獲取地下地層中所含的烴物質(zhì)的方法以及相關(guān)的穩(wěn)定化的乳液的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法，其包括形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液。將所述驅(qū)替懸浮液引入包含烴物質(zhì)的地下地層中以形成由所述可降解顆粒穩(wěn)定的乳液并從所述地下地層中除去所述乳液。使至少一部分可降解顆粒降解以使得所述乳液不穩(wěn)定。還描述了一種從地下地層獲取烴物質(zhì)的額外方法和一種穩(wěn)定化的乳液。
【專(zhuān)利說(shuō)明】獲取地下地層中所含的烴物質(zhì)的方法以及相關(guān)的穩(wěn)定化的乳液
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年11月22日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/088331的權(quán)益，其通過(guò)引用以其全文并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案通常涉及獲取地下地層中所含的烴物質(zhì)的方法以及穩(wěn)定化的乳液。更特別地，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案涉及使用包含可降解顆粒的驅(qū)替懸浮液從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法，以及包含可降解顆粒的穩(wěn)定化的乳液。
[0004]背景
[0005]水驅(qū)是一種強(qiáng)化從地下地層采出烴物質(zhì)(例如原油、天然氣等)的常規(guī)方法。在該方法中，將含水流體(例如水、鹽水等)經(jīng)由注入井注入地下地層中以將地下地層的間隙空間(例如孔、裂紋、裂縫、通道等)中所含的烴物質(zhì)驅(qū)掃至采出井。可在含水流體中添加一種或多種添加劑以輔助烴物質(zhì)的采出和隨后處理。
[0006]例如，在一些方法中，在含水流體中添加表面活性劑和/或固體顆粒。所述表面活性劑和/或固體顆粒可粘附至或聚集在烴物質(zhì)和含水物質(zhì)之間的界面處，從而形成烴物質(zhì)和含水物質(zhì)之一分散在所述烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的另一種中的穩(wěn)定化的乳液。借助表面活性劑和/或固體顆粒進(jìn)行穩(wěn)定降低了體系的能量，從而防止分散物質(zhì)(例如烴物質(zhì)或含水物質(zhì))聚結(jié)，且保持一種物質(zhì)作為單元(例如液滴)分散在整個(gè)另一種物質(zhì)中。與不使用添加表面活性劑和/或固體顆粒的水驅(qū)方法相比，烴物質(zhì)又可更容易地穿過(guò)地下地層并從中采出。
[0007]然而，不利的是各種表面活性劑的功效可由于存在溶解鹽(例如通常存在于地下地層中的各種鹽)而不利地降低。此外，表面活性劑可具有粘附至地下地層表面的傾向，從而需要經(jīng)濟(jì)上不期望地在注入的含水流體中添加更多的表面活性劑來(lái)補(bǔ)償該損失。此外，在隨后的處理中，固體顆?？赡茈y以從穩(wěn)定化的乳液中除去，從而防止其烴物質(zhì)和含水物質(zhì)聚結(jié)成不同的不混溶組分，且極大地抑制烴物質(zhì)的單獨(dú)收集。
[0008]因此，希望提供改進(jìn)的從地下地層采出烴物質(zhì)的方法以克服一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題。
[0009]概述
[0010]本文所述的實(shí)施方案包括從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法以及相關(guān)的穩(wěn)定化的乳液。例如，根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施方案，從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法包括形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液。將所述驅(qū)替懸浮液引入包含烴物質(zhì)的地下地層中，從而形成由所述可降解顆粒穩(wěn)定的乳液并從地下地層中除去所述乳液。使至少一部分可降解顆粒降解，從而使得所述乳液不穩(wěn)定。
[0011]在其它實(shí)施方案中，從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法包括形成包含Mg、Al、Ca、Mn和Zn的至少一種的納米顆粒。將所述納米顆粒與攜帶流體組合，從而形成驅(qū)替懸浮液。將所述驅(qū)替懸浮液注入具有附接至其表面上的烴物質(zhì)的地下地層中，從而使得烴物質(zhì)從表面脫離并形成由所述納米顆粒穩(wěn)定的乳液。將所述乳液從地下地層導(dǎo)出。改變?nèi)橐旱臏囟?、pH、物質(zhì)組成中的至少一種以使至少一部分納米顆粒與含水物質(zhì)反應(yīng)，由此使得所述乳液不穩(wěn)定且烴物質(zhì)聚結(jié)。
[0012]在其它實(shí)施方案中，穩(wěn)定化的乳液包含含烴物質(zhì)的分散相、包含含水物質(zhì)的連續(xù)相，和聚集在分散相和連續(xù)相的界面處的親水性納米顆粒。至少一些親水性納米顆粒包含經(jīng)配制以響應(yīng)于含水物質(zhì)的溫度升高和含水物質(zhì)的pH降低中至少一種而從第一腐蝕速率轉(zhuǎn)換至第二更快腐蝕速率的Mg-Al合金。
[0013]附圖的數(shù)個(gè)視圖的簡(jiǎn)述
[0014]圖1為簡(jiǎn)化的流程圖，其描繪了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容實(shí)施方案的從地下地層采出烴的方法。
[0015]詳述
[0016]描述了從地下地層采出烴物質(zhì)的方法。在一些實(shí)施方案中，從地下地層采出烴的方法包括形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液。所述可降解顆?？山?jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而在與送入和/或已存在于地下地層中的一種或多種物質(zhì)相互作用期間可控地降解(例如腐蝕、溶解、分解等)?？蓪⑺鲵?qū)替懸浮液送入地下地層中以使烴物質(zhì)與地下地層的表面脫離。所述可降解顆?？删奂凇⒄掣街梁?或吸附至烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的界面處，從而形成包含分散在烴物質(zhì)和含水物質(zhì)之一中的所述烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的另一種的單元的穩(wěn)定化的乳液(例如Picker ing乳液)?？蓮牡叵碌貙恿鲃?dòng)(例如驅(qū)動(dòng)、驅(qū)掃、強(qiáng)制流動(dòng)等)所述穩(wěn)定化的乳液。在從地下地層中除去后，使所述可降解顆粒降解(例如腐蝕、溶解、分解等)。所述可降解顆?？稍诜€(wěn)定化的乳液的性質(zhì)(例如溫度、PH、物質(zhì)組成等)下隨時(shí)間而降解，或者可改變穩(wěn)定化的乳液的至少一種性質(zhì)以促進(jìn)或增強(qiáng)所述可降解顆粒的降解。所述可降解顆粒的降解可使乳液不穩(wěn)定，且能使烴物質(zhì)和含水物質(zhì)聚結(jié)成不同的不混溶相。然后可將烴物質(zhì)與含水物質(zhì)分開(kāi)收集，并根據(jù)需要利用。與常規(guī)采出方法相比，本公開(kāi)內(nèi)容的方法可提高簡(jiǎn)便性和效率，且降低從地下地層獲取(例如采出和分離)烴物質(zhì)的成本。
[0017]下文描述提供了具體細(xì)節(jié)，例如物質(zhì)類(lèi)型、組成、物質(zhì)厚度和處理?xiàng)l件，從而提供本公開(kāi)內(nèi)容實(shí)施方案的充分描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案可在不使用這些具體細(xì)節(jié)下實(shí)施。的確，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案可與工業(yè)中所用的常規(guī)技術(shù)一起實(shí)施。此外，下文提供的描述不構(gòu)成從含烴地下地層中開(kāi)采烴的完整工藝流程。下文僅詳細(xì)描述了理解本公開(kāi)內(nèi)容實(shí)施方案所必需的那些工藝操作和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，一些工藝組件(例如管線、管線過(guò)濾器、閥門(mén)、溫度檢測(cè)器、流動(dòng)檢測(cè)器、壓力檢測(cè)器等)是本文所固有公開(kāi)的，且根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容，可增加各種常規(guī)工藝組件和操作。
[0018]本文所用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“含有”、“其特征在于”及其語(yǔ)法等同物是包含式的或者開(kāi)放式的術(shù)語(yǔ)，其不排除其它未描述的要素或方法操作，而是還包括進(jìn)一步限制的術(shù)語(yǔ)“由……組成”和“基本上由……組成”及其語(yǔ)法等同物。本文就物質(zhì)、結(jié)構(gòu)、特征或方法操作而言所用的術(shù)語(yǔ)“可”表示設(shè)想將其用于實(shí)施本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案，且該術(shù)語(yǔ)優(yōu)選于進(jìn)一步限制的術(shù)語(yǔ)“為(是)”使用以避免如下任何含義:應(yīng)當(dāng)或者必須排除可與之組合使用的其它相容性物質(zhì)、結(jié)構(gòu)、特征和方法。
[0019]本文所用的單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“所述”旨在還涵蓋復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指明。
[0020]本文所用的術(shù)語(yǔ)“和/或”涵蓋一種或多種所列的相關(guān)事項(xiàng)的任意和所有組合。
[0021 ]本文所用的關(guān)系術(shù)語(yǔ)如“第一”、“第二”、“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“超過(guò)”、“低于”等用于清楚且方便地理解本公開(kāi)內(nèi)容和附圖，且不隱含或依賴于任何特定優(yōu)選、方向或次序，除非上下文另外明確指明。
[0022]本文就給定參數(shù)、性質(zhì)或條件所用的術(shù)語(yǔ)“基本上”意指如下程度:本領(lǐng)域技術(shù)人員理解所給的參數(shù)、性質(zhì)或條件以小的偏差程度吻合，例如處于可接受的生產(chǎn)公差內(nèi)。
[0023]本文就給定參數(shù)所用的術(shù)語(yǔ)“約”包含所述的值，且具有由上下文決定的含義(例如，其包括與給定參數(shù)的測(cè)量有關(guān)的誤差程度)。
[0024]圖1是簡(jiǎn)化的流程圖，其顯示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容實(shí)施方案的獲取地下地層中所含的烴物質(zhì)的方法。所述方法可包括懸浮液形成工藝100，其包括形成包含多種可降解顆粒的驅(qū)替懸浮液;驅(qū)替工藝102，其包括將所述驅(qū)替懸浮液引入地下地層中以使烴物質(zhì)與地下地層的表面脫離、形成烴物質(zhì)與含水物質(zhì)的穩(wěn)定化的乳液，和從地下地層流動(dòng)(例如驅(qū)動(dòng)、驅(qū)掃、強(qiáng)制流動(dòng)等)所述穩(wěn)定化的乳液;和降解工藝104，其包括使所述穩(wěn)定化的乳液的至少一部分可降解顆粒降解，從而使所述乳液不穩(wěn)定且使烴物質(zhì)和含水物質(zhì)聚結(jié)成不同的不混溶相。借助下文提供的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地得知本文所述的方法可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合中。換言之，只要希望采出和分離烴物質(zhì)時(shí)，就可使用所述方法。
[0025]參照?qǐng)D1，懸浮液形成工藝100包括形成包含可降解顆粒和至少一種攜帶流體的驅(qū)替懸浮液。所述可降解顆?？捎芍辽僖环N可在含水物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)(如可見(jiàn)于地下地層的井下環(huán)境中的那些)的至少一種存在下降解(例如可腐蝕、可溶、可分解等)的物質(zhì)形成且包含該物質(zhì)。例如，所述可降解顆粒在可送入和/或已存在于地下地層中的各種含水物質(zhì)(例如水、鹽水等)存在下可腐蝕、可溶和/或可分解。所述驅(qū)替懸浮液的可降解顆?？膳c該驅(qū)替懸浮液的其它組分(例如物質(zhì)、成分等)相容。本文所用的術(shù)語(yǔ)“相容”意指物質(zhì)不以不希望的方式與其它物質(zhì)反應(yīng)、分解其它物質(zhì)或吸收其它物質(zhì)，且還意指物質(zhì)不以不希望的方式損害其它物質(zhì)的化學(xué)和/或機(jī)械性質(zhì)。例如，各可降解顆粒可經(jīng)結(jié)構(gòu)化(例如篩分、成型、成層等)和配制，從而使得該可降解顆粒在將該可降解顆粒提供至地下地層且從中除去的條件(例如溫度、壓力、pH、流動(dòng)速率、物質(zhì)暴露等)下基本上不與其它物質(zhì)(例如含水物質(zhì)、烴物質(zhì)等)反應(yīng)。
[0026]所述可降解顆粒經(jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而顯示出可選和可控的降解(例如腐蝕、溶解、分解等)性質(zhì)。所述可降解顆粒可由響應(yīng)于該可降解顆粒所暴露的至少一種環(huán)境條件(例如溫度、PH、物質(zhì)暴露等)的變換而降解的物質(zhì)形成且包含該物質(zhì)，和/或可由在不改變?cè)摽山到忸w粒所暴露的環(huán)境條件下以所需的方式(例如以所需的降解速率)降解的物質(zhì)形成且包含該物質(zhì)。作為非限制性實(shí)例，至少一部分各可降解顆?？捎芍辽僖环N響應(yīng)于至少一種環(huán)境條件(例如溫度、PH、物質(zhì)暴露等)的變化而從第一降解速率轉(zhuǎn)換至第二更快降解速率的物質(zhì)形成且包含該物質(zhì)。例如，當(dāng)暴露于第一物質(zhì)(例如有機(jī)物質(zhì))時(shí)，至少一部分可降解顆?？娠@示出較慢的降解速率(包括零降解速率)，然而在暴露于第二物質(zhì)(例如含水物質(zhì))時(shí)，可顯示出更快的降解速率。作為另一實(shí)例，至少一部分可降解顆?？稍诤镔|(zhì)中在第一溫度和/或第一 PH下顯示出較慢的降解速率，然而在含水物質(zhì)中在第二較高溫度和/或第二較低pH下可顯示出更快的降解速率。所述可降解顆粒的可選和可控的降解性質(zhì)使得可保持可降解顆粒的化學(xué)和/或機(jī)械性質(zhì)，直至該可降解顆粒實(shí)現(xiàn)至少一種所需的功能，此時(shí)可改變至少一種環(huán)境條件以促進(jìn)可降解顆粒的至少部分除去(例如通過(guò)腐蝕和/或溶解)。
[0027]此外，所述可降解顆粒經(jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而從地下地層的至少一個(gè)表面除去烴物質(zhì)。例如，至少一部分可降解顆?？山?jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而至少部分成為磨料。本文所用的術(shù)語(yǔ)“磨料”意指結(jié)構(gòu)體(例如顆粒)能將物質(zhì)從表面劃掉、刮掉、削掉、刨掉、磨掉和/或剪切掉。所述可降解顆?？山?jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而在接觸烴物質(zhì)和地下地層的界面時(shí)從地下地層的表面摩擦地除去烴物質(zhì)。
[0028]此外，所述可降解顆粒經(jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而有助于形成烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的穩(wěn)定化的乳液。例如，所述可降解顆?？山?jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而聚集(例如附聚)在、粘附至和/或吸附至烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的界面處以形成Pickering乳液，所述乳液包含分散在烴物質(zhì)和含水物質(zhì)之一中的所述烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的另一種的單元(例如液滴)。所述可降解顆粒可防止分散物質(zhì)(例如烴物質(zhì)或含水物質(zhì))聚結(jié)，且因此可使分散物質(zhì)作為單元保持在整個(gè)另一物質(zhì)中。降解所述可降解顆粒又可導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定，從而使得烴物質(zhì)和含水物質(zhì)聚結(jié)成不同的不混溶相。
[0029]作為非限制性實(shí)例，至少一部分可降解顆?？捎稍诤镔|(zhì)，例如通常見(jiàn)于井下環(huán)境中的含水物質(zhì)(例如包含水和醇、氯化銨、氯化鈣、溴化鈣、鹽酸、硫化氫、氯化鎂、溴化鎂、氯化鉀、甲酸鉀、氯化鈉、溴化鈉、甲酸鈉、溴化鋅、溴化鋅、甲酸鋅和氧化鋅、不同的鹽和不同的腐蝕性物質(zhì)的至少一種的含水物質(zhì))存在下可控地可降解(例如可腐蝕、可溶、可分解等)的金屬物質(zhì)形成且包含該金屬物質(zhì)。所述金屬物質(zhì)可由標(biāo)準(zhǔn)氧化電位高于或等于鋅(Zn)的標(biāo)準(zhǔn)氧化電位的活性金屬形成且包含該活性金屬。所述活性金屬在含水物質(zhì)的存在下可為相對(duì)陽(yáng)極性的。例如，所述活性金屬可包括鎂(Mg)、鋁(Al)、鈣(Ca)、錳(Mn)或Zn。在一些實(shí)施方案中，活性金屬為Mg。此外，所述金屬物質(zhì)可任選由至少一種額外成分形成且包含至少一種該額外成分。所述額外成分可影響所述活性金屬的一種或多種性質(zhì)。例如，所述額外成分可調(diào)節(jié)(例如提高或降低)所述活性金屬在含水物質(zhì)中的降解(例如腐蝕和/或溶解)速率。所述額外成分在含水物質(zhì)的存在下可為相對(duì)陰極性的。作為非限制性實(shí)例，取決于所述活性金屬，所述額外成分可包括鋁(Al)、祕(mì)(Bi)、鎘(Cd)、媽(Ca)、鋪(Ce)、鈷(Co)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎵(Ga)、銦(In)、鋰(Li)、猛(Mn)、鎳(Ni)、鈧(Sc)、娃(Si)、銀(Ag)、鎖(Sr)、鉦(Th)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鎢(W)、釔(Y)、鋅(Zn)和鋯(Zr)的至少一種。在一些實(shí)施方案中，所述額外成分包括Al、N1、W、Co、Cu和Fe的至少一種。所述活性金屬可被所述額外成分摻雜、與之合金化或以其它方式與之組合(例如覆蓋)。所述可降解顆粒中可含的金屬物質(zhì)的非限制性實(shí)例連同形成該金屬物質(zhì)的方法公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)13/466,311和12/633,677中，其公開(kāi)內(nèi)容各自通過(guò)引用以其全文并入本文中。
[0030]在一些實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆粒由Mg合金形成且包含Mg合金。合適的Mg 合金包括但不限于 Mg 與 Al、B1、Cd、Ca、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Y、Zn和Zr的至少一種的合金。例如，至少一部分可降解顆粒可由Mg-Zn合金、Mg-Al合金、Mg-Mn合金、Mg-Li合金、Mg-Ca合金、Mg-X合金和/或Mg-Al-X合金形成且包含該合金，其中X 包括 B1、Cd、Ca、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Y、Zn 和 Zr的至少一種。所述Mg合金例如可包含至多99 %Mg，例如至多約95 %Mg、至多約90 %Mg、至多約85%Mg、至多約80%Mg、至多約75%Mg、至多約70%Mg或至多約65%Mg。作為非限制性實(shí)例，合適的Mg-Al-X合金可包含至多約85%Mg、至多約15%A1和至多約5%X。此外，所述Mg合金可任選摻雜有和/或以其他方式組合有Al、B1、Cd、Ca、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、N1、S1、Ag、3廣111、311、11、￥、211和24勺至少一種。在其它實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆?？捎杉?%、摻雜有和 / 或以其他方式組合有 Al、B1、Cd、Ca、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、N1、Sc、S1、Ag、3『、111、311、11、￥、￥、211和24勺至少一種的]\%形成且包含它們。
[0031]在其它實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆粒由Al合金形成且包含Al合金。合適的Al 合金包括但不限于 Al 與 B1、Cd、Ca、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、Mg、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Y、Zn和Zr的至少一種的合金。例如，至少一部分可降解顆粒可由Al-Mg合金、Al-Ca合金、Al-Ga合金(例如80Al-20Ga)、Al-1n合金、Al-Ga-Bi合金(例如80Al-10Ga-10Bi)、A1-Ga-1n 合金(例如 80Al-10Ga-10In)、Al-Ga-B1-Sn 合金(例如 Al-Ga-B1-Sn)、Al-Ga-Zn 合金(例如 80Al-10Ga-10Zn)、Al-Ga-Mg 合金(例如 80Al-10Ga-10Mg)、Al-Ga-Zn-Mg 合金(例如80Al-10Ga-5Zn-5Mg)、Al-Ga-Zn-Cu 合金(例如 85Al-5Ga-5Zn-5Cu)、Al-Ga-B1-Sn 合金(例如85Al-5Ga-5Zn-5Cu)、Al-Zn-B1-Sn 合金(例如 85Al-5Zn-5B1-5Sn)、Al-Ga-Zn-Si 合金(例如80Al-5Ga-5Zn-10Si)、Al-Ga-Zn-B1-Sn 合金(例如 80Al-5Ga-5Zn-5B1-5Sn、90Al-2.5Ga-2.5Ζη-2.5Β?-2.5Sn)、Al-Ga-Zn-Sn_Mg合金(例如75Al-5Ga-5Zn-5Sn_5Mg) ^Al-Ga-Zn-B1-Sn-Mg 合金(例如 65Al-10Ga-10Zn-5Sn-5B1-5Mg)、Al-X 合金和 / 或 Al-Ga-X 合金且包含該合金，其中 X 包括 B1、Cd、Ca、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、N1、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Zn 和 Zr 的至少一種。所述Al合金可例如包含至多約99%厶1，例如至多約95%厶1、至多約90%厶1、至多約85%A1、至多約80%A1、至多約75%A1、至多約70%A1或至多約65%A1。此外，所述Al合金可任選摻雜有和 / 或以其他方式組合有 B1、Cd、Ca、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Y、Zn和Zr的至少一種。在其它實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆?？捎杉?Al、摻雜有和 / 或以其他方式組合有 B1、Cd、Ca、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、Sc、S1、八8、3廣111、311、11、￥、￥、211和24勺至少一種的41形成且包含它們。
[0032]在其它實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆粒由Ca合金形成且包含Ca合金。合適的Ca 合金包括但不限于 Ca 與 Al、B1、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mn、Mg、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Y、Zn和Zr的至少一種的合金。例如，至少一部分可降解顆?？捎蒀a-Li合金、Ca-Mg合金、Ca-Al合金、Ca-Zn合金、Ca-L1-Zn合金和/或Ca-X合金形成且包含該合金，其中X包括Al、B1、Cd、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Zn 和 Zr的至少一種。所述Ca合金可例如包含至多約99%Ca，例如至多約95%Ca、至多約90%Ca、至多約85%Ca、至多約80%Ca、至多約75%Ca、至多約70%Ca或至多約65%Ca。此外，所述Ca合金可任選摻雜有和/或以其他方式組合有 Al、B1、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Zn、Y和Zr的至少一種。在其它實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆粒可由純Ca，或摻雜有和 / 或以其他方式組合有 Al、B1、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、Sc、S1、Ag、Sr、
111、311、11、￥、211、￥和24勺至少一種的03形成且包含它們。
[0033]作為另一非限制性實(shí)例，至少一部分可降解顆可由可水解聚合物形成且包含可水解聚合物。本文所用的術(shù)語(yǔ)“可水解聚合物”意指且涵蓋可通過(guò)水解至少部分解聚至更低分子量單元的聚合物。所述可水解聚合物可與含水物質(zhì)，例如鹽水，以及含水酸物質(zhì)(例如鹽酸、氫溴酸、硝酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、其組合等)的至少一種反應(yīng)。例如，所述可水解聚合物可包括聚交酯、聚ε_(tái)己內(nèi)酯、聚二氧環(huán)己酮、聚酯、聚乙交酯、聚縮酮(例如聚(環(huán)己烷-I，4_二基丙酮二亞甲基縮酮)、聚(丙交酯-共聚-乙交酯)、聚脲、聚氨酯和甲硅烷基化的聚氨酯的至少一種。在一些實(shí)施方案中，至少一部分可降解顆粒由聚氨酯形成且包含聚氨酯。
[0034]至少一些可降解顆?？砂瑥?fù)合顆粒。本文所用的術(shù)語(yǔ)“復(fù)合顆?！币庵盖液w包含至少兩種在形成單一顆粒時(shí)以微米級(jí)保持不同的構(gòu)成物質(zhì)的顆粒。例如，復(fù)合顆?？砂坏诙镔|(zhì)的殼至少部分包封(例如覆蓋、圍繞等)的第一物質(zhì)的核。核可例如由較易在含水物質(zhì)中降解(例如可腐蝕、可溶解、可分解等)的物質(zhì)形成且包含該物質(zhì)，殼可由在含水物質(zhì)中較不易(例如與核相比)降解的物質(zhì)形成且包含該物質(zhì)。作為非限制性實(shí)例，核可由金屬物質(zhì)(例如至少一種Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金、其組合等)或可水解聚合物(例如聚交酯、聚ε-己內(nèi)酯、聚二氧環(huán)己酮、聚酯、聚乙交酯、聚縮酮、聚(丙交酯-共聚-乙交酯)、聚脲、聚氨酯、甲硅烷基化的聚氨酯等)形成且包含它們，殼可由較不易在含水物質(zhì)中降解的物質(zhì)，例如較不易降解的聚合物物質(zhì)、較不易降解的晶體物質(zhì)、較不易降解的有機(jī)物質(zhì)、較不易降解的無(wú)機(jī)物質(zhì)、較不易降解的金屬物質(zhì)、較不易降解的磁性物質(zhì)和較不易降解的陶瓷物質(zhì)的至少一種形成且包含它們。
[0035]在一些實(shí)施方案中，至少一些可降解顆粒由含Mg合金(例如Mg-Al合金)的核和含有機(jī)物質(zhì)的殼形成且包含它們。所述有機(jī)物質(zhì)可至少部分圍繞核，且可由至少一種有機(jī)化合物形成且包含該有機(jī)化合物。作為非限制性實(shí)例，所述有機(jī)物質(zhì)可為由至少一種聚合物形成且包含該聚合物的聚合物物質(zhì)。所述有機(jī)物質(zhì)可經(jīng)由與核原子的化學(xué)鍵、離子-偶極相互作用、J1-陽(yáng)離子、JT-JT相互作用和表面吸附(例如化學(xué)吸附和/或物理吸附)中的至少一種附接至核。所述有機(jī)物質(zhì)可例如包括可溶于含水物質(zhì)(例如淡水、海水、采出水、鹽水、水基泡沫、水-醇混合物等)中的羥乙基纖維素物質(zhì)、可溶于其它有機(jī)物質(zhì)(例如烴物質(zhì)，例如原油、柴油、礦物油、酯、精煉餾分或共混物、Cl-烯烴、合成基流體等)中的聚亞烷基二醇基物質(zhì)，和可溶于含水物質(zhì)或其它有機(jī)物質(zhì)中的有機(jī)硅烷物質(zhì)的至少一種。在其它實(shí)施方案中，至少一些可降解顆粒由含Mg合金(例如Mg-A1合金)的核和含較不易降解的含金屬的物質(zhì)的殼形成且包含它們。殼可例如由 Al、B1、Cd、Ce、Ca、Co、Cu、Ce、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、Sc、3^8、3廣111、311、11、￥、￥、211、2^其碳化物、其氮化物、其氧化物或其組合形成且包含它們。作為非限制性實(shí)例，所述含金屬的物質(zhì)可為磨料物質(zhì)，例如氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、碳化硅、金屬氮化物或其組合。在其它實(shí)施方案中，至少一些可降解顆粒由含可水解聚合物的核和含有機(jī)物質(zhì)(例如有機(jī)硅烷物質(zhì)、羥乙基纖維素物質(zhì)、聚亞烷基二醇基物質(zhì)等)的殼形成且包含它們，所述有機(jī)物質(zhì)可溶于含水物質(zhì)(例如淡水、海水、采出水、鹽水、水基泡沫、水-醇混合物等)和有機(jī)物質(zhì)(例如烴物質(zhì)，例如柴油、原油、礦物油、酯、精煉餾分或共混物、α-烯烴、合成基流體等)的至少一種中。
[0036]存在的話，殼可使用常規(guī)方法(此處不詳細(xì)描述)在殼上或上方形成。殼可例如通過(guò)熱分解方法、化學(xué)氣相沉積(CVD)方法、物理氣相沉積(PVD)方法(例如濺射、蒸發(fā)、離子化PVD等)、原子層沉積(ALD)方法和物理混合方法(例如低溫研磨、球磨等)的至少一種在殼上或上方形成。在一些實(shí)施方案中，包含較不易降解的含金屬的物質(zhì)(例如氧化鋁)的殼通過(guò)有機(jī)金屬化合物的熱分解而在包含較易降解的金屬物質(zhì)(例如至少一種Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金、其組合等)或水溶性金屬鹽(例如NaF、CaF2、MgF2、MgCl2、MgS04、FeCl3、AlCl3)的核上形成。作為非限制性實(shí)例，由Al形成且包含Al的殼可通過(guò)在核存在下熱分解三乙基鋁(C6H15Al)而在由Mg-Al合金形成且包含Mg-Al合金的核上形成。例如，可將C6H15Al和核送入在足以在核上形成含Al殼的條件(例如溫度、壓力、流化速率等)下運(yùn)行的流化床中。在其它實(shí)施方案中，含有機(jī)物質(zhì)的殼可通過(guò)將核暴露于多種前體化合物，從而使得核的暴露原子與至少一部分前體化合物化學(xué)鍵合而在包含較易降解的金屬物質(zhì)(例如至少一種Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金、其組合等)或可水解聚合物(例如聚交酯、聚ε-己內(nèi)酯、聚二氧環(huán)己酮、聚酯、聚乙交酯、聚縮酮、聚(丙交酯-共聚-乙交酯)、聚脲、聚氨酯、甲硅烷基化的聚氨酯等)的核上形成。所述前體化合物可與核反應(yīng)和/或自發(fā)吸附在核上，且當(dāng)核的暴露原子不再可用(例如不與前體化合物反應(yīng)，或者不易于與前體化合物反應(yīng))時(shí)，有機(jī)物質(zhì)的形成可終止。因此，所述有機(jī)物質(zhì)可為自組裝的和自限定的。例如，包含有機(jī)硅烷物質(zhì)單層的自組裝和自限定殼可通過(guò)將核暴露于含有氯硅烷和烷氧基硅烷的至少一種的前體化合物而在包含Mg-Al合金的核上形成。作為另一實(shí)例，包含有機(jī)物質(zhì)單層的自組裝和自限定殼可通過(guò)將核(例如經(jīng)表面處理的含Mg-Al合金的核)暴露于包含官能噻吩類(lèi)和官能硫醇類(lèi)的至少一種的前體化合物而形成。在其它實(shí)施方案中，殼的形成可不為自限定的，且即使不再存在至少一部分暴露核下也可繼續(xù)形成。
[0037]可將至少一些可降解顆粒官能化以限制和/或增強(qiáng)可降解顆粒與存在于含烴地下地層中的不同物質(zhì)之間的相互作用。例如，可對(duì)所述可降解顆粒進(jìn)行設(shè)置以顯示出對(duì)提供給和/或已存在于地下地層中的至少一種物質(zhì)的親合性。該親合性可有助于所述可降解顆粒在驅(qū)替懸浮液的攜帶流體(例如含水物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等)中的分散、可至少臨時(shí)性保護(hù)所述可降解顆粒免受提供給和/或已存在于地下地層中的至少一種物質(zhì)、可有助于從地下地層的表面除去烴物質(zhì)，和/或可有助于穩(wěn)定在地下地層中形成且采出的混合物(例如乳液，例如烴物質(zhì)分散于含水物質(zhì)中的乳液，或含水物質(zhì)分散于烴物質(zhì)中的乳液)。所述可降解顆粒可經(jīng)結(jié)構(gòu)化和配制(例如經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán))，從而為至少部分親水、疏水、兩親、親氧(oxophi lie)、親脂和/或親油的。作為非限制性實(shí)例，親水性官能團(tuán)可使得所述可降解顆粒明顯更容易穩(wěn)定其中連續(xù)相為水或鹽水的油-水和/或油-鹽水乳液，而疏水性官能團(tuán)殼可使得所述可降解顆粒明顯更容易穩(wěn)定其中連續(xù)相為油的油-水和/或油-鹽水乳液。在一些實(shí)施方案中，對(duì)所述可降解顆粒進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和配制，從而顯示出對(duì)地下地層的內(nèi)表面和存在于地下地層中的烴物質(zhì)二者的親合性。該親合性可例如使得所述可降解顆粒能聚集(例如附聚)在地下地層內(nèi)表面和烴物質(zhì)之間的界面處，從而有助于從地下地層的內(nèi)表面除去烴物質(zhì)?？蓪⑺隹山到忸w粒的任意部分(例如核、殼等)官能化，從而顯示出所需的對(duì)不同物質(zhì)的親合性和/或憎惡性。
[0038]用于改變所述可降解顆粒對(duì)不同物質(zhì)的親合性和/或憎惡性的合適官能團(tuán)的非限制性實(shí)例包括竣基;環(huán)氧基;釀基;酬基;胺基;輕基;燒氧基;燒基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基和/或十八烷基;芳基，例如苯基和/或羥基苯基;芳烷基;烷芳基，例如經(jīng)由芳基部分附接的芐基(例如4-甲基苯基、4-羥基甲基苯基或4-(2-羥基乙基)苯基，和/或在芐型(烷基)位置處附接的芳烷基，例如在苯甲基和4-羥基苯甲基中，和/或在2位附接的芳烷基，例如在苯乙基和4-羥基苯乙基中)；內(nèi)酯基;咪唑基和吡啶基;氟化基團(tuán)；官能化的聚合物基團(tuán)，例如具有羧酸基、羥基和/或胺基的丙烯酸類(lèi)鏈;官能化的低聚物基團(tuán)；和/或其組合。所述官能團(tuán)可借助一種或多種常規(guī)反應(yīng)機(jī)理(例如胺化、親核取代、氧化、Sti I Ie偶聯(lián)、Suzuki偶聯(lián)、重氣偶聯(lián)、有機(jī)金屬偶聯(lián)等)經(jīng)由中間官能團(tuán)(例如竣基、氣基等)和/或直接附接至可降解顆粒。在其它實(shí)施方案中，對(duì)至少一些可降解顆粒進(jìn)行配制以顯示出所需的對(duì)不同物質(zhì)的親合性和/或憎惡性，而無(wú)需實(shí)施額外處理操作以使官能團(tuán)附接于其上。例如，至少一些可降解顆粒的一個(gè)或多個(gè)部分(例如殼、核等)可已顯示出所需的對(duì)不同物質(zhì)的親合性和/或憎惡性，而無(wú)需實(shí)施額外的官能化操作。
[0039]所述可降解顆?？筛髯跃哂谢旧舷嗤谋砻娓男?例如殼、表面官能化、其組合等)，至少一種可降解顆粒的表面改性可不同于至少一種其它可降解顆粒的表面改性，或者至少一種可降解顆?？苫旧喜痪哂斜砻娓男浴Ｔ谝恍?shí)施方案中，可降解顆粒各自具有基本上相同的表面改性。在其它實(shí)施方案中，一部分可降解顆粒具有基本上相同的表面改性，且另一部分可降解顆粒具有不同的表面改性。在其它實(shí)施方案中，一部分可降解顆粒具有至少一種類(lèi)型表面改性，且另一部分可降解顆?；旧喜痪哂斜砻娓男?。在進(jìn)一步的其它實(shí)施方案中，可降解顆粒各自基本上不具有表面改性。
[0040]所述可降解顆粒各自的尺寸和形狀可基于含烴地下地層的特性選擇。例如，可對(duì)所述可降解顆粒的尺寸和形狀進(jìn)行選擇，以使得適于地下地層的間隙空間(例如孔、裂紋、裂縫、通道等)。此外，可基于地下地層的間隙空間中所含烴物質(zhì)的一種或多種性質(zhì)(例如分子量、密度、粘度等)對(duì)可降解顆粒的尺寸和形狀進(jìn)行選擇。例如，可選擇相對(duì)較小的顆粒以提高包含含水物質(zhì)(例如水、鹽水等)和來(lái)自地下地層的烴物質(zhì)的乳液的穩(wěn)定性。在一些實(shí)施方案中，所述可降解顆粒可包含可降解的納米顆粒。本文所用的術(shù)語(yǔ)“納米顆粒”意指且涵蓋具有小于約I微米(μπι)(即1000納米)的平均顆粒寬度或直徑的顆粒。例如，所述可降解顆?？筛髯元?dú)立地具有小于或等于約500納米(nm)，例如小于或等于約lOOnm、小于或等于約50nm、小于或等于約I Onm或小于或等于約Inm的平均顆粒寬度或直徑。在其它實(shí)施方案中，一種或多種可降解顆?？删哂写笥诨虻扔诩slym，例如約1-約25μπι、約1-約20μπι或約1-約ΙΟμπι的平均顆粒寬度或直徑。此外，所述可降解顆?？筛髯元?dú)立地具有所需的形狀，例如球狀、六面體狀、橢球狀、圓柱狀、片狀、圓錐狀或不規(guī)則形狀中的至少一種。在一些實(shí)施方案中，所述可降解顆粒各自具有基本上球形的形狀。
[0041]所述可降解顆?？蔀閱畏稚⒌?，其中所述可降解顆粒各自具有基本上相同的尺寸、形狀和物質(zhì)組成;或者可為多分散的，其中所述可降解顆粒涵蓋一系列尺寸、形狀和/或物質(zhì)組成。在一些實(shí)施方案中，所述可降解顆粒各自包含Mg-Al合金納米顆粒，對(duì)該可降解顆粒彼此而言，其具有基本上相同的尺寸和相同的形狀。在其它實(shí)施方案中，所述可降解顆粒各自包含被殼覆蓋的Mg-Al合金核，所述殼包含基本上相同的物質(zhì)(例如基本上相同的金屬物質(zhì)、基本上相同的有機(jī)物質(zhì)等)，且對(duì)該可降解顆粒彼此而言，具有基本上相同的尺寸和相同的形狀。在其它實(shí)施方案中，所述可降解顆粒各自包含可水解聚合物納米顆粒，所述納米顆粒具有對(duì)該可降解顆粒彼此而言基本上相同的尺寸和相同的形狀。在其它實(shí)施方案中，所述可降解顆粒各自包含被殼覆蓋的可水解聚合物核，所述殼包含基本上相同的物質(zhì)(例如基本上相同的有機(jī)物質(zhì)等)，且對(duì)該可降解顆粒彼此而言，具有基本上相同的尺寸和相同的形狀。在進(jìn)一步的其它實(shí)施方案中，至少一種可降解顆粒包含與至少另一種可降解顆粒不同的尺寸、不同的形狀和/或不同的物質(zhì)組成。
[0042]所述驅(qū)替懸浮液中的可降解顆粒濃度可調(diào)節(jié)以適應(yīng)地下地層中所含烴物質(zhì)的量和物質(zhì)組成。所述驅(qū)替懸浮液可包含足量的可降解顆粒以促進(jìn)烴物質(zhì)從地下地層表面除去(例如脫離)。此外，所述驅(qū)替懸浮液可包含足量的可降解顆粒以促進(jìn)烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的穩(wěn)定化的乳液(例如P i c k e r i n g乳液)的形成。作為非限制性的實(shí)例，所述溶液可包含約0.001重量％(wt%)_約20wt %的可降解顆粒，例如約0.00 Iwt % -約I Owt %的可降解顆粒、約0.001wt%-約5wt%的可降解顆粒、約0.001wt%-約lwt%的可降解顆粒或約0.001wt%-約0.1wt%的可降解顆粒。
[0043]所述驅(qū)替懸浮液的攜帶流體可包含任何可與該驅(qū)替懸浮液的可降解顆粒相容的可流動(dòng)物質(zhì)。所述攜帶流體可例如包含含水物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的至少一種。合適含水物質(zhì)的非限制性實(shí)例包括淡水、海水、采出水、蒸汽、鹽水(例如水與至少一種鹽的混合物，例如水與氯化銨、氯化鈣、溴化鈣、氯化鎂、溴化鎂、氯化鉀、甲酸鉀、氯化鈉、溴化鈉、甲酸鈉、溴化鋅、甲酸鋅和氧化鋅的至少一種的混合物)、水基泡沫、水-醇混合物，或其組合。合適有機(jī)物質(zhì)的非限制實(shí)例包括可用于井下應(yīng)用的油和非極性液體，例如原油、柴油、礦物油、酯、精煉餾分和共混物、烯烴和合成基物質(zhì)，其包括表面活性劑、乳化劑、腐蝕抑制劑和通常用于井下應(yīng)用的其它化學(xué)品(例如乙烯-烯烴低聚物、脂肪酸酯、脂肪醇酯、醚、聚醚、鏈烷烴、芳烴、烷基苯、萜類(lèi)等)。所述攜帶流體可基于所述可降解顆粒的一種或多種性質(zhì)選擇。例如，可對(duì)攜帶流體加以選擇以延遲、限制或者甚至防止可降解顆粒的顯著降解，直至在已形成且從地下地層除去包含來(lái)自地下地層的烴物質(zhì)的穩(wěn)定化的乳液之后。在一些實(shí)施方案中，所述可降解顆粒的暴露部分包含水反應(yīng)性物質(zhì)(例如由至少一種Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金、其組合形成且包含它們的金屬物質(zhì)；可水解聚合物等)，且所述攜帶流體包含含水物質(zhì)(例如水、鹽水等)。在其它實(shí)施方案中，所述可降解顆粒的暴露部分包含比該可降解顆粒的其它部分(例如內(nèi)部)反應(yīng)性更低的水反應(yīng)性物質(zhì)(例如有機(jī)物質(zhì))，且所述攜帶流體包含含水物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的至少一種。
[0044]此外，所述驅(qū)替懸浮液可任選包含至少一種添加劑。作為非限制性實(shí)例，所述添加劑可為表面活性劑、乳化劑、腐蝕抑制劑、催化劑、分散劑、結(jié)垢抑制劑、結(jié)垢溶解劑、消泡劑、抗微生物劑和/或通常用于修井工業(yè)中的不同添加劑的至少一種。添加劑的類(lèi)型和量可至少部分依賴于所述可降解顆粒的性質(zhì)、地下地層的性質(zhì)和地下地層所含的烴物質(zhì)的性質(zhì)。所述驅(qū)替懸浮液可為基本上均質(zhì)的(例如所述可降解顆粒和存在的話的添加劑可均勻分散在整個(gè)所述驅(qū)替懸浮液中)，或者可為非均質(zhì)的(例如所述可降解顆粒和存在的話的添加劑可非均勻地分散在整個(gè)所述驅(qū)替懸浮液中)。
[0045]在一些實(shí)施方案中，所述添加劑包括至少一種表面活性劑。表面活性劑可例如為設(shè)置用于提高含水物質(zhì)和烴物質(zhì)的乳液的穩(wěn)定性的物質(zhì)。表面活性劑可用作對(duì)在從含烴物質(zhì)的地下地層采出烴物質(zhì)之前、期間和之后烴物質(zhì)的相鄰液滴(例如離散附聚物)發(fā)生聚結(jié)的額外的阻隔物(例如除所述可降解顆粒之外)。表面活性劑可為任何與烴物質(zhì)和流體的其它組分(例如所述可降解顆粒、攜帶流體等)相容的陰離子、非離子、兩性離子或兩親性表面活性劑。合適表面活性劑的非限制性實(shí)例包括具有至多約22個(gè)碳原子的碳鏈長(zhǎng)度的脂肪酸，例如硬脂酸，及其酯；聚亞烷基二醇，例如聚氧化乙烯、聚氧化丙烯，以及嵌段和無(wú)規(guī)的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)共聚物;和聚硅氧烷，例如具有親水性部分(氧化乙烯或氧化丙烯或二者的低分子量聚合物)和疏水性部分(甲基化的娃氧燒結(jié)構(gòu)部分)二者的娃氧燒聚醚。
[0046]在其它實(shí)施方案中，所述添加劑包括至少一種催化劑。所述催化劑可例如包含多種催化劑顆粒。所述催化劑顆?？山?jīng)結(jié)構(gòu)化和配制，從而有助于、調(diào)節(jié)和/或增強(qiáng)與所述可降解顆粒的一種或多種反應(yīng)。例如，所述催化劑顆?？杉铀偎隹山到忸w粒與含水物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的至少一種之間的反應(yīng)速率。作為非限制性實(shí)例，如果所述可降解顆粒由反應(yīng)性金屬物質(zhì)(例如至少一種Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金、其組合等)形成且包含它們，則所述催化劑顆粒可加速至少一部分可降解顆粒與含水物質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng)。在所述含水物質(zhì)的存在下，所述催化劑顆?？蔀橄鄬?duì)陰極性的；而在所述含水物質(zhì)存在下，所述可降解顆粒可為相對(duì)陽(yáng)極性的。因此，所述催化劑顆?？纱龠M(jìn)(例如增強(qiáng))所述可降解顆粒在電解質(zhì)存在下的電化學(xué)降解。在基本上相似的環(huán)境條件下，所述催化劑顆?？杀人隹山到忸w粒更耐降解(例如腐蝕、溶解、分解等)。作為非限制性實(shí)例，如果所述可降解顆粒由反應(yīng)性金屬物質(zhì)(例如包含至少一種Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金、其組合等的物質(zhì))形成且包含它們，則所述催化劑顆?？捎奢^不易反應(yīng)的金屬物質(zhì)，例如各種等級(jí)的鋼、鎢(W)、鉻(Cr )、N1、Cu、Co、Fe、其合金或其組合形成且包含它們。所述催化劑各自的尺寸和形狀可基本上與所述可降解顆粒各自的尺寸和形狀相同，或者至少一種催化劑顆粒的至少一種尺寸和形狀可不同于至少一種可降解顆粒的至少一種尺寸和形狀。在一些實(shí)施方案中，所述催化劑顆粒包括由W、Cr、N1、Cu、Co和Fe的至少一種形成且包含它們的納米顆粒。催化劑顆粒的濃度可足夠低，從而對(duì)使用所述驅(qū)替懸浮液形成的乳液穩(wěn)定性具有最小的影響(如果有的話)，這將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0047]繼續(xù)參照?qǐng)D1，驅(qū)替工藝102包括將驅(qū)替懸浮液提供至含烴地下地層中。所述驅(qū)替懸浮液可通過(guò)常規(guī)方法(此處不詳細(xì)描述)提供至地下地層中。例如，可將所述驅(qū)替懸浮液的加壓物流栗入延伸至地下地層中所需深度的注入井中，且可滲透(例如透過(guò)、擴(kuò)散等)至地下地層的間隙空間中。驅(qū)替懸浮液在地下地層間隙空間的滲透程度至少部分依賴于驅(qū)替懸浮液的性質(zhì)(例如密度、粘度、粒度、溫度、壓力等)、地下地層的性質(zhì)(例如孔隙率、孔尺寸、物質(zhì)組成等)，和地下地層的間隙空間中所含烴物質(zhì)的性質(zhì)(例如分子量、密度、粘度等)。驅(qū)替懸浮液的注入溫度可足夠低，從而顯著限制或者甚至防止所述可降解顆粒與送入和/或已存在于地下地層中的其它物質(zhì)(例如含水物質(zhì)，例如水、鹽水等)過(guò)早反應(yīng)。在一些實(shí)施方案中，將所述驅(qū)替懸浮液在小于或等于地下地層的井下環(huán)境溫度的溫度送入地下地層中。作為非限制性實(shí)例，可將所述驅(qū)替懸浮液在小于或等于約40°C，例如小于或等于約35°C的溫度送入地下地層中。
[0048]在驅(qū)替工藝102期間，所述驅(qū)替懸浮液的至少一些可降解顆粒可從地下地層的內(nèi)表面(例如孔表面、裂紋表面、裂縫表面、通道表面)摩擦地除去地下地層中所含的至少一部分烴物質(zhì)。此外，至少一些可降解顆?？删奂诘叵碌貙拥氖芟迬r石-油-鹽水三相接觸區(qū)域中，從而提供脫離壓力且使地下地層中所含的至少一部分烴物質(zhì)從地下地層的內(nèi)表面脫離。此外，至少所述可降解顆?？删奂?例如附聚)在、粘附至和/或吸附至烴物質(zhì)和含水物質(zhì)(例如來(lái)自所述驅(qū)替懸浮液的攜帶流體的含水物質(zhì)，以及地下地層中已含的含水組分)的界面處，從而形成穩(wěn)定化的乳液(例如Pi cker ing乳液)，其包含分散在經(jīng)物質(zhì)和含水物質(zhì)之一中的所述烴物質(zhì)和含水物質(zhì)的另一種的單元(例如液滴)。在一些實(shí)施方案中，所述穩(wěn)定化的乳液包含分散在含水物質(zhì)中的烴物質(zhì)單元。所述可降解顆粒可防止分散物質(zhì)(例如烴物質(zhì)或含水物質(zhì))聚結(jié)，且因此可保持分散物質(zhì)作為單元分散在整個(gè)另一物質(zhì)中。在其它實(shí)施方案中，可使用表面活性劑進(jìn)一步穩(wěn)定所述乳液。所述穩(wěn)定化的乳液可在驅(qū)替工藝102期間從地下地層中流動(dòng)(例如驅(qū)動(dòng)、驅(qū)掃、強(qiáng)制流動(dòng)等)。
[0049]隨后，在將所述穩(wěn)定化的乳液從地下地層除去之后，在降解工藝104中，可使其至少一部分可降解顆粒至少部分降解?？筛淖?例如變更、變化)所述穩(wěn)定化的乳液的一種或多種性質(zhì)(例如溫度、pH、物質(zhì)組成、壓力等)，從而使得所述可降解顆粒至少部分降解(例如腐蝕、溶解、分解等)；或者可保持(例如未改變、維持、持續(xù)、保留等)所述穩(wěn)定化的乳液的性質(zhì)，從而使得所述可降解顆粒至少部分降解。在一些實(shí)施方案中，至少一些可降解顆粒在不直接改變所述穩(wěn)定化的乳液的一種或多種性質(zhì)(例如溫度、PH、物質(zhì)組成、壓力等)下隨時(shí)間降解。例如，至少一些可降解顆粒可在不加熱、降低PH、添加物質(zhì)和/或改變穩(wěn)定化的乳液的壓力下隨時(shí)間降解。在其它實(shí)施方案中，可改變所述穩(wěn)定化的乳液的可降解顆粒所暴露的至少一種環(huán)境條件(例如溫度、PH、物質(zhì)暴露、壓力等)，從而調(diào)節(jié)(例如提高、降低)所述可降解顆粒的降解速率。至少一部分可降解顆粒的降解可導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定，且使烴物質(zhì)和含水物質(zhì)聚結(jié)成不同的不混溶相。
[0050]作為非限制性實(shí)例，在從地下地層除去所述穩(wěn)定化的乳液之后，可改變?cè)摲€(wěn)定化的乳液的溫度以促進(jìn)所述可降解顆粒的降解。在一些實(shí)施方案中，提高所述穩(wěn)定化的乳液的溫度以促進(jìn)和/或增強(qiáng)所述可降解顆粒與含水物質(zhì)之間的反應(yīng)。例如，可將所述穩(wěn)定化的乳液的溫度升高至大于或等于約25°C，例如大于或等于約35°C、大于或等于約50°C、大于或等于約75°C、大于或等于約100°C或大于或等于約200°C。如果所述可降解顆粒并未被較不易降解的殼和/或不可降解的殼(例如，其中較不易降解的殼和/或不可降解的殼基本上不存在于所述可降解顆粒，其中所述可降解顆粒包含被較不易降解的殼和/或不可降解的殼部分包封的可降解核等)完全包封，則穩(wěn)定化的乳液溫度的升高可提高含水物質(zhì)降解(例如腐蝕、溶解、分解等)所述可降解顆粒的速率。相反地，如果所述可降解顆粒包含基本上被較不易降解的殼和/或不可降解的殼覆蓋的可降解核，則穩(wěn)定化的乳液溫度的升高可促進(jìn)所述可降解核的熱膨脹，從而破壞(例如破裂、裂開(kāi)等)所述較不易降解的殼和/或不可降解的殼，使所述可降解核暴露于含水物質(zhì)，且提高含水物質(zhì)降解所述可降解核的速率。在足量的可降解顆粒由于溫度變化而降解(例如腐蝕、溶解等)之后，烴物質(zhì)和剩余的含水物質(zhì)可聚結(jié)成不同的不混溶相。
[0051]作為另一非限制性實(shí)例，在從地下地層除去所述穩(wěn)定化的乳液之后，可改變?cè)摲€(wěn)定化的乳液的PH以促進(jìn)和/或增強(qiáng)所述可降解顆粒的降解。例如，穩(wěn)定化的乳液的pH通過(guò)將所述穩(wěn)定化的乳液暴露于具有低于該穩(wěn)定化的乳液的PH的物質(zhì)而降低。例如，可向穩(wěn)定化的乳液中添加鹽酸(HCl)、氫溴酸(HB)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、甲酸(CH2O2)和乙酸(C2H4O2)的至少一種。在一些實(shí)施方案中，在穩(wěn)定化的乳液中添加含水HCl和含水H2SO4的至少一種。如果所述可降解顆粒并未被較不易降解的殼和/或不可降解的殼完全包封(例如覆蓋)，則穩(wěn)定化的乳液PH的降低可提高所述可降解顆粒降解(例如腐蝕、溶解、分解等)的速率。如果所述可降解顆粒包含基本上被較不易降解的殼覆蓋的可降解核，則穩(wěn)定化的乳液PH的降低可提高較不易降解的殼的降解速率，從而更快地暴露所述可降解核，且還可提高所述可降解核在不存在該殼下的降解速率。在足量的可降解顆粒由于PH變化而降解(例如腐蝕、溶解等)之后，烴物質(zhì)和剩余的含水物質(zhì)可聚結(jié)成不同的不混溶相。
[0052]在烴物質(zhì)和含水物質(zhì)聚結(jié)成不同的不混溶相之后，可利用一個(gè)或多個(gè)工藝(例如反應(yīng)工藝、過(guò)濾工藝、沉淀工藝、沉降工藝等)來(lái)分離、收集和/或進(jìn)一步處理經(jīng)物質(zhì)。所述經(jīng)物質(zhì)可根據(jù)需要利用。
[0053]盡管本公開(kāi)內(nèi)容受到各種變型和替代形式的影響，然而具體實(shí)施方案已例如顯示在附圖中且已在本文詳細(xì)描述。然而，本公開(kāi)內(nèi)容并非意欲限于所公開(kāi)的特定形式。相反，本公開(kāi)內(nèi)容旨在涵蓋落入由本文所附權(quán)利要求及其法律等同物所定義的本公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)的所有變型、等同物和替代物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法，其包括: 形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液； 將所述驅(qū)替懸浮液引入包含烴物質(zhì)的地下地層中以形成由可降解顆粒穩(wěn)定的乳液，并從所述地下地層除去所述乳液;和 使至少一部分可降解顆粒降解以使得所述乳液不穩(wěn)定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述驅(qū)替懸浮液包括: 形成包含經(jīng)配制以響應(yīng)于改變所除去乳液的至少一種性質(zhì)而從第一降解速率轉(zhuǎn)換至第二降解速率的物質(zhì)的可降解顆粒;和 將所述可降解顆粒提供至含水物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的至少一種中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成所述可降解顆粒包括形成包含Mg、Al、Ca、Mn、Zn、其合金或其組合的可降解顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成所述可降解顆粒包括形成包含可水解聚合物的可降解顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液包括形成包含被第二物質(zhì)的殼至少部分圍繞的第一物質(zhì)的核的可降解顆粒，其中第一物質(zhì)比第二物質(zhì)更易在含水物質(zhì)中降解。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液包括形成為親水性、疏水性、兩親性、親氧性、親脂性和親油性中至少一種的可降解顆粒。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成包含可降解顆粒和攜帶流體的驅(qū)替懸浮液包括形成包含約0.0Ol重量％-約20重量％可降解顆粒的驅(qū)替懸浮液。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述驅(qū)替懸浮液引入包含烴物質(zhì)的地下地層中包括將所述流體在小于或等于約50°C的溫度引入所述地下地層中。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述驅(qū)替懸浮液引入包含烴物質(zhì)的地下地層中以形成由可降解顆粒穩(wěn)定的乳液包括形成包含分散在含水物質(zhì)中的烴物質(zhì)的乳液。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使至少一部分可降解顆粒降解包括改變所除去乳液的至少一種性質(zhì)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使至少一部分可降解顆粒降解包括使至少一部分可降解顆粒在所除去乳液的性質(zhì)下隨時(shí)間降解。12.一種從地下地層獲取烴物質(zhì)的方法，其包括: 形成包含Mg、Al、Ca、Mn和Zn的至少一種的納米顆粒； 將所述納米顆粒與攜帶流體組合以形成驅(qū)替懸浮液； 將所述驅(qū)替懸浮液注入具有附接至其表面上的烴物質(zhì)的地下地層中以使所述烴物質(zhì)與所述表面脫離且形成由所述納米顆粒穩(wěn)定的乳液； 將所述乳液從所述地下地層中導(dǎo)出；和 改變所述乳液的溫度、PH和物質(zhì)組成中的至少一種以使至少一部分的所述納米顆粒與含水物質(zhì)反應(yīng)，從而使得所述乳液不穩(wěn)定且烴物質(zhì)聚結(jié)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中形成包含Mg、Al、Ca、Mn和Zn的至少一種的納米顆粒包括形成包含Mg合金的納米顆粒。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中形成包含Mg合金的納米顆粒包括形成包含Mg與Al、B1、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、In、L1、Mg、Mn、N1、Sc、S1、Ag、Sr、Th、Sn、T1、W、Zn、Y和 Zr 的至少一種的合金的納米顆粒。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中形成納米顆粒包括形成進(jìn)一步包含W、Cr、N1、Cu、Co和Fe的至少一種的納米顆粒。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述納米顆粒與攜帶流體組合進(jìn)一步包括將所述納米顆粒與包含W、Cr、N1、Cu、Co和Fe的至少一種的額外納米顆粒組合。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述納米顆粒與攜帶流體組合進(jìn)一步包括將所述納米顆粒與至少一種表面活性劑組合。18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中改變所述乳液的溫度、pH和物質(zhì)組成中的至少一種包括將所述乳液加熱至大于或等于約25°C的溫度。19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中改變所述乳液的溫度、pH和物質(zhì)組成中的至少一種包括將抝1、邢、順03、出304、1^04、01202和(:2!1402的至少一種添加至所述乳液中。20.—種穩(wěn)定化的乳液，其包含: 包含經(jīng)物質(zhì)的分散相； 包含含水物質(zhì)的連續(xù)相;和 聚集在所述分散相和所述連續(xù)相的界面處的親水性納米顆粒，其中至少一些親水性納米顆粒包含經(jīng)配制以響應(yīng)于含水物質(zhì)的溫度升高和含水物質(zhì)的PH降低中至少一種而從第一腐蝕速率轉(zhuǎn)換至第二更快腐蝕速率的Mg-Al合金。
【文檔編號(hào)】C09K8/58GK105829643SQ201480070257
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年10月21日
【發(fā)明人】O·A·馬茲雅, O·V·庫(kù)茲涅佐夫, G·阿格拉瓦爾, M·H·約翰遜, V·N·哈巴什斯庫(kù)
【申請(qǐng)人】貝克休斯公司