使表面活性剂增溶于超临界二氧化碳中用于三次采油制造技术

本公开的实施方案包括用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的方法和系统，其包括提供所述表面活性剂在其中增溶的所述超临界二氧化碳的湍流，并将所述表面活性剂注入到所述超临界二氧化碳的湍流中以获得0.01至1.0的喷流混合数。在一个或多个实施方案中，泵向通过至少部分管线移动的超临界二氧化碳提供湍流，并且与所述管线相连的注入器将所述表面活性剂输送通过限定所述注入器中的端口的表面，以将所述表面活性剂注入到所述超临界二氧化碳的湍流中，以获得0.01至1.0的喷流混合数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总的来说，本公开涉及三次采油(Enhanced oil recovery)，具体来说，涉及使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶以用于三次采油的方法和系统。
技术介绍
各种技术已被用于三次采油(例如从其中烃类不再通过自然力流动的含油储层回收烃类)。这样的技术可以包括注水和/或随后的气驱等。注水对于回收某些烃类可能有用，但是使用这种技术只能回收大约三分之一的烃类。因此，典型地在注水程序后进行气驱程序。气驱可以使用可混溶气体来进行，该可混溶气体降低含油储层中存在的油的粘度，以便增加烃类向产油井的流动。处于超临界状态下的二氧化碳已被用作可混溶流体，以降低含油储层中油的粘度。超临界二氧化碳是最有效和最廉价的可混溶流体之一。然而，气驱可能伴有许多缺点。遇到的一个主要问题是含油储层的清扫(sweep)不良。当在气驱过程中注入到含油储层中的气体由于该气体的低粘度而流过阻力最小的路径，因此绕过显著部分的地层时，发生清扫不良。当气体绕过显著部分的地层时，与气体接触的油较少，减少了气体降低油粘度的可能性，产生清扫不良。此外，由于气体的低密度，注入的气体可能上升到地层顶部并“越过”部分地层，引起气体在产油井处的过早涌出，在含油储层内留下较少的气体与油接触，同样减少了气体降低油粘度的可能性。为了提高气驱方法的有效性，已经建议向超临界二氧化碳添加表面活性剂以在地层中产生乳液。乳液能够产生约100至约1000倍于注入气体的表观粘度，因此乳液能够抑制气体流入以前已被清扫的含油储层部分中。换句话说，乳液可用于阻断气体能够快捷通过的含油储层体积，从而降低它流过高度可渗透的裂缝、裂隙或层的倾向性，并将其导向以前未清扫的含油储层部分。因此，乳液能够迫使气体将可采烃类从储层的未枯竭部分驱向产油井。专利技术简述本公开的实施方案包括用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的方法，该方法包括提供表面活性剂在其中增溶的超临界二氧化碳的湍流，并将表面活性剂注入到该超临界二氧化碳的湍流中以获得0.01至1.0的喷流混合数(Jet Mixing Number)。泵向通过至少部分管线移动的超临界二氧化碳提供湍流，并且与管线相连的注入器将表面活性剂输送通过限定注入器中的端口(port)的表面，以将该表面活性剂注入到超临界二氧化碳的湍流中，以获得0.01至1.0的喷流混合数。在一个或多个实施方案中，将表面活性剂注入到超临界二氧化碳的湍流中，使该表面活性剂产生比根据超临界二氧化碳的优势(prevailing)湍流条件所计算的最大稳定液滴直径更小的液滴直径。本公开还可以提供产生在超临界二氧化碳中具有少于700秒的停留时间的该表面活性剂的液滴直径。在一个或多个实施方案中，本公开提供了以相对于该超临界二氧化碳的体积流速预定的体积值注入该表面活性剂。在一个或多个实施方案中，可以将表面活性剂以与湍流的纵向流动方向垂直的角度注入到该湍流中。提供湍流可以包括在输送超临界二氧化碳的管线中提供接头(fitting)，并且在该接头附近将表面活性剂注入到超临界二氧化碳的湍流中。提供湍流可以包括在输送超临界二氧化碳的管线中提供中空圆锥形插入件，以提高超临界二氧化碳在所注入的表面活性剂附近的局部速度。在一个或多个实施方案中，本公开还包括用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的系统，该系统包括：管线中的超临界二氧化碳；提供通过至少部分管线的超临界二氧化碳的湍流的泵；以及与管线相连的注入器，该注入器将表面活性剂输送通过限定注入器中的端口的表面，以将表面活性剂注入到超临界二氧化碳的湍流中，以获得0.01至1.0的喷流混合数。在一个或多个实施方案中，管线可以包括接头，并且与该管线相连的注入器与管线的接头相连。在一个或多个实施方案中，管线可以包括其中的中空圆锥形插入件，以提高超临界二氧化碳在端口附近的局部速度。在一个或多个实施方案中，注入器是延伸到含有超临界二氧化碳的管线中的管，该管具有端口，该端口的位置使得表面活性剂以与湍流的纵向流动方向垂直的角度注入到超临界二氧化碳中。在一个或多个实施方案中，注入器中的端口允许表面活性剂被注入到超临界二氧化碳的湍流中，使该表面活性剂获得比根据超临界二氧化碳的优势湍流条件所计算的最大稳定液滴直径更小的液滴直径。在一个或多个实施方案中，该表面活性剂的液滴直径在超临界二氧化碳中具有少于700秒的停留时间。在一个或多个实施方案中，注入器中的端口大致位于所述管线的径向中心处。在一个或多个实施方案中，注入器以相对于所述超临界二氧化碳的体积流速预定的体积值注入表面活性剂。上面本公开的概述不打算描述本公开的每个公开的实施方案或每种实施方式。下面的说明书更具体地示例说明性实施方案。在整个申请中的几个地方，通过实例的列举提供指导，该实例可以以各种不同的组合使用。在每种情况下，所叙述的列举仅仅用作代表性组，不应被解释为全部列举。附图简述图1图示说明了根据本公开的用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的系统的一个实施方案。图2图示说明了根据本公开的用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的系统的一个实施方案。图3图示说明了根据本公开的用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的系统的一个实施方案。图4图示说明了根据本公开的用于使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的系统的一个实施方案。图5图示说明了根据本公开的700μm的初始液滴直径在超临界二氧化碳(scCO2)中的一维(1-D)传质计算的结果。图6图示说明了根据本公开的470μm的初始液滴直径在scCO2中的1-D传质计算的结果。图7图示说明了根据本公开的100μm的初始液滴直径在scCO2中的1-D传质计算的结果。图8图示说明了液滴从700μm的dmax值开始的液滴直径随时间变化的结果。定义当在本文中使用时，术语“一个”和“一个或多个”以及“至少一个”可互换使用，并且包括复数指称项，除非上下文相反的明确指示。除非另有定义，否则所有科学和技术术语被理解为具有与在它们所属
中常用的意义相同的意义。出于本公开的目的，其他特定术语在文中各处定义。术语“包含”、“包括”以及这些词的变化形式，在说明书和权利要求书中出现这些术语之处没有限制性意义。因此例如，包含“一种”表面活性剂的方法可以被解释为意指包括“一种或多种”表面活性剂的方法。此外，与“包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.04 US 61/351,5101.使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的方法，所述方法包
括：
提供所述表面活性剂在其中增溶的所述超临界二氧化碳的湍流；
以及
将所述表面活性剂注入到所述超临界二氧化碳的湍流中，以获得
0.01至1.0的喷流混合数。
2.权利要求1的方法，其中将所述表面活性剂注入到所述超临界
二氧化碳的湍流产生了比根据所述超临界二氧化碳的优势湍流条件
所计算的最大稳定液滴直径更小的所述表面活性剂的液滴直径。
3.前述权利要求任一项的方法，其还包括产生在所述超临界二氧
化碳中具有少于700秒的停留时间的所述表面活性剂的液滴直径。
4.前述权利要求任一项的方法，其中以相对于所述超临界二氧化
碳的体积流速预定的体积值注入所述表面活性剂。
5.前述权利要求任一项的方法，其中所述表面活性剂的注入将所
述表面活性剂以与所述湍流的纵向流动方向垂直的角度引入到所述
湍流中。
6.前述权利要求任一项的方法，其中提供湍流包括在输送所述超
临界二氧化碳的管线中提供接头，并且在所述接头附近将所述表面
活性剂注入到所述超临界二氧化碳的湍流中。
7.前述权利要求任一项的方法，其中提供湍流包括在输送所述超
临界二氧化碳的管线中提供中空圆锥形插入件，以提高所述超临界

\t二氧化碳在所述注入的表面活性剂附近的局部速度。
8.使表面活性剂在超临界二氧化碳中增溶的系统，所述系统包
括：
管线中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·克洛特，R·M·琼斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：