[发明专利]通过使用表面改性减轻凝析物堆积

说明书

本申请涉及用于减轻凝析物堆积的方法和系统。在一些实施方案中，所述方法和系统涉及改变凝析气藏的井眼附近的岩层的润湿性。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月20日提交的美国临时专利申请62/534,927的优先权，其全部内容在此参考并入。

发明领域

本发明总体上涉及用于减轻凝析物堆积的方法和系统。

背景技术

凝析气藏含有大量的气态和液态凝析物储备，它们对于全球范围内日益增长的能源资源的需求至关重要。在凝析气藏中，当储层中只有一个相(即气相)时，储层初始压力通常大于露点压力。在生产过程中，生产井中的井底压力最终下降到小于露点的值。结果，重烃(例如，分子量大于30g/mol的重烃)冷凝成液相。该液相通常积聚在井眼附近区域的孔隙中，从而导致通常所说的“凝析物堆积”。凝析液会由于毛细作用力而被捕获，或者由于液体流动性较差而被保留在岩石中。井眼周围的这种凝析物堵塞会导致井的生产率降低两倍或更多倍。

已经开发出了几种技术来试图减少凝析物堆积。其中一种技术涉及用再循环气体来将储层压力保持为大于露点压力。然而，可再循环气体的体积是有限的，并且该方法并不总是能够将储层压力保持为足够高。其他的方式包括钻水平井和水力压裂。这些临时性的解决方案需要钻井设备，故而成本很高。因此，需要改进的方法和系统来减轻凝析物堆积。

发明概述

本申请提供了用于减轻井眼附近的凝析物堆积的策略。本申请的实施方案包括用于改变岩层润湿性从而减轻凝析物堆积的方法和系统。在一些实施方案中，所述方法涉及用颗粒(例如，纳米颗粒)结合岩层化学预处理来对岩层进行形态学改性。

在一个方面，本申请提供了用于减轻凝析气藏的井眼附近凝析物堆积的方法，该方法包括：使凝析气藏井眼附近的岩层与聚合物溶液接触。在一些实施方案中，所述聚合物溶液包含具有第一净电荷的带电聚合物，从而形成改性的岩层，以及使所述改性的岩层与颗粒悬浮液接触。在一些实施方案中，所述颗粒悬浮液包含具有第二净电荷的带电颗粒，其中所述第一净电荷和第二净电荷是相反的。

在一些实施方案中，所述带电聚合物在所述聚合物溶液中带正电(阳离子聚合物)，并且所述带电颗粒在所述颗粒悬浮液中带负电(阴离子聚合物)。在一些实施方案中，所述带电聚合物包含多个胺基。在一些实施方案中，所述带电聚合物包含多个季铵基团。在一些实施方案中，所述带电聚合物为可季铵化的聚合物，其通过将乙烯基咪唑与乙烯基单体或丙烯酸单体或两者进行聚合制得。在一些实施方案中，所述带电聚合物为聚季铵盐。在一些实施方案中，所述带电聚合物为聚乙烯亚胺(包括聚乙烯亚胺的官能化衍生物)。在一些实施方案中，所述聚合物溶液的pH范围为约5至约10，例如，范围为约7至约10。在一些实施方案中，所述带电聚合物具有约120至约800,000克/摩尔范围(例如，约300至约10,000克/摩尔范围内)的数均分子量。在一些实施方案中，所述带电聚合物以约0.01体积％至约10体积％的范围(例如以约0.1体积％至约5体积％的范围)的量存在于所述聚合物溶液中。

在一些实施方案中，所述带电颗粒包括带负电的颗粒，例如带负电的二氧化硅、氧化锆或钛纳米颗粒。在一些实施方案中，所述带电颗粒部分由含氟基团进行改性。在一些实施方案中，所述带电颗粒具有约30纳米(nm)至约1000nm范围内(例如约30纳米(nm)至约500nm范围内)的平均直径。在一些实施方案中，所述带电颗粒以约0.01重量％至约10重量％的范围(例如约0.02重量％至约1.0重量％的范围)的量存在于所述颗粒悬浮液中。