超低濃度表面活性劑驅(qū)油的制作方法
【專利摘要】一種從地層采油的方法，該方法包括使用低濃度表面活性劑。表面活性劑可是親油的表面活性劑。該方法可以包括調(diào)節(jié)采油系統(tǒng)以抑制可消耗親油的表面活性劑的微生物。一種確定表面活性劑濃度的方法，該濃度足以改變?cè)诘貙又凶⑷刖慕椎貛е械挠秃退g的界面張力，但是不需要改變近井底地帶以外的油和水之間的界面張力。
【專利說明】超低濃度表面活性劑驅(qū)油
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求共同未決的2012年3月23日遞交的標(biāo)題為"ULTRALOW CONCENTRATIONSURFACTANTFLOODING"的申請(qǐng)?zhí)枮?61/614, 882 的美國臨時(shí)專利和 2013 年 3 月 14 日遞交的標(biāo)題為"ULTRALOWCONCENTRATIONSURFACTANTFLOODING" 的申請(qǐng)?zhí)枮?13/826,827的美國實(shí)用新型專利的優(yōu)先權(quán)，其所公開的內(nèi)容在此通過引用方式并入文中。

【背景技術(shù)】
[0003] 原油仍是重要的能源。原油生產(chǎn)商通常通過鉆井到地層的地下油儲(chǔ)層 (reservoir)進(jìn)行產(chǎn)油。對(duì)于一些井來說,油的自然壓力足以將油引至地表。這被稱為一次 采油。隨著時(shí)間的推移，由于這些井經(jīng)一次采油開采過，自然壓力下降而變得不足以將油引 至地表。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，大量的原油可能仍留在地層中。因此，各種二次和三次采油方 法可以用于開采更多的油。二次采油和三次采油方法可能包括：抽氣、注水、天然氣回注、空 氣注入、二氧化碳注入或其它氣體注入至儲(chǔ)層。
[0004] 將流體注入井中是一種常用的提高油采收率的方法。水是最經(jīng)濟(jì)和最廣泛使用 的。水驅(qū)油涉及將水注入至含油的儲(chǔ)層。注入的水使油從儲(chǔ)層中移動(dòng)到一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井 的生產(chǎn)系統(tǒng)，從所述一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井中采收油。然而，水不能有效地驅(qū)油，這是因?yàn)橛捎?水和油之間具有高的界面張力，故水和油是不混溶的。
[0005] 正如在標(biāo)題為"SurfactantBlendsforAqueousSolutionsUsefulfor ImprovingOilRecovery"的No. 6, 828, 281的美國專利中描述的那樣，人們普遍認(rèn)為，在注 入的水和儲(chǔ)層油之間的高的界面張力以及在儲(chǔ)層內(nèi)部的巖石表面的潤濕性特征，是能對(duì)水 驅(qū)油的采油量產(chǎn)生負(fù)面影響的因素。一種用于增加水驅(qū)油的采油量的技術(shù)已經(jīng)在注入的水 中加入了表面活性劑，以便降低油/水的界面張力和/或改變儲(chǔ)層巖石的潤濕性特征。以這 種方式降低界面張力允許水壓更有效地作用于殘余油，從而提高油移動(dòng)通過儲(chǔ)層通道。人 們普遍認(rèn)為，對(duì)于低壓水驅(qū)油，在表面活性劑處理過的水和儲(chǔ)層油之間的界面張力應(yīng)當(dāng)降 低至小于0. 1達(dá)因/cm以提供有效地采收。通常，人們認(rèn)為，在注入的水中加入一種或多種 表面活性助劑或表面活性劑形成表面活性劑的溶液或乳液，其掃過地層并且驅(qū)油。
[0006]目前，表面活性劑被設(shè)計(jì)成與水混溶且具有較低的油親和力，以便表面活性劑能 夠被輸送深至儲(chǔ)層、與殘余油的表面相互作用、以及降低大量殘余油的界面張力。為了覆蓋 該大量殘余油需要應(yīng)用大量的表面活性劑，這使得表面活性劑驅(qū)油過程昂貴。進(jìn)一步地，當(dāng) 在驅(qū)替水中加入大量的表面活性劑時(shí)，可能發(fā)生突破，引起成品油的乳化問題。當(dāng)驅(qū)替水進(jìn) 入生產(chǎn)井時(shí)突破發(fā)生，殘余油以乳化狀態(tài)與驅(qū)替水一起被采收。難以將乳化油分離成其構(gòu) 成成分（即，油和驅(qū)替水）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 實(shí)現(xiàn)本公開的一個(gè)方面涉及這樣的新的理論：與現(xiàn)有技術(shù)中的一般理論（在水驅(qū) 油過程中以及在水驅(qū)油后，油主要以液滴的形式存在于儲(chǔ)層中）相反，該新的理論認(rèn)為儲(chǔ) 層中的油主要以長的連續(xù)的線（strand)存在。根據(jù)這個(gè)新的理論，長的油線從注入井延伸 至生產(chǎn)井。進(jìn)一步對(duì)于該理論，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及改變靠近注入井的油線的流動(dòng)性，從 而使該油被驅(qū)出，其又從受影響的線驅(qū)使油至生產(chǎn)井。換句話說，改變靠近注入井區(qū)域的油 和驅(qū)替水之間的界面張力，引起朝向生產(chǎn)井的油流動(dòng)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但是在不靠近注入井的 位置處的油和驅(qū)替水之間的界面張力不需要改變，并且在實(shí)施方式中也不沒有改變。
[0008] 本發(fā)明的實(shí)施方式包括從地層中的儲(chǔ)層采油的方法，該方法包括將流體注入至儲(chǔ) 層，以及相對(duì)于所注入的流體以預(yù)定的濃度范圍將表面活性劑注入至儲(chǔ)層。在實(shí)施方式中， 預(yù)定的濃度范圍基于提供充足的表面活性劑以降低近井底地帶中的驅(qū)替水和油之間的界 面張力，但是不需要預(yù)定的濃度范圍影響近井底地帶以外的驅(qū)替水和油之間的界面張力。 在一些實(shí)施方式中，在近井底地帶以外的驅(qū)替水和油之間的界面張力不受表面活性劑的影 響。因?yàn)閮H近井底地帶被表面活性劑有效地處理，與已存在的表面活性劑水驅(qū)油的方法相 t匕，所需的表面活性劑的量是少的。在一些情況下，當(dāng)在地層中使用較低濃度的表面活性劑 時(shí)，由于地層中的消耗表面活性劑的微生物，表面活性劑可能易于過早地耗盡。因而，本發(fā) 明的實(shí)施方式涉及防止微生物消耗表面活性劑。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在驅(qū)油過程中使 用的表面活性劑為親油的表面活性劑。
[0009] 前述內(nèi)容已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解本 發(fā)明下面的詳細(xì)描述。在下文中將描述本發(fā)明附加的特征和優(yōu)點(diǎn)，其形成本發(fā)明的權(quán)利要 求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，為了實(shí)施本發(fā)明的相同目的，公開的概念和具體的實(shí) 施方式可以很容易地用作修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這 種等同的構(gòu)造不偏離如所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的精神和范圍?？梢哉J(rèn)為本發(fā)明的特 征是新穎的特征，無論是關(guān)于它的組織結(jié)構(gòu)還是操作方法、連同其它的目的和優(yōu)點(diǎn)將被更 好地從下面結(jié)合附圖的描述中理解。然而，應(yīng)當(dāng)明確理解，提供的每個(gè)附圖僅用于說明和描 述的目的，并非意圖對(duì)本發(fā)明限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)將結(jié)合附圖參考下述說明，其中：
[0011] 圖1示出用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法的系統(tǒng)的示意圖；
[0012] 圖2示出說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的步驟的流程圖；
[0013] 圖3說明可用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的設(shè)備；以及
[0014] 圖4示出從根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 圖1示出用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法的系統(tǒng)的示意圖。系統(tǒng)10包括 注入井100和生產(chǎn)井101。油102貯存在含油的地層105中。含油的地層105可以為任 何類型的地質(zhì)構(gòu)造且可以位于覆蓋層104的下方。雖然圖1所示的地層105位于陸上，但 是應(yīng)當(dāng)理解為地層105可能位于陸上或海上。根據(jù)先前所提到的新的理論，油102在地層 105中主要以線102-1至線102-n存在。線具有不同長度，且如同所示可以從注入井100延 伸至生產(chǎn)井101。此外，線實(shí)際上是三維的且在整個(gè)105中可交叉連接到其它的線。參見 E.Sunde，B.-LLilleb0,T.Torsvik，SPE154138，TowardsaNewTheoryforImproved OilRecoveryfromSandstoneReservoirs,其所公開的內(nèi)容通過全文引用的方式并入文 中。
[0016] 根據(jù)這個(gè)新的理論，油102圈閉于地層105中，不是作為獨(dú)立的可區(qū)別的液滴，而 是作為地層105的網(wǎng)絡(luò)的一部分中的線（例如線102-1至線102-n)，該網(wǎng)絡(luò)具有足夠小的 孔隙以抵抗周圍水流的周圍的阻力和壓力下降。油102是連續(xù)的且出現(xiàn)在注入井100和生 產(chǎn)井101之間的整個(gè)孔隙網(wǎng)絡(luò)中。在孔隙網(wǎng)絡(luò)之間，可以存在地層105的其它部分，其中水 流已經(jīng)幾乎完全清除油。
[0017] 在三維系統(tǒng)中，油將根據(jù)作用于其上的壓力的總和以及可利用的孔隙網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行 自組織，從而也重新分配其周圍的一些水膜。這點(diǎn)以及油和水將尋求盡可能地分離以減小 摩擦的事實(shí)，會(huì)將殘余油留在在所有三個(gè)維度上占據(jù)孔隙空間的連續(xù)油線中。然而，由于剪 切力的影響，油線的大體方向?qū)⑵叫杏诹鲃?dòng)方向。
[0018] 連續(xù)地貫穿于儲(chǔ)層中的分支的油線將不能被生產(chǎn)，因?yàn)樗鼈儽幻?xì)管束縛水截留 在靠近生產(chǎn)井的區(qū)域內(nèi)的孔隙喉道中。因此，生產(chǎn)井的淺層化學(xué)處理常常成功釋放出該被 截留的油。
[0019] 在目前的表面活性劑水驅(qū)油的方法中，通過泵送足以用于處理例如地層105的示 為部分108的部分的表面活性劑而從地層中采油。即，目前的表面活性劑水驅(qū)油的方法試 圖用表面活性劑處理在地層中有油的所有區(qū)域或大部分區(qū)域。該當(dāng)前的方法基于如上所述 的理論，這個(gè)理論為油主要以液滴存在于地層中。
[0020] 為了能夠生產(chǎn)油線102-1至油線102-n，必須要移除阻塞孔隙喉道的毛細(xì)管束縛 水。這可以采用至少兩種方式實(shí)現(xiàn)。第一種方式是，通過降低孔隙喉道中的毛細(xì)管力，可從 孔隙喉道中移除水。第二種方式是，通過增加油線中的壓力，水可被移除。
[0021] 如果阻塞的孔隙喉道已經(jīng)變成充滿油的，則由于地層中存在的壓力梯度，油線將 容易流入生產(chǎn)井101中。這和踩一管牙膏類似。水不會(huì)從端部推動(dòng)油線，但是能到處擠壓 它。這意味著，水分子以孔徑的尺度移動(dòng)，而油能在短的時(shí)間跨度內(nèi)移動(dòng)數(shù)百米，因?yàn)樗?具有小摩擦的連續(xù)相流動(dòng)。
[0022] 使用表面活性劑或細(xì)菌，即所謂的"吞吐"已實(shí)施圍繞生產(chǎn)井的毛細(xì)管力的降低。 參見Lake,L.W. 1989,EnhancedOilRecovery,Prentice-HallInc. ,EnglewoodCliffs, ISBN0-13-281601-6。在生產(chǎn)井中注入相對(duì)少量的表面活性劑（或表面活性劑生產(chǎn)菌），然 后恢復(fù)生產(chǎn)。采用這種方法在相當(dāng)短的時(shí)期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)油大幅增加。可以注意到，通過 這種方法生產(chǎn)的油量比表面活性劑理論上影響的殘余油的量要大很多。因此，油一定是從 儲(chǔ)層的深處引出。通常注意到，這種油相對(duì)于以前生產(chǎn)的油具有更低的粘度。這進(jìn)一步表 明，油來自于沒有看到大量水流的區(qū)域，因此油還沒有脫掉輕烴組分。
[0023] 在油線中壓力的增加（壓力脈沖），也能夠通過熟練應(yīng)用表面活性劑而形成。通 過應(yīng)用表面活性劑能夠獲得壓力脈沖，以降低在水注入井處的油線的表面張力。表面活性 劑可以降低表面張力至油/水界面破壞使油流出的水平。數(shù)學(xué)模型表明，流出的油朝向 水流和壓力梯度方向移動(dòng)。Skaelaaen, 1，2010,MathematicalModellingofMicrobial InducedProcessesinOilReservoirs，PhDthesis，卑爾根大學(xué)，卑爾根，挪威（2010)。 這樣的結(jié)果將是在油線中沿相反的方向創(chuàng)建正弦壓力脈沖。該脈沖在油中以聲速行進(jìn)，且 它的振幅隨著油線直徑變得更小而增加。在油線的末端，脈沖撞擊充滿水的孔隙喉道，且動(dòng) 能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?。雖然這是相當(dāng)小的力，但它將增加到外部壓力梯度，以便通過油排出在孔隙 喉道中的水，且油線將被迅速排空。
[0024] 與油102主要作為線存在于地層105中的理論一致，本發(fā)明的實(shí)施方式改變僅在 注入井100的近井底地帶103中的油和水之間的界面張力。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，近井 底地帶103能夠從井筒100延伸多達(dá)50米。圖2示出說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的步驟 的流程圖。方法20包括步驟201，該步驟包括確定特定的表面活性劑并確定表面活性劑的 濃度范圍，該濃度范圍使表面活性劑改變注入井100的近井底地帶103中的油和水之間的 界面張力，但不需要表面活性劑影響近井底地帶103以外的油和水之間的界面張力。在實(shí) 施方式中，表面活性劑不影響近井底地帶103以外的油和水之間的界面張力。因?yàn)楸砻婊?性劑目的在于改變近井底地帶103而不是其它區(qū)域內(nèi)的界面張力，因此，與傳統(tǒng)的方法相 比較所使用的表面活性劑的濃度較低。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，表面活性劑相對(duì)于注入水 的濃度為l〇〇mg/L或更低。在實(shí)施方式中，表面活性劑相對(duì)于注入水的濃度可以在0.Img/ L至100mg/L的范圍內(nèi)。在實(shí)施方式中，表面活性劑相對(duì)于注入水的濃度可以在0.lmg/L至 75mg/L的范圍內(nèi)。在實(shí)施方式中，表面活性劑相對(duì)于注入水的濃度可以在0.lmg/L至50mg/ L的范圍內(nèi)。在實(shí)施方式中，表面活性劑相對(duì)于注入水的濃度可以在0.lmg/L至25mg/L的 范圍內(nèi)。另外，為了處理大的區(qū)域（例如，部分107)，傳統(tǒng)使用的低親油性的表面活性劑，對(duì) 于本文所描述的實(shí)施方式不是必需的。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在水驅(qū)油方法中可被用作 活性的表面活性劑的親油的表面活性劑，包括在市場上可以購得的表面活性劑，例如，山梨 醇酐三油酸酯（商品名Span85)、山梨醇酐三硬脂酸酯（商品名Span65)、山梨醇酐單油 酸酯（商品名Span80)及山梨醇酐單月桂酸酯（商品名Span20);包括戊醇、己醇、癸醇、 甲酚和對(duì)-壬基苯酚的化合物，以及它們的組合?？梢杂糜谒?qū)油的親油的表面活性劑、或 親油的表面活性劑的濃度范圍、或這兩者可以通過例如巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)等方法確 定。應(yīng)當(dāng)注意，巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)可以包括對(duì)來自考慮的地層的巖心樣品的實(shí)驗(yàn)。
[0025] 下面的方法可以用來執(zhí)行巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。首先，準(zhǔn)備圓柱形的砂巖巖心，以與在 殘留情況下在代表位置具有油和水的儲(chǔ)層相似。在環(huán)氧樹脂內(nèi)插入砂巖巖心，抽真空至 9t〇rr，且用飽和鹽水潤濕。確定巖心的物理性質(zhì)。例如，確定巖心的長度、直徑、孔隙容積和 絕對(duì)滲透率。用原油填充巖心,然后用鹽水驅(qū)替直至到達(dá)殘余油濃度。以0.lmg/L-100mg/ L范圍內(nèi)的濃度將如上所述的油溶性表面活性劑引入至巖心。在引入表面活性劑之后，設(shè)置 注入泵的速率為〇.lml/min，并且，以每小時(shí)一種饋分（fraction)的速率收集采出的油和 水。
[0026] 在步驟201中，一旦已經(jīng)確定表面活性劑及其濃度范圍，則在步驟202中，注入確 定的濃度范圍的親油的表面活性劑。在步驟203中，驅(qū)動(dòng)流體，例如驅(qū)替水，通過注入井100 被注入至地層105中，以使油朝向生產(chǎn)井101移動(dòng)。在實(shí)施方式中，地層105已經(jīng)注水至殘 余油飽和。應(yīng)當(dāng)注意，在實(shí)施方式中，驅(qū)替水可以是采出水（producedwater)。在本發(fā)明的 實(shí)施方式中，步驟202和步驟203可以同時(shí)進(jìn)行。也就是說，親油的表面活性劑可以以確定 的濃度和流體（例如水）混合。可替選地或附加地，親油的表面活性劑的注入可與在步驟 203流體的注入分開進(jìn)行。例如，考慮通過注入井100注入的流體的體積，親油的表面活性 劑可以通過直接通向近井底地帶103的毛細(xì)管，以實(shí)現(xiàn)設(shè)定的濃度范圍的速率注入至地層 105。其中，用于注入氧氣的毛細(xì)管在2011年6月22日遞交的標(biāo)題為MicrobialEnhanced Oil Recovery Delivery Systems and Methods的No. 13/166, 382的美國專利申請(qǐng)中公開， 其所公開的內(nèi)容通過全文引用的方式并入文中。與在該公開內(nèi)容中的一些方法類似，毛細(xì) 管可被用于將親油的表面活性劑引入至地層105中。毛細(xì)管可以由任何合適的材料制成， 該材料例如為不銹鋼、其它金屬、聚合物等。毛細(xì)管可以具有圓形的橫截面。然而，毛細(xì)管 的橫截面可以包括例如橢圓形、多邊形等和它們的組合的任意形狀。應(yīng)當(dāng)注意，無論使用哪 種方法注入親油的表面活性劑，這種注入可以連續(xù)進(jìn)行或間歇（即分批）進(jìn)行。
[0027] 注入足以降低在近井底地帶103中的油和水之間的界面張力而不必改變?cè)诓糠?107內(nèi)的界面張力的表面活性劑，促進(jìn)產(chǎn)生穿過部分107至生產(chǎn)井101的油線102-1至油線 102-n。特別地，在近井底地帶103中的驅(qū)替水和油線102-1至油線102-n的一部分之間的 界面張力的降低引起脈沖，該脈沖在油線102-1至油線102-n內(nèi)傳播穿過地層，以及使油線 102-1至油線102-n穿過地層105移動(dòng)至生產(chǎn)井101，從生產(chǎn)井101采油。
[0028] 在本發(fā)明的條件下，不需要使用預(yù)沖段塞（slug)或流度控制段塞。這表明在現(xiàn)有 的表面活性劑應(yīng)用技術(shù)之上的明顯優(yōu)勢。
[0029] 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，因?yàn)楸砻婊钚詣┑臐舛仁堑偷?，故表面活性劑可作為?物而被在地層中的微生物消耗。因此，期望調(diào)節(jié)注入系統(tǒng)和近井底地帶中的水以抑制可消 耗表面活性劑的微生物。在實(shí)施方式中，這種調(diào)節(jié)可以包括減少在近井底地帶103中的微 生物種群。這可以在步驟202和/或步驟203之前完成、與步驟202和/或步驟203同時(shí)完 成、或在步驟202和/或步驟203之后完成。可以采用多種方法實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)。這些方法 可以通過將微生物暴露在殺菌劑和生物抑制劑中、在高的PH或低的pH中、在特定的溫度下 以及它們的組合中來實(shí)施。例如，可以將殺菌劑注入至在近井底地帶103處的地層105中 以殺死微生物。上述用于注入表面活性劑的毛細(xì)管可以用于將殺菌劑引入至近井底地帶。 另外，可以使用初始高濃度的表面活性劑，該高濃度對(duì)于微生物是有毒的。更進(jìn)一步地，減 少微生物種群可以包括將微生物暴露于已知的或預(yù)先設(shè)定的溫度或PH，以抑制微生物的生 長或殺死微生物。
[0030] 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，將表面活性劑直接注入至地層105使得表面活性劑的初 始濃度是高的。然而，最終親油的表面活性劑的總濃度隨著相對(duì)大量驅(qū)替水的注入將降低。 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，殺菌劑處理、初始高濃度的親油的表面活性劑、溫度控制和pH控 制的任意組合可以用于防止微生物消耗親油的表面活性劑。
[0031] 雖然根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法已經(jīng)參照?qǐng)D2的步驟進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理 解，本發(fā)明的操作不限于在圖2中說明的特定的步驟和/或步驟的特定順序。因此，可替選 的實(shí)施方式可以使用圖2中所示的一些或全部步驟以與所示的步驟不同的順序提供本文 所描述的的功能性。例如，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，可以去除步驟204,因?yàn)樵谔囟ǖ牡貙?中不存在關(guān)于消耗表面活性劑的微生物的問題。由于其它的理由，也可以去除其它的步驟。 另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，步驟203可以在步驟202之前進(jìn)行或與步驟202同時(shí)進(jìn)行。
[0032] 支持本發(fā)明公開內(nèi)容的巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的實(shí)施例
[0033] 執(zhí)行下面的巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)以說明低濃度表面活性劑驅(qū)油的影響。圖3說明用于進(jìn) 行該實(shí)驗(yàn)的設(shè)備。通過溶劑提取來清洗巖心塞子（Plug)，將其干燥至恒重并用環(huán)氧樹脂包 裹。包裹的巖心塞子301采用壓力和真空循環(huán)來測試以確保其完整性。然后，在真空條件下 將包裹的巖心塞子301在2. 5% (w/v)合成的鹽水溶液中浸透（20g/LNaCl、4g/LNa2S04、 1M(1 :100濃度）的碳酸氫鈉、IMHCl其pH為7. 42、高壓滅菌、供應(yīng)N2)。通過使用泵303將 合成的鹽水溶液從儲(chǔ)液罐302泵送至包裹的巖心塞子301中，而完成包裹的巖心塞子301 的飽和。數(shù)字傳感器304測量壓差，并且背壓閥305有助于維持包裹的巖心塞子301內(nèi)的 壓力。飽和所需的體積確定了在包裹的巖心塞子301內(nèi)的孔隙容積。附加的合成的鹽水溶 液被注入穿過包裹的巖心塞子301，持續(xù)超過24小時(shí)的時(shí)間段，在此之后將原油注入至巖 心直到?jīng)]有附加的水被置換出來。包裹的巖心塞子301中的油容量和飽和度通過注入和回 收的流體的質(zhì)量平衡來計(jì)算。然后，用合成的鹽水溶液驅(qū)替巖心塞子，且追蹤從包裹的巖心 塞子采收的油和水的體積。一旦對(duì)于至少一個(gè)孔隙體積沒有采收到附加的油，則可以認(rèn)為 包裹的巖心塞子301處于水驅(qū)油后的殘余油飽和度。
[0034] 用于該實(shí)驗(yàn)的包裹的巖心塞子301是具有下述性質(zhì)的伯里亞（berea)砂巖：100mD 的滲透性、19. 8%的多孔度、17. 2ml的孔隙體積、3. 8cm(直徑）、7. 6cm(長度）。
[0035] -旦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了水驅(qū)油后的殘余油飽和度，則制備100mg/l的Span85 (山梨醇酐 三油酸酯，CAS號(hào)：26266-58-0，Sigma-Aldrich)的異丙醇溶液，且以等于孔隙體積的1%的 體積將該溶液注入至包裹的巖心塞子301中。然后，監(jiān)控包裹的巖心塞子301的出口，從巖 心塞子產(chǎn)出總計(jì)達(dá)到原油地質(zhì)儲(chǔ)量的0. 37%的額外油生產(chǎn)量。圖4表示通過該實(shí)驗(yàn)獲得的 結(jié)果的曲線圖。X-軸表示表面活性劑注入后的孔隙體積。y-軸表示所采收的原油地質(zhì)儲(chǔ) 量的百分比。
[0036] 應(yīng)當(dāng)注意，如果在近井底地帶的表面活性劑的濃度是100mg/l，則近井底地帶以外 的表面活性劑的濃度由于稀釋作用將會(huì)更低。因此，該低濃度的表面活性劑降低在近井底 地帶中的驅(qū)替水和油之間的界面張力，但是不影響近井底地帶以外的驅(qū)替水和油之間的界 面張力。
[0037] 使用低濃度的表面活性劑（例如親油的表面活性劑）的優(yōu)點(diǎn)之一，是能夠避免采 油過程中的突破情況。也就是說，在產(chǎn)出的流體中存在最小量的表面活性劑，該最小量的表 面活性劑引起出自生產(chǎn)井中的油和水的乳化。此外，表面活性劑是化學(xué)物質(zhì)，其能夠影響產(chǎn) 出油的性能。在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的表面活性劑的低水平的濃度，即使不能完全消 除對(duì)產(chǎn)出的油的化學(xué)影響，其對(duì)成品油的化學(xué)影響也能夠顯著最小化。
[0038] 雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明及其優(yōu)勢，但應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求限定 的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此可進(jìn)行各種變化、替代和變更。此外，本申請(qǐng)案的范 圍不旨在局限于在說明書中描述的過程、機(jī)械、制造、物質(zhì)組成、手段、方法和步驟的具體實(shí) 施方式。作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，將從本發(fā)明的公開內(nèi)容中易于理解，根據(jù)本發(fā)明可利 用當(dāng)前存在的或以后待開發(fā)的大體上執(zhí)行與文中所描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施方式相同的功能、或者 大體上實(shí)現(xiàn)與文中所描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施方式相同的結(jié)果的過程、機(jī)械、制造、物質(zhì)組成、手段、 方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求意圖包括將這種過程、機(jī)械、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或 步驟包括在它們的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種從地層采油的方法，所述方法包括： 將驅(qū)動(dòng)流體注入所述地層中； 相對(duì)于所注入的流體以0. lmg/1至100mg/l的濃度將親油的表面活性劑注入所述地層 中；以及 從所述地層采收所述油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 減少所述地層中的微生物種群。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述微生物種群的減少包括將殺菌劑、生物抑制 劑及其組合中的一種選擇物注入所述地層中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述微生物種群的減少包括調(diào)節(jié)注入流體的pH 以抑制微生物生長。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述微生物種群的減少包括使所述微生物種群 暴露至預(yù)定的溫度以抑制微生物生長。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)流體的注入和所述親油的表面活性劑 的注入包括制備所述驅(qū)動(dòng)流體和所述親油的表面活性劑的混合物，以及通過注入井將所述 混合物注入所述地層中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過注入井將所述流體注入所述地層中，以及通 過從表面活性劑來源通向所述注入井的近井底地帶的毛細(xì)管進(jìn)行所述親油的表面活性劑 的所述注入。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述親油的表面活性劑分批注入以在預(yù)定的 時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)〇· lmg/Ι至100mg/l的所述濃度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述親油的表面活性劑連續(xù)注入以實(shí)現(xiàn) 0· lmg/Ι至100mg/l的所述濃度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述親油的表面活性劑選自山梨醇酐三油酸 酯；山梨醇酐三硬脂酸酯；山梨醇酐單油酸酯；山梨醇酐單月桂酸酯；包括戊醇、己醇、癸 醇、甲酚和對(duì)-壬基苯酚的化合物；及其組合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流體包括選自水、鹽水、采出水及其組合的 材料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述采收不包括使用流度控制段塞。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述采收不包括使用預(yù)沖段塞。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述地層已經(jīng)被水驅(qū)至殘余油飽和。
15. -種從地層采油的方法，所述方法包括： 將驅(qū)動(dòng)流體注入所述地層中； 以使親油的表面活性劑改變?cè)诘貙又械淖⑷刖慕椎貛?nèi)的油和水之間的界面 張力、但不改變所述近井底地帶以外的油和水之間的界面張力的濃度，將所述親油的表面 活性劑注入所述地層中；以及 從所述地層采收所述油。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述親油的表面活性劑選自山梨醇酐三油酸 酯；山梨醇酐三硬脂酸酯；山梨醇酐單油酸酯；山梨醇酐單月桂酸酯；包括戊醇、己醇、癸 醇、甲酚和對(duì)-壬基苯酚的化合物；及其組合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述近井底地帶距離所述井50米或更少。
18. -種從地層采油的方法，所述方法包括： 將親油的表面活性劑注入所述地層中； 將驅(qū)替水注入所述地層中，其中，所述親油的表面活性劑相對(duì)于所注入的驅(qū)替水以 0. lmg/1至100mg/l的濃度注入，其中，通過注入井將所述流體注入所述地層中，以及通過 從表面活性劑來源通向所述注入井的近井底地帶的毛細(xì)管進(jìn)行所述表面活性劑的注入； 將殺菌劑、生物抑制劑及其組合中的一種選擇物注入到所述地層中； 從所述地層采收所述油。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，通過注入井將所述驅(qū)替水注入所述地層中且 將所述親油的表面活性劑注入所述地層中，以及通過生產(chǎn)井在所述地層中進(jìn)行所述采收。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述親油的表面活性劑選自山梨醇酐三油酸 酯；山梨醇酐三硬脂酸酯；山梨醇酐單油酸酯；山梨醇酐單月桂酸酯；包括戊醇、己醇、癸 醇、甲酚和對(duì)-壬基苯酚的化合物；及其組合。
【文檔編號(hào)】E21B43/22GK104271875SQ201380014404
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】埃吉爾·森德 申請(qǐng)人:格洛里能源有限公司