[发明专利]用于提高的烃开采的生物聚合物

说明书

本发明整体上涉及处理钻井孔或地下含烃地层以提高从所述地层中烃开采的方法。具体地，本发明涉及用于油气田应用的聚合物，该应用例如是在具有高温的油藏中提高的烃开采。本发明涉及用于处理地下地层的方法，并具体涉及用于从含油的地下地层或储层中开采烃，尤其是油的方法和系统，其中在烃的三次开采中应用生物聚合物。

本发明整体上涉及处理钻井孔或地下含烃地层以提高从地层中烃开采的方法。具体地，本发明涉及用于油气田应用的聚合物，该应用例如在具有高温的油藏中提高的烃开采。本发明涉及用于处理地下地层的方法，并具体涉及用于从含油的地下地层或储层中开采烃，尤其是油的方法和系统，其中在烃的三次开采中应用生物聚合物。

从地下油藏开采和生产原油可以包括三个不同的阶段，即初级、次级和三级开采。在初次开采期间，储层的自然压力与例如将油带到地面的泵结合驱动油流出。然而，在初次开采过程中，通常仅有约10％的储层的原始油原地产生。二次开采技术通常基于水或气体的注入以保持压力并置换油并将其驱出至生产侧，导致原地开采另外5％至25％的原始油。另外，已经开发了几种三次或提高的采油技术，其提供了在原地开采高达10％或甚至更多的储层原始油的前景。

三次采油(也称为“提高的采油”)涵盖多种不同的技术，例如气体注入技术、化学注入技术、超声刺激、微生物注入技术或热开采(其包括循环蒸汽和蒸汽驱)。

在化学注入中，通常使用具有高分子量的水溶性聚合物来增加水相的粘度。在水溶液中，这样的聚合物能够通过缠结和/或链间氢键相互作用提供各种粘度水平。增加注入水的粘度的效果是由于减少了水相和油相之间的流动性差异导致减少了“沟流”而改善了储层的区域清扫。因此，包含在地下地层中的油可以更有效和更快速地生产。

已经发现基于特定单体和具有各种结构的合成高分子量聚合物在相对低的剂量率下也是特别有效的。工业上确定的最有效的化学品是合成的部分水解的聚丙烯酰胺(PHPA)。部分水解的聚丙烯酰胺和含有部分水解的聚丙烯酰胺部分的共聚物是广泛使用的，因为这些聚合物允许阴离子基团在聚合物主链中的有益分布并且具有低的多分散性。已知这些类型的聚合物对于低盐度和中等温度是非常有效的。然而，它们对于高于80℃的温度和增加的二价离子如钙和镁的水平通常是不充分的。由于羧酸根基团的阴离子性质，这种类型的聚合物可以分别与地层流体中的处理流体中存在的二价离子相互作用。在高于一定水平的阴离子性且存在较高量的二价离子的情况下，聚合物可能从溶液中沉淀出来，因此丧失其最初赋予处理流体的粘度改性性质。此外，聚合物例如通过热、自由基、机械和/或生物反应机理的降解可影响处理流体的粘度。通常可通过仔细选择表面设备，通过调节聚合物的分子量和/或通过共注入杀生物剂来防止机械和生物降解。自由基降解主要可以通过添加保护性化学品来防止。可以通过聚合物的化学改性和/或聚合物化学本身在一定程度上改善聚合物的热稳定性。然而，通常聚合物的稳定性对于可能导致差的粘度和差的性能的开采过程所需的温度和暴露时间是不充分的。因此，不充分的热稳定性经常导致地层中处理流体的粘度降低，并妨碍通过这种EOR技术进行令人满意的油的开采，尤其是在较高的地层温度、长时间暴露和/或当使用的盐水显著盐化时。

为了克服合成聚合物尤其是在高温和高盐度环境中的不充分性能，已经提出将生物聚合物用于提高的采油应用。尤其是由某些微生物产生的生物聚合物即使在比合成聚合物更低的浓度下也显示出显著的增粘效果。它们在阳离子如镁和钙的存在下不降解，并且在比合成聚合物更高的温度下是稳定的。在提高的采油操作期间，聚合物可能保留在地下地层中并因此可能经历降解条件数月，有时超过6个月。因此，聚合物必须不降解或仅随时间稍微降解，以便保持其增粘性质，目的是将油从注入器向上推到生产井。