Винахід стосується хімічної композиції і її використання для збільшення видобутку і запасів нафти вторинним і / або третинним способами. Хімічна композиція для використання в бурових роботах для видобутку нафти містить з'єднання аміаку, спирт і водний розчин носій, який присутній в обсязі, достатньому, щоб повністю розчинити з'єднання аміаку і спирт. Спосіб використання зазначеної вище композиції включає введення цієї композиції в пласт в кількості, ефективній при додаванні до пласту для істотного збільшення видобутку вуглеводнів, і витяг вуглеводнів. Технічний результат - підвищення нафтовидобутку. 2 н. і 17 з.п. ф-ли, 2 мул. 
Споріднені заявки
Ця патентна заявка заявляє пріоритет американської попередньої патентної заявки № 60/561669, поданої 13 квітня 2004 р, яка цілком включена в даний опис.
Область техніки, до якої належить винахід
Винахід стосується хімічної композиції та використання хімічної композиції для збільшення видобутку і запасів нафти.
рівень техніки
Коли нафта присутній в підземних гірських породах, таких як піщаник, карбонат або глинистий сланець, нафта зазвичай розробляють, буря свердловини до нафтоносного пласта і даючи можливість існуючому градієнту тиску виштовхувати нафту зі свердловини. Цей процес відомий як видобуток первинним способом. Коли і де градієнт тиску недостатній для видобутку нафти з бажаною швидкістю, то зазвичай проводять метод поліпшеної видобутку для вилучення додаткової кількості нафти. Процес відомий як видобуток вторинним способом. За видобутком нафти первинним способом слід видобуток нафти вторинним способом, така як вливання води або нагнітання газу для виштовхування додаткової кількості нафти, яка здатна видалити, в загальному, близько 30% від загального вмісту нафти в нафтовому резервуарі багатьох родовищ.
При заводнении вода під тиском впорскується в нафтоносний пласт після видобутку первинним способом і видобуває з сусідніх вуглеводневих експлуатаційних свердловин. Спочатку вуглеводень і потім вуглеводень і вода видобуваються з експлуатаційної свердловини.
Навіть після видобутку вторинним способом, таким як заводнення, великі кількості вихідної нафти залишаються на місці. Фракція неізвлекаемой вуглеводню зазвичай найбільш висока для важких нафт, гудрону і комплексних утворень. У великих нафтових родовищах понад мільярд барелів нафти може залишатися після звичайного заводнення. На додаток до заводнення також використовуються проекти витіснення при змішуванні з діоксидом вуглецю. Отже, видобуток третинним способом стає центром уваги. За оцінками, сучасні методики видобутку третинним способом здатні видалити додаткові 5-20 відсотків нафти, що залишається в резервуарі. У даній сучасної світової потреби в вуглеводневих корисних копалин розробка ефективних стратегій нафтовидобутку третинним способом для більш високої видобутку нафти обіцяє мати значний економічний вплив. Сучасні методи видобутку третинним способом ефективні, але дороги. Сучасні третинні методи все ще залишають значні кількості вихідної нафти в місці родовища.
Більшість залишається на місці нафти після видобутку первинним і вторинним способами знаходиться в мікроловушках через капілярних сил або адсорбувати на поверхні мінералів внаслідок незнижуваної нефтенасищенності, а також знаходиться в непрацюючих нафтоносних пластах всередині гірської породи. Сприяння руху зазвичай нерухомою залишкової нафти або інших вуглеводнів зазвичай називають здобиччю третинним способом. Відомо використання мікроорганізмів, таких як бактерії, для того, щоб витісняти нафту з мікроловушек або нафту, адсорбовану на поверхні мінералів, для того, щоб витягти додаткову кількість нафти в ході фази заводнення. Це зазвичай включає введення мікроорганізмів ззовні. Ці мікроби виробляють метан, який потім витягується.
Також відомо, що полімери і желатинізовані і поперечносшитого водорозчинні полімери корисні для збільшення видобутку нафти і в інших нафтопромислових процесах. Їх використовували для зміни проникності підземних порід для того, щоб збільшити ефективність процесів заводнення. Взагалі полімери або полімери поряд з гелеутворюючого агентами, такими як відповідний сшивающий агент, в рідини впорскується в пласт. Як збільшена видобуток, заснована на мікроби, так і збільшена видобуток, заснована на полімери, є дорогими процесами.
Діагенетіческой структура і тип пористості, виявлений в різних углеводородсодержащих породах може вказувати на пропускну здатність пласта, його ємність і можливість для заводнення або нагнітання СO2. Мета полягає у витісненні нафти з високоємкий секцій, але з малою здобиччю в секції з високою здобиччю. Це дозволяє збільшити видобуток нафти понад передбаченої первинної виснажливої видобутку таким чином, що видобувається більше процентний вміст вихідної нафти в родовищі.
Традиційні процеси видобутку третинними методами включають введення СO2 або води в свердловину. Існує потреба в покращеній композиції для збільшення видобутку нафти. Було б корисно використовувати комерційно доступне традиційне впорскується обладнання для зниження капітальних витрат.
Для повної капіталізації своїх національних ресурсів країни-виробники нафти повинні збільшити внутрішнє виробництво бензину за допомогою використання поліпшеної технології нафтовидобутку. Фірми-виробники, зазвичай консервативні в точному визначенні видобувних запасів, мають потребу в збільшенні видобувних запасів з перевірених резервів, на противагу розробці неперевірених резервів. Існує необхідність в рентабельних методах видобутку нафти для того, щоб довести до максимуму видалення вихідної нафти з місця на кожне родовище. Існує необхідність в рентабельних методах видобутку нафти для зниження зростання цін шляхом більш ретельної розмітки мінімального розміру родовища та інших параметрів, необхідних для успішної видобутку нафти. Існує потреба у видобутку третинним способом, який використовує прості або застосовуються в даний час прикладні методи.
Патент США № 6225263 навчає способу збільшення видобутку нафти і / або газу з підземних пластів шляхом уприскування в пласт водного розчину моноалкілні ефіру поліетиленгліколю.
Патент США № 3902557 описує спосіб обробки пласта, оточуючи свердловину шляхом уприскування розчинника, що включає С4-С 10алкіловий ефір полігліколевий ефіру, що містить 10-22 атомів вуглецю на молекулу. С4-С8моноалкіловий ефіри три і тетраетіленгліколей є кращими, зокрема, гексиловий ефір, в той час як бутиловий ефір також згадувався. Розчинник може бути розбавлений органічної рідиною, такий як спирт, наприклад, ізопропанол.
Патент Франції № 2735524 спрямований на метод видобутку вторинним і третинним способами за допомогою використання спирту в кількості від 1 до 5% за вагою до сольватного асфальтеном.
Існує потреба в рентабельною композиції і способі використання композиції для того, щоб поліпшити збільшену нафтовидобуток. Існує потреба в капіталізації вихідної нафти в місці родовища, яка виявилася не витягнутої при видобутку первинним і вторинним способами.
суть винаходу
Для того щоб задовольнити одну або кілька з цих потреб, даний винахід переважно забезпечує композицію і спосіб видобутку нафти третинним способом. Винахід включає рентабельну виготовлену на замовлення суміш органічних хімічних речовин для стимулювання видобутку нафти. Завдяки дії поверхнево-активної речовини або розчинника ця композиція робить рухомий залишкову нафту, укладену в резервуарі.
Цей винахід включає хімічну композицію для використання в бурових роботах для нафтовидобутку і спосіб використання хімічної композиції. Хімічна композиція включає з'єднання аміаку, спирт і водний розчин носій. Водний розчин носій існує в достатньому обсязі, такому, щоб повністю розчинити з'єднання аміаку і спирт у водному розчині носія. Незважаючи на те, що нагрівання не є обов'язковим, було показано, що невелике підвищення температури має позитивні ефекти. Хімічна композиція показує повний розподіл по рідини-носія з'єднання аміаку і спирту.
У кращому варіанті здійснення спирт, придатний для хімічної композиції винаходу, містить від приблизно одного до приблизно шести атомів вуглецю. Спирт є переважно неароматичним. Більш придатними є спирти, що містять один-чотири атома вуглецю, тобто метиловий, етиловий, пропіловий і / або бутиловий спирт. З пропилового спиртів ізопропіловий є особливо привабливим. Спирт кращий в кількості приблизно від 4 до 16 відсотків за обсягом хімічної композиції.
У хімічній композиції винаходу кращим розчином носієм є вода. Цей розчин може бути морською водою, такий як видобуваються разом з нафтою води. Водний розчин носій найбільш прийнятний. У кращому варіанті здійснення існує тільки один розчин носій і їм є саме вода. Розчин носій, присутній в кількості від приблизно 76 до 94 відсотків за обсягом хімічної композиції, найбільш прийнятний.
З'єднання аміаку хімічної композиції є переважно аміаком або гідроксидом амонію. З'єднання аміаку присутній в кількості приблизно від 2 до 8 відсотків за обсягом хімічної композиції.
Перевага кількості сполуки аміаку і спирту визначають діапазон співвідношень, який найбільш прийнятний. Бажаний співвідношення спирту до з'єднання аміаку знаходиться між приблизно 1: 1 спирту до з'єднання аміаку і приблизно 3: 1 спирту до з'єднання аміаку, причому співвідношення складені на основі обсягу. Співвідношення приблизно 2: 1 спирту до з'єднання аміаку є найкращим.
Цей винахід також включає спосіб видобутку вуглеводнів з пласта вуглеводнів, що містить запаси вуглеводнів. Спосіб даного винаходу включає введення хімічної композиції в пласт вуглеводнів в кількості, ефективній для істотного збільшення видобутку вуглеводнів з пласта. Подальша видобуток вуглеводнів з пласта вуглеводнів може бути через ту ж щілину або через інші свердловини родовища.
Цей винахід може бути використано для видобутку вторинним і / або третинним способами. Вважають, що композиція винаходу поліпшить проникність породи, розташованої поруч з свердловиною.
Короткий опис винаходу
Для того щоб ознаки, переваги та завдання винаходи, а також інші питання, що виникають були зрозумілі, більш детальний опис винаходу, коротко підсумованого вище, можна отримати шляхом посилання на його варіант здійснення, який проілюстрований в доданих кресленнях, які утворюють частину цього докладного опису. Слід зазначити, однак, що креслення ілюструють тільки кращий варіант здійснення винаходу і, таким чином, не повинні розглядатися як обмежуючі суть винаходу, оскільки воно може допускати інші одно ефективні варіанти здійснення.
Фиг.1 є спрощеною блок-схему введення хімічної сполуки винаходу в резервуар; і
Фиг.2 є спрощене блок-схему обладнання, що бере участь в одному з варіантів здійснення винаходу, який включає введення води, що добувається спільно з нафтою, разом з хімічною композицією винаходу в свердловину.
Детальний опис винаходу
Спирти можуть, в більшості випадків, бути визначені як R-OH, де R є комбінацією атомів вуглецю і водню, причому вода виключається з цього визначення. Переважний спирт винаходу є нерозгалуженим, на противагу ароматичного, з безперервним ланцюгом вуглецевих атомів, довжиною від 1 до 8 вуглеців. Насичені спирти є кращими, оскільки вони схильні бути більш стабільними, ніж ненасичені спирти. Метиловий спирт, етиловий спирт, ізопропіловий спирт, н-пропіловий спирт і бутиловий спирт є кращими. Пропіловий спирт особливо кращий. З пропилового спиртів ізопропіловий є особливо привабливим. Суміші метилового, етилового, пропилового і / або бутилового спиртів для створення спирту винаходу також входять в обсяг винаходу. Суміш етилового і пропилового спирту є кращою. Оскільки хімія молекули спирту визначається функціональною групою ОН, фахівцям в даній області зрозуміло, що інші спирти можуть бути ефективні окремо або в комбінації. Однак використання тільки одного спирту, що має безперервний ланцюг від 1 до 8 атомів вуглецю або тільки одного спирту, причому спирт є сумішшю спиртів з 1-8 вуглецями без інших спиртів, є ефективним і привабливим.
Примітно, що спирти можуть утворюватися на місці, наприклад, по реакції солей з відповідними реагентами в присутності води. Отримання спирту на місці також входить в обсяг даного винаходу.
Додатково поверхнево-активні речовини можуть бути додані до хімічної композиції для того, щоб зменшити міжфазне натяг вода-нафта і поліпшити ефективність, але винахід забезпечує ефективні і рентабельні результати за допомогою використання суміші тільки з'єднання аміаку, спирту і розчину носія.
Аміак додають до хімічної композиції. Аміак може бути представлений у багатьох формах, причому кращими формами є безводний аміак і гідроксид амонію. Аміак може бути отриманий з реакції або дисоціацією. Іони амонію, такі як розчинені солі амонію, також включені в цей винахід. Аміак повністю розчинний у воді, розчиняючись до ступеня приблизно 700 обсягів в одному обсязі розчинника. Процес розчинення супроводжується реакцією NH3 + Н 2O, даючи, таким чином, NH4 
++ ОН-. Це також відноситься до гідроксиду амонію. Таким чином, гідроксид амонію, який часто комерційно випускається з істотними кількостями аміаку у воді, включений в термін аміак в цьому винаході. Також в обсяг винаходу входять інші попередники, які утворюють іони амонію на місці.
Ізопропіловий спирт, також відомий як ізопропанол, має формулу С3Н8О і є ненасиченим. Це особливо кращий спирт цього винаходу. Відзначають, що ізопропіловий спирт має температуру кипіння 82,4 ° С і питома вага 0,78 при 20 ° С. Порогова концентрація запаху ізопропілового спирту в повітрі становить 22 частини на мільйон частин повітря. Контакт між ізопропіловий спирт і повітрям іноді призводить до утворення пероксидів, іншому можливому елементу композиції, додає або утворювати на місці. Таким чином, альтернативний варіант здійснення винаходу включає додавання пероксиду до з'єднання аміаку і спирту. Вважають, що ізопропіловий спирт змінює смачиваемость пластів, особливо на кордоні розлому материнської породи. Перетворення в в'язкий стан досягається шляхом зміни властивостей рідини в резервуарі.
приклад 1
Безводний аміак використовували в цьому прикладі, Baume 26.
Яка утворюється в результаті композицію розбавляли в п'ять разів так, щоб була 1 частина композиції винаходу і 4 частини розчинника. Як розчинник використовували воду. Морська вода з води, видобутої разом з нафтою, також може бути використана. Це тестували на свердловині і спостерігали суттєве збільшення видобутку.
приклад 2
Тест ідентифікували як тест № 1300. Наведена є таблицею порівняння хімічної композиції винаходу з реліктової водою
№ 1 300 Поверхнева в'язкість, мПа * с Щільність, г / см3 рН хімреагентів 0,79 0,958 11,635 Реліктова вода № 1 0,83 0,985 9,439 Реліктова вода № 2 0,78 0,982 9,362
Цей приклад виконували при концентрації 0% (щодо штучної реліктової води), 0,2%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 4,0%, 6,0%, 8,0%, 10 %, 15%, 20%, 100%.
Результати цих тестів вказують, що розчинність хімічної композиції є хорошою при різній концентрації.
приклад 3
Тест ідентифікували як тест № 700. Нижченаведене є таблицею порівняння хімічної композиції винаходу з реліктової водою:
№ 700 поверхнево в'язкість, мПа * с Щільність, г / см3 рН хімреагентів 0,83 0,964 11,791 Реліктова вода № 1 0,83 0,985 9,439 Реліктова вода № 2 0,78 0,982 9,362
Хімреагентів может буті відновленій и повторно використаних для Додатковий зниженя витрат. Хімічна композиція, мабуть НЕ реагує з нафтою, а такоже істотне Кількість НЕ захоплюється пластом. Таким чином, хімічна композиція може бути відділена від нафти / текучого середовища і використана повторно.
У той час як винахід було продемонстровано і описано тільки в декількох з його форм, фахівцям в даній області має бути очевидно, що воно не настільки обмежена і допускає різні зміни без ухилення від суті винаходу.
Наприклад, в той час як винахід був описаний як корисне для видобутку третинним способом, воно може бути використано для стимулювання вироблення в будь-який момент життя свердловини, включаючи збіг у часі з видобутком вторинним способом. У той час як було описано традиційне впорскування, винахід включає будь-який спосіб приведення хімічної композиції в контакт з нафтоносними пластами. Різні способи утворення хімічного композиції, включаючи створення на місці, включені в цей винахід. Види використання хімічної композиції, пов'язані з властивостями, виявленими для композиції, також включені в цей винахід. Спосіб винаходу може бути застосований для обробок, що стимулюють свердловину, таких як освіта водного бар'єру, консолідації піску, кислотна обробка пісковика і способи, що збільшують нафтовидобуток, такі як видобуток нафти третинним способом. Хімічна композиція може впорскуватися в видобувну свердловину для стимуляції вуглеводнів в свердловині. Желатинізовані або перетворені в в'язкий стан кошти доставки цієї хімічної композиції також включені в цей винахід.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Хімічна композиція для використання в бурових роботах при видобутку нафти, яка містить:
з'єднання аміаку,
спирт і
водний розчин носій, що знаходиться в обсязі, достатньому для того, щоб повністю розчинити з'єднання аміаку і спирт у водному розчині носії, причому з'єднання аміаку і спирт по суті розподілені по рідини-носія, причому хімічна композиція діє для того, щоб приводити в рух нафту в резервуарі, що призводить до збільшення видобутку з резервуара.
2. Хімічна композиція по п.1, в якій спирт містить від одного до шести атомів вуглецю і не є ароматичним.
3. Хімічна композиція по п.2, в якій спиртом є пропіловий спирт.
4. Хімічна композиція по п.3, в якій спиртом є ізопропіловий спирт.
5. Хімічна композиція по п.2, в якій спиртом є бутиловий спирт.
6. Хімічна композиція по п.2, в якій спиртом є етиловий спирт.
7. Хімічна композиція по п.2, в якій спиртом є метиловий спирт.
8. Хімічна композиція по п.1, в якій розчином носієм є вода.
9. Хімічна композиція по п.1, в якій розчин носій складається по суті з води.
10. Хімічна композиція по п.1, в якій з'єднанням аміаку є аміак.
11. Хімічна композиція по п.1, в якій з'єднанням аміаку є гідроксид амонію.
12. Хімічна композиція по п.1, в якій спирт присутній в кількості приблизно від 4 до 16 об.% Від хімічної композиції.
13. Хімічна композиція по п.1, в якій з'єднання аміаку присутній в кількості приблизно від 2 до 8 об.% Від хімічної композиції.
14. Хімічна композиція по п.1, в якій розчин носій присутній в кількості приблизно від 76 до 94 об.% Від хімічної композиції.
15. Хімічна композиція по п.1, в якій спирт і з'єднання аміаку визначають співвідношення спирту та з'єднання аміаку, причому співвідношення знаходиться між приблизно 1: 1 спирту до аміаку і приблизно 3: 1 спирту до аміаку за обсягом.
16. Спосіб видобутку вуглеводнів з пласта вуглеводнів, що містить запаси вуглеводнів, що включає стадії:
введення хімічної композиції по п.1 в пласт вуглеводнів в кількості, ефективній при додаванні до пласту для істотного збільшення видобутку вуглеводнів з запасів; и
витяг вуглеводнів з вуглеводневої пласта.
17. Спосіб за п.16, додатково включає стадію регенерації істотної кількості хімічної композиції, наступну за введенням хімічної композиції в пласт вуглеводнів, так, що хімічна композиція може бути використана знову в пласті вуглеводнів.
18. Хімічна композиція по п.1, де хімічна композиція є не реагує з нафтою і діючої для збільшення видобутку нафти при бурових роботах без додавання зовнішнього поверхнево-активної речовини.
19. Хімічна композиція по п.1, в якій композиція не включає лужної гіпохлорит для хімічного окислення компоненти нафти.