聚合物组合物制造技术

公开了一种用于提高来自地层的油的生产的聚合物组合物。该组合物包含悬浮在HLB大于或等于8的水溶性溶剂中的粉末聚合物，所述粉末聚合物的平均分子量为0.5至30百万道尔顿，所述水溶性溶剂选自由表面活性剂、二元醇醚、醇、助溶剂和它们的混合物组成的组，所述粉末聚合物与水溶性溶剂的重量比为20:80至80:20。该聚合物组合物基本上是无水的，且其在含水流体中在小于或等于4小时内水合为注入溶液，所述注入溶液含有100ppm至50,000ppm聚合物浓度，且具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.5的过滤比。还公开了制备聚合物悬浮液和提高油采收的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物组合物交叉参考相关申请本申请按照35USC119要求提交日为2014年10月31日的美国临时专利申请62/073,174(代理案号T-9845A-P)的权利，出于所有目的将其全部内容通过参考并入本文中。
本专利技术通常涉及用于提高油采收的聚合物组合物，以及制备和运输聚合物组合物的系统和方法。
技术介绍
储层系统，如油藏，通常含有流体，如水和如石油和天然气的烃混合物。为了从所述储层中去除(“生产”)所述烃，可以采用不同的机制，如初级、二级或三级工艺。在初级回收工艺中，通过储层和井筒内井底压力之间的高自然压差从储层中排出烃。为了增加储层的生产寿命，可以使用二级或三级回收工艺(“强化采油”或EOR)。为了额外的回收，二级回收工艺包括水或气井注入，而三级工艺基于向孔注入另外的化合物，例如表面活性剂和聚合物。对于EOR应用，聚合物以乳液形式或以粉末形式加入，后者然后直接机械混合到水中。以乳液或粉末形式，从开始到完成的制备需要数小时以完成多个混合/储存罐和/或特殊设备。此外，该聚合物粉末不能方便地泵送，且必须作为散装化学品被安全地运输。以聚合物乳液的形式，聚合物以乳液形式悬浮在烃载体流体，如柴油、矿物油等中。有很多与结块和分散乳液至水中有关的问题。所述乳液必须在储存罐中混合相当长的时间以产生水合作用。乳液留下大量的载体油在已注入溶液中，这可能对EOR效率产生影响，特别是在低渗透率储层中。针对在不同环境下需要多步混合的复杂工艺中的EOR应用，美国专利US8,383,560公开了一种溶解乳液至500至3000ppm的最终聚合物浓度的方法。使用粉末，特别是当产品用于离岸平台(例如，在浮式生产、储存和卸载或FPSO上)时，需要复杂的粉末设备以处理非常大量的粉末。此外，需要大量时间将聚合物粉末直接悬浮在水中，以及将粉末混合到水中的必要特殊设备。USP2004/008571公开了一种用于水合颗粒聚合物的装置和方法，包括预湿器、高能混合器和混合器。USP2004/0136262公开了一种润湿粉末材料以便随后分布所述材料在大量水中的适于EOR应用的装置和方法。USP2012/0199356公开了一种包括溶解聚合物粉末的“聚合物切片单元”的适于EOR应用的装置。为了方便和有效的EOR，特别是离岸EOR的应用，需要改进的聚合物组合物/制剂，和制备/转移这种聚合物组合物/制剂的方法。概述一方面，本专利技术涉及一种用于提高从地层中生产油的聚合物组合物。在一个实施方案中，所述组合物包含悬浮在HLB大于或等于8的水溶性溶剂中的粉末聚合物，所述粉末聚合物平均分子量为0.5至30百万道尔顿，所述水溶性溶剂选自由表面活性剂、二元醇醚、醇、助溶剂及其混合物组成的组，所述粉末聚合物与水溶性溶剂的重量比为20:80至80:20。所述聚合物组合物基本上是无水的。将所述聚合物组合物在含水流体中在小于或等于4小时的时间内水合为注入溶液，的注入溶液包含100ppm至50,000ppm的聚合物浓度，且具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.5的过滤比。在一个方面，本专利技术涉及一种提高从地下储层油采收的方法。在一个实施方案中，该方法包括提供与地下储层流体连通的井筒。该方法包括提供聚合物悬浮液，其中所述聚合物悬浮液包含以粉末聚合物与水溶性溶剂的重量比为20:80至80:20的量悬浮在HLB大于或等于8的水溶性溶剂中的粉末聚合物，所述粉末聚合物平均分子量为0.5至30百万道尔顿，所述水溶性溶剂选自由表面活性剂、二元醇醚、醇、助溶剂及其混合物组成的组，所述粉末聚合物与水溶性溶剂的重量比为20:80至80:20。聚合物悬浮液基本上是无水的。该方法包括提供含水流体，其选自地表水、从生产井回收的水、海水、合成水、生产的储层卤水、储层卤水、淡水、生产的水、水、盐水、盐卤水、合成卤水、合成的海水卤水、以及它们的混合物的任一个。该方法包括足够量的聚合物悬浮液在含水流体中的混合以在小于或等于4小时内水合所述聚合物获得注入溶液，所述注入溶液含有100ppm至50,000ppm的聚合物浓度，且具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.5的过滤比。该方法包括将所述注入溶液注入所述井筒进入所述地下储层。一方面，本专利技术涉及一种用于提高从地层生产油的聚合物悬浮液的制备方法。该方法包括在小于或等于24小时的时间内将平均分子量为0.5至30百万道尔顿的粉末聚合物混合到具有大于或等于8的HLB的水溶性溶剂中。所述水溶性溶剂选自由表面活性剂、二元醇醚、醇、助溶剂及其混合物组成的组，粉末聚合物与水溶性溶剂的重量比为20:80至80:20。所述聚合物悬浮液是稳定的、可泵送的并且基本上是无水的。通过将足够量的所述聚合物悬浮液混合在含水流体中，所述聚合物悬浮液在小于或等于4小时的时间内水合为注入溶液，所述注入溶液包含100ppm至50,000ppm的聚合物浓度，且具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.5的过滤比。附图说明图1是比较由所述聚合物悬浮液制备的聚合物溶液的粘度与直接由粉末聚合物制备的现有技术聚合物溶液的粘度的实施例。图2是比较由所述聚合物悬浮液制备的聚合物溶液的流变性与直接由粉末聚合物制备的现有技术的聚合物溶液的流变性、由聚合物乳液制备的现有技术的聚合物溶液的流变性的实施例。图3是比较由所述聚合物悬浮液制备的聚合物溶液的过滤性与由现有技术的聚合物乳液制备的聚合物溶液的过滤性的实施例。专利技术详述除非另有说明，以下术语将在整个说明书中使用且具有以下含义。除非另有说明，“一”或“一个”是指“至少一个”或“一个或多个”。如本文所用的“多个”或“多”是指2个或更多个。“包含”、“有”、“包含”和“包含”(及其变体)是开放式连结动词，在权利要求中使用时允许添加其他元素。“由...组成”是封闭的，不包括所有其他元素。“基本上由”排除了另外的材料元素，但允许包含基本上不改变本专利技术性质的非实质元素。“有效量，”是指比不包含该量足以影响可测试差别的量。例如，在聚合物段塞中聚合物的有效量将比仅使用不含聚合物的等效段塞提高油采收。“等于”是指在测量这些值的误差标准内的相等值或值。“实质上相等”是指在所列值的3％以内的量。术语“操作”和“应用”可以在本文中互换，如在EOR操作中或在EOR应用中。“过滤性”是指包含聚合物的水驱液的流动控制性能，或无阻碍地穿过所述地层且不阻塞所述地层的孔隙的能力。“过滤比”(或过滤性比)测试是公认的实验室测试，其用于测量水驱液穿过地下地层且不堵塞地层孔隙的能力，如美国石油学会标准RP63所述。理想地，在整个试验过程中水驱液在过滤比＝1.0下应以恒定的速率通过过滤器，在过滤过程中不会产生孔隙阻塞。然而，实际测量的过滤器比通常为>1.0，因此通常使用在特定条件下的过滤比的上限，以便判断用于在流动控制应用中的水驱液的适用性。对于某些应用，包括许多强化采油(EOR)应用，期望聚合物组合物流过含烃地层而不堵塞地层。堵塞地层可能会减缓或抑制石油生产。这对于在三次采油之前具有较低渗透性的含烃地层是特别大的问题。通常用于判断在这种环境下的性能的一个测试包括测量给定体积/浓度的溶液流经过滤器所需的时间，其通常被称为过滤商或过滤比(“FR”)。例如，通过引用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高从地层生产油的聚合物组合物，所述组合物包含：悬浮在HLB大于或等于8的水溶性溶剂中的粉末聚合物，所述粉末聚合物平均分子量为0.5至30百万道尔顿，所述水溶性溶剂选自由表面活性剂、二元醇醚、醇、助溶剂及其混合物组成的组，所述粉末聚合物与所述水溶性溶剂的重量比范围从20:80至80:20；和其中所述聚合物组合物基本上是无水的；其中所述聚合物组合物在含水流体中在小于或等于4小时内水合为注入流体，所述注入流体包含100ppm至50,000ppm聚合物浓度，且具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.5的过滤比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 US 62/073,1741.一种用于提高从地层生产油的聚合物组合物，所述组合物包含：悬浮在HLB大于或等于8的水溶性溶剂中的粉末聚合物，所述粉末聚合物平均分子量为0.5至30百万道尔顿，所述水溶性溶剂选自由表面活性剂、二元醇醚、醇、助溶剂及其混合物组成的组，所述粉末聚合物与所述水溶性溶剂的重量比范围从20:80至80:20；和其中所述聚合物组合物基本上是无水的；其中所述聚合物组合物在含水流体中在小于或等于4小时内水合为注入流体，所述注入流体包含100ppm至50,000ppm聚合物浓度，且具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.5的过滤比。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物在含水流体中在小于或等于2小时内水合为注入流体，所述注入流体具有在15psi、使用1.2μm过滤器下小于或等于1.2的过滤比。3.根据权利要求1-2所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物在含水流体中在小于或等于4小时内水合为注入流体，并且所述注入流体具有小于或等于20的NTU。4.根据权利要求1-3所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物的特征在于，所述粉末聚合物在所述水溶性溶剂中悬浮至少2小时后，其浊度降低至少25％。5.根据权利要求1-4所述的聚合物组合物，其中所述粉末聚合物是生物聚合物或合成聚合物。6.根据权利要求1-5所述的聚合物组合物，其中所述粉末聚合物为合成聚合物，其选自由聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺、疏水改性的缔合聚合物、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸及其盐、N-乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚乙烯醇及其混合物组成的组。7.根据权利要求1-6所述的聚合物组合物，其中所述粉末聚合物悬浮在HLB大于或等于8的水溶性溶剂中，所述水溶性溶剂包含非离子和阴离子表面活性剂的混合物。8.根据权利要求1-7所述的聚合物组合物，其中所述水溶性溶剂选自异丙醇（IPA）、正丙醇、异丁醇（IBA）、甲基-异丁醇、仲丁醇（SBA）、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、三甘醇单丁醚及其混合物。9.根据权利要求1-8所述的聚合物组合物，其中所述水溶性溶剂为离子表面活性剂，其选自乙氧基化表面活性剂、壬基酚乙氧基化物、醇乙氧基化物、内烯烃磺酸盐、异构化烯烃磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、中等醇（C10至C17）烷氧基硫酸盐、醇醚[烷氧基]羧酸盐、醇醚[烷氧基]硫酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐（AOS）、二己基磺基琥珀酸盐、烷基聚烷氧基硫酸盐、磺化两性表面活性剂及其混合物。10.根据权利要求1-9所述的聚合物组合物，其中所述水溶性溶剂是助溶剂，其中所述助溶剂选自由离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、酮类、酯类、醚类、二元醇醚类、二元醇醚酯类、内酰胺类、环脲类、醇类、芳烃类、脂族烃类、脂环烃类、硝基烷烃类、不饱和烃类、卤代烃类、通常用于提高采油应用的表面活性剂、烷基芳基磺酸盐（AAS）、α-烯烃磺酸盐（AOS）、内烯烃磺酸盐（IOS）、衍生自丙氧基化C12-C20醇的醇醚硫酸盐、乙氧基化醇、醇和乙氧基化醇的混合物、阴离子和阳离子表面活性剂的混合物、二磺化表面活性剂、芳族醚多磺酸盐、异构化烯烃磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、中等醇（C10至C17）烷氧基硫酸盐、醇醚[烷氧基]羧酸盐、醇醚[烷氧基]硫酸盐、伯胺、仲胺、叔胺、季铵阳离子、与末端磺酸根或羧酸根基团连接的阳离子表面活性剂、烷基芳基烷氧基醇、烷基烷氧基醇、烷基烷氧基化酯、烷基多糖苷、烷氧基乙氧基乙醇化合物、异丁氧基乙氧基乙醇（“iBDGE”）、正戊氧基乙氧基乙醇（“n-PDGE”）、2-甲基丁氧基乙氧基乙醇（“2-MBDGE”）、甲基丁氧基乙氧基乙醇（“3-MBDGE”）、3,3-二甲基丁氧基乙氧基乙醇（“3,3-DMBDGE”）、环己基亚甲氧基乙氧基乙醇（以下简称“CHMDGE”）、4-甲基戊-2-氧基乙氧基乙醇（“MIBCDGE”）、正己氧基乙氧基乙醇（...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·德瓦拉卡纳西，R·M·迪安，D·H·基姆，D·A·亚历克西斯，S·萨奇，T·马里克，A·鲍尔森，S·苏布拉曼亚恩，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US