用于驱替的聚合物和纳米粒子制造技术

用于强化采油(EOR)的方法和化合物，其包括在地质地层中的水和一种或多种化合物的混合物的驱替。所述化合物具有氟代烷基。所述化合物具有氟代烷基。所述化合物具有氟代烷基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱替的聚合物和纳米粒子
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求于2019年5月30日提交的美国临时专利申请号62/854,791的优先权，其内容在此通过引用并入本文。


[0003]本公开内容涉及强化采油(EOR)中的驱替(驱油，flooding)。

技术介绍

[0004]石油开采可以被分为一期、二期和三期的至少三个阶段。一期采收(例如，经由压力枯竭)和二期采收(例如，经由水注入)相结合通常采收原油地质储量(OOIP)的约20％至50％。因此，在这些常规的一期采收和二期采收的采油过程之后，大量的油(例如，储层中的原油的至少50％)一般仍保留在该储层或地质地层中。开采的一期和二期采收可能在井中留下原油的高达75％。一期采油通常限于自然上升到地表或经由人工举升设备如泵采收的烃。二期采收采用水和气体注入以将油置换(驱替，displace)至地表。
[0005]一种进一步提高油产量的方式是通过三期采收，也称为强化采油(EOR)。EOR或三期采油提高了可以从储层或地质地层中提取的原油或天然气的量。尽管一般在油田中采用比传统采收更昂贵，但是EOR可以将来自井的产量提高至高达75％或更高。例如，与采用一期和二期采收的储层油的20％至40％的采收率相比，EOR可以提取储层油的30％至60％或更多。EOR或三期采收可以从油田中提取以其他方式无法提取的原油。存在不同的EOR或三期技术。
[0006]聚合物驱替(也称为聚合物水驱(注水，waterflooding))是一种EOR技术。在聚合物水驱中，向水驱的水中加入增粘聚合物来降低驱替水的流度，由此提高水驱的波及系数。向水驱中添加聚合物的一个目的可以是增大驱替水的粘度。在储层是非均质的情况下，聚合物水驱可以是有益的。水驱中的聚合物通常通过降低流度比来促进提高的波及系数。由于聚合物增大了水驱驱动流体的粘度，可能会经历在聚合物水驱期间提供的改善的波及系数。
[0007]流度比可以描述水驱置换效率。流度比可以定义为置换流体的流度与被置换流体的流度的比率。如果流度比大于1，则驱替可能是不稳定的。相比之下，对于小于1的流度比，驱替可以被认为是稳定的和置换有效的。当溶液中的聚合物流动通过储层基质岩石时，聚合物可以施加流度降低，这通常是聚合物水驱的主要一致性改进益处。
[0008]在流动通过储层基质岩石期间的聚合物保留率是聚合物水驱中的一个变量。在聚合物驱替期间，聚合物保留率可以对聚合物传播通过储层的速率具有影响，因此影响原油采收率。聚合物溶液流动通过多孔岩石的方式以及与基质储层岩石的孔隙壁的相关聚合物相互作用可能会影响聚合物驱替的技术和经济结果。在一些应用中，相对于每磅注入聚合物所采收的原油的量可以与聚合物保留率呈负相关。

技术实现思路

[0009]一个方面涉及一种强化采油(EOR)的方法。所述方法包括通过井眼将混合物注入到地质地层中。该混合物包含水和化合物。该化合物具有氟代烷基。所述方法包括用该混合物对地质地层进行驱替。
[0010]另一个方面是一种方法，所述方法包括通过井眼将混合物泵送到地质地层中。该混合物包含聚合物和水。该聚合物具有氟代烷基。所述方法包括使混合物流动通过地质地层。泵送和流动提供EOR驱替，所述EOR驱替可以是聚合物驱替。
[0011]又一个方面涉及一种方法，所述方法包括通过井眼将混合物注入到地质地层中。该混合物包含纳米粒子和水。该纳米粒子各自具有氟代烷基。所述方法包括使混合物波及(传播，sweeping)通过地质地层。注入和波及提供用混合物对地质地层进行纳米驱替，以提高从地质地层中的烃储层中的采油率。
[0012]又一个方面涉及一种用于地质地层的聚合物驱替的聚合物。该聚合物是丙烯酸氟代烷基酯和丙烯酰胺的部分水解共聚物。
[0013]又一个方面涉及一种用于地质地层的纳米驱替的聚合物纳米粒子。该聚合物纳米粒子包括在聚合物纳米粒子的粒子表面上的氟代烷基。
[0014]又一个方面涉及一种用于纳米驱替的经表面处理的纳米粒子。该经表面处理的纳米粒子是具有在二氧化硅纳米粒子的粒子表面上的氟代烷基的二氧化硅纳米粒子。
[0015]一个或多个实施方式的细节在附图和要呈现的描述中阐述。根据描述和附图以及根据权利要求书，其他特征和优点将会是明显的。
附图说明
[0016]图1是用于地质层的EOR驱替的井场的图。
[0017]图2是具有含氟官能团的聚合物结构的图。
[0018]图3是丙烯酰胺与具有含氟基团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯发生自由基聚合形成丙烯酸氟代烷基酯和丙烯酰胺的共聚物的路线图。
[0019]图4是丙烯酰胺与氟代烷基苯乙烯发生自由基聚合形成丙烯酸氟代烷基酯和丙烯酰胺的共聚物的路线图。
[0020]图5是在聚合物驱替中可以采用的各种三元共聚物的合成的选项的图。
[0021]图6是可以作为图5的合成中的反应物的单体结构的图。
[0022]图7是可以作为图5的合成中的反应物的单体结构的图。
[0023]图8是具有两性离子表面处理和全氟表面处理的纳米粒子的图。
[0024]图9是两性离子聚合物的合成的路线图。
[0025]图10是纳米粒子的表面处理的图。
[0026]图11是聚合物纳米粒子的聚合的路线图。
[0027]图12是聚合物纳米粒子的乳液聚合的路线图。
[0028]图13是一种EOR的方法。
[0029]各个附图中相同的附图标记和名称表示相同的要素。
具体实施方式
[0030]EOR可以涉及水驱中的化学品注入。EOR可以是聚合物水驱。注入的化学品可以是表面活性剂和聚合物。在水中的聚合物的注入可以标记为聚合物驱替或聚合物水驱。在一些实施方式中，注入水中的指定聚合物质量浓度在百万分之200(ppm)至1500ppm的范围内或在200ppm至5000ppm的范围内。EOR还可以涉及注入在水中的纳米粒子或聚合物纳米粒子以提供纳米驱替(纳米流体驱替)或聚合物纳米驱替。在示踪剂应用中，也可以采用纳米粒子的一些实施方式作为通过地质地层的示踪剂。
[0031]聚合物驱替(聚合物水驱)可以是一种利用使用可溶性聚合物增粘的水的EOR技术。在一些实施方式中，水(具有聚合物)的粘度增大，直到注入水(具有聚合物)的流度小于原地油相的流度，使得流度比小于1。此条件可以提高采油波及系数。例如，聚合物水驱可以应用于非均质储层。注入的水和聚合物的混合物可以增强渗透率较低(例如，小于1毫达西)的区域的波及。聚合物和水的混合物可以具有大于100厘泊(cP)的粘度。
[0032]黄原胶如黄原胶聚合物是聚合物水驱中的聚合物的一个实例。聚合物结构(a)、(b)和(c)也可以用于聚合物驱替。聚合物结构(a)是聚丙烯酰胺(PAM)。聚合物结构(b)是水解的PAM(HPAM)。聚合物结构(c)是部分水解的HPAM。当前的实施方案提供了可以用于驱替的额外聚合物结构，如具有氟代烷基以降低聚合物结构的保留率的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，所述方法包括：通过井眼将混合物泵送到地质地层中，所述混合物包含表面活性剂、盐、水和具有氟代烷基的聚合物；和使所述混合物流动通过所述地质地层，其中所述泵送和所述流动包括包含驱替的强化采油(EOR)，其中所述地质地层的驱替提高了从所述地质地层中的储层的采油率，并且其中所述驱替包括聚合物驱替或纳米流体驱替或者它们二者。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述盐包括氯化钠。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述水包括海水或盐水。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述具有氟代烷基的聚合物包括丙烯酸氟代烷基酯和丙烯酰胺的部分水解共聚物。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物包括具有氟代烷基的离子
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氟代共聚物。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述具有氟代烷基的聚合物包括具有氟代烷基的无规共聚物纳米粒子。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述具有氟代烷基的聚合物包括聚合物纳米粒子，所述聚合物纳米粒子包括核
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壳型纳米粒子，所述核
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壳型纳米粒子各自具有核和壳，其中所述核包含聚苯乙烯中心，并且其中所述壳包含两性离子基团和包含氟代烷基的含氟官能团。8.一种强化采油(EOR)的方法，所述方法包括：通过井眼将混合物注入到地质地层中，所述混合物包含水以及丙烯酸氟代烷基酯和丙烯酰胺的部分水解共聚物；和用所述混合物对所述地质地层进行驱替...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：