[发明专利]用于减小液体压力的方法及设备

说明书

一种减小液体压力的方法，包括步骤：提供容纳填充材料的导管，使得大量的小通道形成于填充材料中，并使液体通过导管和填充材料。液体流经的填充材料的量可以变化以改变液体通过填充材料所经历的压降。所实现的压力的减小是阶梯式的(非连续的)或连续的。此方法可以用来减小水性聚合物溶液的压力以在用于原油开采的聚合物驱油技术中使用，并且允许在不破坏聚合物的同时减小压力。

技术领域

本发明涉及一种用于减小液体的压力的方法和设备，更具体地涉及一种可以在不引起物理降解的情况下减小液体压力的方法和设备装置。

背景技术

原油是有限资源，因此从现有油藏中的最大程度地增加采油是很重要的。传统的采收方法包括一次生产和二次水驱；然而，这导致显著数量的原油残留在储藏中。强化采油(EOR,Enhanced Oil Recovery)，又名三次采油，指的是用于增大可以从油藏中提取的原油量的各种技术。这样的技术包括热力采收、气体注入和化学剂注入。使用EOR，可以提取储藏原油的30％至60％或者更多，相比之下使用一次和二次生产方法可提取20％至40％。

化学剂强化采油(cEOR,Chemical Enhanced Oil Recovery)被期望在全球原油生产的未来中扮演主要角色。cEOR方法包括聚合物驱油的使用，其中包括水溶性聚合物的材料的组合注入储藏中，通常用盐水溶液。聚合物的精确性质通常不相关，只要这能够增大注入水的粘度。

聚合物驱油是已使用多年的公知技术。相比传统水驱技术其可以引起石油采收的显著增长，并且现在被认为得到了技术上和商业上的验证。相比其他EOR方法，它简单、有成本效益、低风险且具有可以在宽范围的油藏环境下使用的优点。聚合物驱油的作用对于重油最为显著，但具有轻油的储藏也可以从聚合物驱油中受益，尤其当具有严重的储层非均质性时。

在聚合物驱油技术中，高分子量聚合物溶于注入水(通常在500ppm至2500ppm的数量范围内)以增大其粘度以及在储藏中的波及系数。当水注入油藏时，可以发现阻力减小路径。在残留的油具有比注入水更高的粘度处，水会指向这种油并且有效地绕开它(这被称为“指形效应”)。这导致低波及系数和石油采收的损失。通过减小水与油之间的流度比，增强了波及系数。这导致从储藏中采收更高量的油。

已知的用于聚合物驱油的聚合物一般分为两种类型：聚丙烯酰胺和多糖(生物聚合物)。聚合物的选择取决于诸如储层条件(pH、温度和压力)的地域特征和水化学。最普遍的聚合物驱油技术使用丙烯酰胺基聚合物，例如水解聚丙烯酰胺(HPAM,HydrolysedPolyacrylamide)；这些比多糖更便宜并且不受细菌影响。用于强化采油的丙烯酰胺基聚合物的示例是由SNF Floerger以商标名销售的丙烯酰胺基聚合物。

为了实现聚合物驱油，当然必须将聚合物引入储藏中。聚合物(更准确地，聚合物与水的混合物)从地面装置(井口或用于海底储藏的工作船)向下泵送到储藏中。然而，聚合物进入储藏中时的适宜压力可能与用于将聚合物向下泵送入储藏中的泵的输出压力不同，并且因此常常必须减小聚合物的压力(通常为15bar的压降)。

实现该尺度的压降的一种方式为使流体旁通经过诸如节流阀的阀门。遗憾地，使诸如HPAM的合成聚合物通过节流阀可以对聚合物引起显著的物理降解(即，长链聚合物分解为短链),这是聚合物承受过大的流体压力的结果。以此方式降解的聚合物在cEOR中不太有效，并且因此必须通过添加更多的聚合物来补偿，这导致cEOR过程变得不经济。

已知低剪切阀，其可以在不造成显著物理降解的同时减小经由其流动的聚合物的压力。然而，它们一般又大又重，对于石油储藏的应用可能不太现实(并且尤其是海底石油储藏)。在US 2011/0297399中公开的一个已知的版本，使用盘绕的100m长的管，具有阀以允许流体在其中流动盘管的长度改变，因此改变压降。然而，即使管是盘绕的，作为结果的阀门在特定应用中使用仍然过于笨重。SNF Floerger的Floquip线性减压器使用了相似的布置。