知存在于油藏中的额外量的烃。

最常见的一种二次技术是注水法。然而，即使经过典型的注水法，油藏也可存留地质储量相当大部分的烃。众所周知，经过典型注水法后，油藏中的大部分存留烃是小球或小滴的形式，其被捕获在油藏孔隙空间中。在油藏水和烃之间的高正常界面张力阻止这些分离的小滴发生形变来通过孔道的窄缩结构。

在一些被称为“化学品增强的油回收”(cEOR)的三次技术中，表面活性剂被加入到用于注入的水溶液中来降低水和烃之间的界面张力，从而允许烃小滴变形并随着注入的水流动。通常认为，对于有效的回收，油和水之间的界面张力必须从正常油藏界面张力(其近似于大约20达因/厘米)降至小于0.1达因/厘米。

很多专利描述了使用化学表面活性剂和聚合物的cEOR，其中包含美国专利号为3,508,611、3,823,777、3,981,361、4,058,467、4,203,491、4,232,738、4,362,212、4,411,816、4,458,755、4,493,371、4,501,675、4,502,541、4,799,547、5,031,698、5,068,043、6,022,834、6,613,720、6,989,355的专利和加拿大专利号为1,169,759的专利。从根本上说，如在1978年4月关于石油回收改进方法的研讨会发表的SPE论文编号7053所提及，通过化学注水成功回收残留油必须要遵守两个原则：(1)化学品库(chemical bank)和残留油之间以及化学品库和驱动流体之间的界面张力非常低；(2)少量被保留的表面活性剂损失进入油藏岩石。

cEOR期间，化学品库的低界面张力通常导致微乳液的形成(参见例如Gogarty等人的美国专利号为3,254,714的专利，公开于1966年6月，以及Healy的美国专利号为3,981,361的专利，公开于1976年9月21日)。微乳液，其可以是注入的或在烃地层中形成的，是油、水和表面活性剂的胶束混合物，常常和助表面活性剂、助溶剂、或其他化学物质结合。关于微乳液的确切结构存在科学争议；在本说明书中，术语“微乳液”是指广义的热力学稳定的乳液。

在增强的烃回收中，注射混合物的配制常常基于状态变量的识别，这些状态变量导致所谓的与过量烃和过量水均平衡的“中间相”(或Winsor III-型)微乳液。“最佳盐度”通常被认为是能在给定的混合物中的油和水之间产生最低界面张力进而导致中间相微乳液的具体的盐浓度。

在已使用cEOR注水的油藏中，从生产井中回收的液体通常是混合物(乳液)形式，包含烃、水和表面活性剂。这些混合物由于降低的界面张力而相对稳定并且典型的包含组分含水和烃的微乳液作为一种组分。

石油工业一直在寻求经济有效的方法来对这些由表面活性剂注水而生产的混合物(特别是他们的微乳液组分)进行破乳组分，用来回收存在于所述混合物中的有价值的化学品，以再次用于cEOR中。

例如，GB2146040中描述了一种方法，该方法用于对含有微乳液作为一种组分组分的油-水-表面活性剂乳液进行破乳。该方法通过将温度和盐度仔细控制在一定的可操作的范围内而分离油、盐水和表面活性剂，从而产生符合管道输送质量的油及可注射的盐水/表面活性剂相。

US2009/0281003涉及一种方法，该方法中，在cEOR流中的化学品要么不得不在水相中，要么不得不在有机相中，然后被浓缩并被再次注入到含油地层中。

然而，仍需要可持续和成本有效的方法和系统，用于从cEOR混合物中分离烃。相应的，本发明寻求解决的技术问题为提供一种比现有技术更可持续和/或更具成本效益的烃分离的方法和系统。

发明内容