[发明专利]通过注入聚合物溶液强化采油的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及在地层强化采油的技术领域。更确切地说，本发明的主题是改进的强化采油工艺，该工艺在于将包含亚铁离子、硫化氢和/或溶解氧的流体(所述流体借助水性聚合物溶液呈现出粘性)引入地层，而不使用稳定化合物。

更确切地说，本发明涉及改进的强化采油工艺，该工艺采用特定的聚合物，可在降解聚合物的环境下获得提高的性能，在不使用可稳定聚合物的化合物时也能实现。

背景技术

当前运营的大多数油田已趋于成熟，并且事实上产量已开始下降或行将下降。这些油田的采出程度当前平均为15至35％不等。因此，它们仍有巨大的生产潜力。

地层中原油的开采通常分几个步骤进行。

首先，通过减压获得流体和岩石的天然能源，制成产品。在此能源开采阶段结束时，表面的采油速率平均代表初始储备量的5至15％。因此，在第二步中，必须利用相关的技术来提高开采率，同时保持油田压力。

最常用的方法在于通过专用于此用途的注入井将水(更普遍使用的是盐水)注入地层。常用的术语是二次采油。当输出井产出的混合物的含水量过高时，停止此第二阶段。就附加石油的采出程度而言，第二阶段的收益为10至20％不等。

可以使用的其他技术组合在一起，冠以强化采油(EOR)名称。其目标是使附加石油的采出程度达到初始储量的10至35％。术语“强化采油”包括各种热处理或非热处理技术，如“电气”、“混溶”、“蒸馏”或“化学”技术，用于改进地下剩余石油的开采(请参阅IFP评审的《油气科学与技术》第63卷(2008)，第1章，第9-19页)石油指任何类型的油，即轻油、重油以及沥青油。

更确切地说，本发明涉及强化采油，其化学过程至少涉及将包含一种或多种水溶性聚合物的水基流体注入地层。

强化采油(EOR)技术区别于储层增产措施。后者的特征是注入有限体积的聚合物溶液以在储层中形成局部现象，即形成具有高渗透率的阻塞区域以实现波及控制、形成水在其中进入地层的阻塞区域以实现堵水。注入通常通过注入井或生产井进行，操作时间相当短，通常为几天且通常短于一个月，注入体积应小于储层孔隙体积的5％。孔隙体积指储层中岩石未占用的体积，与渗透带具有相关性。

相反地，采用聚合物的强化采油(EOR)技术涉及长时间持续注入聚合物溶液，以从注入井波及到远至生产井。其目的不在于处理储层的某个区域而在于整个储层，以采出最多石油。为此，必须注入更大体积的水溶液，通常至少为孔隙体积的50％至500％，事实上甚至更多。然后，在生产井的一侧或两侧采出油水混合物，有时也采出气水混合物。

根据采用的技术，可单独注入粘性聚合物流体，也可结合改进采油中使用的其他化合物一起注入。

在所有这些技术中，与单纯注入水相比，添加水溶性聚合物可以提高波及系数。尽管使注入的水呈现出“更多粘性”，使用聚合物的预期和经验证优势在于增强了油田中的面积波及和流动控制，以更快速有效地采出石油。这些聚合物可增加注入水的粘度。

技术娴熟的人员知道合成水溶性聚合物(尤其是丙烯酰胺基水溶性聚合物)在增加水溶液的粘度方面极具优势，并广泛用于强化采油。

使用的聚丙烯酰胺主要提供阴离子并通过如下方式获得：

·丙烯酰胺和丙烯酸的共聚作用；

·聚丙烯酰胺的共水解作用或后水解作用；

·丙烯酰胺与其他离子或非离子官能单体的共聚作用或三聚作用。

聚丙烯酰胺已广泛用于强化采油的“聚合物”、“表面活性剂聚合物”和“碱性表面活性剂聚合物”(P、SP和ASP)技术中。

然而，油田中使用的水和盐水包含其他化合物，这些化合物可能会降低所使用聚合物的粘度，造成所需系数达不到流体的粘度，从而导致实际传播到油田中的流体粘度比要求的低。

事实上，在油田中，聚合物是通过注入流体(水、盐水)注入的，其中的氧、溶解金属、硫化氢以及与聚合物链相互作用的其他实体的含量并非始终可控。这些条件将导致包含聚合物的注入流体的属性显著降解，尤其是以下属性类别的降解：

-生物；

-机械；

-化学。

聚合物的化学降解对应于最难预测和量化的机制。这是因为这种类型的降解可能按照多种机制发生，如在注入包含聚合物的流体的过程中，以及/或者在注入前用于存储包含聚合物的注入流体的储层中，或在地层的近钻井孔区域。