[发明专利]三次矿物油开采方法

说明书

本发明涉及一种三次矿物油开采方法，其中将至少包含溶于含水流体中的水溶性聚丙烯酰胺(共)聚合物的含水注入流体注入矿物油藏中，所述含水注入流体通过将包含分散于有机疏水性液体中的聚丙烯酰胺(共)聚合物颗粒的液体分散体聚合物组合物与含水流体混合而制备。优选地，所述方法在海上采油场所实施。

三次矿物油开采技术包括所谓的“聚合物驱替”。聚合物驱替包括将水溶性增稠聚合物的水溶液经由注入井注入矿物油藏中。由于注入聚合物溶液，矿物油如在水驱替情况下那样被迫由注入井开始沿采出井的方向通过地层中的孔隙，并经由采出井采出矿物油。然而，由于聚合物配制剂具有与水的粘度相比提高的粘度这一事实，聚合物配制剂在无影响下突破至采出井的风险降低，因此矿物油比在使用流动水的情况下均匀得多地运动。因此可使地层中的额外矿物油运动。聚合物驱替以及适于该目的的聚合物的细节公开于例如“Petroleum，Enhanced Oil Recovery，Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，在线版，John Wiley&Sons，2010”中。

对聚合物驱替已提出了大量不同的水溶性增稠聚合物，尤其是高分子量聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与其他共聚单体如乙烯基磺酸或丙烯酸的共聚物。聚丙烯酰胺可为部分水解的聚丙烯酰胺，其中一些丙烯酰胺单元已水解成丙烯酸。此外，也可使用天然聚合物，例如黄原胶或聚糖基葡聚糖，例如如US6,392,596B1或CA832277所述。

对聚合物驱替而言，水溶性增稠聚合物通常以稀水溶液形式使用，例如处于淡水、盐水、海水和/或地层水中的溶液。典型的聚合物浓度可为0.05-0.5重量％。除聚合物之外，所述溶液可包含额外的其他组分如表面活性剂或生物杀伤剂。

聚合物驱替所必需的聚合物溶液的量很高。即使仅对中等尺寸的油田驱替而言，也可能需要在含油地层中注入数千m³的聚合物溶液/天，且聚合物驱替方法通常持续数月或者甚至数年。用于聚合物驱替的聚合物溶液可通过将干聚合物原位溶解而获得，因此对0.2重量％的聚合物浓度和5000m³/天的注入速率而言，必须溶解10吨聚合物粉末/天。

水溶液高分子量聚合物如聚丙烯酰胺或包含丙烯酰胺的共聚物的干粉在水中的溶解是一个耗时的过程。由于高分子量聚合物可能被所施加的高剪切力破坏，且因此必须避免高剪切力，因此通过搅拌、分散或类似技术促进聚合物溶解过程的可能性受到限制。因此，通常需要大的溶解站以溶解聚合物。尽管对陆基采油而言，大的溶解站通常不会导致技术问题，然而海上平台上的空间有限。因此，在海上平台上通常需要放弃使用溶解站以溶解固体聚合物。在任一情况下，即对陆基或海上采油而言，大的溶解站昂贵，且出于经济原因对使用较小尺寸的设备感兴趣。

基本上可为海上平台提供呈稀溶液形式的聚合物，然而将该大量上述稀溶液从聚合物生产场所运输至海上平台非常昂贵，因此不经济。

与溶解固体聚合物相反，现有技术已知使用聚丙烯酰胺(共)聚合物的反相乳液来提高油采收率(EOR)，尤其是对海上平台上的应用而言。该类反相乳液通常包含约30重量％的聚合物。为了进行使用，将反相乳液用水简单地稀释至该聚合物的最终浓度。EP2283915A1公开了一种用于提高油采收率(EOR)的聚丙烯酰胺乳液的连续溶解方法。

该类反相乳液通过使用自由基聚合用油和/或水溶性引发剂聚合乳化于疏水性油相中的丙烯酰胺和任选的其他烯属不饱和水溶性共聚单体的水溶液而获得。因此，反相乳液包含溶解或溶胀于水中的聚丙烯酰胺(共)聚合物，且水相乳化于疏水性油相中。US2005/0239957A1公开了制备反相乳液的一个实例，并建议将该反相乳液用于采油方法中。关于反相乳液聚合的更多细节公开于例如Hamielec，A.E.，Tobita，H.，“Polymerization Processes，2.Modeling of Processes and Reactors”，Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，在线版，第29卷，第226页及随后各页，Wiley-VCH Weinheim，2012中。

然而，使用聚丙烯酰胺(共)聚合物的反相乳液也具有数种缺点。由于反相乳液倾向于形成凝胶，其长期稳定性(特别是在海上平台上的典型储存条件下)不令人满意。由于其高水含量，低于冰点的低温可使得反相乳液不均一。这同样适用于高温，这导致水的蒸发以及随后的冷凝。