[发明专利]用于使用聚合物控制辅助石油采收的注入压力的装置

说明书

一种用于控制油井中聚合物水溶液的注入压力的装置包括：至少一个压力调节阀，阀允许的最大压降为每个阀5巴且实际地没有任何机械劣化，一个或多个阀成直线连接；包含涡流模块的管，每个涡流模块产生5巴的最大压降且实际地没有机械劣化，涡流模块为管的一部分，在涡流模块的一端通过有穿孔的盖封闭，并且涡流模块能够插入可拆卸的管中；装置的目的在于能够将压力减少到100巴并且总机械劣化小于10％。本申请还包括使用上述装置的方法。

背景技术

在油田作业建设期间，生产可以区分为几个阶段：

首先，基于油田的内部压力而出油，通常内部压力会迅速降低；

之后，注入水(注水法)维持压力直到生产井中油/水浓度达到2％至5％。此时，注水的成本使得石油的成本失去竞争力；

之后，通过各种方式增强石油采收。

其中一种方法为注入聚合物的粘性溶液，特别是聚丙烯酰胺，以调动油田的更大容积。

这种方法在1973年的第一次石油危机中工业化。

然而，注射的聚丙烯酰胺对分子量的机械和化学劣化敏感，需要精确的处理以保持它们的有效性。

通常，聚合物为粉末形式，其以相当高的浓度溶解在水中，以减小熟化容器(即溶解容器)的尺寸。实际上，这些粉末的溶解时间约为1小时。这些溶液的浓度为10至20克/升，具有高粘度(1000至10000cps)。

为了使用，必须将该储备溶液稀释至1至3克/升以进行注入。为了使注入压力适应于特定的油井的压力，使用各种方法来防止由急剧压降引起的机械劣化。

第一种为每口井安装一个计量泵，并将储备溶液送到每口井的顶部，以便用注入水稀释溶液。

第二种为稀释溶解平台上的储备溶液，并通过单独的管道将该稀释的溶液送入每口井中。

第三种为用所有的注入水完全稀释储备溶液，并使用注水管线。

这种方法要求的投资最低。

在这种情况下，水泵将被设置为高于具有最高压力的井的压力，并且必须降低其它井上的压力；这通常会导致随着压力差增大而增大的劣化。

为了防止这种劣化，会使用特定的减压器，并且减压器不应使得聚合物劣化。

有几种可行的方法：

通过长的、校准的管降低压力，该管允许高达60至100巴的压降，取决于速度和管的长度，并具有小于5％或10％的劣化(文献US 2012/0292029)。

最佳的速度在10米/秒的数量级上。通常，可以产生每10米1巴或每500米50巴的压降。根据这个专利，压降可通过将管切割成可被供给或旁路的各种长度来调节。

通过带有盖的管的涡流效应减少压力，其盖用于产生涡流效应。

文献US4782847利用了产生压降高达5巴的压力差而不产生劣化的固定帽，以及调节针型阀，并且该调节针型阀也通过涡流效应工作并且允许根据开度从0到5巴变化而劣化最小。

通过多个针型阀(或其他阀)通过涡流效应降低压力，针型阀(或其他阀)可各自产生约5巴的压降且具有较小的劣化(文献US 2016/0168954)。

使用10个阀，可以产生50巴的压降。阀头可配备串联的液压马达，通过单次调节即可在所有阀上实现相同的开度。

这些系统中，第一系统较麻烦，第二系统不是非常可缩放的，并且第三系统相当昂贵。

石油公司的需求是具有大约50巴的最大压降，且几乎没有劣化，其中每个井大约调节10巴，以及能够用简单、便宜的装置供给井使得其压力随时间变化。