岩层的新处理方法和新型聚两性电解质技术

技术编号:4984017 阅读:206 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及处理地下或非地下岩层、更特别是处理产油或产气井、处理以冲洗烃(油或气)储层为目标的注水井、或处理矿气井或储气井的方法。本发明专利技术的特征在于其包括将微凝胶注射到所述岩层或井中的步骤,所述微凝胶是通过在水中稀释交联聚合电解质的自可逆反相胶乳或自可逆反相微胶乳而获得的,所述交联聚合电解质通过部分或完全盐化的游离2-甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]-1-丙磺酸与至少一种选自2,N,N,N-四甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]氯化丙铵、N,N,N-三甲基-3-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]氯化丙铵、二烯丙基二甲基氯化铵;N,N,N-三甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)]氯化乙铵、N,N,N-三甲基-2-[(1-氧代-2-甲基-2-丙烯基)]氯化乙铵或N,N,N-三甲基-3-[(1-氧代-2-甲基-2-丙烯基)氨基]氯化丙铵的阳离子单体;和与至少一种选自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-[2-羟基-1,1-双(羟甲基)乙基]丙烯酰胺或丙烯酸2-羟乙酯的中性单体在交联剂存在下的共聚获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】岩层的新处理方法和新型聚两性电解质本专利技术的主题是新型反相胶乳和反相微胶乳聚合物,以及它们在制备增稠和/或 稳定化和/或选择性微凝胶中的用途,所述微凝胶用于降低油和气田工业领域中井的渗透 性(烃CO2),特别是防水侵、调剖、防砂侵和提高油采收率。如果保持或提高井的总产量,用于产油或产气井的防水侵法能够持久降低该井产 生的水比例和提高油或气的产量。有时使用聚合物,但由于这些聚合物的尺寸限制,这些仍 然仅限于相对较低渗透率的产水区(平均小于300毫达西)。此外,由于它们在机械、热和 化学方面不稳定,它们很少单独使用,通常向其中加入稳定剂和/或交联剂。优选使用由聚 合物形成的凝胶,无论是堵漏凝胶还是稀凝胶(因此具有低的聚合物和交联剂浓度)。然后 将该聚合物/交联剂混合物注入井中,以便在延时胶凝动力学下处理,该凝胶只有在几小 时后才在该井周围的底层中凝固。但是,这些方法被认为不是非常可靠,并常使用基于铬盐 或树脂的污染产品。此外,基于凝胶的方法不能控制该凝胶的胶凝动力学或稠度;它们造成 高的破坏井的危险,它们导致交联剂留存和吸附在储集岩上,且它们只能困难地将凝胶置 于水层中和防止侵入油或气层。欧洲专利申请EP 00拟657和EP 0122073和美国专利47沈906公开了在油井的处理中使用聚两性电解质。由于老油田的数量递增、复杂井(水平井、近海井、多分支井)的发展、以及分离底 部沉积物的技术的可靠性不足,因而自选择性防水侵处理(即可在井的整个开放区间注入 (平面孔型注入)而不使用处理局部区域的机械装置)是高度有利的。在这种自选择性处 理的情况下,由于油层或气层在注射过程中不受保护,需要注入对油或气的渗透性几乎没 有影响的配制物。水溶性聚合物或水溶性聚合物的弱凝胶——它们是被称作RPMs (相对渗 透率改进剂)的产品——大大降低了岩石的透水率,同时对油或气的渗透率几乎没有影响。 它们通过在孔隙壁形成吸附的聚合物层来发挥作用,它们在水通过时溶胀,但在油或气通 过时在毛细力作用下收缩。优秀的RPM产品因此应牢固和不可逆吸附在岩石上,并应形成 非常适应该孔径的层厚度,应具有良好的机械、化学和热稳定性,并应具有“柔软”稠度以便 其在油或气通过时容易收缩。在该自选择性(平面孔型)处理中,还需要优化注入各个层中的产品的方位。施 工者试图尽量减小渗入油或气层的深度,以优先侵入水层。方位可以使用可临时保护油或 气层的转向产品控制,即利用RPM剂中固有的性质,例如通过选择尺寸足够大(数微米)的 产品以便不渗入油层(通常最不可透)。当防水侵法用于注水井时,也称作“调剖处理”的这种应用能够通过将聚合物或聚 合物凝胶类型的产品注入高渗透性排水孔来实现储层的更好冲洗,并防止目前在非均质储 层中观察到的水窜现象。如上所示,由于它们的大尺寸,微凝胶自发地优先侵入渗透性最高 的排水孔(水在其中移动),并仅在很小程度上扩散到最饱含油的低渗透性区域中。因此, 它们表现出优于聚合物的定位性质。关于防砂侵,油气工业有时使用树脂基配制物。将在烃溶剂中稀释的树脂-固化 剂混合物注入井周围的待处理区。凝固时间充分延迟以便在低压下注入产品。然后关闭该井,以使树脂固化和巩固岩石。一旦固化,该树脂表现为固体。因此,如果需要使流体在处 理过的区域中保持流动,则需要向该配制物中加入能在该树脂中形成通道的化学剂,或在 固化过程中注入惰性气体。但是,该树脂基防砂侵法不在大程度上使用,因为它们使用通常 不是非常安全且有毒的有机化合物;难以控制它们的凝固动力学。处理区间不能超过数英 尺厚和1至2英尺深,且破坏井的危险高。通过聚合物注射提高烃采收率包括通过添加低浓度亲水聚合物来增稠注入的水, 以便更好地控制驱替液(水)相对于被驱替流体(烃)的迁移率。最广泛用于此用途的聚 合物是线型和高分子量的丙烯酰胺/丙烯酸酯共聚物,其增粘力非常高,并且没有在大的 程度上吸附在储集岩上。但是,这种类型的聚合物在高于70°C不是很稳定,对剪切不是很稳 定,并对盐非常敏感,这引起其增粘力的显著降低。因此,本专利技术人试图开发新型化合物,该化合物可用于制备增稠和/或稳定化和/ 或选择性微凝胶,所述微凝胶用于降低油工业领域中井的渗透性,并表现出改进的性质,更 特别是防水侵、调剖、防砂侵和提高油采收率方面的性质。因此,根据一方面,本专利技术的一个主题是处理地下或非地下岩层、更特别是处理 产油或产气井、处理以冲洗烃(油或气)储层为目标的注水井、或处理矿气井或储气井的 方法,其特征在于其包括将微凝胶注射到所述岩层上或所述岩层中或注射到所述井中的阶 段,所述微凝胶是通过在水中稀释交联聚合电解质的自可逆反相胶乳或自可逆反相微胶 乳而获得,所述交联聚合电解质通过游离的、部分盐化或完全盐化的2-甲基-2--1-丙磺酸、至少一种选自2,N,N,N-四甲基-2-氯化丙铵(AMPTAC)、N, N, N-三甲基_3_氯化丙 铵(APTAC)、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、N,N, N-三甲基_2_ 氯化乙铵、N,N, N-三甲基-2-氯化乙铵或N,N,N-三甲 基-3-氯化丙铵(MAPTAC)的阳离子单体和至少一 种选自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰胺 或丙烯酸2-羟乙酯的中性单体在交联剂存在下的共聚获得。在如上定义的方法中,所用自可逆反相胶乳或自可逆反相微胶乳在含水流体中溶 胀后产生微凝胶,该微凝胶可形变,温度稳定,在受到高剪切时机械稳定,且不可逆地吸附。术语“共聚”在如上定义的方法中是指该聚合反应使用至少三种不同的单体。但 是,其可涉及超过三种不同单体。根据本专利技术的一个具体方面,如上定义的方法中任选使用的自可逆反相胶乳包含 20至70重量%、优选25至60重量%的交联聚合电解质。根据本专利技术的另一具体方面,如上定义的方法中任选使用的自可逆反相微胶乳包 含15至40重量<%、优选20至30重量%的所述聚合电解质。根据如上定义的方法的另一具体方面,在用水稀释以形成所述微凝胶之前预先将 所述反相胶乳或所述反相微胶乳干燥和粉化。根据这一具体方面,在干燥和粉化之前预先将所述反相胶乳或所述反相微胶乳浓缩。本专利技术的另一主题是自可逆反相胶乳,其包含20至70重量%、优选25至60重 量%的交联聚合电解质,所述交联聚合电解质通过游离的、部分盐化或完全盐化的2-甲基-2- -1-丙磺酸、N,N,N-三甲基-3- 氯化丙铵和至少一种选自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰胺或丙烯酸2-羟乙酯的中性单体的共聚获得。另一主题是自可逆反相 微胶乳,其包含15至40重量%、优选20至30重量%的交联聚合电解质,所述交联聚合电 解质通过游离的、部分盐化或完全盐化的2-甲基-2--1-丙 磺酸、N,N, N-三甲基-3-氯化丙铵和至少一种选自丙烯酰 胺、仏^二甲基丙烯酰胺、^丙烯酰胺或丙烯酸2-羟 乙酯的中性单体的共聚获得。在作为本专利技术主题的方法的定义中和在作为本专利技术主题的自可逆反相胶乳和 自可逆反相微胶乳的定义中,术语“部分盐化”或“完全盐化”在本专利技术中是指所述2-甲 基_2--1-丙磺酸(也称作2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸或 AMPS )分别以碱金属盐(例如钠盐或钾盐)或铵盐形式部分盐化或完全盐化。在作本文档来自技高网...

【技术保护点】
处理地下或非地下岩层、更特别是处理产油或产气井、处理以冲洗烃(油或气)储层为目标的注水井、或处理矿气井或储气井的方法,其特征在于其包括将微凝胶注射到所述岩层上或所述岩层中或注射到所述井中的阶段,所述微凝胶是通过在水中稀释交联聚合电解质的自可逆反相胶乳或自可逆反相微胶乳而获得的,所述交联聚合电解质通过游离的、部分盐化或完全盐化的2-甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]-1-丙磺酸、至少一种选自2,N,N,N-四甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]氯化丙铵、N,N,N-三甲基-3-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]氯化丙铵、二烯丙基二甲基氯化铵、N,N,N-三甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)]氯化乙铵、N,N,N-三甲基-2-[(1-氧代-2-甲基-2-丙烯基)]氯化乙铵或N,N,N-三甲基-3-[(1-氧代-2-甲基-2-丙烯基)氨基]氯化丙铵的阳离子单体、和至少一种选自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-[2-羟基-1,1-双(羟甲基)乙基]丙烯酰胺或丙烯酸2-羟乙酯的中性单体在交联剂存在下的共聚获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:O布朗P马洛A扎图恩
申请(专利权)人:化工产品开发公司SEPPIC鲍威尔科技
类型:发明
国别省市:FR

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