[发明专利]用于增强型油回收的热不稳定羧酸铵

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽组合物，其适用于从地下位置移出重烃、优选沥青的原位蒸汽萃取方法。所述蒸汽组合物包含蒸汽和羧酸铵。

背景技术

从油砂回收沥青是需要接近地下沥青、从地下砂中萃取沥青、并且随后将沥青从地下位置回收到地面上的一种具有挑战性的工作。提出了用于从油砂回收沥青的众多方法。US2008/0139418的背景技术部分提供了许多回收方法的评述，包括露天采矿(strip mining)、冷流技术(cold flow technique)、周期注蒸汽(cyclic steam stimulation，CSS)、蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage，SAGD)以及蒸气萃取工艺(vapor extraction process，VAPEX)。

露天采矿将沥青连同砂一起从地下移出，并且随后在地面上时从砂中萃取沥青。露天采矿不是一种原位萃取方法，因为其涉及在将砂从地面移出之后，从砂中萃取沥青。原位沥青萃取涉及从位于其地下天然位置的砂中萃取沥青。原位萃取比露天采矿更合乎需要，因为其对地景的破坏比露天采矿少。

冷流技术只适用于回收粘度低到足以在储槽条件下进行泵吸的油。在大部分地下油砂矿藏中，沥青过于粘滞，使得冷流技术无法成为用于从油砂回收沥青的合理方法。

VAPEX是需要将烃溶剂注入延伸到地下油砂中的第一水平井中的方法。溶剂渗透到油砂中，通过稀释降低沥青的粘度，并且使沥青/溶剂混合物能够泄放到位于第一水平井下方的第二水平井中，从第二水平井回收沥青/溶剂混合物。宜在地面上从沥青中去除烃溶剂，并且宜使其再循环。VAPEX方法是一种“冷”工艺，意指与将蒸汽注入井中的“热”工艺(通常称为热方法)，如CSS和SAGD相反，注入井中的材料未加热任何明显的量。在萃取沥青方面，冷工艺(如VAPEX方法)的效率不如热工艺(如CSS和SAGD工艺)，因为沥青的粘度在低温下较高。因此，为了有效，VAPEX方法需要将大量烃溶剂注入井中，以便充分稀释沥青，从而实现泄放。

在原位沥青回收工艺中可能不需要使用烃溶剂，特别是高浓度烃溶剂。烃会使沥青烯从沥青中沉淀，并且沉淀的沥青烯会不合需要地降低储槽的渗透性。此外，烃溶剂会在周围地下环境中损失，这可能导致环境污染问题并且增加处理成本。使用使沥青适当溶剂化所需的大量烃溶剂还需要额外处理步骤以在萃取沥青时从沥青回收烃。因此，需要避免“冷”工艺方法以及在原位沥青回收期间烃的使用。

CSS和SAGD工艺是“热”工艺(即，热方法)，其使用热蒸汽来降低地下沥青的粘度。在这些工艺中，将蒸汽沿第一井向下注入地下油砂中。蒸汽渗透砂并且通过加热油砂来降低沥青的粘度，这促使沥青流过砂进入第一井(CSS)或第二井(SAGD)中，从所述井回收沥青。使用CSS方法，蒸汽是在250℃-400℃温度下注入井中。接着使所述井保持数天或数周，在此期间，蒸汽将井周围地下环境中的沥青加热，使沥青排放到井中，并且之后，历经数周或数月从井中泵吸出与冷凝蒸汽混合的热油。随后重复所述工艺。在SAGD工艺中，钻凿两个水平井，一个位于另一个的下方(通常相隔约五米)。将蒸汽注入上部井中，加热周围地下环境中的沥青，由此降低沥青粘度，使其流入下部井中。随后将所得沥青与冷凝蒸汽的混合物从下部井泵吸到地面。根据US2008/0139418，通过CSS从油砂储槽回收沥青的回收率典型地仅为约20-25百分比(％)，而在SAGD工艺中，据报导在油砂储槽中可用沥青的回收率高达约60％。

典型地，SAGD中的油回收仅使用蒸汽(无添加剂)。蒸汽室边缘的冷凝潜热充分降低沥青的粘度从而允许重力泄放。然而，这种工艺速度缓慢并且典型地需要约3:1的蒸汽/油比(SOR)。人们认为：促进水包油乳液形成的添加剂将提高泄过多孔室的速率(因为乳滴较小)并且可能通过降低SOR来减少水用量。

也已知一种SAGD工艺的改良形式。美国专利6230814描述了作为溶剂扩容蒸汽辅助重力泄油(expanding solvent steam assisted gravity drainage，ES-SAGD)工艺而为人所知的工艺。ES-SAGD工艺需要在SAGD型工艺中组合烃与蒸汽，由此烃可以溶解地下油砂中的沥青以进一步降低沥青粘度，从而促进沥青泄放到第二井孔中以回收到地面上。所述参考文献确定适合添加剂是具有1到25个碳的烃。然而，如上文所解释，需要避免将烃注入井中以促进沥青的移出。