作为相对渗透率调节剂的涂覆的纳米砂制造技术

公开了一种聚丙烯酰胺(PAM)涂覆的纳米砂，其可以是相对渗透率调节剂(RPM)并且被施加以处理地下地层中的井眼。该处理可以用于过量产水。PAM涂覆的纳米砂是PAM水凝胶涂覆的纳米砂。PAM涂覆的纳米砂是涂覆有PAM水凝胶的纳米砂。PAM水凝胶包括交联的PAM水溶液。PAM涂覆的纳米砂的施加可以减少从地下地层进入井眼中的产水。PAM涂覆的纳米砂的PAM水凝胶可以在地下地层的水区中膨胀以限制进入井眼中的水流。PAM涂覆的纳米砂的PAM水凝胶可以在地下地层的油区中收缩，从而不会显著地限制进入井眼中的原油流。中的原油流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为相对渗透率调节剂的涂覆的纳米砂
优先权声明
[0001]本申请要求于2021年2月18日提交的美国专利申请号17/179,041的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。


[0002]本公开涉及处理油(和气)生产中井眼或地下地层的过量产水。

技术介绍

[0003]可以对地壳中的地下地层中的井眼进行处理。井眼处理可以促进从地下地层中生产烃，如原油或天然气。对井眼的处理可以处理地下地层。井眼处理可以包括处理井眼的有问题的部分。井眼的有问题的部分的一个实例是水区，在其中水从烃地层或下面的含水层进入井眼。在钻井期间以及随后的石油和天然气生产期间，水流入井眼中可能会增加成本。水与油气一起从烃地层中产出可以导致水的表面处理和将水注入回烃地层中以进行处置或压力维持。对从井眼水区中产出的水的此类处理和注入导致石油和天然气生产的成本增加。

技术实现思路

[0004]一方面涉及处理在地下地层中形成的井眼的方法，该方法包括将作为相对渗透率调节剂(RPM)的聚丙烯酰胺(PAM)涂覆的纳米砂施加到井眼中。PAM涂覆的纳米砂包括涂覆有PAM水凝胶的纳米砂。PAM水凝胶包括交联的PAM水溶液。该方法包括通过将该PAM涂覆的纳米砂施加到井眼中进入地下地层中来减少从地下地层进入并通过井眼的产水。
[0005]另一方面涉及一种形成PAM涂覆的纳米砂的方法，该方法包括将PAM、交联剂、和纳米砂添加到水中以提供包含PAM、交联剂、纳米砂、和水的混合物。该方法包括将混合物加热以使PAM交联以提供交联的PAM以及包含交联的PAM和水的PAM水凝胶。PAM涂覆的纳米砂是涂覆有PAM水凝胶的纳米砂。
[0006]又另一个方面涉及一种相对渗透率调节剂(RPM)，其是PAM涂覆的纳米砂，包括涂覆有PAM水凝胶的纳米砂。PAM水凝胶包括交联的PAM水溶液。
[0007]在以下附图和说明书中阐述了一个或多个实现方式的细节。其他特征和优点从说明书和附图以及权利要求中将是显然的。
附图说明
[0008]图1是在地壳中的地下地层中形成的井眼的图。
[0009]图2是用作为相对渗透率调节剂(RPM)的聚丙烯酰胺(PAM)涂覆的纳米砂处理之后的图1的井眼。
[0010]图3是RPM的图，其是PAM涂覆的纳米砂，即涂覆有PAM水凝胶的纳米砂。
[0011]图4是描绘作为RPM的PAM涂覆的纳米砂的形成的图。
[0012]图5是制备PAM涂覆的纳米砂的方法的流程框图。
[0013]图6是处理在地下地层中形成的井眼的方法的流程框图。
[0014]图7A、7B和7C是实例中制备的纳米砂与粗砂(macro sand)相比的x
‑
射线衍射(XRD)图谱。
[0015]图8是实例中的PAM涂覆的纳米砂干燥后的照片。
[0016]图9是实例中的PAM涂覆的纳米砂在超出所制备的PAM涂覆的纳米砂的水量的额外的水中的照片。
[0017]图10是实例中的PAM涂覆的纳米砂在原油中的照片。
[0018]图11是实例中的PAM涂覆的纳米砂的重量变化相对于溶胀和消溶胀循环的图。
[0019]图12是如在实例中制备并放置在实验室管中的PAM涂覆的纳米砂的照片。
[0020]图13是在实例中形成的PAM涂覆的纳米砂的经干燥的样品的照片。
[0021]图14是实例中制备的具有不同的PAM与纳米砂的重量比的PAM涂覆的纳米砂的热重分析(TGA)热谱图的图。
具体实施方式
[0022]本公开的一些方面涉及减少从地下地层(如在井眼的水区处)进入井眼的水流。通过将涂覆有聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶的纳米砂施加到井眼中来减少进入的水流。涂覆有PAM水凝胶的纳米砂处理邻近井眼的地下地层。该处理材料可以被标记或充当相对渗透率调节剂(RPM)。为了制备该RPM，例如通过研磨或碾磨(例如，球磨)减小砂的颗粒以提供纳米砂。将纳米砂与PAM和交联剂在水中混合并固化以提供PAM涂覆的纳米砂(PAM水凝胶涂覆的纳米砂)。在施加中，该PAM涂覆的纳米砂(例如，作为RPM)减少了在井眼处和靠近井眼的地下地层的渗透率。由于RPM在油区处的水凝胶脱水，该RPM在水区处减少地下地层对水流的渗透率的程度比在油区处减少地下地层的油流的程度更大。RPM可能在相对渗透率调节或不成比例的渗透率减少(DPR)的背景下是已知的。
[0023]高含水率(所生产的石油和天然气中水的量)通常已经成为石油和天然气生产的世界性挑战。为了容纳产生的水(通常是不希望的)，可能需要相对大量的工作来处理和处置水。此外，石油和天然气井中的产水可能由于井的成熟度而增加。为了应对这种产水的增加，可能需要扩大水处理设施并导致高能耗成本。在成熟油田中，高含水率对于作业者可能难以面对。克服该挑战的一个选择是注入(例如，平面孔型(bullhead)注入)能够减少水渗透率比油渗透率更多的化学品。这些处理化学品可以描述为RPM材料。可以通过地面泵将RPM注入井眼中。平面孔型注入可以是注入(例如，经由地面泵)并且不利用机械隔离在井眼中施加。RPM的施加可以包括施加到基质岩油储层的生产井中的一致性改进堵水处理。
[0024]在某些实施例中，作为RPM的涂覆的纳米砂的制备可以涉及将粗砂处理为微砂或纳米砂。粗砂可以是从沙特阿拉伯王国(KSA)或世界其他地区获得的天然砂。纳米砂可以通过将粗砂研磨或碾磨(例如，球磨)来制备。制备的纳米砂可以涂覆有PAM水凝胶。PAM与纳米砂的重量比可以是，例如，在0.1至1的范围内。该重量比包括PAM(而不是水凝胶的水)相比纳米砂。
[0025]PAM涂覆的纳米砂可以通过原位技术来制备。原位制备是在将RPM注入井眼之前形成RPM的原位合成(原位法)。对于该合成，制备了PAM水溶液，例如，PAM在水中的浓度小于6
重量百分比(wt％)。
[0026]可以将交联剂(例如，有机交联剂)添加到PAM溶液中用于PAM的交联(包括在固化期间)。有机交联剂可以是，例如，氢醌(HQ)、六亚甲基四胺(HMT)等。可以采用多于一种交联剂。PAM溶液中的一种有机交联剂的浓度(或多种有机交联剂的组合浓度)可以是，例如，在0.1wt％至0.6wt％的范围内，或至少0.3wt％。在一些实施方式中，将两种交联剂(如HQ和HMT)添加到PAM溶液中。在一个实施方式中，将HQ和HMT以相对于彼此约1:1的重量比添加。可以将盐(如氯化钾(KCl))添加到PAM溶液中，例如，以在PAM溶液中至少2wt％的浓度。盐(例如，KCl)可以推进或促进PAM的交联。
[0027]所制备的具有一种或多种交联剂和任选的盐(例如，氯化钾)的PAM溶液可以与指定量的纳米砂混合，并固化(例如，在至少150℃的温度下持续至少48小时)以产生PAM涂覆的纳米砂。同样，由于PAM水凝胶相对于油的脱水，该PAM涂覆的纳米砂可能能够使减少地下地层对水流的渗透率的程度比油流更大。
[0028]图1是在地壳中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理在地下地层中形成的井眼的方法，该方法包括：将作为相对渗透率调节剂(RPM)的聚丙烯酰胺(PAM)涂覆的纳米砂施加到该井眼中，其中该PAM涂覆的纳米砂包括涂覆有PAM水凝胶的纳米砂，并且其中该PAM水凝胶包括交联的PAM水溶液；以及通过将该PAM涂覆的纳米砂施加到该井眼中来减少从该地下地层进入该井眼中的产水。2.如权利要求1所述的方法，其中，施加该PAM涂覆的纳米砂包括将该PAM涂覆的纳米砂从地表泵送入该井眼中，并且其中该PAM涂覆的纳米砂是PAM水凝胶涂覆的纳米砂。3.如权利要求1所述的方法，其中，施加该PAM涂覆的纳米砂包括使该PAM涂覆的纳米砂通过该井眼流入该地下地层中，并且其中该PAM涂覆的纳米砂是相对渗透率调节剂(RPM)。4.如权利要求1所述的方法，其中，施加该PAM涂覆的纳米砂包括处理该井眼的过量产水。5.如权利要求1所述的方法，包括通过施加该PAM涂覆的纳米砂来减少该地下地层的水区的渗透率，其中施加该PAM涂覆的纳米砂包括使该PAM涂覆的纳米砂通过该井眼流入该水区中。6.如权利要求1所述的方法，其中，该PAM涂覆的纳米砂的该PAM水凝胶在该地下地层的水区中膨胀。7.如权利要求1所述的方法，其中，施加该PAM涂覆的纳米砂包括将该PAM涂覆的纳米砂进行平面孔型注射。8.如权利要求1所述的方法，其中，施加该PAM涂覆的纳米砂包括使该PAM涂覆的纳米砂通过该井眼流入该地下地层的油区中并流入该地下地层的水区中，其中该PAM涂覆的纳米砂减少该水区的渗透率比减少该油区的渗透率更多。9.如权利要求8所述的方法，其中，该PAM涂覆的纳米砂不减少该油区的渗透率。10.如权利要求1所述的方法，其中，该PAM涂覆...

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