用于储层与井下应用的电响应水凝胶制造技术

使电响应水凝胶颗粒流入在地下地层中形成的第一井筒中。在第一井筒与在地下地层中形成的第二井筒之间建立电回路。通过电回路施加电流，从而将电响应水凝胶颗粒暴露于电场，并引起电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的至少一种，以在地下地层内形成分流塞。使水流入第一井筒中以增大第二井筒的烃产量。一井筒中以增大第二井筒的烃产量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于储层与井下应用的电响应水凝胶
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2020年8月17日提交的美国专利申请号16/995,147的优先权，该专利申请的全部内容通过援引特此并入。


[0003]本披露涉及地下地层中的一致性改进。

技术介绍

[0004]注水涉及将水注入地下地层以增大含烃储层的烃产量。使用水来增大烃产量也被称为二次采收，并且典型地在使用储层的天然能量将油采收到地表的一次采收之后进行。水的注入用于维持储层压力并驱扫(sweep)油，以提高储层产量。注入的水可以例如从储层的孔隙空间中驱替油，但是这种驱替的效率取决于各种因素。

技术实现思路

[0005]本披露描述了与用于改进地下地层中的一致性的电响应水凝胶相关的技术。所描述的主题的某些方面可以作为方法来实施。使电响应水凝胶颗粒流入在地下地层中形成的第一井筒中。在第一井筒与在地下地层中形成的第二井筒之间建立电回路。在建立电回路之后，通过电回路施加电流，从而将电响应水凝胶颗粒暴露于电场，并引起电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的至少一种，以在地下地层内形成分流塞。当施加电流时，使水流入第一井筒中以增大第二井筒的烃产量。
[0006]这一方面和其他方面可以包括以下特征中的任一个特征。在一些实施方式中，电响应水凝胶颗粒的平均直径在1纳米至10微米的范围内。在一些实施方式中，电响应水凝胶颗粒由包含页硅酸镁铝、过硫酸铵、二亚甲基双丙烯酰胺和乙酸的混合物形成。在一些实施方式中，电响应水凝胶颗粒在流入第一井筒中之前分散在水性流体中。在一些实施方式中，使电响应水凝胶颗粒流入第一井筒中包括使电响应水凝胶颗粒在水性流体中的分散液流入第一井筒中。在一些实施方式中，电响应水凝胶颗粒在分散液中存在的浓度在0.1重量百分比(wt.％)至10wt.％的范围内。在一些实施方式中，在使水流入第一井筒中以增大第二井筒的烃产量之后，移除电流，从而引起电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的至少一种以使分流塞逆转和变形。在一些实施方式中，电流是第一电流，并且该方法包括，在使水流入第一井筒中以增大第二井筒的烃产量之后，在电响应水凝胶颗粒上施加具有与第一电流相反的电压的第二电流，从而引起电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的至少一种以使分流塞逆转和变形。
[0007]所描述的主题的某些方面可以作为一种用于生产用于地下地层中的电响应水凝胶的方法来实施。使丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合以形成颗粒。使颗粒与交联的藻酸盐基质掺和(i行termingled)以形成电响应水凝胶。
[0008]这一方面和其他方面可以包括以下特征中的任一个特征。在一些实施方式中，使
丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合包括将丙烯酸、页硅酸镁铝和乙酸混合以形成第一混合物。在一些实施方式中，使丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合包括将第一混合物、过硫酸铵和二亚甲基双丙烯酰胺混合以形成第二混合物。在一些实施方式中，使丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合包括使第二混合物的丙烯酸聚合并形成粒状样品。在一些实施方式中，使丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合包括将粒状样品和水混合以形成浆料。在一些实施方式中，使丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合包括向浆料添加碱式盐以提高浆料的pH值。在一些实施方式中，使浆料干燥以形成固体样品并将固体样品还原成颗粒而形成颗粒。在一些实施方式中，使颗粒与交联的藻酸盐基质掺和包括将颗粒分散在藻酸盐溶液中以形成分散液。在一些实施方式中，使颗粒与交联的藻酸盐基质掺和包括向氯化物盐溶液添加分散液以形成第三混合物。在一些实施方式中，使颗粒与交联的藻酸盐基质掺和包括使第三混合物交联并形成包封珠粒。在一些实施方式中，通过用水冲洗包封珠粒并将包封珠粒干燥而形成电响应水凝胶。
[0009]所描述的主题的某些方面可以作为一种用于生产用于地下地层中的电响应水凝胶的方法来实施。形成分散在甲苯的连续相中的丙烯酸和页硅酸镁铝的反相乳液。使反相乳液的丙烯酸聚合以形成电响应水凝胶。
[0010]这一方面和其他方面可以包括以下特征中的任一个特征。在一些实施方式中，形成分散在甲苯的连续相中的丙烯酸和页硅酸镁铝的反相乳液包括使丙烯酸、页硅酸镁、甲苯和乙酸混合以形成第一混合物。在一些实施方式中，形成分散在甲苯的连续相中的丙烯酸和页硅酸镁铝的反相乳液包括使第一混合物和表面活性剂混合以形成反相乳液。在一些实施方式中，使反相乳液中的丙烯酸聚合以形成电响应水凝胶包括向反相乳液添加过硫酸铵和二甲基双丙烯酰胺。在一些实施方式中，使反相乳液中的丙烯酸聚合以形成电响应水凝胶包括使反相乳液的丙烯酸聚合并形成粒状样品。在一些实施方式中，使反相乳液中的丙烯酸聚合以形成电响应水凝胶包括使粒状样品和碱式盐溶液混合以形成浆料。在一些实施方式中，通过使浆料干燥而形成电响应水凝胶。
[0011]本披露的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和描述中进行阐述。本主题的其他特征、方面和优点从说明书、附图以及权利要求将变得显而易见。
附图说明
[0012]图1是示例井的示意图。
[0013]图2A是用于处理图1的井的示例方法的流程图。
[0014]图2B和图2C是该方法(图2A的流程图)的一些步骤的示例进展的示意图。
[0015]图3A是用于生产可以用于处理图1的井的处理组合物的示例方法的流程图。
[0016]图3B是用于生产可以用于处理图1的井的处理组合物的示例方法的流程图。
具体实施方式
[0017]本披露描述了一种用于改进地下地层中的一致性的电响应(响应于暴露于电流或电场而活化)的水凝胶。一致性是在烃采收驱油(flooding)操作(例如，注水操作)期间注入的驱动流体(例如，水)上的驱油前缘的均匀性的量度。在注水操作中，注入的水优先流经透水性较高的岩层、或通过粘性指进(viscous fingering)切穿油，这可能导致注入的水绕过
储层中的烃资源。漏水区(water
‑
thief zone)是地下地层中与邻区相比具有相对高的渗透性和/或大孔隙大小的区。水凝胶已广泛用于堵塞储层中的漏水区。水凝胶是交联聚合物链的网络，其中水用作分散介质。水凝胶由于亲水基的存在而吸水，并且由于聚合物链之间的交联而抵抗溶解。在一些情况下，将胶凝剂(gelant)(在凝胶形成之前包含聚合物和交联剂的溶液)注入地下地层中，并且凝胶在地下地层内形成。与将胶凝剂注入地下地层中相关联的一些挑战可能包括聚合物和交联剂的分离(例如，由于吸附)、胶凝剂的剪切、以及当胶凝剂流向地下地层时胶凝剂的稀释。在一些情况下，将预先形成的凝胶注入地下地层中。与将预先形成的凝胶注入地下地层中相关联的一些挑战可能包括凝胶在地下地层中传播的困难和在井下条件(例如，高温和高盐度)下有限的膨胀能力。
[0018]常规类型的水凝胶的一些示例包括热响应(响应于温度改变而活化)的水凝胶和pH值响应(响应于pH值改变而活化)的水凝胶。然而，这些常规水凝胶在活化控制以及发生活化的目标位置的控制方面受到限制。与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：使多个电响应水凝胶颗粒流入在地下地层中形成的第一井筒中；在该第一井筒与在该地下地层中形成的第二井筒之间建立电回路；在建立该电回路之后，通过该电回路施加电流，从而将该多个电响应水凝胶颗粒暴露于电场，并引起该多个电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的至少一种，以在该地下地层内形成分流塞；以及当施加该电流时，使水流入该第一井筒中以增大该第二井筒的烃产量。2.如权利要求1所述的方法，其中，该多个电响应水凝胶颗粒的平均直径在1纳米(nm)至10微米(μm)的范围内。3.如权利要求2所述的方法，其中，该多个电响应水凝胶颗粒由包括页硅酸镁铝、过硫酸铵、二亚甲基双丙烯酰胺和乙酸的混合物形成。4.如权利要求2所述的方法，其中，该多个电响应水凝胶颗粒在流入该第一井筒中之前分散在水性流体中，并且使该多个电响应水凝胶颗粒流入该第一井筒中包括使该多个电响应水凝胶颗粒在该水性流体中的分散液流入该第一井筒中，并且该多个电响应水凝胶颗粒在该分散液中存在的浓度在0.1重量百分比(wt.％)至10wt.％的范围内。5.如权利要求4所述的方法，包括，在使水流入该第一井筒中以增大该第二井筒的烃产量之后，移除该电流，从而引起该多个电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的该至少一种，以使该分流塞逆转和变形。6.如权利要求4所述的方法，其中，该电流是第一电流，并且该方法包括，在使水流入该第一井筒中以增大该第二井筒的烃产量之后，在该多个电响应水凝胶颗粒上施加具有与该第一电流相反的电压的第二电流，从而引起该多个电响应水凝胶颗粒的膨胀或聚集中的至少一种，以使该分流塞逆转和变形。7.一种用于生产用于地下地层中的电响应水凝胶的方法，该方法包括：使丙烯酸在具有页硅酸镁铝的混合物中聚合以形成多个颗粒；以及使该多个颗粒与交...

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